As reações de oxoxiredução

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As reações de oxirredução são aquelas em que ocorre transferência de elétrons de uma espécie química para outra, sendo que o átomo ou íon que recebe elétrons tem a sua carga ou número de oxidação (Nox) diminuido, e dizemos que ele sofreu uma redução. Por outro lado, a espécie que perde os elétrons, sofre oxidação, tendo o seu Nox aumentado.
Portanto, ao realizar o balanceamento de equações que representam as reações de oxirredução, pretendemos igualar o número de elétrons que foram perdidos e recebidos. E para tal precisamos primeiramente determinar os Nox de todos os elementos das substâncias nos reagentes e nos produtos, e, com isso descobrir quantos elétrons foram transferidos e quais espécies sofreram redução e oxidação.
Se você tem alguma dúvida sobre como determinar o Nox de um elemento na substância, leia o texto Número de Oxidação (Nox).
Agora, vejamos um exemplo para visualizar como fazer isso. Abaixo temos a reação de oxirredução entre o cobre metálico e o nitrato de hidrogênio, com produção de nitrato de cobre II, monóxido de nitrogênio e água:
Cu(s) + HNO3(aq) → Cu (NO3)2(aq) + NO(g) + H2O(l)
1º passo – Determinar o Nox:
Cu(s) + HNO3(aq) → Cu (NO3)2(aq) + NO(g) + H2O(l)
 ↓         ↓ ↓ ↓               ↓    ↓ ↓             ↓ ↓         ↓  ↓
 0       +1,+5,-2         +2,+5,-2         +2,-2     +1,-2
Observe que o Cu teve seu Nox aumentado de zero para +2, o que significa que ele é a espécie que sofreu oxidação. Já o N é o que sofreu redução, pois o seu Nox diminuiu de +5 para +2.
Agente oxidante: HNO3;
Agente redutor: Cu(s).
2º passo - Determinar a variação do Nox (ΔNox) para verificar o número de elétrons transferidos:
Cu = ΔNox = 2 – 0 = 2
N = ΔNox = 5 – 2 = 3
Observação importante: Os valores encontrados para os ΔNox permanecem estes porque nas substâncias existem apenas um átomo de nitrogênio e de cobre. Mas, se fosse mais de dois átomos teríamos que levar isso em consideração. Por exemplo, considere a seguinte oxidação: C2O42- → CO2.Aqui, o carbono teve seu Nox aumentado de +3 para + 4, e o ?Nox daria igual a 1. Mas temos que todo carbono presente em C2O42- se oxidou, ou seja, cada átomo de carbono perdeu 1 elétron. Como em C2O42- existem 2 átomos de carbono, então, o número total de elétrons perdidos é igual a 2.
3º Passo – Inverter os valores de ΔNox pelos coeficientes das substâncias:
Visto que o ΔNox do Cu deu 2, então esse será o coeficiente da substância que contém o N, que no primeiro membro é o HNO3 e no segundo membro da equação é o NO. E visto que ΔNox do N deu 3, então esse será o coeficiente da substância que contém o Cu, que no primeiro membro é o Cu e no segundo membro da equação é o Cu(NO3)2.
Observe que, assim, o número total de elétrons perdidos é igual ao número total de elétrons recebidos:
Número de elétrons perdidos e recebidos é igual
Observação importante: Nesse caso, todas as substâncias envolvidas contêm a mesma quantidade de átomos de Cu e de N. Porém, se acontecer de essa quantidade for diferente, nós devemos escolher o membro que tiver a maior quantidade de átomos que sofrem redução e oxidação.
Aqui nós vamos escolher trabalhar com as substâncias do segundo membro, porque é o que tem maior número de substâncias.
Fica assim, então:
Cu(s) + HNO3(aq) → 3 Cu (NO3)2(aq) + 2 NO(g) + H2O(l)
4º passo: Continuar balanceando pelo método de tentativas:
* Se no segundo membro temos 3 Cu, esse será seu coeficiente no primeiro membro. E no segundo membro temos 8 N (lembre-se de multiplicar o índice pelo coeficiente em cada substância e depois somar com o que tiver nas outras substâncias), então esse será o coeficiente de HNO3 no primeiro membro.
3 Cu(s) + 8 HNO3(aq) → 3 Cu (NO3)2(aq) + 2 NO(g) + H2O(l)
* Agora sabemos que a quantidade de átomos de H no primeiro membro é de 8, então o coeficiente de H2O no segundo membro será 4 (porque tem que multiplicar pelo índice “2”):
3 Cu(s) + 8 HNO3(aq) → 3 Cu (NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)
Por fim, vamos verificar se o balanceamento está correto vendo se a quantidade de átomos de oxigênios é igual nos dois membros:
3 Cu(s) + 8 HNO3(aq) → 3 Cu (NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)
O = 8 . 3 = 24            |          O = (2 . 3 . 3) + 2 + 4 = 24
Portanto, o balanceamento está correto.