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Universidade Federal do Rio de Janeiro Nome: Kissya Kropf da Silva Química I Prática VI – Reações de Oxirredução INTRODUÇÃO As reações de oxirredução estão relacionadas com a transferência de elétrons entre íons e átomos das substâncias que a compõe. Na reação redox, por exemplo, ocorre a transferência de elétrons que também é usada para produzir energia, através da eletricidade. Suas reações ocorrem de forma experimental em uma célula eletroquímica, e, devido a espontaneidade com que a reação ocorre, é conhecida como cela voltaica ou galvânica[1]. “Similarmente, os elétrons fluem do anodo (oxidação – perda de elétrons) para o catodo (redução – ganho de elétrons) devido à diferença de energia potencial. A energia potencial dos elétrons é mais alta no agente redutor que no agente oxidante e eles fluem espontaneamente por um circuito externo ou pelo contato em solução”[1]. O agente oxidante é uma espécie reagente que possui o elemento que sofre redução. Já o agente redutor, é a espécie reagente que possui o elemento que sofre oxidação.. Abaixo segue um exemplo da reação de oxirredução. Figura 1 - Reação de oxirredução [2] . Portanto, o objetivo da prática VI abordou alguns conceitos de reação, como, oxidação e redução, agente redutor e oxidante. Além da interpretação da tabela de potenciais-padrão. RESULTADO E DISCUSSÃO Uma aplicação das reações de oxirredução no nosso dia a dia se dá através da presença de corrosão, que é “a deterioração de metais causada por processos eletroquímicos”[3]. Geralmente, a corrosão ocorre devido a presença de oxigênio presente no ar, devido a capacidade que os metais tem de oxidação maior que o oxigênio, sendo assim, tendem a perder elétrons para ele. Um dos combates à corrosão é através de tintas especiais que são aplicadas nesses metais, por exemplo, em portões, navios e outros. Após a introdução da prática, foi realizado a demonstração do experimento da Pilha de Daniell. Foi colocado em dois béchers de 100 mL, 50 mL de solução de 1M de FeSO4, na qual foi introduzido um bastão de ferro e outro bécher com 50 mL de 1M de CuSO4 e foi introduzido um bastão de cobre. Portanto, as semi-reações e a reação global responsável pela transferência de elétrons são: Cu2+(aq) + 2𝑒 − → Cu(s) Eo=0,34v Fe(s) → Fe 2+ (aq) + 2𝑒 − Eo=0,44v Cu2+(aq) + Fe(s) → Fe 2+ (aq) + Cu(s) ΔE=0,78v De acordo com o potencial de redução é perceptível que o reagente oxidante é o Fe(s)/Fe 2+ (aq), portanto, é o anodo. Já, o Cu 2+ (aq)/Cu(s) é o reagente redutor, por isso, é o cátodo. As soluções foram ligadas por meio de uma ponte salina de um tubo em U, com solução saturada de KNO3. A ponte salina serve para neutralizar as cargas, ou seja, o fluxo de elétrons, pois se ela for retirada irá parar esse fluxo. Portanto, se não houvesse a ponte iria ter um acúmulo de carga positiva na solução de ferro e pouca carga positiva na solução de cobre. Em seguida, os eletrodos foram conectados a um voltímetro que mediu um potencial elétrico de 0,70v. Já na prática da influência do meio na força do oxidante e do redutor, foram colocados em dois tubos de ensaio, 10 gotas de solução de KI 0,1M, na qual foram alcalinizados com 5 gotas de solução de NaOH 1M e foram adicionados mais 5 gotas de solução de K2Cr2O7 0,1M. Portanto, a reação formada foi: Cr2O7 2- (aq.) + 2OH - (aq.) → 2CrO4 2- (aq.) + H2O(l) O íon dicromato possui uma cor laranja e assim que é adicionado a base, teremos um produto com uma cor amarelada. De acordo com os nox de cada íon, foi possível constatar que não houve reação de oxirredução no meio básico, mas houve uma reação devido a sua alteração de cor. A partir dessa primeira reação, um dos tubos de ensaio foi acidulado com 5 gotas de H2SO4 concentrado. Portanto, a reação formada foi: Cr2O7 2- (aq.) +6I - + 14H+(aq.) → 2Cr 3+ (aq.) + 3I2(aq.) + 7 H2O(l) Através dos nox dos íons presentes na reação, é possível constatar que houve