Reaçãoes químicas e Oxidação

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Química Básica 2º Sem. Engenharia Civil
Prof.ª : Ana Lúcia C. Lopes
Aula: 03/11/17 (Introdução aos conceitos de química aplicada)
Reações químicas. 
Conceito de reações químicas.
Reações de oxirredução
Conceitos de oxidação e redução
Número de oxidação (Nox) 
As reações químicas estão presentes em nosso cotidiano
Uma reação química é o processo da mudança química, isto é a conversão de uma ou mais substância em outra substância. Os materiais iniciais são chamados e REAGENTES. As substâncias formadas são chamadas de PRODUTOS.
 Reagentes Produtos
 Sódio + Água Hidróxido de Sódio + Hidrogênio
 Na + H2O NaOH + H2
REAÇÕES E EQUAÇÕES QUÍMICAS
Quando o motor de um automóvel movido a álcool é acionado, esse combustível se transforma (reage), formando outras substâncias
Nesse processo, o álcool (etanol, C2H6O, substância combustível) reage com o oxigênio do ar (O2), comburente) formando principalmente, dióxido de carbono (CO2) e vapor de água (H2O) ambos invisíveis.
C2H6O(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g)
Coeficientes estequiométricos
Estados de agregação da matéria (S, L e G)
Equação Química
Uma EQUAÇÃO QUÍMICA representa uma reação, processo de transformação de átomos ou moléculas em outras substâncias, em igual ou diferente estado físico. 
Nesta equação, os reagentes são as moléculas de metano e oxigênio, posicionados à esquerda da seta. Os produtos são os mesmos átomos, mas rearranjados diferentemente na forma de dióxido de carbono e água, à direita da seta. A seta pode ser lida como “reage para formar”, “produz” etc. 
Os índices entre parênteses fornecem informações adicionais sobre o estado em que se encontram as substâncias, ou melhor:
(s) significa substância em estado sólido;
(l) significa substância em estado líquido;
 (g) significa substância na forma de gás;
 (aq) significa que a substância está dissolvida em água (solução aquosa).
A equação, que representa a combustão do metano (gás natural), pode ser lida como “uma molécula de metano combina-se com duas moléculas de oxigênio para forma formar uma molécula de dióxido de carbono e duas moléculas de água gasosa (vapor)”.
REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO
Por que estudar as reações de oxirredução?
prevenção à corrosão
Importância:
econômica
ambiental
segurança
Reações de Oxirredução
	Não seria possível imaginar a vida moderna sem o uso de objetos metálico. No entanto, um dos maiores problemas em relações a esses objetos é o seu desgaste.
	Alguns metais, quando em contato com soluções que contêm íons H+, reagem e acabam sendo corroídos. É o que ocorre com o ferro, Fe, quando em contato com esse tipo de solução. No final da reação, o ferro na forma metálica é consumido, transformando em íon, esse forma um gás
Fe(s) + 2HCl(aq) FeCl2(aq) + H2(g)
	Nas reações de oxirredução há transferência de elétrons
Algumas reações químicas ocorrem com transferência de elétrons entre os elementos das substâncias reagentes. É o que acontece quando uma amostra de ferro metálico se oxida parcialmente na presença de ar úmido. Na linguagem do dia a dia, costuma-se dizer que a peça metálica enferrujou. Pode –se representar o processo da seguinte forma, em que n representa número indeterminado de moléculas
4Fe(s) + 3O2(g) + nH2O(g) 2Fe2O3.nH2O(s)
Ferro metálico
Óxido de ferro III
Hidratado (ferrugem)
4Fe(s) + 3O2(g) + nH2O(g) 2Fe2O3.nH2O(s)
	Nesse processo, o ferro, inicialmente na forma neutra (Fe, ferro metálico), passa a fazer parte de uma substância em que se apresenta com carga 3+. Para passar do estado neutro (carga zero) para a forma 3+ (carga 3+), cada átomo de ferro perde três elétrons.
	Os elétrons do ferro são transferidos para o oxigênio. Na forma de substância simples, cada átomo desse elemento apresenta carga zero. Na substância óxido de ferro (III) hidratado (ferrugem), cada átomo de oxigênio tem carga 2-. Há portanto, ganho de elétrons nesse processo.
	O ganho e a perda de elétrons sempre ocorrem juntos. Nas reações de oxirredução, os elétrons que são perdidos por um elemento em um dos reagentes são ganhos por outro elemento em outra substâncias reagentes. Assim, o fenômeno que ocorre é a transferência de elétrons.
	
	Para facilitar a identificação das espécies oxidadas e reduzidas, foi elaborado o conceito de Número de Oxidação (NOX) dos átomos dos elementos químicos envolvidos em uma reação.
	O número de oxidação indica a quantidade de elétrons que os átomos do elemento químico cedem ou recebem em ligações iônicas. No caso de ligações covalentes, essa quantidade de elétrons seria cedida ou recebida pelos átomos, se as ligações fossem rompidas e os elétrons ficassem com os átomos mais eletronegativos.
NÚMERO DE OXIDAÇÃO (nox)
 Definição 1: carga real ou relativa de um elemento em um composto.
