Oxireducao - potencial eléctrico

1.Introdução

No presente trabalho ir-se-á falar de reacções de oxirredução, que são recções que decorrem em certos pontos em soluções não aquosas mas, muitas das reacções ocorrem no meio aquoso. Os metais têm sempre tendência para ceder electrões; consequentemente, eles se oxidam e agem como redutores. Os químicos, comparando vários metais, conseguiram determinar quais são os metais que têm maior tendência e quais os que têm menor tendência para ceder electrões.

 Os processos de oxirredução forma uma classe muito importante de reacções químicas, eles ocorrem entre muitos compostos inorgânicos e orgânicos e são extremamente importantes nos sistemas bioquímicos, onde provêem o mecanismo para a transferência de energia nos organismos vivos.  

 

1.1.Objectivos

1.1.1.Geral

• Conhecer as rações de Oxirredução.
• Compreender os proceesos de célula Galvânica.  

1.1.2.Especifico

• Caracterizar os processos de oxirredução e célula galvânica;
• Descrever as reacções e o meio que ocorre uma reacção de oxirredução;
• Indicar o número de oxidação de cada elemento que participa duma reacção de oxirredução;
• Compreender o comportamento do potencial de redução em uma reacção espontânea e não espontânea.  

1.2.Metodologia

Para a realização do presente relatório recorreu-se a leitura de várias obras científicas citadas na bibliografia do presente trabalho.

2.Oxidante – redutor, as suas massas equivalentes e números equivalentes.

2.1.Reacções de Oxirredução

A electroquímica é o ramo da química que trata da conversão da energia eléctrica em energia química e vice-versa. Os processos electroquímicos envolvem reacções de oxirredução (oxidação e redução) nas quais a energia liberada por uma reacção espontânea é convertida em electricidade ou em que a electricidade é usada para forçar a ocorrência de uma reacção química não espontânea (CHANG, 2005:621).

Para que uma reacção de oxirredução ocorra, um dos reagentes deve apresentar a tendência de ceder electrões, e o outro, de receber electrões (FELTRE, 2004:246).

Nas reacções de oxirredução ocorre uma transferência de electrões de uma substancia para outra.  

• Redução - É o ganho de electrões por um átomo. Pode-se falar em redução do átomo ou da molécula (nesse caso, quer dizer que algum dos átomos da molécula ganhou um electrão).
• Oxidação - É a perda de electrões por um átomo. Pode-se falar em oxidação do átomo ou da molécula (nesse caso, quer dizer que algum dos átomos da molécula perdeu um electrão).

[pic 1]

Mg(S) + 2HCl(aq)                              MgCl2(aq) + H2(g)[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

Redução                             Oxidação

Muitos processos de oxirredução importantes ocorrem em água, mas nem todas as
reacções de oxirredução têm lugar em solução aquosa. As reacções de oxirredução em
meio não aquoso são mais simples de serem tratadas, por exemplo uma reacção na qual dois elementos se combinam para formar um composto (CHANG, 2005:105).

Consideremos a formação do óxido de magnésio (MgO) a partir do magnésio e do oxigénio.

2Mg(s) + O2(g)                2MgO(s)[pic 9]

O óxido de magnésio (MgO) é um composto iónico, formado pelos íons Mg2+ e O2-.
Nessa reacção, dois átomos de magnésio dão ou transferem quatro electrões a dois átomos de O (em O2), Para simplificar-se, pode-se pensar nesse processo em duas etapas, uma envolvendo a perda dos quatro electrões dos átomos de Mg e a outra envolvendo o ganho de quatro electrões por uma molécula de O2:

2Mg                  2Mg2+  + 4e-[pic 10]

O2 + 4 e-                 2O2-[pic 11]

Cada uma dessas etapas é denominada semi-reacção e mostra, de forma explícita, os electrões envolvidos em uma reacção de oxirredução. A soma das semi-reacções dá a reacção global:

2Mg  +  O2 +  4e-                  2Mg2+ + 2O2- + 4e-[pic 12]

Se, se eliminar os electrões que aparecem em ambos os lados da equação tem-se:

 2Mg  +  O2                  2Mg2+ + 2O2- [pic 13]

Logo, os iões de Mg2+ e O2-, combina-se para formar MgO:

2Mg2+ + 2O2-                2MgO[pic 14]

A semi-reacção que envolve perda de electrões designa-se reacção de oxidação. O termo "oxidação" foi originalmente utilizado pelos químicos para indicar combinações de elementos com o oxigénio. A semi-reacção que envolve ganho de electrões denomina-se reacção de redução.

 Na formação do óxido de magnésio, o magnésio é oxidado. Diz-se que o metal actua como agente redutor, visto ceder electrões ao oxigénio, causando assim a sua redução. O oxigénio é reduzido, actuando como agente oxidante porque aceita electrões do magnésio, causando dessa forma a sua oxidação.

A extensão da oxidação em uma reacção de oxirredução deve ser igual à extensão da redução, isto é, o número de electrões perdidos por um agente redutor deve ser igual ao número de electrões ganhos por um agente oxidante (CHANG, 2005:106).

2.2.Número de Oxidação

O número de oxidação, também chamado de estado de oxidação, refere-se ao número de cargas que um átomo teria em uma molécula (ou em um composto iónico) se houvesse transferência completa de electrões.

Número de oxidação (NOX) - é a carga, real (para íons) ou parcial (para átomos em uma molécula) dos átomos. Para se determinar o número de oxidação, desenhar a molécula e avaliar a diferença de electronegatividade entre o átomo de interesse e os seus ligantes, ou seja, ver qual dos elementos tende a atrair mais os electrões (o que atrair mais os electrões de uma ligação terá uma carga parcial negativa e o outro ligante, uma carga parcial positiva).