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1 Aula nº 12 Oxirredução Pretende-se, com essa aula, dar ao aluno a oportunidade de observar reações químicas de deslocamento que possibilitam identificar a ordem de reatividade dos metais e dos ametais e, com isso, a força de redução e de oxidação das espécies. Considerações teóricas As reações de oxirredução ocorrem com transferência de elétrons. Reflexões sobre um experimento bem simples: uma lâmina de zinco mergulhada em solução aquosa de sulfato de cobre II. Observa-se a ocorrência espontânea de uma reação como representada na figura e na equação abaixo: Zno(s) + Cu+2SO4(aq) � Zn+2SO4(aq) + Cuo(s) Íons SO4-2 são espectadores. Zno(s) + Cu+2(aq) � Zn+2(aq) + Cuo(s) O Zno cede elétrons espontaneamente para íons Cu+2 em solução. O zinco metálico passa para a solução na forma de íons Zn+2 e os íons Cu+2 saem da solução e se depositam na forma de cobre metálico. 2e- Lâmina de zinco Solução aquosa de sulfato de cobre II 2 Nomenclatura, símbolos e códigos: Oxidação (perda de elétrons): Zno (s) � Zn+2 (aq) + 2e- (aumento do Nox) Redução (ganho de elétrons): Cu+2(aq) + 2e � Cu0 (s) (diminuição do Nox) Agente oxidante: espécie que produz oxidação. No exemplo acima, o agente oxidante é o Cu+2; ele oxida o Zno a Zn+2 e, com isso, se reduz a Cuo. Agente redutor: espécie que produz redução. No exemplo acima, o agente redutor é o Zno; ele reduz o Cu+2 a Cuo e, com isso, se oxida a Zn+2. Reações de simples troca ou de deslocamento são exemplos de reações de oxirredução e são essas reações que serão estudadas nesta aula prática. 3 Procedimento experimental - Oxirredução Serão feitas experiências com reações de oxirredução envolvendo os metais cobre, chumbo e zinco e cátions em solução. Analisando os resultados, será possível determinar as forças relativas desses metais como agentes redutores (tendência a perder elétrons) e dos cátions como agentes oxidantes (tendência a ganhar elétrons). Serão feitas, ainda, experiências com reações de oxirredução envolvendo substâncias simples constituídas dos halogênios cloro, bromo e iodo e anions em solução. Analisando os resultados, será possível determinar as forças relativas das substâncias Cl2, Br2 e I2 como agentes oxidantes (tendência a ganhar elétrons) e dos anions como agentes redutores (tendência a perder elétrons). Parte I: Reatividade dos metais 1. Em um tubo de ensaio, adicione cerca de 3 mL de Pb(NO3)2(aq) e em outro cerca de 3 mL de Zn(NO3)2(aq). Em cada tubo mergulhe um pedaço de cobre metálico. Anote as observações. 2. Em um tubo de ensaio, adicione cerca de 3 mL de Cu(NO3)2(aq) e em outro cerca de 3 mL de Zn(NO3)2(aq). Em cada tubo mergulhe um pedaço de chumbo metálico. Anote as observações. 3. Em um tubo de ensaio, adicione cerca de 3 mL de Cu(NO3)2(aq) e em outro cerca de 3 mL de Pb(NO3)2(aq). Em cada tubo mergulhe um pedaço de zinco metálico. Anote as observações. Para sua organização, utilize o quadro abaixo anotando os casos em que ocorre reação. Metal/íon Cu2+ Pb2+ Zn2+ Cu0 ///////////////////////////////// Pb0 ///////////////////////////////// Zn0 ///////////////////////////////// Parte II: Reatividade dos ametais Preparo dos padrões de cores que servirão de referência: Tome três tubos de ensaio. Ao primeiro, adicione cerca de 3 mL de água de cloro, Cl2(aq), e 1 mL de CCl4, ao segundo, adicione cerca de 3 mL de água de bromo, Br2(aq), e 1 mL de CCl4 e ao terceiro, adicione cerca de 3 mL de água de iodo, I2(aq), e 1 mL de CCl4. Tampe-os com rolha e agite-os por 15 segundos. 4 OBS: Deve-se tomar muito cuidado no manuseio desses reagentes. Eles não podem cair na pele e se por acidente caírem, lavar imediatamente com água corrente. Para sua organização, utilize o quadro abaixo anotando as cores observadas. Substâncias Coloração em CCl4 Cl2(aq) Br2(aq) I2(aq) 1. Em um tubo de ensaio, adicione cerca de 3 mL de NaBr(aq) e em outro cerca de 3 mL de NaI(aq); a seguir, adicione 1 mL de CCl4 e, depois, 1 mL de Cl2(aq) em cada tubo. Tampe os tubos e agite bem. Anote as observações. 2. Em um tubo de ensaio, adicione cerca de 3 mL de NaCl(aq) e em outro cerca de 3 mL de NaI(aq); a seguir, adicione 1 mL de CCl4 e, depois, 1 mL de Br2(aq) em cada tubo. Tampe os tubos e agite bem. Anote as observações. 3. Em um tubo de ensaio, adicione cerca de 3 mL de NaCl(aq) e em outro cerca de 3 mL de NaBr(aq); a seguir, adicione 1 mL de CCl4 e, depois, 1 mL de I2(aq) em cada tubo. Tampe os tubos e agite bem. Anote as observações. Para sua organização, utilize o quadro abaixo anotando os casos em que ocorre reação. Ametal/íon Cl- Br- I- Cl2 ///////////////////////////////// Br2 ///////////////////////////////// I2 ///////////////////////////////// 5 Relatório da aula nº 12 - Oxirredução Parte I – Reatividade dos metais a) Descreva, por meio de equações químicas, as reações que ocorreram: ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ b) Escreva a ordem crescente de reatividade dos metais: ___________________________________________________________________________________ c) Qual é o metal mais redutor? _______________________ ___________________________________________________________ d) Qual é o cátion metálico mais oxidante? ___________________________________________________________________________________ Parte II – Reatividade dos ametais a) Descreva, por meio de equações químicas, as reações que ocorreram: ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ b) Escreva a ordem crescente de reatividade dos halogênios: ___________________________________________________________________________________ c) Qual é a substância simples constituída do halogênio mais oxidante? ___________________________________________________________________________________ d) Qual é o haleto mais redutor? ___________________________________________________________________________________ Data da prática: _____ / _____ / _____ Turma: __________ Nota: __________ Professor:__________________________________________________________________ Aluno(s):___________________________________________________________________ __________________________________________________________________________