Relatório Quimica #9 #10

Prévia do material em texto

Universidade Estácio de Sá – CampusMacaé
	
	
	Curso: 
	Disciplina: 
Química Geral
	Turma: 
3053 B
	
	
	Professor (a): 
Andréia Boechat Delatorre
	Data de Realização:
05/06/2017
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): 
Jéssica Sandre Pereira
Thalita Cruz Ribeiro
Victor de Almeida Santos
Thais Tavares da Cunha
	Nº da matrícula: 
201601443374
201601571909
201602445869
201602387206
Aula Prática 09 e 10
Introdução 
A transferência eletrônica baseia-se no principio da oxiredução, onde oxidação e a perda de elétrons por um átomo e redução e o ganho de elétrons por um átomo. As reações de oxiredução são aquelas em que há transferência de elétrons entre as espécies químicas envolvidas. Isso pode ser percebido por meio do numero de oxidação (Nox) de cada elemento.
Assim, nos olhamos o Nox de cada elemento envolvido na reação, e se percebermos que o seu Nox do reagente era menor que o do produto, isto e, aumentou, isso significa que ele perdeu elétrons na reação. Por outro lado, se o seu Nox no produto e menor, significando que ele diminuiu, quer dizer que essa espécie química ganhou elétrons.
Por exemplo, ao mergulhar uma fita de cobre metálico em uma solução de nitrato de prata, notamos que, com o passar do tempo, forma-se uma camada cinza sobre o cobre, e a solução, que inicialmente era incolocor, vai ficando azul, como se pode ver na imagem abaixo.
A cor azul deve-se a formação de cátions cobre (Cu²+) que ficam dissolvidos na solução. Isso significa que o cobre metálico (Cu0) perdeu elétrons para se transformar nesse cátion. Dessa forma, dizemos que ele sofreu uma oxidação.
Por outro lado, se colocarmos uma placa de zinco metálico (Zn(s)) na solução de sulfato de cobre (CuSO4(aq)), que e azul em razão da presença de íon Cu2+ dissolvidos nela,com o passar do tempo poderemos notar duas modificações:a cor da solução ficara incolor e aparecera um deposito de cobre metálico na placa de zinco.
Pode-se observar que ouve uma transferência de elétrons do zinco para o cobre. Analisando isoladamantea transformação que ocorreu em cada um desses elementos, temos:
Zn(S) ---- Zn2+(aq)
O zinco perdeu 2elétrons passando de zinco metálico para cátion.nesse caso, o zinco sofreu uma oxidação.
Cu2+(aq) ----- Cu(s)
Já com o cobre ocorreu o contrario, ele ganhou 2 elétrons, passando de cátion cobre II para cobre metálico. O cobre sofreu uma redução.
Isso explica as duas mudanças observadas, pois a solução ficou incolor porque os íons de cobre se transformaram em cobre metálico, que se depositaram na placa de zinco.
Outros dois conceitos importantes nas reações de oxirredução são agente oxidante e agente redutor. Como os próprios nomes dizem o agente oxidante e o que causa a oxidação de outra espécie química, enquanto o agente redutor e o que provoca a redução da outra. Note que a substancia redutora e a que contem o átomo que forneceu os elétrons e a substancia oxidante e a que contem o átomo que recebeu os elétrons.
Resumidamente, temos:
Oxidação--- perda de elétrons --- nox aumenta ---- agente redutor
Redução --- ganho de elétrons ----nox diminui ---- agente oxidante
Em outras palavras, uma reação de oxi – redução envolve a reação de um redutor com um oxidante. o redutor ou agente redutor e o reagente que perde elétrons e então e oxidado. O oxidante ou agente oxidante ganha elétrons e então e reduzido.
Exemplo:
CuO --- Cu2+ +2 e- (oxidação)
2Ag+ + 2e- ---- 2 Ago (redução)
Cuo + 2 Ag+----- Cu2+ + 2 Ago (oxi-redução)
Os metais, em forma elementar ou reduzida, tem uma maior predisposição em ceder elétrons (oxidação) para outras espécies químicas que ao recebê-los se reduzem. Assim sendo, os metais nesta forma elementar atuam como agentes redutores, pois induzem outras espécies químicas a se reduzirem.
Por outro lado, os metais em suas formas catiônicas ou formas já oxidadas, pelo fato de terem cedido elétrons e ficado com carga positiva, tem mais tendência a receberem elétrons (redução) e atuarem como agentes oxidantes, ao induzirem que outras espécies químicas se oxidem e cedam elétrons para eles.
Devido a esta maior ou menor predisposição dos metais em dependendo do caso, cederam ou receberem elétrons, foi estabelecido uma serie de atividade química dos metais ou serie das tensões eletrolíticas:
Li,K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Cd,Co,Ni,Sn,Pb,H,Cu,Ag,Hg,Pb,Au,Pt
___________________________________________________________»
Aumento do poder como agente oxidante (redução)
«___________________________________________________________
Aumento do poder como agente redutor (oxidação)
Uma dúvida pode ser levantada: por que o zinco se oxida e o cobre se reduz? A resposta está no potencial de redução de cada um desses metais. O zinco, por ter um menor potencial de redução, vai se oxidar, e o cobre, por ter um maior potencial de redução, vai ser reduzido. O potencial padrão de redução foi determinado tendo como base uma pilha em que se considera com um dos eletrodos o hidrogênio que por convecção, foi atribuído o valor zero, tanto para seu potencial de redução quanto para seu potencial de oxidação. Com o uso de um voltímetro, é possível medir a diferença de potencial apenas do outro eletrodo, que, no caso do zinco, é -0,76 V e do cobre +0,34 V. Como mostra a tabela abaixo:
	Potencial de 
redução (E° RED)
	Estado Reduzido 
	Estado Oxidado
	Potencial de
Oxidação (E°OX)
	-3,04
	Li
	Li+ + e-
	+3,04
	-2,92
	K
	K+ + e-
	+2,92
	-2,90
	Ba
	Ba2+ + 2e-
	+2,90
	-2,89
	Sr
	Sr2+ + 2e-
	+2,89
	-2,87
	Ca
	Ca2+ + 2e-
	+2,87
	-2,71
	Na
	Na+ +e-
	+2,71
	-2,37
	Mg
	Mg2+ + 2e-
	+2,37
	-1,66
	Al
	Al3- + 3e-
	+1,66
	-1,18
	Mn
	Mn2+ + 2e-
	+1,18
	-0,83
	H2 = 2(OH)-
	2H2O + 2e-
	+0,83
	-0,76
	Zn
	Zn2+ + 2e-
	+0,76
	-0,74
	Cr
	Cr3+ + 3e-
	+0,74
	-0,48
	S2-
	S+ 2e-
	+0,48
	-0,44
	Fe
	Fe2+ + 2e-
	+0,44
	-0,28
	Co
	Co2+ + 2e-
	+0,28
	-0,23
	Ni
	Ni2+ + 2e-
	+0,23
	-0,13
	Pb
	Pb2+ + 2e-
	+0,13
	0,00
	H2
	2H++ 2e-
	0,00
	+0,15
	Cu+
	Cu2++ e-
	-0,15
	+0,34
	Cu
	Cu2+ + 2e-
	-0,34
	+0,40
	2(OH)-
	H2O + ½ O2 + 2e-
	-0,40
	+0,52
	Cu
	Cu+ + e-
	-0,52
	+0,54
	2l-
	I2 + 2e-
	-0,54
	+0,77
	Fe2+
	Fe3++ e-
	-0,77
	+0,80
	Ag
	Ag+ + e-
	-0,80
	+0,85
	Hg
	Hg2+ + 2e-
	-0,85
	+1,09
	2Br-
	Br2 + 2e-
	-1,09
	+1,23
	H2O
	2H+ + ½ O2 + 2e-
	-1,23
	+1,36
	2Cl-
	Cl2+ 2e-
	-1,36
	+2,87
	2 F-
	F2 + 2e-
	-2,87
O potencial de redução e de oxidação são medidos em volt (V) e é representado pelo símbolo E°.
ΔE°= E°	OX + E° RED
ΔE°= E°CÁTODO - E°ANODO
ΔE°= E°MAIOR - E°MENOR
Onde:
ΔE°= variação de potencial
E°= diferença de potencial (padrão)
E° RED= potencial de redução
E°OX= potencial de oxidação
	Em geral, são usadas tabelas com potenciais padrões de redução para indicar se o material irá se reduzir ou oxidar.
	Potenciais de Redução (E° RED) expressos em volts (Solução aquosa 1M a 25 °C e 1 atm):
Resultados e discussão
	Separamos laminas de cobre (Cu), zinco (Zn), chumbo (ZnSO₄), sulfato de cobre (CuSO₄) e nitrato de chumbo (Pb(NO₃)₂), respectivamente.
	Mergulhamos as laminas nos béqueres conforme indicado nas figuras constantes na apostila de química experimental.
Placa de Cobre (Cu):
ZnSO₄ (sulfato de zinco) – Cu(s) + ZnSO₄(aq) – não ocorre
Porque o zinco é mais reativo que o cobre, logo esta não conseguiria deslocar o zinco do sulfato.
CuSO₄ (sulfato de cobre) - Cu(s) + CuSO4(aq) – não ocorre
O cobre metálico e os íons cobre não reagiram. Isso ocorreu porque se trata do mesmo elemento, não há, portanto, diferença de reatividade para que ocorra transferência de elétrons.
