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1 Química Aplicada à Engenharia – Prof. Rafael Rios Aula de Oxi-redução Conceitos básicos • Reações químicas: processo no qual uma ou mais substâncias reagem entre si (reagentes) para a formação de outras substâncias (produtos). • Representação de uma reação química: Equação Química: REAGENTES � PRODUTOS ex: reação entre o sódio metálico e a água Equação química: Na + H2O � NaOH + H2 i) identificar a fase em que estão os componentes nomenclatura: (s) – sólido, (l) – líquido, (g) – gasoso, (aq) – aquoso (solução em água) Na(s) + H2O(l) � NaOH(aq) + H2(g) ii) balancear a equação química – Lei de conservação da massa Nº de átomos presente nos reagentes = Nº de átomos presente nos produtos 2 Na(s) + 2 H2O(l) � 2 NaOH(aq) + H2(g) coeficientes estequiométricos: informam a proporção com que os compostos reagem e se formam. • Tipos de reações: - reação de precipitação: cátions e ânions se unem para formar um composto insolúvel. ex: Ag+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + Cl-(aq) � AgCl(s) + Na+(aq) + NO3-(aq) - reação de neutralização: ácido + base � sal + água ex: Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) � MgCl2(aq) + 2 H2O(l) - reação de oxi-redução (redox): transferência de elétrons de uma espécie química para outra. ex: 2 Ca(s) + O2(g) � 2 CaO(s) 2 Química Aplicada à Engenharia – Prof. Rafael Rios Ca(s) � carga vai de 0 para +2 � aumento da carga � perdeu elétrons � oxidação O2 � carga vai de 0 para -2 � diminuição da carga � ganhou elétrons � redução • Número de Oxidação (Nox): carga assumida por um átomo quando a ligação que o une a outro é quebrada O Nox está relacionado ao tipo de ligação entre os átomos a partir de 3 casos: 1) Composto iônico: ocorre a transferência de elétrons do átomo menos para o mais eletronegativo. O Nox é a própria carga do íon. ex: NaCl � Na+ + Cl- Nox(Na+) = +1 Nox(Cl-) = -1 2) Composto covalente: o par de elétrons fica com o elemento mais eletronegativo ex: HCl � H+ + Cl- Nox(H+) = +1 Nox(Cl-) = -1 F O N Cl Br I S C P H eletronegatividade 3) Substâncias simples: não existe diferença de eletronegatividade. O Nox é igual a zero. ex: N2(g), H2(g), O2(g), Ca(s), S8, P4, Cgrafite • Regras para a determinação do Nox: 1) O Nox dos elementos do grupo 1A e 2A é igual ao número de seu grupo. - Metais alcalinos � Nox = +1 - Metais alcalinos-terrosos � Nox = +2 3 Química Aplicada à Engenharia – Prof. Rafael Rios ex: LiI � Nox(Li) = +1 K2S � Nox(K) = +1 CaO � Nox(Ca) = +2 SrCl2 � Nox(Sr) = +2 2) O Nox para os halogênios (família 7A) é -1, exceto quando combinado ao oxigênio ou outro halogênio mais alto no grupo. *O Nox do F é -1 em todos os seus compostos. ex: KF � Nox(F) = -1 NaCl � Nox(Cl) = -1 3) O Nox para os calcogênios (família 6A) é -2. ex: ZnO � Nox(O) = -2 MgS � Nox(Mg) = -2 4) O Nox para Ag, Zn, e Al é +1, +2, e +3, respectivamente. ex: AgCl � Nox(Ag) = +1 ZnS � Nox(Zn) = +2 Al2S3 � Nox(Al) = +3 5) O Nox do hidrogênio é +1 quando combinado com não-metais e -1 quando combinado com metais. ex: H2O � Nox(H) = +1 NaH � Nox(H) = -1 6) O Nox para o oxigênio em peróxido é -1. ex: H2O2 � Nox(O) = -1 Na2O2 � Nox(O) = -1 7) O Nox para substâncias simples é zero. ex: N2(g) � Nox(N) = 0 4 Química Aplicada à Engenharia – Prof. Rafael Rios 8) A soma do Nox de todos os átomos em uma espécie é igual a sua carga total. ex: HNO3(aq) � 1.(+1) + 1.Nox(N) + 3.(-2) = 0 Nox(N) = +5 NO3-(aq) � 1.Nox(N) + 3.(-2) = -1 Nox(N) = +5 Exercício: 1) Calcule o número de oxidação do Al, H e Br para os compostos presente nos reagentes e depois para os compostos presente nos produtos: 2Al(s) + 6HBr(aq) � 2AlBr3(aq) + 3H2(g) 2) Calcule o número de oxidação do Mg, H e Cl para os compostos presente nos reagentes e depois para os compostos presente nos produtos: Mg(s) + 2HCl(aq) � MgCl2(aq) + H2(g)