Reações redox

Redox, que é a abreviação de redução-oxidação, é um tipo de reação química classificada pela transferência líquida de elétrons. Nessa reação, uma molécula perde elétrons, chamada de oxidação, e a outra molécula ganha elétrons, chamada de redução.

Para ajudá-lo a diferenciar entre os dois, lembre-se da frase 'OIL-RIG', que significa 'oxidação está perdendo, redução está ganhando'. A molécula oxidada é chamada de agente redutor porque reduz o outro reagente. Da mesma forma, a molécula que é reduzida é chamada de agente oxidante porque oxida a outra molécula.

Agora que temos a terminologia resolvida, vejamos um exemplo de reação redox, a formação do mineral óxido de magnésio. Durante a reação, cada átomo de magnésio perde dois elétrons. Assim, o magnésio é oxidado. Cada átomo de oxigênio ganha dois elétrons; assim, o oxigênio é reduzido.

No entanto, nem todas as reações são reações redox. Por exemplo, a reação do óxido de cálcio com o dióxido de carbono para formar carbonato de cálcio não é uma reação redox. Então, como podemos identificar uma reação redox?

Para fazer isso, rastreamos o número de oxidação de cada elemento à medida que ele passa do reagente ao produto. O número de oxidação é a carga hipotética que um átomo teria se suas ligações com diferentes elementos fossem iônicas, o que significa que os elétrons são atribuídos ao átomo mais eletronegativo. A soma dos números de oxidação em uma molécula é igual à sua carga total.

Vamos olhar para trás, para o óxido de magnésio. É um composto neutro, então a soma dos números de oxidação do magnésio e do oxigênio é igual a zero. O magnésio pode dar dois elétrons, então seu número de oxidação é mais dois. O oxigênio pode aceitar dois elétrons, então seu número de oxidação é menos dois.

E quanto à reação? Os compostos elementares neutros puros têm um número de oxidação zero. Assim, tanto o magnésio quanto o oxigênio começam com números de oxidação de zero. Os números de oxidação do magnésio e do oxigênio mudaram durante a reação, então esta é uma reação redox.

Agora, vamos olhar para a reação do carbonato de cálcio que vimos anteriormente. Ambos os reagentes são neutros, então a soma dos números de oxidação para ambos os compostos é zero. Como vimos com o óxido de magnésio, o cálcio tem um número de oxidação de mais dois e o oxigênio menos dois. Então, o carbono na molécula de dióxido de carbono tem um número de oxidação de mais quatro e cada oxigênio menos dois.

Que tal o produto? O cálcio é mais dois e o carbono mais quatro, assim como nos reagentes. Cada oxigênio é menos dois, totalizando menos seis, com o número de oxidação líquido zero. Como nenhum dos números de oxidação mudou, esta não é uma reação redox.

Agora vamos apresentar os quatro tipos de reações redox. A primeira é uma reação de deslocamento único, onde um átomo desloca outro. Você verá isso em uma reação de termite, onde um metal é reduzido e o outro metal é oxidado.

O próximo tipo é uma reação de combustão, que ocorre entre um combustível e um oxidante para formar produtos oxidados e calor. Você vê isso no laboratório durante a combustão do metano com oxigênio ao usar um bico de Bunsen.

A terceira é uma reação de síntese, onde dois reagentes se combinam para formar um produto, como na síntese de amônia, onde o nitrogênio é combinado com hidrogênio para formar amônia.

Finalmente, o quarto tipo é uma reação de decomposição, onde um reagente absorve energia suficiente para quebrar suas ligações para formar compostos menores. É o que acontece com os fogos de artifício, onde o clorato de potássio se decompõe em cloreto de potássio e oxigênio após o aquecimento.

Neste laboratório, você executará e identificará vários tipos de reações redox que transformam cobre sólido em óxido de cobre e, em seguida, de volta em cobre sólido.