Eletroquímica - Parte 1

o Olá eu sou o professor Rodrigo Cordeiro estamos iniciando uma série de aula sobre eletroquímica como o nome sugere a eletroquímica uma área de estudo sobre a relação entre química e eletricidade em algumas reações químicas são capazes de gerar eletricidade espontaneamente podendo ser utilizadas na fabricação de pilhas e baterias elétricas outras tem o comportamento inverso apesar de não serem espontâneas elas podem ser promovidas mediante aplicação de energia elétrica em todas essas situações envolvem uma classe especial de reações químicas que investigaremos nessa primeira parte as chamadas reações redox ou de oxirredução é comecemos com um exemplo

é Suponha que uma festa de cobre metálico de coloração Castanha seja mergulhada numa solução aquosa de nitrato de prata incolor se passava com o tempo observaremos que um sólido cinza é formado na superfície da peça ao passo que a solução se torna azul e se quiser assistir Uma demonstração interessante dessa reação química acesse o link na descrição desse vídeo É mas o que está acontecendo aqui nós sabemos os elementos químicos que estão presentes no meio reacional então podemos ter uma noção dos produtos dessa reação analisando sua aparência e propriedades e o sólido cinza possui as

características da prata na forma metálica que é formada e se deposita na superfície da peça e sai de cobre são conhecidos por sua coloração azul em solução o que nos sugere que a reação produz nitrato de cobre e esta é a equação balanceada que descreve a reação e para compreendermos melhor o que é oxirredução Convem escrevermos a reação química na forma iônica simplificada o representaremos cada reagente produto na forma como efetivamente se encontra no meio reacional e o cobre metálico é um sólido formado por um agregado de átomos eletricamente neutros nós podemos adicionar o índice

zero para realçar que os átomos não possuem cargas elétricas e o nitrato de prata é um sal solúvel por isso está presente na forma de íons dissociados em meio aquoso E não esqueça de levar em consideração os coeficientes estequiométricos da reação é o mesmo tratamento pode ser estendido aos produtos o unitrato de cobre está na forma dissociada e a prata está na forma metálica o reparo que usariam sem trato aparecem tanto nos reagentes quanto nos produtos eles são íons espectadores da reação estão presentes no meio reacional mas não sofrem nenhuma transformação e para simplificar a

equação podemos omitir o sem os espectadores Já chegamos finalmente a reação na forma iônica simplificada e ela revela que os átomos de cobre inicialmente neutros perdem elétrons e se transforma um cátion descobre dois mais este processo é denominado oxidação e os cátions prata mais recebem elétrons produzindo átomos neutros de prata e esse processo é denominado redução as reações redox ou de oxirredução são reações de transferência de elétrons elas podem ser desmembrados em duas semi-reações o radiox ização na qual os elétrons são perdidos Oi e a de redução na qual os elétrons são recebidos e note

que a reação está balanceada também para os elétrons e o número de elétrons produzidos na oxidação é igual ao número de elétrons consumidos na redução e nem sempre será fácil identificar prontamente uma reação de oxirredução Olha esse exemplo é a grande dificuldade é que os reagentes e produtos são compostos moleculares e não iam bom atômicos como no exemplo anterior e a transferência de elétrons é acompanhada pelo rearranjo de átomos entre as diferentes moléculas é mas analisando as cargas parciais podemos verificar que também é uma reação de oxirredução há na molécula de metano o carbono possui

carga parcial praticamente nula Pois é muito baixa a diferença de eletronegatividade entre ele e o hidrogênio e já não monóxido de carbono a carga parcial do carbono é positiva pois ele está diretamente ligado ao oxigênio que é muito mais eletronegativo com o aumento da carga parcial do carbono indica um processo de oxidação Olá seguindo o mesmo raciocínio concluímos que o hidrogênio da água sofre redução e para facilitar a identificação de uma oxirredução usamos um conjunto de regras práticas que resultam o chamado número de oxidação G1 e o número de oxidação ou nox de cada átomo

é determinado de acordo com as seguintes cargas E se ele for um íon monoatômico o noxo é a própria carga do íon como uma esses exemplos e em substâncias elementares compostas por um só tipo de átomo o noxo é zero para elementos dos grupos 1 e 2 da Tabela Periódica com nox conhecida com o número do grupo Na maioria dos compostos e na verdade trata-se de uma repetição da Regra número um por exemplo o sódio está na forma de cátions monoatômicos na maioria dos compostos por isso são noxo é mais um é uma exceção é

quando estiver na forma elementar aí Então vale a regra dois que estipula nox igual a zero os halogênios possuem inox - 1 e muitos compostos químicos as exceções mais notáveis são as substâncias elementares os compostos em que o halogênio se liga diretamente a um elemento mais eletronegativo e o oxigênio possui inox - 2 na maioria dos compostos químicos há exceções ocorrem por exemplo em compostos como os peróxidos em que há uma ligação o nesses casos o noxo é menos um e em geral o hidrogênio possui inox mais um excesso em compostos Nos quais deve o

elemento mais eletronegativo e por fim a soma dos números de oxidação de cada átomo precisa ser igual a carga total da molécula Como podemos constatar nesses exemplos nós sabemos que oxidação significa perda de elétrons mas também podemos defini-la como um aumento do número de oxidação e no mesmo espírito redução significa ganho de elétrons ou diminuição do número de oxidação é frequentemente você ouvirá alguns termos agente oxidante e agente redutor o agente oxidante era espécie que sofre redução provocando a oxidação da outra o agente redutor é espécie que sofre oxidação provocando a redução da outra o

cuidado para não confundir e vamos ver se você compreendeu e Considere a reação balanceada entre permanganato e cloreto em meio ácido um pause o vídeo determine o número de oxidação de cada elemento identifique os agentes oxidantes e redutor e vamos conferir nós começamos pelo permanganato é o elemento manganês não aparece na nossa lista de regras do Nox O porém sabemos que cada oxigênio possui inox - dois totalizando - 8 é a soma dos nox precisa resultar na carga total do Iam permanganato e por isso o nox do manganês só pode ser mais 7 e os

outros elementos são aplicações diretas das regras práticas do Nox e ao longo da reação o nox do elemento manganês diminui indicando que ele sofre redução e o nox do elemento cloro aumenta indicando que ele sofre oxidação e portanto o iam permanganato ao agente oxidante eo cloreto é uma agente redutor é com esse exemplo encerramos essa aula é importante que você tenha compreendido o que reações de oxirredução são reações de transferência de elétrons e que podemos facilmente identificar os agentes oxidantes e redutores base nos números de oxidação na próxima aula veremos como essas reações podem ser

utilizadas para gerar energia elétrica e até lá