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Química Geral – Processos de Oxirredução – Aula 5 - NOX Prof. Fábio Pereira Ramanery (fy - ) -UNA –BH 24/03/2013 OXIRREDUÇÃO Numa reação de oxirredução sempre há perda e ganho simultâneos de elétrons, pois os que são perdidos por um átomo, íon ou molécula são imediatamente recebidos por outros. A perda de elétrons é chamada de oxidação. O ganho de elétrons é chamado de redução. Este processo de perda e ganho de elétrons alteram os números de oxidação dos elementos da seguinte forma: Na oxidação, o número de oxidação (Nox) do elemento aumenta ( pois ele perde elétrons). Na redução, o número de oxidação (Nox) se reduz ( pois o elemento ganha elétrons). Redutores e oxidantes O agente redutor é que provoca a redução, perdendo elétrons. Entretanto, perder elétrons significa se oxidar, podemos dizer então que: O agente redutor se oxida ( ou sofre oxidação) O agente oxidante provoca a oxidação, recebendo elétrons. O agente oxidante se reduz ( ou sofre redução) Resumindo Redução: ganho de elétrons ( diminuição de Nox) Oxidação: perda de elétrons ( aumento de Nox) Redutor: fornece elétrons e se oxida (Nox aumenta) Oxidante: recebe elétrons e se reduz (Nox diminui) O redutor reduz o oxidante O oxidante oxida o redutor Nem todas as reações são de oxirredução. Nas reações de oxirredução sempre ocorre alguma mudança do número de oxidação de pelo menos dois elementos ( o oxidante e o redutor). Exemplo: H2O2 H2O + ½ O2 (decomposição da água oxigenada) Nas reações sem oxirredução, nenhum elemento sofre mudança no número de oxidação (Nox). Exemplo: SO2 + H2O H2SO3 Regras práticas para determinar o número de oxidação 1. Os átomos dos elementos e das substâncias simples tem Nox = 0. Exemplos : Al , O2 2.Nos compostos contendo hidrogênio, o átomo desse elemento tem geralmente Nox = + 1. A única exceção ocorre ocorre nos compostos do tipo LiH, NaH, nesses casos (hidretos), o hidrogênio fica com Nox = -1, por ser o átomo mais eletronegativo. 3.O número de oxidação do oxigênio em seus compostos é , geralmente, igual a –2. Porém , se esse elemento estiver ligado ao flúor, o único átomo mais eletronegativo que o oxigênio , poderão acontecer os seguintes casos: em OF2 , o oxigênio terá Nox = +2 e em O2F2, o oxigênio terá Nox = +1, na água oxigenada H2O2 o Nox é igual a = -1 4.Os metais alcalinos ( família IA) e a prata Ag tem sempre Nox = +1 5. Os metais alcalinos terrosos ( família IIA) e o zinco Zn tem sempre Nox = +2 6.Os halogênios ( família 6 A) em compostos binários apresentam sempre. Nox = -1 . Abaixo alguns exercícios resolvidos sobre cálculo de número de oxidação em substâncias. Exemplos de oxidantes e redutores. Processo de obtenção de água de cloro O cloro reage com a água formando HCl e HClO, a solução resultante recebe o nome de água de cloro: Cl2(g) + H2O(l) HCl(aq) + HClO(q) O HClO é poderoso oxidante Com soluções de hidróxidos , em vez de ácidos, formam-se os sais correspondentes. Vejamos a reação com NaOH (aq) Cl2+ 2 NaOH(aq) NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(l) Ou por etapas: Cl2 + H2O HCl + HClO HCl + NaOH NaCl + H2 HClO + NaOH NaClO + H2O Cl2(g) + 2 NaOH (aq) NaCl (aq) + NaClO (aq) + H2O(l) Esta é uma reação de auto – redução , pois parte do cloro se oxida e parte se reduz. O cloro (Cl2) e o hipoclorito (ClO -) por serem agentes oxidantes, são utilizados como alvejantes e desinfetantes. O cloro é utilizado como alvejante na fabricação do papel, raiom, algodão, linho e como desinfetante na obtenção da água potável e nas piscinas. A ação batericida do cloro é devida ao ácido hipocloroso que se forma por reação com a água e que tem uma ação fatal sobre as bactérias. Água oxigenada a água oxigenada pode atuar como oxidante ou como redutora, exemplos: como oxidante H2O2 + SO3 2- H2O + SO4 2 - Aqui ela oxida o SO4 2 - a SO3 2- como redutora H2O2 + MnO4 - + H+ Mn 2+ + O2 + H2O Aqui ela reduz o MnO4 - a Mn 2+ Água oxigenada É um composto pouco estável, decompondo –se facilmente em água e oxigênio 2H 2O2 H2O + O2 A decomposição é facilitada pela ação da luz ( por isso a água oxigenada é guardada em frascos escuros) . Emprega-se água oxigenada com bactericida no tratamento de feridas, pois o oxigênio nascente liberado destrói as bactérias: H2O2 H2O + [O] a água oxigenada encontrada no comércio constitui uma solução de água oxigenada , ou seja, H2O2, dissolvida em água. LISTA DE EXERCÍCIOS - NOX 1) O permanganato de potássio é um poderoso agente biocida usado na forma de soluções aquosas diluídas na higienização de vegetais para consumo humano ou ainda na forma de banho para assepsia da pele no caso de doenças que provocam erupções cutâneas. O permanganato de potássio reage com a água oxigenada, em meio ácido, de acordo com a equação química: KMnO4 (aq) + H2O2 (aq) + H2SO4 (aq) MnSO4 (aq) + K2SO4 (aq) + H2O (l) + O2 (g) a) Na reação acima, determine o NOXs dos elementos em todas as espécies químicas. b) Espécie que sofre REDUÇÂO e OXIDAÇÃO. 2) A concentração de hipoclorito (CℓO-) na água sanitária pode ser determinada em laboratório por um método que envolve processos de óxido-redução, dentre os quais em deles é representado pela seguinte equação não balanceada: HCℓO(aq) + I -1 (aq) Cl -1 + I2 + H2O a) Determine o Noxs dos elementos nas espécies químicas na reação? b) Identifique qual espécie e o agente oxidante e o agente redutor na reação? 8) O permanganato de potássio é um poderoso agente biocida usado na forma de soluções aquosas diluídas na higienização de vegetais para consumo humano ou ainda na forma de banho para assepsia da pele no caso de doenças que provocam erupções cutâneas. O permanganato de potássio reage com a água oxigenada, em meio ácido, de acordo com a equação química: KMnO4 (aq) + H2O2 (aq) + H2SO4 (aq) MnSO4 (aq) + K2SO4 (aq) + H2O (l) + O2 (g) c) Na reação acima, determine o NOXs dos elementos em todas as espécies químicas. d) Espécie que sofre REDUÇÂO e OXIDAÇÃO. 9) A concentração de hipoclorito (CℓO-) na água sanitária pode ser determinada em laboratório por um método que envolve processos de óxido-redução, dentre os quais em deles é representado pela seguinte equação não balanceada: HCℓO(aq) + I -1 (aq) Cl -1 + I2 + H2O a) Determine o Noxs dos elementos nas espécies químicas na reação? b) Identifique qual espécie e o agente oxidante e o agente redutor na reação?
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