Aula de oxirredução com experimento - Oxirredução com um problemão -
Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química Ensino Médio, 3ª Série Balanceamento de...
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Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química
Ensino Médio, 3ª SérieBalanceamento de equações pelo
método de oxirredução
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Um dos produtos liberados pela indústria
é o dióxido de enxofre (SO2(g)) que em contato com o oxigênio (O2(g))
da atmosfera produz (SO3(g)) de acordo com a reação:
2 SO2(g) + O2 (g) 2 SO3(g)
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
2 SO2(g) + O2 (g) 2 SO3(g)
Podemos observar que nesta reação ...
Ocorre transferência de elétrons entre duas substâncias.
O elemento que ganhou elétrons teve seu número de oxidação diminuído.
O elemento que perdeu elétrons teve seu número de oxidação aumentado.
Que o total de elétrons cedidos é igual ao total de elétrons recebido.
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
2 SO2(g) + O2 (g) 2 SO3(g)
A substância que contém o elemento que ...
... ganhou elétrons, diminuiu o Nox, é o OXIDANTE.
... perdeu elétrons, aumentou o Nox, é o REDUTOR.
+ 4 + 6zero – 2
Enxofre (S) aumentou o Nox = Oxidação.
SO2 é o REDUTOR
oxigênio (O) diminuiu o Nox = redução.
O2 é o OXIDANTE
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
2 SO2(g) + O2 (g) 2 SO3(g)
Este tipo de reação é classificada como reação de OXIRREDUÇÃO.
Imagem : Brocken Inaglory/Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Uma reação de oxirredução muito importante é a que ocorre com o FERRO
4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3 (s)zero + 3zero – 2
oxidação
redução
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
O álcool presente no vinho pode sofrer
OXIDAÇÃO
se a garrafa for deixada aberta
por um período longo
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
A pilha eletroquímica tem seu funcionamento
baseado em uma reação
de oxidação e redução
Imagem : Cyberpunk/Creative Commons - CC0 1.0 Universal (CC0 1.0) Dedicação ao Domínio Público
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Em todas as situações mostradas teremos uma
EQUAÇÃO QUÍMICA
de oxidação e redução
representando o fenômeno
2 SO2(g) + O2 (g) 2 SO3(g)
4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3 (s)
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Neste tipo de reação teremos:
Zn (s) + CuSO4 (aq) Cu (s) + ZnSO4 (aq)
2 e –
O agente redutor cedendo elétrons.
O agente oxidante recebendo elétrons.
O total de elétrons CEDIDOS é sempre igual ao total RECEBIDO.
Estas características podem ser usadas
para balancear os Coeficientes Estequiométricos
de uma equação de oxirredução
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Como chegaremos a estes coeficientes estequiométricos?
P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO+2+5+50
P :OXIDAÇÃO Δ = (+5) – 0 = 5
REDUÇÃO N : Δ = (+5) – (+2) = 3
3 35 2 5
Como o total de elétrons CEDIDOS e RECEBIDOS devem ser iguais,
devemos inverter estas variações usando-as como coeficientes.
Prosseguimos o balanceamento por tentativas.
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + H2O + Cl2
Para facilitar o balanceamento podemos seguir algumas regras:
a) Descobrir todos os elementos que sofreram oxidação e redução, isto é,é, mudaram o número de oxidação
+7 +2– 1 0+1 +1 +1+1– 1 – 1– 2 – 2
b) Calculemos agora as variações de Nox desses elementos, que chamaremos de (delta). Criamos então dois ramais; o de oxidação e o de redução
Cl :OXIDAÇÃO Δ = 0 – (– 1) = 1
REDUÇÃO Mn :Δ = (+7) – (+2) = 5
c) Multiplicamos a variação do Nox do elemento, na substância escolhida, pela sua atomicidade. Teremos, neste caso, a variação total do Nox.
Ramal de oxidação:
Ramal de redução:
Δt = 1 x 2 = 2
Δt = 5 x 1 = 5
Cl2
KMnO4
5 Cl2
2 KMnO4
d) Dar a inversão dos resultados para determinar os coeficientes.
2 52 2 816
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
A cebola, por conter derivados de enxofre,
pode escurecer talheres de prata.
Este fenômeno pode ser representado pela equação:
4 Ag(s) + 2 H2S(g) + O2(g) 2 Ag2S(s) + 2 H2O(v)
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
4 Ag(s) + 2 H2S(g) + O2(g) 2 Ag2S(s) + 2 H2O(v)
Como chegaremos a estes coeficientes estequiométricos?
Ag(s) + H2S(g) + O2(g) Ag2S(s) + H2O(v)
0 +1 – 20
Oxidação: (Δ = 1 – 0 = 1)
Redução:(Δ = 0 – (– 2) = 2
Ramal de oxidação:
Ramal de redução:
Δt = 1 x 2 = 2 ou 1
Δt = 2 x 2 = 4 ou 2
Ag2S
O2
2 Ag2S
1 O2
Dar a inversão dos resultados para determinar os coeficientes.
