POTENCIAL DE REDUÇÃO

POTENCIAIS DE REDUÇÃO

Existe uma classe muito grande de reações que ocorrem por transferência de elétrons. Uma reação redox é aquela na qual ocorre uma mudança no número de oxidação de no mínimo um elemento envolvido.

Oxidação e Redução

A oxidação é uma reação química onde um átomo ou grupo de átomos, de uma substância, perde elétrons.

Exemplo

Em meio aquoso ferro metálico neutro perde dois elétrons e se transformas no cátion . Os elétrons perdidos pelo ferro neutro devem ser escritos no lado direito da equação, de modo que a resultante das cargas elétricas seja igual ao lado esquerdo da equação – neutro no exemplo dado.

A redução é uma reação química onde um átomo ou um grupo de átomos, de uma substancia ganha elétrons.

Exemplo

Em meio aquoso o cátion cálcio recebe dois elétrons e se transforma cálcio metálico neutro. Os elétrons recebidos devem ser escritos no lado esquerdo da equação para que ocorra uma carga resultante igual ao lado direito da equação – (2+ no exemplo dado).

Parada Obrigatória

As reações de oxidação e de redução devem ocorrer simultaneamente e o número total de elétrons perdidos na oxidação deve ser, necessariamente, igual ao numero de elétrons ganhos na redução.

No meio aquoso ácido Ferro metálico libera gás hidrogênio conforme a equação:

Nesta reação o que acontece com cada reagente?

• EXPLICANDO Ferro – Fe(s): 1

• EXPLICANDO Íon Hidrogênio – H+: 2

Os metais são elementos que possuem alta eletropositividade e tendência a doar elétrons e formar cátions. Eles sofrem reação de oxidação e se comportam como agentes redutores.

Observação

Um metal torna-se mais reativo do que outro quando a sua tendência de doar elétrons, sua eletropositividade, é maior.

Nos reagentes, o sódio metálico possui maior tendência a doar elétrons do que o cátion prata daí, o sódio ser mais reativo do que a prata. Assim, dizemos que o sódio metálico desloca o cátion prata na solução.

A tabela abaixo mostra os principais metais (e respectivos cátions) em ordem decrescente de reatividade ao doar elétrons.

Semi-reações REDOX

Uma reação REDOX é a soma de duas semi-reações conceituais onde explicitamente são mostradas a perda de elétrons (oxidação) e ganho de elétrons (redução).

Em uma semi-reação de redução, uma substância ganha elétrons:

Em uma semi-reação de oxidação, a substancia perde elétrons:

A espécie oxidada e reduzida, em uma semi-reação constitui um par redox.

ATENÇÃO

Um estado não é descrito para os elétrons na equação de uma semi-reação.

A divisão em semi-reação é apenas conceitual e pode não corresponder a uma separação física real dos dois processos.

Um par redox é escrito com a espécie oxidada antes das reduzidas:

Convencionalmente escrevemos todas as semi-reações como redução:

Como a oxidação é o inverso de uma redução, podemos escrever a seguinte semi-reação como redução:

A equação química global é a diferença das duas semi-reações de redução:

Quando necessário multiplicar cada semi-reação por um fator, para garantir que os números dos elétrons se igualem.

ESTABILIDADE REDOX EM ÁGUA

A água é uma das substancias mais comuns, importantes e vitais do planeta terra. Todas as reações que acontecem nos organismos vegetais e animais, inclusive no ser humano, ocorrem em meio a soluções aquosas. Proteínas, enzimas, hormônios só são funcionais na presença da água.

Estabilidade redox em água

Um íon ou uma molécula em solução aquosa pode ser destruído por oxidação ou por redução causada por qualquer uma das outras espécies presentes. Ao avaliar a estabilidade de uma espécie química em solução, devemos considerar todos os reagentes possíveis:

• O solvente

• Outros solutos presentes

• O próprio soluto

• Oxigênio dissolvido

REAÇÕES COM ÁGUA

A água pode atuar como um agente oxidante.

Olhando de Perto

Quando ela atua dessa forma, ocorre a sua redução a H2.

O potencial necessário para a redução de íons hidrônios é:

Os químicos têm em mente essa reação quando se referem à redução termodinâmica da água.

A água também pode atuar como um agente redutor.

Quando atua dessa forma, ela é oxidada a O2.

A variação desses três potenciais com o pH da solução é mostrado abaixo.

O eixo vertical é o potencial de redução do par redox em água: aqueles acima da linha superior podem oxidar a água;