Pb(NO₃)₂ (nitrato de chumbo) – Cu(s) + Pb(NO₃)₂ - não ocorre
O cobre metálico e os íons chumbo não reagiram, pois, o chumbo é mais reativo que o cobre, sendo cátion era despossuído de elétrons para doar.
Placa de Zinco (Zn):
ZnSO₄ (sulfato de zinco) - não ocorre reação.
Isso ocorreu porque se trata domesmo elemento, não há, portanto, diferença de reatividade para que ocorra transferência de elétrons.
CuSO₄ (sulfato de cobre)–ocorre reação.
A reação ocorre com formação de cobre metálico e uma solução de sulfato de zinco. A ocorrência dessa reação é facilmente visualizada porque a solução inicialmente continha íons cobre (Cu2+) que conferiam a cor azul. Mas quando a reação ocorre, a solução vai ficando incolor com o passar do tempo, pios os cátions cobre ganham elétrons e formam o cobre metálico, que é depositado em cima da placa de zinco.
Pb(NO₃)₂ (nitrato de chumbo) –ocorre reação
O zinco metálico reagiu com os íons chumbo, formando precipitado de cristais cinzas. Isso ocorreu porque zinco é mais reativo que a prata, sendo metálico possui elétrons para doar.
Placa de Chumbo (Pb):
ZnSO₄ (sulfato de zinco) - não ocorre reação.
Pois o chumbo é menos reativo que o zinco.
CuSO₄ (sulfato de cobre) – ocorre reação.
O chumbo e os íons cobre (Cu2+) presentes reagiram, formando um precipitado esbranquiçado – sulfato de chumbo – grudado a amostra. Isso ocorreu porque o chumbo é mais reativo que o cobre – tem maior tendência em perder elétrons -, logo, haverá reação, pois o chumbo possui elétrons para doar.
Pb(NO₃)₂ (nitrato de chumbo) – não ocorre reação
O chumbo e os íons chumbo (Pb+2) presentes não reagiram. Isso ocorreu porque são o mesmo elementos, não possuindo diferença de reatividade.
Placa de Ferro (Fe):
ZnSO₄ (sulfato de zinco) - não ocorre reação.
Pois o ferro é menos reativo que o zinco.
CuSO₄ (sulfato de cobre) – ocorre reação.
O ferro reagiu com os íons cobre, pois houve a formação de um precipitado vermelho na placa – ferrugem cobre metálico depositados na amostra. Isso ocorreu pois o ferro é mais reativo que o cobre e possuía elétrons para doar.
Pb(NO₃)₂ (nitrato de chumbo) – não ocorrereação
O ferro não reagiu com os íons chumbo, resultado inesperado, pois o ferro é mais reativo que o chumbo e teoricamente deveria haver reação.
Solução de nitrato de prata (AgNO3) com:
Placa de chumbo – o chumbo e os íons prata (Ag+) presentes reagiram, formando precipitado branco – sal de nitrato de chumbo – e preto - a prata oxidada.
Isso ocorreu porque o chumbo é mais reativo que a prata – tem maior tendência em perder elétrons -, logo, haverá reação, pois o chumbo metálico possui elétrons para doar.
Placa de cobre – o cobre metálico e os íons prata reagiram, formando cristais pontiagudos brancos na amostra de cobre. Isso ocorre, porque o cobre é mais reativo que a prata.
Placa de ferro – o ferro não reagiu com os íons prata, resultado inesperado, pois o ferro é mais reativo que a prata e teoricamente deveria haver reação.
Placa de Zinco – o zinco metálico reagiu com os íons prata. Isso ocorreu porque o zinco é mais reativo que a prata, sendo metálico possui elétrons para doar.
Conclusão 
A partir da fila de reatividade dos metais podemos prever a ocorrência de algumas reações de deslocamento. E a partir dos potenciais de redução podemos selecionar substancias que são bons agentes oxidantes e redutores. O termo potencial foi eliminado pela IUPAC. E, seu lugar passou a ser usada a expressão potencial de redução.
A transferência eletrônica baseia-se no principio de oxiredução, onde oxidação é a perda de elétrons por um átomo e redução é o ganho de elétrons por um átomo. Só pode ocorrer transferência eletrônica no metal de maior E° para o metal menor E°.
Bibliografia
RELATÓRIO REAÇÕES COM METAIS: Disponível em: <http://pt.slideshare.net/jamaralgeo/relatrio-1-reae s-com-metais>. Acesso em 10 de Junho de 2017.
TABELA DE POTENCIAIS-PADRÃO DE REDUÇÃO: Disponível em: <http://www.colegioweb.com.br/eletroquimica-i-pilhas/tabela-de-potenciais-padrao-de-reducao.html>. Acesso em 10 de Junho de 2017.
TABELA DE POTENCIAIS-PADRÃO DE REDUÇÃO: Disponível em: <http://www.sosquimica.com.br/imagens/tabela_de_potenciais.pdf>. Acesso em 10 de Junho de 2017.