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OXIRREDUÇÃO (REGRAS DO Nox )

OXIRREDUÇÃO (REGRAS DO Nox ). As reações de oxidação e redução, também chamadas de reações redox, são fenômenos muito frequentes no nosso cotidiano. Como exemplo, temos: - Um material sofrendo combustão (queima);.

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OXIRREDUÇÃO (REGRAS DO Nox )

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Presentation Transcript

  1. OXIRREDUÇÃO (REGRAS DO Nox)

  2. As reações de oxidação e redução, também chamadas de reações redox, são fenômenos muito frequentes no nosso cotidiano. Como exemplo, temos: - Um material sofrendo combustão (queima); Imagem: Sebastian Ritter /  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic

  3. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) • O processo de enferrujamento do ferro; • - A queima (combustão) de combustíveis nos veículos; (a) Imagem: (a): shuets udono from Tokyo, JPN / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic (b) Imagem: (b): Autor deconhecido / GNU Free Documentation License

  4. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) - Quando se descolore o cabelo com água oxigenada; Imagens: (a): Studio Harcourt Paris / Creative Commons Attribution 3.0 Unported (b): Kt.twentyone /  GNU Free Documentation License (a) (b)

  5. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) - O funcionamento de pilhas e baterias, que movimentam as calculadoras, carros, brinquedos, rádios, televisões e muitas outras coisas. Imagem: Lead holder / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

  6. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Como definição temos: ● Oxidação é a perda de elétrons; ● Redução é o ganho de elétrons. ●Reações de Oxirredução é quando há transferência de elétrons.

  7. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Observando a estrutura da matéria, as reações de oxidação e redução envolvem a transferência de elétrons entre os átomos. Contudo, sabe-se que a oxidação e a redução ocorrem juntas na mesma reação química (1).

  8. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Como exemplo deste fenômeno temos: O Magnésio (Mg) sofrendo oxidação (perdendo 2 elétrons) e o Oxigênio (O) sofrendo redução (ganhando 2 elétrons). Mg ++O = O Mg

  9. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Outro exemplo é introduzirmos um fio de zinco (Zn) em uma solução aquosa de sulfato de cobre (CuSO4). Verificamos, após certo tempo, que ocorre a formação de um depósito de cobre e que a solução aos poucos, vai deixando de ser azul, que é característica dos íons Cu2+. Zn(s) + Cu 2+(aq)  Zn2+(aq) + Cu(s)

  10. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Corrosão de um prego de ferro com fio de cobre enrolado, em meio de agar agar com ferroxil (hexacianoferrato (III) de potássio, indicador de iões ferro, e fenolftaleína, indicador de iões hidróxido). Resultados após 3 dias. Devido à presença de cobre, o ferro é corroído mais rapidamente por sacrifício. O indicador é azul perto do ferro, o que indica libertação de iões ferro para o meio (oxidação do ferro - zona anódica) e rosa perto do cobre, o que indica a libertação de iões hidróxido para o meio (redução do oxigénio - zona catódica) (2). Imagem: Ricardo Maçãs / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

  11. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Podemos representar a reação pela seguinte equação química: Zn(s) + Cu+2(aq) → Zn+2(aq) + Cu(s) Assim, temos as seguintes semirreações: ● Semirreação de oxidação: Zn(s) → Zn+2(aq)+ 2 elétrons ● Semirreação de redução: Cu+2(aq) + 2 elétrons → Cu(s)

  12. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Podemos notar que, devido à transferência de elétrons, ocorreu uma mudança na carga elétrica das espécies químicas. Essas cargas elétricas são denominadas número de oxidação (Nox). O conhecimento do número de oxidação é de grande importância para o entendimento dos processos de óxido-redução (3). Vamos agora estudar as maneiras de determiná-lo.

  13. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Número de Oxidação (Nox) No caso dos compostos iônicos, chama-se Número de Oxidação (Nox) a própria carga elétrica do íon, ou seja, o número de elétrons que o átomo realmente perdeu ou ganhou (4). No MgO (óxido de magnésio) Mg+2: Nox = +2 O-2: Nox = -2

  14. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Nos compostos covalentes, não há um átomo que perca e outro que ganhe elétrons, já que os átomos estão apenas compartilhando elétrons. Entretanto, podemos estender o conceito de número de oxidação também para os compostos covalentes (5).

  15. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Dizendo que: Seria a carga elétrica teórica que o átomo iria adquirir se houvesse quebra da ligação covalente, ficando os elétrons com o átomo mais eletronegativo (6). F,O,N,Cl,Br,I,S,C,P,H

  16. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Por exemplo: No ácido clorídrico (HCℓ), o cloro é mais eletronegativo que o hidrogênio e, em consequência, atrai o par eletrônico covalente para o seu lado. δ- δ+ H Cl H Cl

  17. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Se, por influência externa, houver uma ruptura dessa ligação, é evidente que o par eletrônico ficará com o cloro (7). Então: No HCℓ (ácido clorídrico) H+1: Nox = +1 Cℓ-1: Nox =-1

  18. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) • Dado o conceito de número de oxidação (Nox), podemos ampliar o conceito de oxidação e redução dizendo (8): • Oxidação é a perda de elétrons ou aumento do número de oxidação de um elemento. • Redução é o ganho de elétrons ou diminuição do número de oxidação de um elemento.

