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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO CENTRO DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E BIOLOGIA RICARDO SANTOS SILVA REAÇÕES REDOX E TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS São Luís 2017 RICARDO SANTOS SILVA REAÇÕES REDOX E TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS Relatório apresentado à disciplina Química Inorgânica como parte dos requisitos neces- sários à obtenção parcial de nota. Professor(a): Dr. William da Silva Cardoso Disciplina: QUÍMICA INORGÂNICA Turma: Turma 2017.1 São Luís 2017 Sumário 1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 Materiais e Métodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3.1 Procedimentos Experimentais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 Resultados e Discussão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 5 Conclusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 6 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 1 Introdução Oxidação e redução ocorrem juntas na mesma reação química Esse fenômeno recebe o nome de Reação redox ou Óxido-redução. Óxido-redução são reações que transferem elétrons entre substâncias fazendo com que o número de oxidação (nox) de uma substância aumente enquanto o nox de outra substância diminui. Esse processo não deve ser confundido com as ligações iônicas (onde há transferência de elétrons de uma substância a outra) e sim como um processo de oxidação de uma substância e a redução de outra. Podemos dizer então que em uma reação a substância que perde elétrons e sofre oxidação é designada agente redutor enquanto a substância que ganha elétrons e sofre redução é designada agente oxidante.Oxidação e redução ocorrem juntas na mesma reação química Esse fenômeno recebe o nome de Reação redox ou Óxido-redução. Óxido-redução são reações que transferem elétrons entre substâncias fazendo com que o número de oxidação (nox) de uma substância aumente enquanto o nox de outra substância diminui. Esse processo não deve ser confundido com as ligações iônicas (onde há transferência de elétrons de uma substância a outra) e sim como um processo de oxidação de uma substância e a redução de outra. Podemos dizer então que em uma reação a substância que perde elétrons e sofre oxidação é designada agente redutor enquanto a substância que ganha elétrons e sofre redução é designada agente oxidante. 4 2 Objetivos • Reconhecer uma reação de oxidação – redução; • Identificar o agente oxidante e redutor da referida reação química ocorrida; 5 3 Materiais e Métodos • Fio de cobre metálico • 250 ml da solução de nitrato de prata 0,1 mol L −1 • Balão volumétrico de 250 ml • Vidro de relógio • Cobre metálico • Ácido nítrico concentrado • Becker de 100 e 250 ml. 3.1 Procedimentos Experimentais Exemplo 1- Reação entre o cobre metálico e nitrato de prata. Colocou-se num becker de 250 ml um fio de cobre metálico num formato de espiral em seguida colocou-se a solução de nitrato de prata até cobri-lo. Deixou-se o sistema em repouso e depois de algum tempo voltou-se a observá-lo. - Cálculo da preparação da solução de Nitrato de prata a 0,1molL-1 (AgNO3). Dados: Ag= 108x1= 108 N= 14x1= 14 O= 16x3= 48 AgNO3= 170g/mol−1 M= 0,1molL-1 Mol= 170g V=0,25L Cálculo: M= m x mol x V M= 0,1 x 170 x 0,25 M= 4,25 AgNO3 Exemplo 2- reação entre o cobre metálico e o ácido nítrico. Numa capela colocou-se um becker contendo 20 ml de ácido nítrico concentrado e em seguida, dentro desse becker colocou-se 0,5g de cobre metálico. Verificou-se os vapores esperados aparte da reação ocorrida. Estes vapores são provenientes da mistura dos gases monóxido de nitrogênio (incolor) e dióxido de nitrogênio (castanho). Observou-se atentamente o sistema reacional. 6 4 Resultados e Discussão Exemplo 1- Reação entre o cobre metálico e nitrato de prata. Nessa experiência entre o cobre metálico e o nitrato de prata, a prata envolve o cobre metálico em forma de cristais e precipita, a solução restante foi de nitrato de cobre, que tem uma cor azul. • Questões a) Qual a cor da solução no sistema inicial? Incolor b) Qual é a cor da solução final? Azul c) Qual é a espécie química responsável, caso exista, da coloração? Íons Cu2+ d) Escreva a equação da reação ocorrida e identifique o agente redutor e oxidante. Cu(s) + 2 AgNO3(aq) –> Cu(NO3)2(aq) + 2 Ag(s) Agente redutor: Cobre Agente oxidante: Prata Exemplo 2- reação entre o cobre metálico e o ácido nítrico. No instante que adicionou-se o acido nítrico ao cobre, ocorreu uma reação exotérmica, a formação de bolhas e a liberação de gases de cor vermelho-acastanhado, após alguns instantes o cobre é todo consumido e a coloração é azul. O gás liberado é o dióxido de nitrogênio (NO2). Capítulo 4. Resultados e Discussão 7 • Questões a) Escreva a equação da reação ocorrida e identifique o agente redutor e oxidante. 4HNO3 (aq)+ Cu (s)→ Cu2+ (aq)+ 2NO3− (aq) + 2NO2 (ag)+ 2H2O (l) Agente redutor: Cobre Agente oxidante: o íon nitrato b) A que se deve a coloração verde – escura, observada no final da reação? Deve-se a presença dos íons Cu2+ e NO2, e impurezas presente no becker. 8 5 Conclusão Com base nos experimentos realizados pode-se aprender na prática que as reações de redox são aqueles processos químicos que envolvem transferências (troca) de elétrons de uma molécula, átomo ou íon para outro reagente e que, a tendência de um Cátion ou Ânion é reduzir ou oxidar. Também é com lembrar que as reações de oxi-redução estão diretamente ligadas à diferença de potencial que é gerada quando uma reação ocorre, mas também sofrem alterações dependendo da condição do meio reacional. Observamos que quando uma reação redox é espontânea, essa possui um potencial positivo e quando é não espontânea, possui um potencial negativo. 9 6 Referências • Russel, John Blair. (1994) Química Geral; vol. I, 2. Edição; Makron Books, São Paulo. • Brady, James E. - Humiston, Gerard E. (1996). Química Geral; vol. II, 2. Edição; Ed. Moderna Ltda., São Paulo. • Lee, J. D. Química inorgânica não tão concisa. Tradução da 5ª ed. inglesa. Editora Edgard Blücher Ltda. Folha de rosto Sumário Introdução Objetivos Materiais e Métodos Procedimentos Experimentais Resultados e Discussão Conclusão Referências