UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

IC 607 – Química Analítica

Renata Pontes Araújo

201103535-8

Engenharia Florestal

Turma: T01

Professora Inês Rosane Welter Zwirtes de Oliveira

Seropédica, 14 de Julho de 2014

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Trabalho de Avaliação da disciplina

IC 607 – Química Analítica

Equilíbrio de Oxi-redução

Trabalho realizado pela aluna Renata Pontes Araújo, matrícula 201103535-8.

Curso de Engenharia Florestal, durante o período 2014/I.

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Introdução

A medida dos "sinais analíticos" é base da Química Analítica moderna, relacionados à

transformações de propriedades dos materiais ao longo de uma Análise Química. Potencial,

corrente, resistência elétrica (e seu inverso: condutância elétrica), são propriedades elétricas que

se destacam dentre esses "sinais analíticos".

O estudo do equilíbrio de oxi-redução, envolve o fenômeno de transferência de cargas,

onde o seu principal objetivo é estabelecer fundamentos teóricos sobre a habilidade que uma

substância tem de reagir como "doadora" ou "aceptora" de elétrons.

É importante estudar reações oxi-redução para que possamos desenvolver novas baterias,

prevenir corrosões, realizar reações redox de interesse biológico, além de produção industrial de

Cl2, F2, Al, Cu, NaOH, etc. Tal reação tem importância econômica, ambiental e de segurança

também.

Número de oxidação (nox)

O número de elétrons que um átomo ganha ou perde em uma reação de óxido-redução, é

chamado de Nox. Se o átomo ganha elétrons, seu nox será negativo. Mas se o átomo perde

elétrons, seu nox será positivo. Existem algumas regras a serem usadas para a determinação do

número de oxidação. São elas:

1) O nox de um cátion ou de um ânion é igual à própria carga.

Exemplos: ; .

2) A soma dos nox de um composto é sempre igual a zero.

Exemplos: ; .

3) Substâncias simples apresentam nox igual a zero.

Exemplos: ; .

4) Existem elementos que possuem nox definidos, conforme mostra o quadro abaixo:

Metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) +1

Metais alcalinos terrosos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) +2

Zinco (Zn) +2

Prata (Ag) +1

Alumínio (Al) +3

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5) Outros elementos com nox definidos:

a. O nox dos halogênios (F, Cl, Br, I, At) é -1. Exemplo: HCl.

b. O nox do hidrogênio em substâncias compostas é, geralmente, é -1. Exemplo:

HCl, . Mas há exceção quando o hidrogênio está ligado a metal, na

formação de hidretos, quando seu nox será -1. Exemplo: NaOH.

c. O nox do oxigênio será -2, no geral. Exemplo: , CaO. Há exceção quando

ocorre nos peróxidos , onde o nox do oxigênio é -1. Exemplo: .

Oxi-redução

Reações em que os elementos ganham ou perdem elétrons são chamadas de reações de

óxido-redução. Este processo, sempre ocorre simultaneamente (ganha e perda de elétrons). Para

se entender melhor o processo de Oxi-redução, há necessidade de se conhecer alguns conceitos.

São eles:

Oxidação: é um processo que resulta na perda de um ou mais elétrons pelas substâncias

(átomos, íons ou moléculas). Seu estado de oxidação altera-se para valores mais

positivos.

Redução: é um processo que resulta em ganho de um ou mais elétrons pelas substâncias

(átomos, íons ou moléculas). Seu estado de oxidação atinge valores mais negativos (ou

menos positivos).

Agente redutor: é aquela espécie química que tende a ceder elétrons, ou seja, é aquele

que perde elétrons e que se oxida no processo.

Agente oxidante: é a espécie que tende a captar esses elétrons, ou seja, é aquele que

aceita elétrons e é reduzido durante o processo.

Quando há uma perda de elétrons, a reação é chamada de reação de oxidação. Quando há

ganho de elétrons, é chamada de reação de redução. Observe a equação abaixo:

O alumínio se oxidou passando de nox 0 para nox +3, enquanto o cobre se reduziu,

passando de nox +3 para 0. O alumínio é então o agente redutor e o cobre é o agente

oxidante.

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Para balancear a equação óxido redução, utilizamos a seguinte regra: o número de

elétrons perdidos é igual ao número de elétrons ganhos. Veja como era a reação dada

anteriormente, antes do balanceamento:

Embora a quantidade de elementos esteja balanceada, o número de elétrons não está. Há

um núcleo de alumínio no primeiro membro da reação e um de cobre no segundo. Porém,

enquanto o cobre recebe 2 elétrons, passando de nox +2 para 0, o alumínio perde 3 elétrons,

passando de nox 0 para nox +3. Para balancear a equação e igualar o número de elétrons

perdidos e ganhos devemos multiplicar os alumínios por 2 e os cobres por 3 em ambos os

lados. Desta maneira, temos a seguinte equação:

Quando se falam em processos orgânicos, porém, vale uma regra geral: a redução de uma

molécula orgânica corresponde, usualmente, ao aumento de seu conteúdo de hidrogênio e à

diminuição do seu conteúdo em oxigênio, como mostra o exemplo genérico abaixo

(transformação de ácido carboxílico em aldeído.)

Complementação e conclusão

Em biologia molecular, os processos “redox” têm uma grande importância, já que estão

involucrados na cadeia de reações químicas da fotossíntese e da respiração (a nível molecular),

dois processos fundamentais para a vida dos organismos superiores.

Na indústria, os processos redoxes também são muito importantes, tanto por seu uso

produtivo (por exemplo, a redução de minerais para a obtenção do alumínio ou do ferro) como

por sua prevenção (por exemplo, na corrosão).

A reação inversa da reação redox (que produz energia) é a eletrólise, na qual se aporta

energia para dissociar elementos de suas moléculas.

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Referências bibliográficas:

LAVORENTI, A, Apostila Arquimedes, Atividade 7, Professor Associado do

Departamento de Ciências Exatas, publicação destinada ao Ensino de Ciências-químicas,

ESALQ/USP, 28 de Março de 2002;

Site Guia do Estudante, link: http://guiadoestudante.abril.com.br/estudar/quimica/oxido-

reducao-677414.shtml;

Aula 3 de Química Analítica, Redox, UFJF, 2010.