ELETROQUÍMICA

1. ELETROQUÍMICA Revisão de conceitos de reações REDOX e seu balanceamento Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

2. Conceitos básicos: VEJAMOS UM EXEMPLO: • Reação de Oxiredução ou Redox: • Ocorre transferência eletrônica entre espécies químicas, ou seja... • Há variação do nox de determinados elementos. • Obrigatoriamente, pelo menos uma espécie química se reduz e pelo menos uma se oxida. • Toda reação pode ser dividida em duas SEMI-REAÇÕES, uma de redução e uma de oxidação. • Os elétrons perdidos na oxidação são empregados na redução. Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

3. Conceitos básicos (cont.): • Seja a reação: XeO3(aq) + MnO (aq) Xe (g) + HMnO4(aq) • Que informações podemos tirar da equação? • A reação se processa em solução aquosa, com formação de um gás. • Os reagentes da reação são XeO3 e MnO. • Os produtos da reação são Xe e HMnO4. • A equação não está balanceada. Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

4. Conceitos básicos (cont.): +6 -2 +2 -2 0 +1 +7 -2 XeO3(aq) + MnO (aq) Xe (g) + HMnO4(aq) • A transformação ocorrida com o elemento Xe é característica de reações de oxiredução. • A confirmação se dá pela determinação dos nox dos elementos envolvidos na reação. • Observa-se que o Xe sofre redução e o Mn sofre oxidação. • As duas semi-reações seriam: • SRR: XeO3 + 6 e-→ Xe • SRO: MnO → HMnO4+ 5 e- Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

5. Conceitos básicos (cont.): • É importante lembrar que: • Se a reação redox é uma reação de transferência eletrônica, os elétrons perdidos na oxidação serão consumidos na redução. • Como na reação redox ocorre variação do nox dos elementos, o meio em que a reação ocorre é de fundamental importância no equilíbrio das cargas das espécies químicas presentes, • ... até porque os potenciais de oxidação e redução das espécies químicas variam consideravelmente com o meio reacional. Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

6. Balanceamento de Equação Redox • Proposta de método para balanceamento: • Preparação inicial: • Identificar as espécies que sofreram oxidação e redução. • Separar as semi-reações sem se preocupar com os elétrons ganhos e perdidos. • Exemplo: Para a equação sugerida anteriormente: • SRR: XeO3 → Xe • SRO: MnO → HMnO4 Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

7. Balanceamento de Equação Redox • Proposta de método para balanceamento (cont.): • 1ª Etapa: • Igualar a quantidade de átomos do elemento que sofre redução ou oxidação pela utilização do coeficiente estequiométrico necessário. • 2ª Etapa: • Colocar os elétrons necessários para que as semi-reações ocorram. Para a equação sugerida anteriormente: • SRR: XeO3 → Xe • SRO: MnO → HMnO4 • SRR: XeO3 + 6 e- → Xe • SRO: MnO → HMnO4+ 5 e- Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

8. Balanceamento de Equação Redox • Proposta de método para balanceamento (cont.): • 3ª Etapa: • Igualar o total de cargas nos termos dos reagentes e dos produtos, em função do meio em que a reação se processa: • Se for Meio Ácido o equilíbrio de cargas deve ser feito pela adição de H+ no termo conveniente. • Ex.: XeO3 + 6 e-→ Xe • Se for Meio Básico o equilíbrio de cargas deve ser feito pela adição de OH- no termo conveniente. • Ex.: XeO3 + 6 e-→ Xe 6 negativas nula Ex.: XeO3 + 6 e- + 6 H+→ Xe 6 negativas nula Ex.: XeO3 + 6 e- → Xe + 6 OH- Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

9. Balanceamento de Equação Redox • Proposta de método para balanceamento (cont.): • 4ª Etapa: • Equilibrar a quantidade de H pela adição de água, no termo conveniente. • Ex.: XeO3 + 6 e- + 6 H+→ Xe ou • Ex.: XeO3 + 6 e- → Xe + 6 OH- • 5ª Etapa: • Checar o balanceamento do oxigênio. Na maior parte das vezes ele já estará balanceado, mas quando não o estiver, completar como necessário Ex.: XeO3 + 6 e- + 6 H+→ Xe + 3 H2O Ex.: XeO3 + 6 e- + 3 H2O → Xe + 6 OH- Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

10. Balanceamento de Equação Redox • Proposta de método para balanceamento (cont.): • 6ª Etapa: • Igualar a quantidade de elétrons cedidos e recebidos, de forma que ao se somar as duas semi-reações os elétrons se anulem. • Exemplo • SRR: XeO3 + 6 e- + 6 H+→ Xe + 3 H2O • SRO: MnO + 3 H2O → HMnO4 + 5 e- + 5 H+ (x 5) SRR: 5 XeO3 + 30 e- + 30 H+→ 5 Xe + 15 H2O SRO: 6 MnO + 18 H2O → 6HMnO4 + 30 e- + 30 H+ (x 6) 5 XeO3 + 6 MnO + 3 H2O → 5 Xe + 6 HMnO4 Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009

11. Balanceamento de Equação Redox • Exercícios de fixação: 1. Balanceie as reações redox a seguir em meio ácido: (a) AsH3 + Ag+→ As4O6 + Ag (b) [MnO4]– + HCN + I– → Mn2+ + ICN (c) H5IO6 + I– → I2 (d) [UO]2+ + Cr2O72– → [UO2]2+ + Cr3+ 2. Balanceie as reações redox a seguir em meio básico: (a) Co + OCl– → Co(OH)3 + Cl– (b) As → AsO33– + H2 (c) [PbO2(OH)]–(aq) → Pb(s) (d) Au + CN– + O2 → [Au(CN)2]– Prof. Dr. Ary Maia, Jul/2009