  19. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Esquematicamente temos: -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Nox. Oxidação Redução

  20. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) REGRAS PARA A DETERMINAÇÃO DO Nox É fácil calcular o Nox de um elemento que aparece numa substância, sem que seja necessário construir as fórmulas eletrônicas dos compostos, usando as seguintes regras:

  21. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) 1ª regra: O Nox de cada átomo em uma substância simples é sempre zero. Neste caso, como os átomos apresentam a mesma eletronegatividade, numa eventual quebra da ligação, nenhum perde ou ganha elétrons (9). Exemplos: O2, O3, P4, S8, Cgraf, Cdiam 2ª regra: O Nox de um íon monoatômico é sempre igual à sua própria carga. K+ Ba2+ F– N3– Nox: +1 +2 –1 –3

  22. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) 3ª regra: Existem elementos que apresentam Nox fixo em seus compostos. (10)

  23. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) 4ª regra: O Nox do elemento hidrogênio (H), nas substâncias compostas, é geralmente +1. HBr H2SO4 C6H12O6 Nox: +1 +1 +1 Quando o hidrogênio estiver ligado a metal, formando hidretos metálicos, seu Nox é -1 . NaH CaH2 Nox: –1 –1

  24. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) 5ª regra: O Nox do elemento oxigênio (O), na maioria dos seus compostos, é -2. CO H2O H2SO4 C6H12O6 Nox: –2 –2 –2 –2 No composto fluoreto de oxigênio (OF2), como o flúor é mais eletronegativo, o Nox do oxigênio é + 2: OF2 Nox: +2 Nos peróxidos (O2)2–, o Nox do oxigênio é -1. H2O2 Na2O2 Nox: +1 -1 +1 -1 +2 -2 +2 -2 Soma dosNox: Zero Zero

  25. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) 6ª regra: Os halogênios apresentam Nox = - 1, quando formam compostos binários (2 elementos), nos quais são mais eletronegativos (12). HCl MnBr2 CF4 Nox = –1 –1 –1 7ª regra: A soma dos Nox de todos os átomos constituintes de um composto iônico ou molecular é sempre zero (13). CO CaO HCl NaCl +2 - 2 +2 - 2 +1 - 1 Nox: +1 - 1 Soma dosNox: Zero Zero Zero Zero

  26. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Conhecendo essas regras, podemos calcular o Nox de muitos outros elementos (14). Exemplo 1: ● Determinação do Nox do fósforo (P) no H3PO4: H → Nox = +1 P → Nox = X O → Nox = -2 O 4 H 3 P 3.( + 1 ) + X + 4.( - 2 ) = 0 X = + 5

  27. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Exemplo 2: ● Determinação do Nox do Cromo (Cr) no K2Cr2O7: K → Nox = + 1 Cr → Nox = X O → Nox = - 2 O7 K2 Cr2 2.( + 1 ) + 2.X + 7.( - 2 ) = 0 X = + 6 (Nox do Cr).

  28. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) 8ª regra: Num íon composto, o somatório dos Nox é igual à carga do íon. Exemplo 3: ● Determinação do Nox do fósforo (P) no P2O7- 4 : P → Nox = x O → Nox = - 2 O74- P2 2.X + 7.( - 2 ) = - 4 X = + 5 (Nox do P).

  29. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) Variação do Nox nas Reações de Óxido-redução Observando o exemplo da reação entre o cobre (Cu) e a solução aquosa de nitrato de prata (AgNO3) e associando-o ao conceito de Nox, temos (15) : ● semirreação em que ocorre perda de elétrons é denominada reação de oxidação. ● semirreação em que ocorre ganho de elétrons é denominada reação de redução. Cu 2 Ag Cu2+ + 2e- 2Ag+ + 2e- Perda de e- Ganho de e- 0 +2 +1 Nox 0 Oxidação Aumento do Nox Redução Diminuição do Nox

  30. QUÍMICA, 3ª ANO Oxirredução (Regras do Nox) • Com isso, temos: • O cobre (Cu) sofre oxidação e é denominado agente redutor, pois, ao ceder elétrons aos íons prata (Ag+), provoca sua redução (16). • - Os íons prata (Ag+) sofrem redução e agem como agente oxidante, pois, ao receberem elétrons do cobre (Cu), provocam sua oxidação. Agente redutor Sofre oxidação Cu: perde elétrons Ag+: ganha elétrons Sofre redução Agente Oxidante

  31. QUÍMICA, 3ª ANOOxirredução (Regras do Nox) Com isso, verificamos a importância das reações redox e aprendemos as regras e mecanismos de como calcular o número de oxidação (Nox) das substâncias iônicas e moleculares.

  32. QUÍMICA, 3ª ANOOxirredução (Regras do Nox) Referência Bibliográfica: FELTRE, Ricardo, Química. 6. ed. São Paulo: Moderna, 2004. FLEURY. Eduardo; MORTIMER, A. H. Química, 2: ensino médio. São Paulo: Scipione, 2010. SALVADOR, Edgard; USBERCO, João. Química. Volume único. 5. ed. reform. São Paulo: Saraiva, 2002.

  33. Tabela de Imagens

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