21 224
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
O cálculo da variação total dos elétrons
CEDIDOS e RECEBIDOS
devem ser calculados com a substância
que possui cujo elemento tenha
número de oxidação exclusivo e com maior atomicidade
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Cl2 + NaOH NaCl + NaClO3 + H2O0 – 1 +5+1 +1 +1+1 +1– 2 – 2 – 2
NaCl ΔT = 1 X 1 = 1
NaClO3 ΔT = 5 X 1 = 5
5 NaCl
1 NaClO3
5 1 363
Encontraremos reações de oxirredução em o mesmo elemento sofre
OXIDAÇÃO e REDUÇÃO
É um caso especial denominado de
AUTO OXIRREDUÇÃO
Redução: Δ = 0 – (– 1) = 1
Oxidação: Δ = 5 – 0 = 5
Neste caso calculamos a variação total no 2º membro da equação
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Um caso especial é quando envolve ÍONS, pois deveremos,
também, balancear as cargas dos íons
MnO4 + NO2
+ H + Mn2+ + NO3 + H2O
+7 +3 +2 +5+1– 2– 2 – 2 +1 – 2
52 2 5 36
Redução: Δ = 7 – 2 = 5
Oxidação: Δ = 5 – 3 = 2
ΔT = 5 X 1 = 5
ΔT = 2 X 1 = 2
MnO4
NO2
2 MnO4
5 NO2
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
2 MnO4 + 5 NO2
+ 6 H+ 2 Mn2+ + 5 NO3 + 3 H2O
Verifique que as cargas elétricas estão equilibradas:
1º membro: 2 . (– 1) + 5 . (– 1) + 6. (+1) = – 1
2º membro: 2 . (+2) + 5 . (– 1) = – 1
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Existem outras reações que envolvem o peróxido de hidrogênio
CrCl3 + H2O2 + NaOH Na2CrO4 + NaCl + H2O
+3 +6–1 – 2+1 +1 +1+1 –2+1 – 2 – 1 +1– 1
Oxidação: Δ = 6 – 3 = 3
Redução: Δ = (– 1) – (– 2) = 1
ΔT = 3 X 1 = 3
ΔT = 1 X 2 = 2
CrCl3
H2O2
2 CrCl3
3 H2O2
23 6102 8
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Uma outra aplicação das reações da
Oxirredução é nos filtros de carvão ativo.
Os filtros contendo carvão ativo
procuram eliminar o excesso de cloro na água tratada.
Pode ocorrer a reação:
2 Cl2 + C + 2 H2O CO2 + 4 H + + 4 Cl –
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Cl2 + C + H2O CO2 + H + + Cl –
Vamos fazer o balanceamento desta equação?
0 +4 –10
Oxidação: Δ = 4 – 0 = 4
Redução: Δ = 0 – (– 1) = 1
ΔT = 1 X 2 = 2 ou 1
ΔT = 4 X 1 = 4 ou 2
Cl2
C
2 Cl2
1 C
41 122 4
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Verifique que as cargas elétricas estão equilibradas:
1º membro: todas as substâncias são neutras
2º membro: 4 . (+1) + 4 . (– 1) = 0
2 Cl2 + C + 2 H2O CO2 + 4 H + + 4 Cl –
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
O sistema de segurança airbag usado em automóveis é acionado
por um microprocessador em caso de acidente. Ocorre
desencadeamento de reações liberando nitrogênio, que infla
prontamente o saco plástico (airbag).
Considerando as reações:
NaN3(s) Na(s) + N2(g)
Na(s) + KNO3(s) Na2O(s) + K2O(s) + N2(g)
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Vamos acertar os seus coeficientes estequiométricos
NaN3(s) Na(s) + N2(g) – 1/3+1 0 0
Oxidação: Δ = 0 – (– 1/3) = 1/3
Redução: Δ = 1 – 0 = 1
ΔT = 1/3 X 2 = 2/3 ou 2
ΔT = 1 X 1 = 1 ou 3
N2
Na
3 N2
2 Na
322
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Na(s) + KNO3(s) Na2O(s) + K2O(s) + N2(g)
+1+50 0– 2+1 +1– 2 – 2
Oxidação: Δ = 1 – 0 = 1
Redução: Δ = 5 – 0 = 5
ΔT = 5 X 2 = 10 ou 5
ΔT = 1 X 2 = 2 ou 1
N2
Na2O
1 N2
5 N2O
5 110 2 1
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
Exercícios de fixação do conteúdo:
01) Na equação representativa de uma reação de oxirredução:
Ni + Cu 2+ Ni2 + + Cu
a) o íon Cu2+ é o oxidante porque ele é oxidado.
b) o íon Cu2+ é o redutor porque ele é reduzido.
c) o Ni é redutor porque ele é oxidado.
d) o Ni é o oxidante porque ele é oxidado.
e) o Ni é o oxidante e o íon Cu2+ é o redutor.
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QUÍMICA, 3º AnoBalanceamento de equações pelo método de oxirredução
02) (UVA – CE) Na obtenção do ferro metálico a partir da hematita,
uma das reações que ocorre nos altos fornos é:
“Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2”
Pela equação, pode-se afirmar que o agente redutor e o
número de oxidação do metal reagente são, respectivamente:
a) CO2 e zero.
b) CO e + 3.
c) Fe2O3 e + 3.
d) Fe e – 2.
e) Fe e zero.
Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2
0 +4+ 2+ 3 – 2 – 2 – 2
Redução
OXIDANTEOxidação
REDUTOR
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Referências
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABJE0AD/exe-oxireducao
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAANvMAF/processamento-vinhos-vinagre
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Tabela de Imagensn° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto
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2 e 4 Brocken Inaglory/Creative Commons
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30/08/2012
6 Avenue/ Creative Commons Atribuição-Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Corroded_iron_tank_in_abandoned_mine_on_White_Island.jpg?uselang=pt-br
30/08/2012
7 Autor desconhecido/Disponibilizada por Ile-de-re/Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 Não Adaptada
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Margaux94_1.jpg
30/08/2012
8 Cyberpunk/Creative Commons - CC0 1.0 Universal (CC0 1.0) Dedicação ao Domínio Público
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Diferentes_Pilhas_AA.JPG
30/08/2012
13A Andrew c/GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Yellowonion-edit1.jpg
30/08/2012
13B Warburg/Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Jean_Nouvel_silverware.JPG
30/08/2012