Reações de Oxidação Redução

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1 Oxidação/redução em processos inorgânicos Reações de Oxidação Redução Caracterizam-se pela transferência de elétrons entre as espécies envolvidas. Oxidação: uma espécie química sofre aumento do seu estado de oxidação. Redução: uma espécie química sofre redução do seu estado de oxidação.

2 Oxidação/redução em processos inorgânicos Reações de Oxidação Redução Reações redox duas semi-reações simultâneas. (uma envolvendo a perda e a outra o ganho de elétrons) Assim, o agente oxidante é aquele que se reduz. Agente redutor é aquele que se oxida.

3 Oxidação/redução em processos inorgânicos Agentes oxidantes e redutores importantes em Química Inorgânica Oxidantes Redutores KMnO 4 K 2 Cr 2 O 7 HNO 3 Halogênios Água régia: ácido nítrico e ácido clorídrico (1:3) SO 2 H 2 SO 3 H 2 S HI SnCl 2 Zn, Fe e Al H 2 O 2

4 Oxidação/redução em processos inorgânicos Agentes oxidantes e redutores importantes em Química Orgânica Oxidantes Redutores KMnO 4 K 2 CrO 4 LiAlH 4 NaBH 4 KIO 4

5 Oxidação/redução em processos inorgânicos Reações de Oxidação Redução Agente oxidante se reduz porque recebe elétrons. Agente redutor se oxida porque doa elétrons. Exemplos: 1) 2Fe 3+ + Sn 2+ 2 Fe 2+ + Sn 4+ Semi reações: 2 Fe e - 2 Fe 2+ Agente oxidante Sn 2+ Sn e - Agente redutor

6 Oxidação/redução em reações inorgânicas Reações de Oxidação Redução Agente oxidante se reduz porque recebe elétrons. Agente redutor se oxida porque doa elétrons. Exemplos: 2) 5Fe 2+ + MnO H + 5 Fe 3+ + Mn H 2 O Semi reações: MnO H + + 5e - Mn H 2 O Agente oxidante 5 Fe 2+ 5 Fe e - Agente redutor

7 Oxidação/redução em reações inorgânicas Reações de compostos de brometo Em meio ácido, os íons Br - são oxidados a bromo pelo KMnO 4 : +7 2MnO 4- (aq) + 10Br - (aq) + 16H + (aq) = 2Mn 2+ (aq) + 5Br 2 (l) + 8H 2 O(l) Se for adicionado um solvente orgânico apolar, como o CCl 4 ou clorofórmio, haverá a formação de uma fase orgânica colorida, que vai do alaranjado (pouco Br 2 presente) até marrom (muito Br 2 presente). A cor da solução de KMnO 4 deve desaparecer, devido à formação de íons Mn 2+.

8 Reações de compostos de iodeto Reação com H 2 SO 4 concentrado: A reação de ácido sulfúrico com íons I - é análoga à reação com íons Br KI (s) + 2H 2 SO 4 (aq) = I 2 (s) + SO 2 (g) + H 2 O(l) + K + (aq) + HSO 4- (aq) Reação com água de cloro (Cl 2 aquoso): Esse teste é baseado nos diferentes valores dos potenciais padrão de redução dos pares: I 2 /I - (+0,535 V) e Cl 2 /Cl - (+1,360 V) da reação: 2I - (aq) + Cl 2 (aq) = I 2 (s) + 2Cl - (aq)

9 Reações de compostos de iodeto Semi-reações redox: Cl 2 (aq) + 2e - = 2Cl - (aq) +1,360 Volts 2I - (aq) = I 2 (aq) + 2e - - 0,535 Volts Cl 2 (aq) + 2I - (aq) = 2Cl - (aq) + I 2 (aq) +0,825 Volts O valor positivo de + 0,825 V para o potencial final indica que esta reação é espontânea. Continuando-se a adicionar água de cloro, a coloração violeta do I 2 deverá desaparecer devido à formação do ácido iódico (HIO 3 ): I 2 (aq) + 5Cl 2 (aq) + 6H 2 O (l) = 10Cl - (aq) + 12H + (aq) + 2IO 3 - (aq)

10 Reações de compostos de iodeto Reação com íons NO 2- : Íons I - são facilmente oxidados a iodo por íons NO 2- na presença de H 2 SO 4, HCl ou HAc: 2I - (aq) + 2NO 2- (aq) + 4H + (aq) = I 2 (s) + 2NO(g)(g) + 2H 2 O(l)

11 Reações de compostos de iodeto Íons Br - não interferem neste teste porque não são oxidados pelos íons NO 2-, pela observação dos potenciais padrão de redução dos pares NO 2- /NO (+1,000 V) e Br 2 /Br - (+1,065 V). 2NO 2- (aq) + 2H + (aq) + 2e - = 2NO(g) + 2H 2 O(l) + 1,000 Volts 2Br - (aq) = Br 2 (l) + 2e - - 1,065 Volts NO 2- (aq) + 2H + (aq) + 2Br - (aq) = Br 2 (l) + 2NO(g) + 2H 2 O(l) - 0,065 Volts Reação não espontânea!

12 Reações de óxido-redução envolvendo HNO 3 Reação com sulfato ferroso: Como todos os sais de Fe(II), o sulfato ferroso é um agente redutor. Ele reduz o ácido nítrico a oxido nitroso: +5 6 Fe 2+ (aq) + 6 H + (aq)+2 HNO 3 (aq) 6 Fe 3+ (aq) + 4 H 2 O (l) + 2 NO (g) +2

13 Reações de óxido-redução envolvendo HNO 3 Reação do enxofre com HNO 3 S 8(s) + 2 HNO 3(aq) 2 H + (aq) + SO 4 2- (aq) + 2 NO (aq) Reação paralela em fase gasosa: NO + O 2 2 NO 2 Pequenas quantidades de NO 2 também são formadas junto com NO.

14 Reações de óxido-redução envolvendo HNO 3 Usando-se ácido nítrico concentrado: Cu (s) + 4 H + (aq) + 2 NO 3 (aq) Cu 2+ (aq) + 2 NO 2(g) + 2 H 2 O (g) Usando-se ácido nítrico diluído: 3 Cu (s) + 8 HNO 3(aq) Cu(NO 3 ) 2(aq) + 2 NO (g) + 4 H 2 O (g) 2 NO (g) + 3 O 2(g) 2 NO 2(g) Somente metais com E.I. baixas reagem com o ácido nítrico: Mg (s) + 2 HNO 3(aq) Mg(NO 3 ) 2(aq) + H 2(g)

15 Reações de óxido-redução envolvendo HNO 3 Reações com não-metais Reage com esses elementos oxidando-os aos seus estados de oxidação mais elevados, com formação de óxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio, dependendo da sua concentração em solução. C (s) + 4 HNO 3 (CONC.) CO 2(g) + 4 NO 2(g) + 2 H 2 O (g) ou 3 C (s) + 4 HNO 3 (DILUÍDO) 3 CO 2(g) + 4 NO (g) + 2 H 2 O (g)

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