uma reação de oxirredução, na qual o dicromato reduziu, ou seja, agiu como agente oxidante e o iodo oxidou, agindo como agente redutor no meio ácido. A reação formou iodo molecular como produto e a cor da reação mudou, formando pequenos precipitados pretos e a solução ficou com uma cor marrom, ou seja, através da sua coloração é possível constatar a formação do iodo e devido ao seu meio ácido. No outro experimento, do uso da equação iônica para expressar a oxirredução, foi colocado em um tubo de ensaio 0,5mL de água, 5 gotas de solução de 0,2M de KMnO4 e 5 gotas de H2SO4 concentrado. Em seguida, foi acrescentado 10 gotas de H2C2O4 0,1M. Portanto, a reação formada foi: 2MnO4 - (aq.) + 5C2O4 2- (aq.) + 16H + (aq.) → 2Mn 2+ (aq.) + 10CO2(g) + 8 H2O(l) De acordo com a reação, e o nox de cada íon, é possível observar que o manganês sofreu redução, ou seja, agiu como agente oxidante, diferentemente do carbono que sofreu oxidação, ou seja, agiu como agente redutor. Na reação foi utilizado o ácido oxálico, este ácido é um ácido fraco, por isso, é pouco ionizável. Em seguida, foi adicionado também, mais um cristal para que ocorresse a reação e de roxo que era a cor da reação inicialmente passou a ficar incolor. Caso usássemos oxalato de sódio ou de amônio em vez do ácido oxálico, teríamos uma alta quantidade de oxalato (ânion), ou seja, iria acelerar a reação devido a maior presença do ânion na solução. Diferentemente do ácido, por ser um ácido fraco e ter baixa ionização. A partir da influência do meio na redução de MnO4 -, foi colocado em um tubo de ensaio aproximadamente 1mL de solução 0,2M de KMnO4, 0,5 mL de solução 6M de NaOH e alguns cristais de Na2SO3. Devido ao meio básico a coloração da solução ficou verde escuro, mas na sua parte superior, na parede do tubo, foi possível visualizar a cor castanho, que seria o meio neutro mais o oxigênio, que forma uma característica meio ácida, aumentando o pH da solução. O mesmo procedimento foi refeito, porém foi substituído o NaOH por 0,5mL de H2SO4. Assim que foi adicionado o ácido na solução, foi possível observar a cor castanha, que seria o meio neutro, e, então foi adicionado mais Na2SO3 onde o meio se tornou ácido e a reação mudou de cor, indo para incolor. Figura 2 - Reação em meio ácido, básico e neutro - [4] Nas reações com peróxido de hidrogênio, foram adicionados de 2 a 3 gotas de KMnO4, 0,1M com 1 mL de água em um tubo de ensaio. Foram acrescentados também, 15 gotas de H2SO4 concentrado, 3 gotas de peróxido de hidrogênio, H2O2, concentrado. Após este procedimento, foi possível constatar que a solução ficou incolor em meio ácido, pois de acordo com o nox do manganês, o peróxido atua como agente redutor, ou seja, o peróxido é responsável pela redução do manganês, que atua como agente oxidante. KMnO4 → Mn 2+ Em outro tubo de ensaio foi adicionado 1 mL de solução de íon Fe2+ 0,1M e em seguida, foi adicionado 1 mL de peróxido de hidrogênio concentrado e 3 gotas de NaOH 6M. Fe(OH)2 + H2O2 → Fe(OH)3 É perceptível que antes a solução possuía uma cor caramelo e após adicionar peróxido de hidrogênio a solução se tornou castanho em meio básico, pois o peróxido atua como agente oxidante, ou seja, é responsável pela oxidação do ferro, que atua como agente redutor. CONCLUSÃO Portanto, foi possível constatar a extrema importância do conhecimento sobre as reações de oxirredução e como estão presentes no nosso dia a dia. Além do experimento da pilha de Daniell que também atua como uma bateria, a identificação das reações de oxirredução na tabela de potenciais-padrão e seus determinados valores de potenciais. REFERÊNCIAS Reações de Oxirredução. Departamento de Química Inorgânica – IQ / UFRJ – Roteiro de prática – [1]. Reações de oxidação e redução. Lista de exercícios. In: Alfatoledo – [2]. CARDOSO, Mayara.Corrosão. In: Infoescola – [3]. Reações de Oxirredução (Roteiro – prática VI) – [4].
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