Módulo 2 - Aula 32 - Reações de oxirredução e NOx

Um átomo se une a outro por meio da eletrosfera, formando, assim, as ligações químicas. Essas ligações podem se dar por compartilhamento ou por transferência de elétrons.

Em uma reação química, as ligações (ou algumas das ligações) dos reagentes são quebradas para dar origem a novas ligações no produto. Quando essa quebra ocorre com transferência de elétrons, dizemos que a reação química é de oxirredução ou redox.

Reação de oxirredução ⇒ é toda reação química em que há transferência de elétrons.

OXIDAÇÃO

Antigamente, o termo oxidação era relacionado à reação com o oxigênio, e oxidar era transformar-se em um óxido.

Atualmente, oxidar significa perder elétrons.

Quanto menor for a eletronegatividade de um elemento, maior será sua tendência a oxidar.

Observe a fila parcial de eletronegatividade:

Quanto mais à direita estiver o elemento nessa fila, maior será sua tendência a oxidar.

Na formação da ligação iônica entre potássio e flúor, há transferência de elétrons e formação de íons.

O potássio, por ser o elemento de menor eletronegatividade, perde o elétron e sofre oxidação; e o flúor, ao receber o elétron, sofre o fenômeno contrário, denominado redução.

REDUÇÃO

Antigamente, o termo redução significava “retorno ao estado inicial”.

Atualmente, reduzir significa ganhar elétrons. Veja:

Ao invertermos essa equação, o potássio volta à forma inicial, mas isso só é possível porque o flúor “devolve” o elétron que o potássio havia perdido.

NÚMERO DE OXIDAÇÃO (NOx)

O NOx é o número de elétrons perdidos ou recebidos quando

A. um átomo realiza uma ligação iônica;

B. há a quebra de todas as ligações covalentes, realizadas pelo átomo, ficando os elétrons com o átomo mais eletronegativo.

Exemplo 2: Já no ácido clorídrico, H e Cl unem-se por meio de uma ligação covalente.

Porém, se por qualquer motivo externo houver a ruptura da ligação, o cloro ficará com o par de elétrons, devido à sua maior eletronegatividade.

Para o hidrogênio ⇒ NOx = +1

perdeu 1 elétron ⇒ oxidou-se

Para o cloro ⇒ NOx = –1

ganhou 1 elétron ⇒ reduziu-se

Vejamos alguns exemplos de NOx nos compostos moleculares:

1. H₂ (hidrogênio) 

2. CH₄ (metano)

Como o carbono é mais eletronegativo, com a quebra das ligações, seu NOx será –4, enquanto cada hidrogênio terá NOx = +1.

3. HNO₃ (ácido nítrico)

Se quebrarmos todas as ligações, o oxigênio, que é o elemento mais eletronegativo, irá ganhar todos os elétrons compartilhados.

Sendo assim,

H ⇒ NOx = +1

N ⇒ NOx = +5

O ⇒ NOx = –2

OBSERVAÇÃO

• Cada oxigênio ganhou 2 elétrons.

REGRAS PRÁTICAS PARA A DETERMINAÇÃO DO NOX

Alguns elementos aparecem sempre com o mesmo NOx em quaisquer substâncias que formarem. A tabela a seguir apresenta o NOx de cada um desses elementos. De posse desses valores, poderemos calcular o NOx dos demais elementos de um composto.

NOx MÁXIMO E MÍNIMO

Alguns elementos possuem NOx variáveis, pois seus valores dependem da eletronegatividade e da quantidade de átomos que estarão ligados a eles.

Tomemos, como exemplo, o cloro:

Dependendo da substância, o cloro adquire NOx mínimo –1 e NOx máximo +7.

Para qualquer átomo, o NOx poderá variar de, no mínimo, –7 a, no máximo, +7.

Para os elementos das colunas A da tabela periódica, o NOx máximo é dado pelo número da coluna e o NOx mínimo pelo número da coluna menos oito unidades.

NOx máximo = número de coluna

NOx mínimo = (n° da coluna) – 8

As famílias IA (1), IIA (2) e IIIA (3) não poderão ter NOx mínimos –7, –6 e –5, respectivamente, pois possuem baixa eletronegatividade, o que impossibilita o ganho de elétrons.

A coluna VIIIA (18) não foi citada, pois possui a camada de valência completa, não devendo haver ganho ou perda de elétrons em condições normais.

AGENTES OXIDANTES E REDUTORES

Observando uma reação de oxirredução, vamos verificar os elementos que sofreram oxidação e redução.

Da reação citada, o cobre recebeu dois elétrons, diminuiu o seu NOx e, então, sofreu redução. O zinco perdeu 2 elétrons, aumentou o seu NOx e, então, sofreu oxidação

Porém, surge uma pergunta: Qual foi o elemento que provocou ou promoveu a redução do cobre? A resposta é simples: O zinco, que, ao perder dois elétrons, possibilitou que o cobre os recebesse. A esse elemento que promove a redução de um outro damos o nome de agente redutor ou, simplesmente, redutor.

 Fazendo uma análise similar, o cobre é o agente oxidante do zinco.

OBSERVAÇÃO

• Os conceitos de oxidante e de redutor não são exclusivos dos elementos químicos. Esses conceitos podem ser estendidos às substâncias que possuem os átomos que oxidam ou reduzem.