de equações químicas de Acerto de equações químicas de Oxidação - Redução

Conceitos de Oxidação e Redução Algumas reacções químicas acontecem com a alteração do Número de Oxidação dos elementos químicos. São as reacções de oxidação - redução, onde: Oxidação é o processo onde ocorre perda de electrões. Redução é o processo onde ocorre ganho de electrões.

n. o. diminui( redução) +3 -2 +2 –2 0 +4 -2 Fe2 O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 n. o. aumenta (oxidação)

Em reacções redox é frequente o uso das expressões “Agente Oxidante” e “Agente Redutor”: Agente Oxidante ou Oxidante é o elemento ou espécie química que provoca a oxidação, sendo que, ele próprio, sofre a redução: Fe ou Fe2 O3.  Agente Redutor ou Redutor é o elemento ou espécie química que provoca a redução, sendo que, ele próprio, sofre a oxidação: C ou CO.

Regras para o acerto de equações químicas de oxidação –redução 1- Método da variação do número de oxidação  Determinar o n. o. de todos os elementos químicos presentes na reacção: +3 -2 +2 –2 0 +4 -2 Fe2 O3 + CO → Fe + CO2

reduz = Agente oxidante  Identificar o elemento químico que oxida ( Agente redutor) e o elemento químico que reduz ( Agente oxidante): reduz = Agente oxidante +3 -2 +2 –2 0 +4 -2 Fe2 O3 + CO → Fe + CO2 oxida = Agente redutor

 Calcular a variação total de n. o. do elemento  Calcular a variação total de n. o. do elemento químico que oxida e do elemento químico que reduz: reduz: ∆ = 3 - 0 = 3 +3 -2 +2 –2 0 +4 -2 Fe2 O3 + CO → Fe + CO2 Oxida : ∆ = 4 - 2 = 2

 Identificar o elemento que se oxida e o elemento que se reduz de maior índice na equação. Estes elementos devem se localizar no mesmo membro da equação: Fe2 O3 + CO → Fe + CO2

 Multiplicar o índice deste elemento por sua variação de n. o.: ∆ = 3 .2 = 6 Fe2 O3 + C1O → Fe + CO2 ∆ = 2 . 1 = 2

 Inverter os valores finais entre as duas espécies químicas que apresentam os elementos químicos que estão sendo estudados. Considerando-os como coeficientes da reacção: ∆ = 3 .2 = 6 2 Fe2 O3 + CO → Fe + CO2 ∆ = 2 . 1 = 2 6 2Fe2 O3 + 6CO → Fe + CO2

 Acertar os coeficientes restantes pelo método das tentativas: 2 Fe2 O3 + 6 CO → 4 Fe + 6CO2

2 Fe2 O3 + 6 CO → 4 Fe + 6 CO2 (  2 ) 1 Fe2 O3 + 3CO → 2 Fe + 3 CO2 Observar se os coeficientes estequiométricos são os menores números inteiros possíveis. Caso não sejam, efectuar a operação matemática necessária para torná-los os menores inteiros possíveis: 2 Fe2 O3 + 6 CO → 4 Fe + 6 CO2 (  2 ) 1 Fe2 O3 + 3CO → 2 Fe + 3 CO2

1- Método da variação do número de oxidação  Determinar o n. o. de todos os elementos químicos presentes na reacção: +3 -2 +2 –2 0 +4 -2 Fe2 O3 + CO → Fe + CO2

2- Método das semiequações  Acertar a equação química, por exemplo : Zn(s) + Cu 2+(aq) → Zn 2+(aq)+ Cu(s) O método requer que se comece pela forma iónica da equação a acertar.

Acerto em Meio Ácido Vamos estudar o exemplo:  O dicromato de potássio, em meio ácido (H2SO4), converte o iodeto de potássio em iodo, formando também sulfato de crómio (III) e sulfato de potássio. Acerte a respectiva equação química. K2Cr2O7 (aq)+ KI (aq)+ H2SO4(aq)→ Cr2 (SO4)3(aq) + K2SO4(aq)+ I2(g)

1. Escrever a equação iónica com as espécies em que variou o n. o: Cr2O72- + 2I- I2 + 2 Cr 3+ Meio ácido 2. Escrever separadamente as equações das semireacções de oxidação e redução: Oxidação: 2I-  I2 Redução: Cr2O72-  2 Cr 3+ NOTA: Todas as setas devem indicar, por cima, meio ácido. A partir deste momento serão omitidas, só para facilitar a escritas das equações.