Exemplos:
1) Compostos iônicos:
Na+Cl-  Nox (Na+) = 1+ e Nox (Cl-) = 1-
2) Compostos moleculares:
HCl  [ H ]+ + [ Cl ]-  Nox (H) = 1+
 Nox (Cl) = 1-
 Determinação do Nox pela Fórmula Molecular:
Regras Gerais:
Substâncias simples Nox = zero.
2) Íons simples Nox = carga do íon.
3) Íons compostos, a soma algébrica dos Nox dos elementos é igual a carga do íon.
4) Nas moléculas, a soma algébrica dos Nox dos elementos é igual a zero.
Nox Fixos: 
 Metais Alcalinos (1A) = 1+
 Metais Alcalinos Terrosos (2A) = 2+
 Alumínio (Al) = 3+ / Prata (Ag) = 1+ 
 Zinco (Zn) = 2+ 
Nox de Radicais Importantes:
Oxigênio (O) = 2- 
Hidrogênio (H) = 1+
1 – Qual será o nox do crômo (Cr) no dicromato de potássio (K2Cr2O7) ?
2 – Qual será o nox do nitrogênio (N) no nitrato de sódio (NaNO3) ?
Determine o número de oxidação do elemento destacado em cada um dos compostos a seguir:
HBrO4
2. MnO42-
3. P2O54-
4. Co2+
 Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)
O zinco vai sofrendo corrosão, enquanto na superfície do metal vão surgindo bolhas gasosas que escapam da solução.
Observação macroscópica:
Análise microscópica: a formação de bolhas gasosas na superfície do zinco ocorre quando os íons H+ (aq) , presentes na solução, tomam contato com o pedaço de zinco, recebem elétrons do metal e se transformam em gás hidrogênio, H2(g).
A corrosão do zinco acontece porque átomos desse metal, presentes no sólido, ao perderem elétrons para o íon H+ (aq) , tomam – se íons Zn2+, que deixam o sólido e migram para a solução, provocando a corrosão da lamina 
1- Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)
2 - Zn + 2H+ + 2Cl- Zn2+ + 2Cl- + H2
3 - Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g)
Equação química de transferência de elétrons do zinco para os íons hidrogênio
* Corrosão do zinco pelo ácido clorídrico em solução aquosa
Zn(s) + 2H+ (aq) H2 + Zn2+ (aq) 
REDUÇÃO
OXIDAÇÃO
0
+1
0
+2
Dizemos que o zinco sofreu OXIDAÇÃO porque perdeu elétrons e, por isso seu número de oxidação aumentou
Dizemos que o íon H+ sofreu REDUÇÃO porque recebeu elétrons e, por isso, seu número de oxidação diminuiu.
Denomina-se OXIDAÇÃO a perda de elétrons por uma espécie química.
 Zn(s) Zn2+(aq) + 2é
Denomina-se REDUÇÃO o ganho de elétrons por uma espécie química.
 2H+(aq) + 2é H2(g)
Oxidação: é o nome utilizado para designar processos que envolvem perda de elétrons. A substância que oxida é o agente redutor.
Redução: é o termo usado para denominar processos que envolvem ganho de elétrons. A substância que se reduz é o agente oxidante
2Ca(s) + O2(g) 2CaO(g)
0
+2
2-
0
2Ca(s) + O2(g) 2CaO(g)
Por que essa reação é de oxirredução?
Determine o nox de todas as substâncias envolvidas
Quais os elementos que sofrem
redução e quais elementos sofrem a oxidação?
Considere a reação química a baixo: 
Bibliografia
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5ª. ed. Porto Alegre: Editora Bookman, 2011.
LISBOA,C.F, Química- Coleção ser Protagonista.1º ed. São Paulo:SM,2010.
Capitulo 9 Deterioração de materiais. Disponível em :
http://www.foz.unioeste.br/~lamat/downmateriais/materiaiscap9.pdf. Acesso em 27/10/2014.
RUSSELL, J.B. Química Geral. Volumes 1 e 2. 2ª ed. São Paulo: Makron Books, 1994.
Bibliografia
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LISBOA,C.F, Química- Coleção ser Protagonista.1º ed. São Paulo:SM,2010.
RUSSELL, J.B. Química Geral. Volumes 1 e 2. 2ª ed. São Paulo: Makron Books, 1994
Capitulo 5 . Reações Químicas. Disponível em: http://www.foz.unioeste.br/~lamat/downquimica/capitulo5.pdf Acesso em 20/10/2014.
Montilho, A. Reações químicas. Disponível em:http://montillo.dominiotemporario.com/doc/ReacaoQuimica.pdf Acesso em 20/10/2014.
Secretaria de Educação . Reações químicas- classificação. Disponível em:http://www.google.com.br/url?url=http://www7.educacao.pe.gov.br/oje/concurso-professor/download-materiais Acesso em 20/10/2014.
Ambrosio,A. L. Reações químicas. Disponível em: http://www.google.com.br/url?url=http://www.colegiosantacecilia.com.br/recursos/2011/Atividades Acesso em 20/10/2014.