Olinda Monteiro([email protected])
1
Olinda Monteiro ([email protected])
Departamento de Química e Bioquímica
Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
Números de oxidação e
Reações Redox
Ciências da Arte e do Património
Química e Física dos Materiais II
(Materiais Inorgânicos)
Aula 4
1
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Números de oxidação (mais usuais) dos elementos
2
Estados de oxidação possíveis dos metais de transição
3
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Número de oxidação dos elementos
1. Nos elementos livres (no estado não combinado) cada
átomo tem número de oxidação zero
Na, Be, K, H2, O2, P4
2. Nos iões monoatómicos o número de oxidação é igual à
carga do ião
Li+ (+1); Fe3+ (+3); O2- (2-)
3. O número de oxidação do oxigénio é (-2). Excetua-se o ião
peróxido (ex. o peróxido de hidrogénio, H2O2) em que é (-1)
4
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
4. O número de oxidação do hidrogénio é +1, exceto quando está ligado a
metais em compostos binários. Nestes casos o seu número de oxidação
é -1 (ex. LiH, NaH).
5. No Grupo I é +1, no Grupo II é +2 e no Grupo 7 é sempre -1.
6. A soma dos números de oxidação de todos os átomos de uma
molécula (ou ião) é igual à carga da molécula (ou do ião)
exemplo: calcular os números de oxidação de todos os átomos no HCO3-?
HCO3- O= -2 C= ???
1 + 3x(-2) + x = -1 x = +4
Número de oxidação dos elementos
5
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Acerto de reacções redox
Ex: A oxidação do Fe2+ a Fe3+ pelo ião Cr2O72- numa solução ácida
1. Escreva a equação não acertada da reacção na forma iónica
Fe2+ + Cr2O72- Fe3+ + Cr3+
2. Identifique os estados de oxidação de cada espécie e separe a equação
em duas semi-reacções
Oxidação: Fe2+ Fe3++2 +3
Redução: Cr2O72- Cr3+
+6 +3
6
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
3. Acerte todos os átomos , à excepção de O e H, separadamente em cada semi-
reacção:
4. Adicione H20 para acertar os átomos de O e H+ para acertar os átomos de
hidrogénio
Fe2+ Fe3+
Cr2O72- 2Cr3+
Fe2+ Fe3+
Cr2O72- 2Cr3+ + 7H2O
14H+ + Cr2O72- 2Cr3+ + 7H2O
7
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
5. Adicione eletrões a um dos lados de cada semi-reacção para acertar as
cargas
6. Se for necessário, multiplique as semi-reacções por coeficientes apropriados
de forma a que o número de eletrões nas duas semi-reacções seja igual
Fe2+ Fe3+ + e-
6e- + 14H+ + Cr2O72- 2Cr3+ + 7H2O
6Fe2+ 6Fe3+ + 6e-
6e- + 14H+ + Cr2O72- 2Cr3+ + 7H2O
(x 6)
(x 1)
8
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
7. Somar as duas semi-reacções e verificar se a equação final está acertada.
Os electrões em ambos os lados devem anular-se mutuamente
6Fe2+ + 14H+ + Cr2O72- 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
6Fe2+ 6Fe3+ + 6e-
6e- + 14H+ + Cr2O72- 2Cr3+ + 7H2ORedução:
Oxidação:
8. Verifique se o número de átomos e cargas está certo
6 x 2 + 14 x 1 - 2 x 1 = 24 = 6 x 3 + 2 x 3
9. Para reacções em soluções básicas, adicione OH- a ambos os membros da
equação por cada H+ que apareça na equação final
9
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Agentes oxidantes e redutores
Agente oxidante é a espécie que permite que outra espécie se oxide.
Os agentes oxidantes sofrem redução
Agente redutor é a espécie que permite que a outra espécie se reduza
Os agentes redutores sofrem oxidação
De uma forma genérica considera-se:
R → O + ne- (oxidação)
O + ne-→ R (redução)
Exemplo: redução do cloreto de ferro (II) pelo KMnO4 (oxidante)
10
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Agentes redutores e respetivas reações de oxidação
11
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Agentes oxidantes e respectivas reações de redução
12
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Reações redox ou de oxi-redução
As reações redox são reações de transferência de eletrões entre agentes
redutores e agentes oxidantes, podendo dar lugar a uma conversão de
energia química em energia elétrica.
As reações redox podem envolver apenas espécies solúveis:
Processos em meio homogéneo:
Fe2+ + Cr2O72-
→ Fe3+ + Cr3+
As reações redox podem também ocorrer entre uma espécie sólida e espécies
iónicas em solução.
Neste caso podem originar, por exemplo:
Processos de corrosão de metais e ligas metálicas
13
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
14
a) Sódio em Na
b) Hidrogénio em H2O
c) Oxigénio em H2O
d) Cloro em NaCl
e) Cálcio em CaCl2
f) Enxofre em H2SO4
g) Hidrogénio em H2O2
h) Fósforo em H3PO4
i) Oxigénio em O2
j) Manganês em KMnO4
k) Ferro em Fe2O3
l) Azoto em NH3
m) Azoto em HNO3
n) Chumbo em Pb(NO3)2
Diga qual o nº de oxidação das seguintes espécies
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
2
1- Qual o número de oxidação do crómio em:
a) Na2CrO4
b) K2Cr2O7
2- Qual o número de oxidação de cada elemento nos seguintes compostos:
a) Al2O3
b) OH-
c) NaCl
d) Bi2O3
e)Ag2S
f)ZnO
g)H2
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
15
Complete a seguinte tabela
reação agente redutor agente oxidante
2 Na + Cl2 → 2 NaCl
2 K + H2 → 2 KH
4 Li + O2 → 2 Li2O
2 Na + O2 → Na2O2
2 Na + 2 H2O → 2 Na+ + 2 OH- + H2
2 K + 2 NH3 → 2 K+ + 2 NH2- + H2
2 Mg + O2 → 2 MgO
3 Mg + N2 → Mg3N2
Ca + 2 H2O → Ca2+ + 2 OH- + H2
2 Al + 3 Br2 → Al2Br6
Mg + 2 H+ → Mg2++ H2
Mg + H2O → MgO + H2
Sr + 2 H2O → Sr2+ + 2 OH- + H2
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
16
Considere as seguintes reações de oxidação-redução:
I- Fe(s) + Cu2+ (aq) ----> Fe2+
(aq) + Cu(s)
II- 2 Fe2+(aq) + H2O2 (aq) + 2 H+
(aq) ----> Fe3+(aq) + 2 H2O
III- Au3+(aq) + I−
(aq) ----> Au(s) + I2(s)
IV- Cr2O3(s) + Al(s) ----> Cr(s) + Al2O3(s)
V- Cr2O72−
(aq) + H+(aq) + NO-
2(aq) ----> H2O(l) + Cr3+(aq) + NO3
−(aq)
a. acerte a estequiometria de cada reação
b. identifique o estado de oxidação de cada elemento
c. escreve as semi-reações de oxidação e de redução
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
17
Top Related