Eletroquimica

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Eletroquimica

1. Defina os seguintes termos:
a. Reações de oxidação.
b. Reações de redução.
c. Cátions.
d. Ânions.
R:
a) Reação de oxidação: são reações que envolvem transferência de elétrons de uma espécie química para outra, com perda de elétrons (ex. Mg(s)→Mg+2 + 2e).
b) Reação de redução: são reações com transferência de elétrons e ganho de elétrons (ex. S(s) + 2e→ S-2).c) Cátion: Ion positivo (ex. Mg+2 ).
d) Anion: Ion Negativo (ex. S-2 ).

2. Defina número de oxidação. Determine o número de oxidação dos átomos nas seguintes espécies químicas: NaNO3; KCl, Ca3(PO4)2; HCl; HBr; H2O; Al2O3; CH4; Fe2O3; HNO3; Ba(OH)2; H2SO4; AgOH; NiH; LiNO2; CaCO3; H2O2; O2; F2; MnO4-; SO3-2; NH4+.
R: Numero de oxidação é a carga que o átomo ou grupo de átomos teria, setodos os elétrons, da ligação fossem atribuídos ao átomo mais eletromagnético.
Ex.
NaNO3: Nox(Na) + Nox(N) + 3Nox(O)=0
+1 + Nox(N) + 3(-2) = 0
Nox(N)=5

CH4: Nox(C) + 4 Nox(H) = 0
Nox(C) + 4(1) = 0
Nox(C)= -4

3. Para os processos abaixo, determine se há um processo de oxidação ou de redução, e identifique o átomo que sofre o processo, estabelecendo seu número de oxidação antes edepois do mesmo. Veja o exemplo dado a seguir: Ca CaCO3. Resolução: o cálcio, Ca sofre oxidação para Ca+2,
segundo a reação: Ca Ca+2 + 2e. Faça o mesmo para os processos à frente:
a. Fe Fe(CN)3;
b. H2 H2O;
c. OH- O2;
d. S H2S;
e. C CaCO3;
f. Ba3(PO4)2 Ba;
g. Ba3(PO4)2 P;
h. Ba3(PO4)2 O2.
R:
a) Fe Fe(CN)3
Fe Fe+3 + 3e o ferro sofre oxidação.

b) H2 H2OH2 H+ + 2e o hidrogênio sofre oxidação

c) OH- O2
2O-2 +4e O2 o oxigênio sofre redução

d) S H2S
S-2 e o enxofre sofre redução
e) C CaCO3
Ca Ca+2+2e
CO3-2 CO3 o carbono sofre redução
f) Ba3(PO4)2 Ba
3Ba Ba+2 + 6e o bário sofre oxidação

g) Ba3(PO4)2 P
3Nox(Ba) + 2Nox(P) + Nox(O) = 0
3(2) + 2Nox(P) + 8(-2) = 0
6 + 2Nox(P)- 16 = 0
Nox(P) = 5
2P → 2P+5 + 10e o fósforo sofre oxidação

h) Ba3(PO4)2 O2
8O-2 + 16e → 2O4 o oxigênio sofre redução

4. Complete e faça o balanceamento eletrônico das seguintes semi-reações:
a. Cu(s) Cu+2;
b. NO3-(aq) N2(g);
c. SO2(g) S(s);
d. Al(s) Al+3(aq).
R:
a. Cu(s) Cu+2
Cu(s) Cu+2 + 2e

b. NO3-(aq) N2(g)
N+5 5e → ½N2(g)
3O-2 →3/2O2(g) + 6e

c. SO2(g) S(s)
S+4 + 4e → S(s)
2O-2 → O2(g) + 4e
SO2 → S(s) + O2(g)

d. Al(s) Al+3(aq)
Al(s) → Al+3 + 3e

e. Escreva reações de óxido-redução combinando as reações no
problema anterior: (a) + (b); (a) + (c); (b) e (d) e (c) e (d).

5. Balanceie as equações abaixo, determine a espécie oxidante e a espécie redutora, quem se oxida e quem se reduz e, ainda, determineas variações de seus respectivos números de oxidação, conforme exemplo: Na(s) + Cl2(g) NaCl(s). A equação balanceada é: 2Na(s) + Cl2(g) 2NaCl(s). A espécie oxidante (sofre redução) é o cloro, a espécie redutora (sofre oxidação) é o sódio. As variações de seus números de oxidação são: Na0 Na+ e Cl20 Cl-. Repita para os exemplos abaixo:
a. Ag(s) + NO2-(aq) + H+(aq) Ag+(aq) + NO2(g) +H2O;
b. MnO4-(aq) + I-(aq) + H+(aq) MnO2(s) + I2(s) + H2O;
c. CuS(s) + NO3-(aq) + H+(aq) Cu+2(aq) + S(s) + NO2(g) + H2O;
R:
a. Ag(s) + NO2-(aq) + H+(aq) Ag+(aq) + NO2(g) + H2O
Ag(s) + NO2(aq) + H+(aq) + OH-(aq) → Ag+(aq) + NO2(g) + ½H2 + ½ O2

A espécie oxidante (sofre redução) é o hidrogênio e a hidroxila, pois ganham elétrons.
A espécie redutora (sofre oxidação) é a prata e onitrito. (NO-2)
As variações de seus números de oxidação são:
Ag0 → Ag+ H+ → H0
N+3 → N+4 OH- → OH

b. MnO4-(aq) + I-(aq) + H+(aq) MnO2(s) + I2(s) + H2O;
MnO-4(aq) + 2I-(aq) + 4H+(aq) → MnO2(s) + I2(s) + 2H2O
Espécie oxidante (sofre redução): hidrogênio.
Espécie redutora (sofre oxidação): MnO4- e I-.
Variações Nox: Mn+7 → Mn+8 I- → I0 H+ → H0

c. CuS(s) + NO3-(aq) + H+(aq)...
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