Os processos de oxirredução: nox, reações e balanceamento

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Uma reação completamente presente em nosso dia a dia é a reação que ocorre na fotossíntese. Nela ocorre a formação de oxigênio, molécula indispensável para que a vida ocorra. A fotossíntese é um exemplo de reação de oxirredução (redox) reação esta que envolve perda e ganho de elétrons.

Nox e suas regras

Como notar que uma transferência de elétrons está ocorrendo? Através da carga elétrica envolvida no processo, a esta carga, dá-se o nome de número de oxidação (Nox). Em várias situações na vida, existem regras a serem cumpridas para que determinada tarefa funcione. Sendo assim, para cálculo e identificação do Nox de um composto ou elemento químico, seguem as regras:

Receptor e Doador

Em um jogo de baseball, há duas posições chamadas de Pitcher (arremessador) e Catcher (receptor): um jogador lança a bola para que o outro a receba. Algumas reações químicas cumprem algo desse tipo, como um baseball, ao invés de bola, há o lançamento e recepção de elétrons. As reações onde transferências de elétrons ocorre são chamadas de reações de oxirredução (redox). Este termo é proveniente de uma reação onde ocorre oxidação e redução.

Reações Químicas

Mas como funciona o processo dentro de uma reação química? Em uma reação química onde ocorre transferência de elétrons, há algumas nomenclaturas fundamentais:

Exemplo de semi-reações:

Balanceamento de Equações

O princípio básico de um balanceamento nos diz o seguinte “O número total de átomos de cada elemento deverá ser igual no 1º e no 2º membro da equação”. Pode-se afirmar também que em uma oxirredução o objetivo é

“Tornar o número de elétrons cedidos pelo redutor igual ao número de elétrons recebidos pelo oxidante”.

Para que isto ocorra, deve-se ajustar os coeficientes estequiométricos (números que antecedem os compostos envolvidos na reação). As duas maneiras de realizarmos esse balanceamento são: método das tentativas e método redox.

Método das tentativas

Deve-se tentar balancear as equações utilizando coeficientes adequados para cada elemento.
Utiliza-se (geralmente) a sequência: Metais Ametais Carbono Hidrogênio e Oxigênio (MACHO)
Conferir cada elemento.

Método Redox

Calcular o Nox dos elementos e suas variações
Calcular a variação total dos Nox (△)
O △ do oxidante será o coeficiente do redutor e vice e versa
Completar o balanceamento por tentativas e, se possível, simplificar.

Exercícios

1 – (PUC-MG) Nos compostos CCl~4~, CHCl~3~, CH~2~Cl~2~, CH~3~Cl e CH~4~, os números de oxidação dos carbonos são respectivamente:

a) + 4, + 2, 0, -2, -4

b) -4, -2, 0, +2, +4

c) +4, +2, +1, +2, +4

d) -2, +4, 0, +2, +4

e) -2, -4, -2, +2, -4

2 – (PUC-Rio 2005) Os coeficientes estequiométricos da reação química balanceada dada abaixo são:

a KMnO~4~(aq) + b FeCl~2~(aq) + c HCl (aq) -> d MnCl~2~(aq) + e FeCl~3~(aq) + f KCl(aq) + g H~2~O(aq)

a) a = 1, b = 5, c = 8, d = 1, e = 5, f = 1, g = 4.

b) a = 5, b = 2, c = 3, d = 1, e = 2, f = 8, g = 10.

c) a = 3, b = 5, c = 3, d = 1, e = 3, f = 10, g = 8.

d) a = 2, b = 10, c = 3, d = 1, e = 2, f = 10, g = 8.

e) Nenhuma das alternativas apresenta o conjunto correto de coeficientes estequiométricos

3 – (UFF) Para a fabricação de chips utilizados em computadores e calculadoras eletrônicas, é necessária uma forma altamente pura de silício, que pode ser obtida por meio da reação redox representada pela equação:

SiCl~4~ + 2 H~2~ ->Si + 4 HCl

Considerando essa reação, pode-se dizer que:

a) O SiCl~4~ é o agente redutor, pois seu nox varia de +4 para zero.

b) O SiCl~4~ é o agente oxidante, pois seu nox varia de +4 para zero.

c) O H~2~ é o agente redutor, pois seu nox varia de -1 para zero.

d) O SiCl~4~ é o agente oxidante, pois seu nox varia de -4 para zero.

e) O H~2~ é o agente oxidante, pois seu nox varia de +1 para zero.