Reações de Oxidação – Redução

Caracterizam-se pela transferência deelétrons entre as espécies envolvidas.

Oxidação: uma espécie química sofreaumento do seu estado de oxidação.

Redução: uma espécie química sofre reduçãodo seu estado de oxidação.

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.

Oxidação/redução em processos inorgânicos

Agentes oxidantes e redutores importantesem Química Inorgânica

Oxidantes

KMnO4

K2Cr2O7

HNO3

Halogênios

Água régia: ácido nítrico e ácido clorídrico (1:3)

H2O2

Redutores

• SO2

• H2SO3

• H2S

• HI

• SnCl2

• Zn, Fe e Al

Oxidação/redução em processos inorgânicos

Agentes oxidantes e redutores importantes em Química Orgânica

Oxidantes

KMnO4

K2CrO4

KIO4

Redutores

• LiAlH4

• NaBH4

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) 2Fe3+ + Sn2+ ⇆ 2 Fe2+ + Sn4+

Semi – reações: 2 Fe3+ + 2e- 2 Fe2+ Agente oxidante

Sn2+ ⇆ Sn4+ + 2e- Agente redutor

Oxidação/redução em processos inorgânicos

Oxidação/redução em reações inorgânicas

Reações de Oxidação – Redução

Agente oxidante se reduz porque recebe elétrons.

Agente redutor se oxida porque doa elétrons.

Exemplos:

Semi – reações:

5 Fe2+ ⇆ 5 Fe3+ + 5e- Agente redutor

MnO4- + 8H+ + 5e-⇆Mn2+ + 4 H2O Agente oxidante

2) 5Fe2+ + MnO4- + 8H+⇆ 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

Reações de compostos de brometoEm meio ácido, os íons Br- são oxidados a bromo pelo KMnO4:

2MnO4-(aq) + 10Br-(aq) + 16H+(aq) =

2Mn2+ (aq) + 5Br2(l) + 8H2O(l)

Se for adicionado um solvente orgânico apolar, como o CCl4 ouclorofórmio, haverá a formação de uma fase orgânica colorida, que vaido alaranjado (pouco Br2 presente) até marrom (muito Br2 presente).A cor da solução de KMnO4 deve desaparecer, devido à formação deíons Mn2+.

+7

+2

-1

0

Oxidação/redução em reações inorgânicas

Reações de compostos de iodeto

Reação com H2SO4 concentrado:

KI (s) + 2H2SO4 (aq) = I2(s) + SO2(g) + H2O(l) + K+(aq) + HSO4-(aq)

A reação de ácido sulfúrico com íons I- é análoga à reação com íons Br-.

Reação com água de cloro (Cl2 aquoso):

Esse teste é baseado nos diferentes valores dos potenciaispadrão de redução dos pares:

I2/I- (+0,535 V) e Cl2/Cl- (+1,360 V) da reação:

2I-(aq) + Cl2(aq) = I2(s) + 2Cl-(aq)

-1 0+6 +4

Reações de compostos de iodeto

O valor positivo de + 0,825 V para o potencial final indicaque esta reação é espontânea.

Continuando-se a adicionar água de cloro, a coloração violeta do I2

deverá desaparecer devido à formação do ácido iódico (HIO3):

I2 (aq) + 5Cl2 (aq) + 6H2O (l) = 10Cl- (aq) + 12H+ (aq) + 2IO3- (aq)

Semi-reações redox:

Cl2 (aq) + 2e- = 2Cl- (aq) +1,360 Volts

2I- (aq) = I2 (aq) + 2e- - 0,535 Volts---------------------------------------------------------------------------------------------------

Cl2 (aq) + 2I- (aq) = 2Cl- (aq) + I2 (aq) +0,825 Volts

Reações de compostos de iodeto

Reação com íons NO2-:

Íons I- são facilmente oxidados a iodo por íons NO2- na presença de

H2SO4, HCl ou HAc:

2I-(aq) + 2NO2-(aq) + 4H+(aq) = I2(s) + 2NO(g)(g) + 2H2O(l)

+2+5-1 0

Reações de compostos de iodetoÍons Br- não interferem neste teste porque não sãooxidados pelos íons NO2

-, pela observação dos potenciaispadrão de redução dos pares NO2

-/NO (+1,000 V) e Br2/Br-

(+1,065 V).

2NO2- (aq) + 2H+(aq) + 2e- = 2NO(g) + 2H2O(l) + 1,000 Volts

2Br- (aq) = Br2(l) + 2e- - 1,065 Volts------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2NO2- (aq) + 2H+(aq) + 2Br-(aq) = Br2(l) + 2NO(g) + 2H2O(l) - 0,065 Volts

Reação não espontânea !

Reações de óxido-redução envolvendo HNO3

Reação com sulfato ferroso:

Como todos os sais de Fe(II), o sulfato ferroso é um agenteredutor. Ele reduz o ácido nítrico a oxido nitroso:

6 Fe2+(aq) + 6 H+

(aq)+2 HNO3 (aq) → 6 Fe3+(aq) + 4 H2O(l) + 2 NO (g)

+2+5

Reações de óxido-redução envolvendo HNO3

Reação do enxofre com HNO3

S8(s) + 2 HNO3(aq) → 2 H+(aq) + SO4

2-(aq) + 2 NO (aq)

Reação paralela em fase gasosa:

NO + O2 → 2 NO2

Pequenas quantidades de NO2 também são formadas junto com NO.

Reações de óxido-redução envolvendo HNO3

Usando-se ácido nítrico concentrado:

Cu(s) + 4 H+(aq) + 2 NO3

−(aq) → Cu2+

(aq) + 2 NO2(g) + 2 H2O(g)

Usando-se ácido nítrico diluído:

3 Cu(s) + 8 HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(g)

2 NO(g) + 3 O2(g) → 2 NO2(g)

Somente metais com E.I. baixas reagem com o ácido nítrico:

Mg(s) + 2 HNO3(aq) → Mg(NO3)2(aq) + H2(g)

Reações de óxido-redução envolvendo HNO3

Reações com não-metais

Reage com esses elementos oxidando-os aos seus estados deoxidação mais elevados, com formação de óxido de nitrogênio edióxido de nitrogênio, dependendo da sua concentração emsolução.

C(s) + 4 HNO3 (CONC.) → CO2(g) + 4 NO2(g) + 2 H2O(g)

ou

3 C(s) + 4 HNO3 (DILUÍDO) → 3 CO2(g) + 4 NO(g) + 2 H2O(g)