3. Acerte, por exemplo, a equação de semireacção de redução. a) Acerto dos oxigénios: como a reacção decorre em meio ácido, adicionam-se tantas moléculas de água quantas as necessárias para acertar os átomos de oxigénio, no membro conveniente: Redução: Cr2O72-  2 Cr 3+ + 7 H2O b) Acerto dos hidrogénios: adicionam-se, onde necessário, ióes H+ para acertar os hidrogénios. Cr2O72- + 14 H +  2 Cr 3+ + 7H2O

c) Acerto das cargas, adicionando electrões ( no mesmo membro de H+ ou no membro oposto ao de HO-, de outra maneira não conseguiríamos acertar as cargas eléctricas): Cr2O72- + 14 H+ + 6 e-  2 Cr 3+ + 7 H2O d) Verificação 1º membro 2º membro Cargas +6 O 7 Cr 2 H 14

4. Acerte a equação da semireacção de oxidação. a) Oxidação: 2I- I2 + 2 e- b) Verificação: Está certa quanto a cargas e quanto a massas

nº e - cedidos = nº e- ganhos 5. Escreva as duas equações das semireacções e multiplique por coeficientes apropriados, de modo que nº e - cedidos = nº e- ganhos Cr2O72- + 14 H++6e-  2 Cr 3+ + 7 H2O 3 x ( 2I- I2 + 2 e- ) 6. Verificação Cr2O72- + 14 H++ 6 I- 2 Cr 3+ + 3 I2+7 H2O

7. Verificação Cargas Cr O H I Cr2O72- + 14 H++ 6 I-  2 Cr 3+ +3 I2+ 7 H2O 1º membro 2º membro Cargas -2+14-6=+6 +6 Cr 2 O 7 H 14 I 6

8. Escreva, se for pedido, a equação química sob a forma molecular: K2Cr2O7 + 7H2SO4+6KI  Cr2(SO4)3+3I2+ 7 H2O+4K2SO4 9. Verificação 1º membro 2º membro K 2+6 8 SO42- 7 3+4

Acerto em Meio Alcalino  O dióxido de manganésio reduz em meio alcalino, NaHO, o nitrato de sódio, resultando permanganato de sódio e nitrito de sódio. Escreva a equação química devidamente acertada. MnO2 +NaNO3 → NaMnO4+NaNO2

1. Escrever a equação iónica com as espécies em que variou o n. o: MnO2 + NO3- MnO4- + NO2 - Meio alcalino 2. Escrever separadamente as equações das semireacções de oxidação e redução: Oxidação: MnO2  MnO4- Redução: NO3-  NO2- NOTA: Todas as setas devem indicar, por cima, meio alcalino. A partir deste momento serão omitidas, só para facilitar a escritas das equações.

3. Acerte a equação da semireacção de oxidação. a) Acerto dos oxigénios: adicionam-se, onde necessário, ióes HO- para acertar os hidrogénios. MnO2 + 2 HO-  MnO4 - b) Acerto dos hidrogénios:como a reacção decorre em meio alcalino, adicionam-se moléculas de água : MnO2 + 2 HO -  MnO4- + H2O c) Novo acerto dos oxigénios: MnO2 + 4 HO-  MnO4- + 2 H2O

d) Acerto das cargas: MnO2 + 4 HO-  MnO4 - + 2 H2O+ 3 e- Cargas Mn O e) Verificação 1º membro 2º membro Cargas +4 Mn 1 O 6 H 4

4. Acerte a equação da semireacção de redução. redução: NO3- NO2- a) Acerto de O NO3- NO2- + HO- b) Acerto de H H2O+NO3- NO2- + HO- c) Novo acerto de O (e de H) H2O+NO3- NO2- + 2HO-

d) Acerto das cargas: H2O+NO3- +2e-NO2- + 2HO- Cargas N O H 5. Verificação 1º membro 2º membro Cargas -3 N 1 O 4 H 2

2x (MnO2 + 4 HO-  MnO4 - + 2 H2O+ 3 e- ) 6. 3x ( H2O+NO3- +2e-NO2- + 2HO- ) 2x (MnO2 + 4 HO-  MnO4 - + 2 H2O+ 3 e- ) ___________________________________________ 2MnO2 +3NO3- +2 HO-  2MnO4 - +3NO2- +H2O 7.Verificação 1º membro 2º membro Cargas -5 Mn 2 N 3 O 4+9+2=15 8+6+1=15 H

8. Equação química global 2MnO2+3NaNO3+2NaHO2NaMnO4+3NaNO2+H2O 9.Verificação 1º membro 2º membro Cargas -5 Mn 2 N 3 O 4+9+2=15 8+6+1=15 H Na 3+2=5 2+3=5

FIM Autoria Conceição Alves, prof.ª FQA - 11ºano Escola S/3 Quinta das palmeiras -Covilhã