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Reações com transferência de elétrons: oxirredução Prof. Edson Nossol Uberlândia, 19/05/2016 Química Geral

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Page 1: Reações com transferência de elétrons: oxirredução · Reações com transferência de elétrons: oxirredução Prof. Edson Nossol Uberlândia, 19/05/2016 Química Geral

Reações com transferência de elétrons:

oxirredução

Prof. Edson Nossol

Uberlândia, 19/05/2016

Química Geral

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Número de oxidação: número de cargas que um átomo teria em uma molécula (em um composto iônico) se houvesse transferência completa de elétrons

H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)

S(s) + O2(g) → SO2(g)

0 0 1+ -1

0 0 -2 4+

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Regras

1) Elementos livres: número de oxidação zero. H2, Br2, Na, Be;

2) Grupo 1: 1+. Grupo 2: 2+

3) Compostos com oxigênio (MgO, H2O): número de oxidação do

oxigênio é -2. Exceção: H2O2: -1;

4) Hidrogênio: 1+. Exceção: LiH, CaH2. número de oxidação: -1;

5) Flúor: -1. Outros haletos: carga negativa. Exceção: oxiácidos e

oxiânions. ClO-;

6) Molécula neutra: somatório é 0. Íon: igual à carga total do íon.

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Regras

Grupo 15

Grupo 16

Grupo 17 O número de oxidação máximo de um não- metal é igual ao número do seu

grupo -10

nitrogênio, 5+.

enxofre, 6+.

cloro, 7+.

O número de oxidação mínimo é igual ao no do

grupo -18.

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Exercício: Determine o número de oxidação dos elementos em cada um dos compostos ou íons: (a) óxido de alumínio, Al2O3

(b) Ácido fosfórico, H3PO4

(c) Íon sulfato, SO4-2

(d) Íon dicromato, Cr2O7-2

1) Elementos livres: número de oxidação zero. H2, Br2, Na, Be;

2) Grupo 1: 1+. Grupo 2: 2+

3) Compostos com oxigênio (MgO, H2O): número de oxidação do

oxigênio é -2. Exceção: H2O2: -1;

4) Hidrogênio: 1+. Exceção: LiH, CaH2. número de oxidação: -1;

5) Flúor: -1. Outros haletos: carga negativa. Exceção: oxiácidos e

oxiânions. ClO-;

6) Molécula neutra: somatório é 0. Íon: igual à carga total do íon.

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Reações redox

Termita

Fe2O3(s) + 2 Al(s) ----> 2 Fe(s) + Al2O3(s)

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Reações redox

Cu(s) + 2 Ag+(aq) ---> Cu2+

(aq) + 2 Ag(s)

Em todas as reações se

alguma espécie está sendo oxidada outra está sendo

reduzida!

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Reações redox

Manufatura de metais

Combustíveis

Corrosão

Baterias

Por que estudá-las?

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Reações redox

São caracterizadas pela TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS entre um doador e um receptor,

resultando em:

1. Aumento do número de oxidação do elemento = OXIDAÇÃO

2. Diminuição do número de oxidação do elemento = REDUÇÃO

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Reconhecendo uma reações redox

Corrosão do alumínio

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) --> 2 Al3+

(aq) + 3 Cu(s)

Al(s) - --> Al3+(aq) + 3 e-

Número de oxidação do Al aumenta com a doação de elétrons pelo metal

Dessa maneira, o Al é OXIDADO

Al é o AGENTE REDUTOR na semi-reação

balanceada

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Reconhecendo uma reações redox

Corrosão do alumínio

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) --> 2 Al3+

(aq) + 3 Cu(s)

Cu2+(aq) + 2 e- - --> Cu(s)

Número de oxidação do cobre diminui com o ganho de elétrons pelo metal

Dessa maneira, o cobre é REDUZIDO

cobre é o AGENTE OXIDANTE na semi-reação

balanceada

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Reconhecendo uma reações redox

Note que as 2 semi-reações se combinam resultando

na equação global

—se usamos 2 mol de Al e 3 mol de Cu2+.

Al(s) --> Al3+(aq) + 3 e-

Cu2+(aq) + 2 e- --> Cu(s)

-----------------------------------------------------------

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) ---> 2 Al3+

(aq) + 3 Cu(s)

A equação final está balanceada por massa e carga

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Reconhecendo uma reações redox

Note que as 2 semi-reações se combinam resultando

na equação global

—se usamos 2 mol de Al e 3 mol de Cu2+.

Al(s) --> Al3+(aq) + 3 e- (x2)

Cu2+(aq) + 2 e- --> Cu(s) (x3)

-----------------------------------------------------------

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) ---> 2 Al3+

(aq) + 3 Cu(s)

A equação final está balanceada por massa e carga

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Reconhecendo uma reações redox

Note que as 2 semi-reações se combinam resultando

na equação global

—se usamos 2 mol de Al e 3 mol de Cu2+.

2 Al(s) --> 2 Al3+(aq) + 6 e-

3 Cu2+(aq) + 6 e- --> 3 Cu(s)

-----------------------------------------------------------

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) ---> 2 Al3+

(aq) + 3 Cu(s)

A equação final está balanceada por massa e a carga

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Reconhecendo uma reações redox

Note que as 2 semi-reações se combinam resultando

na equação global

—se usamos 2 mol de Al e 3 mol de Cu2+.

2 Al(s) --> 2 Al3+(aq) + 6 e-

3 Cu2+(aq) + 6 e- --> 3 Cu(s)

-----------------------------------------------------------

2 Al(s) + 3 Cu2+(aq) ---> 2 Al3+

(aq) + 3 Cu(s)

A equação final está balanceada por massa e a carga

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Exemplos de agentes redutores e oxidantes

HNO3 é um agente oxidante

2 K(s) + 2 H2O(l) --> 2 KOH + H2

Metais (Na, K, Mg, Fe) são agentes redutores

Metais (Cu) são agentes redutores

Cu + HNO3 --> Cu2+ + NO2

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Reconhecendo uma reações redox

Em termos do oxigênio ganha perde

Em termos do halogênio ganha perde

Em termos dos elétrons perde ganha

Tipo de reação Oxidação Redução

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Nessa série, qualquer metal acima do outro

pode reduzir esse outro metal

… íons Cu2+ para formar cobre metálico.

O chumbo vai reagir com íons Fe3+ ?

Força do agente redutor

Muito fraco

Fraco

Intermediário

Forte O metal Mg pode reagir com…

Muito forte

Powerful!!!

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Exercício: Identifique quais átomos estão passando por mudanças em seus números de oxidação e classifique as reações como ácido-base, precipitação ou oxirredução.

(a) NaOH(aq) + HNO3(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l)

(b) Cu(s) + Cl2(g) → CuCl2(s)

(c) 2 HNO3(aq) + Ca(OH)2(s) → Ca(NO3)2(aq) + 2H2O(l)

(d) 2 S2O3-2

(aq) + I2(aq) → S4O6-2

(aq) + 2I-(aq)

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Tipos de reações redox Combinação

Duas substâncias ou mais se combinam para formar um só produto

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Tipos de reações redox Decomposição

Quebra de um composto em dois ou mais componentes

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Tipos de reações redox Combustão

Reação com oxigênio com liberação de calor e luz

0 2-

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Tipos de reações redox Deslocamento

Um íon (ou átomo) é substituído por outro

hidrogênio

metal

halogênio

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Tipos de reações redox Desproporcionamento

Um elemento em determinado estado de oxidação é simultaneamente oxidado e reduzido

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Exercício

decomposição combinação

Deslocamento de metal

Desproporcionamento 4+ 3+ 5+