Quimica - Oxirredução

EXPERIMENTO 6: OXIDAÇÃO - REDUÇÃO

1. INTRODUÇÃO

As reações que envolvem a transferência de elétrons são denominadas reações de redução-oxidação ou simplesmente redox. Define-se oxidação como a perda de elétrons e redução como o ganho de elétrons. Surgem outros dois conceitos relacionados com a transferência de elétrons: agente redutor, que se encontrando em maior potencial eletroquímico, libera elétron(s) para o agente oxidante, que se encontra em menor potencial eletroquímico e assim recebe elétron(s) do agente redutor. Portanto, em uma reação eletroquímica os elétrons são transferidos do agente redutor para o agente oxidante. Desse modo, devido à transferência de elétrons, motivada por uma diferença de potencial eletroquímico, o redutor sofre oxidação e conseqüentemente, o oxidante sofre redução.

Exemplo: Redução do óxido de ferro (III) com o monóxido de carbono para formar o ferro metálico. Nessa reação o monóxido de carbono é o agente que causa a redução do minério de ferro a ferro metálico, de modo que o monóxido de carbono é o agente redutor. Quando o Fe2O3 é reduzido pelo monóxido de carbono, o oxigênio é removido do minério de ferro e adicionado ao monóxido de carbono, que é oxidado pela adição de oxigênio para formar o dióxido de carbono. Todo o processo em que o oxigênio é adicionado à outra substância é uma oxidação.

Conclusões importantes:

1. Se uma substância for oxidada, outra substância na mesma reação deve ser reduzida. Por esse motivo, essas reações são freqüentemente chamadas de reações de oxidação-redução, ou para abreviar, reações redox.

2. O agente redutor é oxidado, e o agente oxidante é reduzido.

3. A oxidação é o oposto da redução. Por exemplo, a remoção do oxigênio é redução, e a adição do oxigênio é oxidação.

4. Nem todas as reações redox envolvem o oxigênio, mas todas as reações de oxidação e de redução envolvem a transferência de elétrons entre substâncias.

1.1 Semi-Reação

Quando as reações de oxi-redução são simples, o método de balanceamento direto poderá ser usado. Quando as reações são mais complexas, utiliza-se o método da semi-reação. Neste último, uma reação redox é dividida em duas semi-reações, uma de oxidação e outra de redução.

Exemplo: uma moeda de alumínio colocada numa solução de sulfato de cobre (II) rapidamente fica com uma camada de cobre à medida que o alumínio para a solução de acordo com a equação:

2Alº(s) + 3Cu2+(aq) → 2 Al3+(aq) + 3 Cuº(s)

Nesta reação o alumínio é oxidado a íons alumínio e o cobre (II) é reduzido a cobre elementar. O processo de oxidação, Alº(s) → Al+3(aq) é primeiro balanceado de acordo com as massas e então elétrons são adicionados para o balanço de cargas, Alº(s) → Al+3(aq) + 3 e-. O mesmo procedimento é feito para o processo de redução:

Cu+2(aq) → Cuº(s)

Cu+2(aq) + 2 e- → Cuº(s)

Para se obter a equação iônica total as duas semi-reações deverão ser consideradas. Como a oxidação do alumínio libera três elétrons para cada íon alumínio que é formado, e a redução do íon cobre (II) requer dois elétrons por íon cobre (II), se faz necessário que o número de elétrons cedidos e recebidos sejam iguais. Logo, a semi-reação do alumínio deverá ser multiplicada por 2 e a semi-reação do cobre por 3.

Este método funciona muito bem para reações redox complexas quando o balanceamento por simples verificação torna-se difícil.

1.2 Balanceamento de Reações de Oxidação-Redução

O balanceamento de reações de oxidação-redução por meio do método das semi-reações consiste em quatro etapas:

1. Identificar espécies que estão sendo oxidadas e reduzidas

2. Escrever separadamente as semi-reações para os processos de oxidação e redução-oxidação.

3. Fazer o balanceamento de cargas e de matéria (átomos) das semi-reações.

4. Combinar as semi-reações balanceadas de modo a compor a reação de oxidação-redução global.

2. MATERIAL

- Tubos de ensaio - Pipeta Pasteur - Água clorada (água sanitária) - Palha de aço - Cobre metálico (lixar o fio antes de cortar) - magnésio