Quimica

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EQUILÍBRIO DA OXIDAÇÃO E REDUÇÃO1

1. Conceitos

Eletroquímica é o estudo das reações químicas nas quais partículas carregadas (íons ou elétrons) atravessam a interface entre duas fases da matéria, tipicamente uma fase metálica (o eletrodo) e uma fase líquida de solução condutora, ou eletrólito. Processos de oxidação e redução estão envolvidos no estudo da eletroquímica, onde as reaçõesquímicas ocorrem com o envolvimento de transferência de elétrons de um reagente para outro. Os dois processos ocorrem simultaneamente e não podem coexistir

independentemente. Redução ocorre quando um reagente ganha elétrons e vai para um estado de oxidação mais negativo. Ignorando as cargas, isto é exemplificado pelo caso geral: Aox + ne- à Ared (1)

onde, Aox e Ared se referem as formas oxidadas ereduzidas do elemento A, respectivamente. Inversamente, durante a oxidação, um reagente perde elétrons e vai para um estado de oxidação mais positivo. O caso geral pode ser representado como Bred à Box + ne(2)

onde, novamente Box e Bred se referem as formas oxidadas e reduzidas do elemento B, respectivamente. Cada expressão geral acima é denominada uma meia reação ou meia célula. Isto é emreconhecimento de que nenhum dos processos pode ocorrer independentemente.

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Arquimedes Lavorenti. Professor Associado do Depto. de Ciências Exatas, ESALQ/USP, Caixa Postal 9, 13418-900 – Piracicaba – SP. E-mail: alavoren@carpa.ciagri.usp.br – Publicação Destinada ao Ensino de Ciências Química - 28/3/2002

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Redução e oxidação ocorrem concomitantemente, e duas meias reações se combinampara dar uma oxi-redução (dupla redox). Para o caso geral, a oxi-redução é dada como: Meia reação de redução: Aox + ne- à Ared Meia reação de oxidação: Bred à Box + neReação de oxi-redução: Aox + Bred ßà Ared + Box Assim, uma reação de oxi-redução envolve a reação de um redutor (Bred) com um oxidante (Aox). O redutor ou agente redutor é o reagente que perde elétrons e então é oxidado. O oxidante ouagente oxidante ganha elétrons e então é reduzido. Exemplo: Cuo à Cu2+ + 2 e- (oxidação) 2 Ag+ + 2 e- à 2 Ago (redução) Cuo + 2 Ag+ ßà Cu2+ + 2 Ago (oxi-redução) Os metais, em forma elementar ou reduzida, têm 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 dosmetais em dependendo do caso, cederem ou receberem elétrons, foi estabelecida uma série de atividade química dos metais ou série das tensões eletrolíticas:

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Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Pd, Au, Pt Aumento do poder como agente oxidante (REDUÇÃO)

Aumento do poder como agente redutor (OXIDAÇÃO) Exemplo: Lio à Li+ + eLítio metálico é um agente redutorforte e se oxida facilmente. Pode-se dizer que ele é um agente oxidante fraco e se reduz com muita dificuldade. O lítio tem sido muito utilizado em baterias ou pilhas. Exemplo: Ptn+ + n e- à Pto Platina metálica é um agente redutor fraco e se oxida muito dificilmente. Ela é um agente oxidante forte e se reduz muito facilmente. A platina tem sido considerada como um metal inerte.

2. Conceito depotencial de eletrodo

Todas as meias reações podem ser expressas em termos de redução ou oxidação. Por exemplo, as meias reações Fe2+/Feo são: Redução: Fe2+ + 2e- à Feo Oxidação: Feo à Fe2+ + 2eUm eletrodo consiste de um metal condutor em contato com uma solução de seus íons (eletrólito). Observa-se que há duas fases distintas em interação, isto é, fase sólida: metal e fase líquida: solução...
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