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Reações de oxi-redução Os processos de oxidação e redução sempre ocorrem juntos. O número total de elétrons (e-) perdido por uma espécie é o mesmo do número total de elétrons ganho pela outra espécie. Para que uma reação de oxi-redução possa ocorrer, algo deve aceitar os elétrons perdidos por outra substância. ‹nº› Números de Oxidação De qualquer elemento isolado (livre) ou substância simples (formada por apenas um tipo de átomo) é zero. De qualquer íon monoatômico simples, é igual à carga do íon. O fluoreto sempre é –1 nos compostos O hidrogênio ligado à ametais é +1; ligado à metais é –1 O oxigênio geralmente é –2 A soma de todos os números de oxidação dos átomos em uma molécula ou íon poliatômico deve ser igual a carga na partícula. ‹nº› Números de Oxidação Escreva o estado de oxidação para todos os átomos Fe2O3 O: -2; Fe: +3 Na2CO3 Na: +1; O: -2; C: +4 V(OH)3 O: -2; H: +1; V: +3 K2Cr2O7 K: +1; O: -2; Cr: +6 ‹nº› Números de Oxidação Qual é o número de oxidação dos átomos de O em H2O2? -1 -2 -3 -4 nda Qual é o estado de oxidação do P em H3PO3? +1 +2 +3 +4 nda ‹nº› Reação dos metais com ácidos não oxidantes Os metais podem ser deslocados em um composto pelo íon hidrogênio quando ele está agindo como ácido Nesse caso, H+ é reduzido para que o metal possa ser oxidado Somente metais mais reativos que o H podem sofre essa reação de simples troca Cu(s) + H+ → Não Reage Fe(s) + 2 H+(aq) → Fe2+(aq) + H2(g) ‹nº› Ácidos oxidantes podem reagir com a maior parte dos metais HNO3: (conc) NO3-(aq) + 2 H+(aq) + e- → NO2(g)+ H2O(l) (dil) NO3-(aq) + 4 H+(aq)+ 3 e- → NO(g) + 4 H2O(l) (v.dil): NO3-(aq) + 10 H+(aq) + 8 e- → NH4(aq)+ + 3 H2O(l) H2SO4: (quente, conc.) SO42- + 4 H+(aq) + 3 e- → SO2(g) + 2 H2O(l) (quente, conc, com forte ag redutor) SO42-(aq) + 10 H+(aq) + 8 e- → H2S(g) + 4 H2O(l) ‹nº› Reações de simples troca A + BC → AC + B Metal A pode deslocar o metal B se ele for um metal mais ativo , Nãometal A pode deslocar um não metal C se ele for mais ativo do que C. A série de atividade ordena os metais de acordo com a facilidade de oxidação de cada um deles (Tabela 5.2) ‹nº› ‹nº› Reações de simples troca Preveja os produtos de cada reação: Zn + CuSO4→ Cu + ZnSO4 → AgNO3(aq) + Cu(s) → Magnésio metálico cloreto de ferro(III) aquoso Níquel metálico e cloreto de sódio aquoso NR NR Cu(s) + ZnSO4(aq) Ag(s) + Cu(NO3)2 (aq) Ni(s) + NaCl(aq)→ MgCl2(aq) + Fe(s) Mg(s) + FeCl3(aq)→ ‹nº› Reações de simples troca Qual das substâncias a seguir não irá reagir com o Cu(s)? HNO3(conc) ZnCl2(aq) AgNO3(aq) nda ‹nº› Oxigênio reage com muitas substâncias Os produtos irão depender, em parte, de quanto oxigênio está disponível Combustão de hidrocarbonetos O2 excesso; CH4 + 2 O2→ CO2 + 2 H2O O2 limitado: 2 CH4 + 3 O2 → CO + 4 H2O O2 escasso: CH4 + O2 → C + 2 H2O Compostos orgânicos contendo oxigênio também produzem dióxido de carbono e água C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ‹nº› Outras reações do oxigênio Compostos orgânicos contendo enxofre produzem dióxido de enxofre 2 C2H5SH + 9 O2 → 4 CO2 + 6 H2O + 2 SO2 Muitos metais são oxidados, ou corroídos, quando expostos ao oxigênio 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 4 Ag + O2 → 2 Ag2O A maior parte dos não metais reage diretamente como oxigênio Excesso: C + O2 → CO2 Limitado: 2 C + O2 → CO ‹nº› Complete as seguintes reações Alumínio metálico e gás oxigênio formam óxido de alumínio sólido. Enxofre sólido (S8) queima com gás oxigênio para formar o trióxido de enxofre Cobre metálico é aquecido em contato com oxigênio para formar óxido de cobre negro sólido S8 (s) + 12 O2(g) → 8 SO3(g) 2 Cu(s) + O2(g) → 2 CuO(s) 4 Al(s) + 3 O2(g) → 2 Al2O3(s) ‹nº› Complete as seguintes reações Qual é o coeficiente do oxigênio ,O2, quando octano, C8H18 é queimado em excesso de oxigênio? 1 B.2 C.3 D.4 E.nda 2 C8H18 + 25 O2 →16 CO2 + 18 H2O Qual é o coeficiente do O2 quando ferro queima em excesso de oxigênio? 1 B.2 C.3 D.4 E.nda ‹nº›
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