O que ocorre em uma reação de oxirredução?

Oxirredução é caracterizado por ser uma uma reação química onde há, ao mesmo tempo, ganha e perda de elétrons, oxidação e redução.

Oxirredução é caracterizada com a ação de perda e ganha de elétrons dentro de uma reação. Ou seja, é um processo em que, ao mesmo tempo que elétrons são perdidos, oxidação, também ocorre o ganho de elétrons, redução.

Dessa maneira, dentro da classificação da oxirredução, ocorrem diversas reações como a combustão, a corrosão e a fotossíntese, além de outros tipos. Nesse sentido, quando a reação de oxirredução ocorre dize-se que os elétrons estão migrando de uma espécie para a outra.

Essa migração de elétrons é possível por meio da corrente elétrica, ou energia elétrica, que ocorre entre as espécies. Assim, quando um elemento está perdendo elétrons temos um agente redutor. Nesse sentido, o elemento que passa pelo processo de oxidação é nomeado de agente redutor.

Oxirredução

Durante esse processo existe a troca de elétrons entre reações, ou seja, os elétrons não se perdem. Isso porque, de acordo com Lavoisier, “na natureza nada se perde, nem se cria”. Assim, dizemos que há a oxidação e a redução de elétrons.

Um exemplo dessa reação química pode ser observado na ferrugem. Isso porque, existe o ferro que sofre com a ação do ar úmido. Assim, quando os dois elementos entram em contato, um vai perder elétrons – no caso do ferro, enquanto o outro ganha elétrons.

O exemplo da oxirredução em relação ao ferro e o ar úmido pode ser representado da seguinte forma:

Semirreação de oxidação: 2Fe(s) →  2Fe2+(s) + 4e–

Semirreação de redução: O2(g) + 2H2O(l) + 4e– → 4OH–(aq)

Reação global: 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) → 2Fe(OH)2(s)

No caso citado, o agente redutor – o que perdendo elétrons, é o ferro, enquanto que o agente oxidante é o ar úmido, O2. A quantidade de elétrons ganhados ou perdidos pode ser representado por NOX, sendo a oxirredução a variação existente entre as reações de perda e ganho.

Dessa forma, podemos dizer que a oxidação causa o aumento do NOX, enquanto que a redução é responsável pela diminuição do NOX.

Áreas estudadas

A partir da oxirredução é possível estudar diversos fenômenos que ocorrem. Assim, algum deles são:

• Corrosão de metais;
• Número de oxidação (NOX)
• Balanceamento de reações de oxirredução;
• Proteção dos metais contra a corrosão.

O que achou da matéria? Se gostou, corre pra conferir o que são elementos químicos e como ocorre a ligação covalente. 

Fontes: Mundo Educação, Brasil Escola e Info Escola

Fonte imagem destaque: Global Color

A oxidação e redução são termos relacionados com a transferência de elétrons entre átomos e/ou íons de determinadas substâncias.

A oxidação e a redução são processos contrários e que ocorrem simultaneamente em uma reação química em que há transferência de elétrons. Esse tipo de reação é denominado de reação de oxidorredução (ou redox).

A oxidação ocorre quando a espécie química perde elétrons para outra, ficando com a carga mais positiva, isto é, o seu Nox (Número de oxidação) aumenta.

A redução, por outro lado, é o ganho de elétrons de uma espécie química, com a consequente diminuição do Nox.

Visto que os átomos e/ou íons de certas substâncias só sofrem a redução porque a outra espécie química reagente perdeu elétrons (sofrendo oxidação), esses átomos ou íons são então chamados de agentes oxidantes (pois foram eles que causaram a oxidação da outra substância).

O contrário também é verdadeiro, a espécie química que oxidou causou a redução da outra, por isso, ela é denominada de agente redutor.

Resumidamente, temos:

Consideremos um exemplo de reação em que ocorre uma oxidação e uma redução simultaneamente. Quando colocamos uma lâmina de zinco em uma solução de sulfato de cobre (de cor azul), notamos, com o passar do tempo, que a solução fica incolor e forma-se uma camada avermelhada sobre a lâmina:

Isso acontece porque a cor azul da solução era originada pelos íons Cu2+ que estavam dissolvidos. Mas esses íons ganham elétrons, isto é, sofrem redução e transformam-se em cobre metálico. Esse cobre formado deposita-se sobre a lâmina.

Redução (ganho de elétrons): Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

Enquanto isso, o zinco da lâmina perdeu elétrons para o cobre, transformando-se em íons zinco, ou seja, sofreu oxidação:

Oxidação (perda de elétrons): Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-

A reação global de oxidorredução que ocorreu pode ser expressa por:

Oxidação (perda de elétrons): Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
Redução (ganho de elétrons): Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)________
Reação global de oxirredução: Cu2+(aq) + Zn(s) → Zn2+(aq) + Cu(s)

Observe que o Nox do zinco aumentou e ele agiu como o agente redutor, enquanto o Nox do íon cobre diminuiu e ele agiu como agente oxidante.

O nome “oxidação” veio do fato de que antigamente se pensava que toda reação desse tipo ocorria somente na presença de oxigênio.

Por exemplo, quando estão na presença de agentes oxidantes, tais como o permanganato de potássio (KMnO4) ou o dicromato de potássio (K2Cr2O7), os álcoois reagem com o oxigênio, formando novos compostos que podem ser aldeídos, ácidos carboxílicos ou cetonas, dependendo do tipo de álcool (primário ou secundário) que estiver reagindo.

Essas são reações orgânicas de oxidação e temos um exemplo abaixo, a oxidação de um álcool secundário (propanol), com formação de uma cetona:

No entanto, mais tarde, outras reações de oxidação que não envolvem o oxigênio foram descobertas; mas como o nome já era muito usado, ele acabou ficando.

Um exemplo é estudado em Química Orgânica: uma reação de redução entre um aldeído e o hidrogênio, com a formação de um álcool primário, como mostrado a seguir. Essa reação envolve ganho de hidrogênio e não a perda de oxigênio:

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Aproveite para conferir nossa videoaula sobre o assunto:

Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

O balanceamento das equações de oxirredução deve ser feito a partir da determinação da espécie química que sofreu redução e da que sofreu oxidação.

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:

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.

Por Jennifer Fogaça

Graduada em Química

Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça