4 Subdomnio Unidade Reaes de oxidaoreduo 4 2

4 Subdomínio Unidade Reações de oxidação-redução

4. 2 Força relativa de oxidantes e redutores

Nas reações de oxidação-redução, ocorrem transferências de eletrões entre uma espécie que se comporta como redutor e outra que se comporta como oxidante. Agente redutor (sofre oxidação) Cede eletrões Agente oxidante (sofre redução) No entanto, verifica-se que nem todos os oxidantes e redutores se comportam do mesmo modo nas diversas reações de oxidac a o-reduc a o.

Reação ácido-metal

A chuva ácida causa prejuízos em todo o património edificado. É responsável pela corrosão do calcário e do mármore usado em estátuas e edifícios.

A chuva ácida causa prejuízos em todo o património edificado. É responsável pela corrosão do calcário e do mármore usado em estátuas e edifícios. É responsável também por danos em estruturas metálicas.

Numa solução de ácido clorídrico, mergulham-se três metais. Zinco Ferro Cobre Não ocorre Libertação de H 2 Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn 2+(aq) + H 2(g) Fe(s) + 2 H+(aq) → Fe 2+(aq) + H 2(g) libertação gás Não ocorre reação! Verifica-se que: • no caso do zinco e do ferro, ocorre libertação de um gás — o hidrogénio (H 2); • no caso do cobre, não ocorre libertação de gás — o cobre não reage com o ácido; de

Numa solução de ácido clorídrico, mergulham-se três metais. Zinco Ferro Cobre Não ocorre Libertação de H 2 Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn 2+(aq) + H 2(g) Fe(s) + 2 H+(aq) → Fe 2+(aq) + H 2(g) libertação gás Não ocorre reação! Verifica-se que: • o zinco e o ferro sofreram oxidação, transferindo os eletrões para os iões H+; • tanto o zinco como o ferro se comportam como redutores; de

Numa solução de ácido clorídrico, mergulham-se três metais. Zinco Ferro Cobre Não ocorre Libertação de H 2 Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn 2+(aq) + H 2(g) Fe(s) + 2 H+(aq) → Fe 2+(aq) + H 2(g) libertação gás Não ocorre reação! Verifica-se que: • a quantidade de H 2 libertada foi maior na reação do zinco do que na do ferro; logo, o zinco é um redutor mais forte; • o cobre não reage; por isso, é o redutor mais fraco dos três. de

Numa solução de ácido clorídrico, mergulham-se três metais. Zinco Ferro Cobre Não ocorre Libertação de H 2 Redutor mais forte libertação gás Redutor mais fraco Verifica-se que: • a quantidade de H 2 libertada foi maior na reação do zinco do que na do ferro; logo, o zinco é um redutor mais forte; • o cobre não reage; por isso, é o redutor mais fraco dos três. de

Numa solução de ácido clorídrico, mergulham-se três metais. Zinco Ferro Cobre Não ocorre Libertação de H 2 Redutor mais forte libertação gás Redutor mais fraco Poder redutor crescente A reatividade dos três metais perante o ião H+ é diferente. Os metais apresentam diferente poder redutor. de

O poder redutor de um metal é a capacidade que uma espécie tem de sofrer oxidação e, portanto, de reduzir outra. O poder oxidante de um metal é a capacidade que uma espécie tem de sofrer redução e, portanto, de oxidar outra. Zn; Fe; Cu Quanto maior é o poder redutor de um metal, menor é o poder oxidante do ião do seu par conjugado oxidante/redutor. Poder redutor crescente Zn 2+; Fe 2+; Cu 2+ Poder oxidante crescente

Série eletroquímica

A tabela ao lado mostra parte da A partir da série eletroquímica, pode concluir-se se uma dada reação ocorrerá ou não. Li+(aq) + e– → Li(s) K+(aq) + e– → K(s) Ca 2+(aq) + 2 e– → Ca(s) Na+(aq) + e– → Na(s) Mg 2+(aq) + 2 e– → Mg(s) Aℓ 3+(aq) + 3 e– → Aℓ(s) Zn 2+(aq) + 2 e– → Zn(s) Fe 2+(aq) + 2 e– → Fe(s) Ni 2+(aq) + 2 e– → Ni(s) Sn 2+(aq) + 2 e– → Sn(s) Pb 2+(aq) + 2 e– → Pb(s) 2 H+(aq) + 2 e– → H 2(g) Cu 2+(aq) + 2 e– → Cu(s) Ag+(aq) + e– → Ag(s) Au 3+(aq) + 3 e– → Au(s) Poder redutor crescente os redutores/oxidantes. Poder oxidante crescente série eletroquímica qualitativa. Nesta série estão ordenados Agente redutor Agente oxidante

De um modo geral: • Os metais com maior poder redutor e sofrer oxidação; • Quanto maior é o poder redutor do metal, menor é o poder oxidante do seu ião conjugado; Li+(aq) + e– → Li(s) K+(aq) + e– → K(s) Ca 2+(aq) + 2 e– → Ca(s) Na+(aq) + e– → Na(s) Mg 2+(aq) + 2 e– → Mg(s) Aℓ 3+(aq) + 3 e– → Aℓ(s) Zn 2+(aq) + 2 e– → Zn(s) Fe 2+(aq) + 2 e– → Fe(s) Ni 2+(aq) + 2 e– → Ni(s) Sn 2+(aq) + 2 e– → Sn(s) Pb 2+(aq) + 2 e– → Pb(s) 2 H+(aq) + 2 e– → H 2(g) Cu 2+(aq) + 2 e– → Cu(s) Ag+(aq) + e– → Ag(s) Au 3+(aq) + 3 e– → Au(s) Poder redutor crescente têm maior facilidade em perder eletrões Poder oxidante crescente ocupam a parte superior da tabela; • Os metais com maior poder redutor Agente oxidante

Agente redutor Agente oxidante De um modo geral: → Li(s) K+(aq) + e– → K(s) Ca 2+(aq) + 2 e– → Ca(s) Na+(aq) + e– → Na(s) Mg 2+(aq) + 2 e– → Mg(s) Aℓ 3+(aq) + 3 e– → Aℓ(s) Zn 2+(aq) + 2 e– → Zn(s) Fe 2+(aq) + 2 e– → Fe(s) Ni 2+(aq) + 2 e– → Ni(s) Sn 2+(aq) + 2 e– → Sn(s) Pb 2+(aq) + 2 e– → Pb(s) capacidade de reduzir esse ião. 2 H+(aq) + 2 e– → H 2(g) O contrário não ocorre. Cu 2+(aq) + 2 e– → Cu(s) Ag+(aq) + e– → Ag(s) Au 3+(aq) + 3 e– → Au(s) • Todos os metais com poder redutor deslocar este gás dos ácidos; • Quando um metal se encontrar acima de um determinado ião metálico, tem Poder oxidante crescente acima do hidrogénio conseguem Poder redutor crescente Li+(aq) + e–

Agente redutor Agente oxidante O chumbo tem maior poder a prata metálica; • A prata metálica não consegue reduzir o ião Pb 2+ a chumbo metálico. → Li(s) K+(aq) + e– → K(s) Ca 2+(aq) + 2 e– → Ca(s) Na+(aq) + e– → Na(s) Mg 2+(aq) + 2 e– → Mg(s) Aℓ 3+(aq) + 3 e– → Aℓ(s) Zn 2+(aq) + 2 e– → Zn(s) Fe 2+(aq) + 2 e– → Fe(s) Ni 2+(aq) + 2 e– → Ni(s) Sn 2+(aq) + 2 e– → Sn(s) Pb 2+(aq) + 2 e– → Pb(s) 2 H+(aq) + 2 e– → H 2(g) Cu 2+(aq) + 2 e– → Cu(s) Ag+(aq) + e– → Ag(s) Au 3+(aq) + 3 e– → Au(s) Poder redutor crescente • O chumbo consegue reduzir o ião Ag+ Poder oxidante crescente redutor do que a prata: Li+(aq) + e–

Agente redutor Agente oxidante O ouro é o metal com menor poder redutor, utilizado em joalharia. As joias de ouro têm maior durabilidade do que as joias feitas de outros metais mais reativos. → Li(s) K+(aq) + e– → K(s) Ca 2+(aq) + 2 e– → Ca(s) Na+(aq) + e– → Na(s) Mg 2+(aq) + 2 e– → