Equilíbrio de Oxidação – Redução

Reações de Oxidação – ReduçãoCaracterizam-se pela transferências de elétrons

entre as espécies envolvidas.

Qual a consequência da transferência de elétrons?

Oxidação: uma espécie química sofre aumento doseu número de oxidação.

Redução: uma espécie química sofre redução doseu número de oxidação.

Reações de Oxidação – ReduçãoReações redox duas semi-reações simultâneas.

(uma envolvendo a perda e a outra o ganho de elétrons)

A perda de elétrons por uma espécie é a oxidação

O ganho de elétrons por uma outra espécie é a redução

Fe3+ + V2+ ↔ Fe2+ + V 3+

Reações de Oxidação – ReduçãoReações redox duas semi-reações simultâneas.

(uma envolvendo a perda e a outra o ganho de elétrons)

A perda de elétrons por uma espécie é a oxidação.

O ganho de elétrons por uma outra espécie é a redução.

Assim, o agente oxidante é aquele que se reduz.

Agente redutor é aquele que se oxida.

Reações de Oxidação – ReduçãoAgente 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

Química Analítica Clássica

Reações de Oxidação – ReduçãoAgente 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

Química Analítica Clássica

Reações de Oxidação – ReduçãoExemplo 3: reação que ocorre quando se mergulha uma lâmina de zinco metálico em uma solução de sulfato de cobre.

A reação global é a seguinte:

0220 ⇔ CuZnCuZn

Semi-reações:

A oxidação do zinco metálico

A redução do cobre (II)

20 2 ⇔ eZnZn

02 ⇔2 CueCu

Reações de Oxidação – ReduçãoExemplo 3: reação que ocorre quando se mergulha uma lâmina de zinco metálico em uma solução de sulfato de cobre.

As espécies capazes de doar elétrons são chamadas agentesredutores e aquelas capazes de receber elétrons são agentesoxidantes.

No exemplo,

Zn perdeu 2e- agente redutor sofre oxidação

Cu2+ ganhou 2e- agente oxidante sofre redução

Em uma reação redox o número de elétrons cedidos por umaespécie deve ser IGUAL ao número de elétrons ganhos por outraespécie.

0220 ⇔ CuZnCuZn

Balanceamento de Reações de Oxidação – Redução

Reações com estequiometria 1:1

Ce4+ + 1e- Ce3+ semi-reação de redução

Fe2+ Fe3+ + 1e- semi-reação de oxidação

Ce4+ + Fe2+ Ce3+ + Fe3+ reação redox completa

Ce4+ é o agente oxidante, porque se reduz.Fe2+ é o agente redutor, porque se oxida.

Balanceamento de Reações de Oxidação – Redução

Reações com estequiometria 2:1

2 Fe3+ + 2 e- 2 Fe2+ semi-reação de redução

Sn2+ Sn4+ + 2 e- semi-reação de oxidação

2 Fe3+ + Sn (s) 2Fe2+ + Sn4+ reação redox completa

Fe4+ é o agente oxidante, porque se reduz.Sn2+ é o agente redutor, porque se oxida.

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EletroquímicaA eletroquímica estuda : Pilhas

Eletrólise

Pilhas ou Células GalvânicasCaracterísticas

Transformam energia química (de uma reação química)em energia elétrica (são geradores de corrente elétrica)

O processo, ou seja, a reação é espontâneo

A corrente gerada é uma corrente contínua

A reação que ocorre é uma reação de óxido-redução(reação de transferência de elétrons)

A transferência de elétrons ocorre de forma indireta

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ESQUEMA DE UMA PILHA – MODELO : PILHA DE DANIELL ( Zn – Cu)

Lâmina de Zn mergulhada numa solução de íons Zn2+

Lâmina de Cu mergulhada numa solução de íons Cu2+

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Quando as duas lâminas são ligadasatravés de um fio começam a migrarelétrons da lâmina de Zinco ( Zn ) para alâmina de Cobre ( Cu ). Dizemos entãoque o Zn oxida(doa elétrons) e que o Cureduz(recebe elétrons) na reação, ouseja:

na lâmina de Zn :Zn0 Zn+2 + 2 e- (Oxidação)

(da lâmina) (caem na solução)

:

na lâmina de CuCu+2 + 2 e- Cu0 (Redução)

(da solução) (depositam na lâmina)

Com o passar do tempo a lâmina deZn sofre desgaste ( perde massa ou écorroída ) e a lâmina de Cu sofreacúmulo de material ( ganha massa )

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Zn Cu

V

Zn+2

SO4-

Cu+2

SO4-2

Zn+2

Ponte salina KClE0

red Zn = - 0,76 V E0red Cu = +0,34V

+

K+K+K+K+K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+ K+ K+ K+

Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-

e-

e-

e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e-

e-

e-

e-

e-

Ânodo (-) : Zn0 Zn+2 + 2e-

Oxidação do zinco metálico

Cátodo (+) : Cu+2 + 2e- Cu0

Redução dos íons cobre

-

A reação global da pilha é dada então por :

Zno (s) + Cu 2+ (aq) Zn 2+ (aq) + Cuo (s)

Representação esquemática de uma Pilha : Ao | A+ || B+ | Bo

a

b

c

d

e

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nas PI lhas

o polo PO sitivo

é o CA todo

e ocorre R edução

Oxidação = Corrosão

Quem sofre redução numa pilha :Tem maior potencial de redução

Ganha elétrons

Diminui o Número de Oxidação ( Nox )

Aqui está a DICA para guardar o que interessa para as PILHAS

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Cálculo da Voltagem , ou ddp ou Força Eletromotriz (f.e.m)

de uma PILHA ( V ou Eo)

) V ( elemento do eletrodo de potencial E

E - E E

o

omenor redução

omaior redução

o

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TABELA DOS POTENCIAIS DE REDUÇÃO A 25 oC e 1 atm

Par Redox Reação de Eletrodo E0/V

Li+/Li Li+ + e- ↔ Li -3.04

K+/K K+ + e- ↔ K -2.92

Ca2+/Ca Ca2+ + 2e- ↔ Ca -2.76

Na+/Na Na+ + e- ↔ Na -2.71

Al3+/Al Al3+ + 3e- ↔ Al -1.71

Zn2+/Zn Zn2+ + 2e- ↔ Zn -0.76

Cr3+/Cr Cr3+ + 3e- ↔ Cr -0.74

Fe2+/Fe Fe2+ + 2e- ↔ Fe -0.41

Cd2+/Cd Cd2+ + 2e- ↔ Cd -0.40

Ni2+/Ni Ni2+ + 2e- ↔ Ni -0.23

Sn2+/Sn Sn2+ + 2e- ↔ Sn -0.14

Pb2+/Pb Pb2+ + 2e- ↔ Pb -0.13

H+/H2/Pt 2H+ + 2e- ↔ H2 0.00

Cu2+/Cu Cu2+ + 2e- ↔ Cu 0.34

Ag+/Ag Ag+ + e- ↔ Ag 0.80

Au3+/Au Au3+ + 3e- ↔ Au 1.42

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EXERCÍCIO 1 : Dada a pilha esquematizada abaixo, especifique :

a) Os polos, os eletrodos, a d.d.p, o sentido da corrente, o que ocorre com cada eletrodo

b) As reações em cada eletrodo e a reação global da pilha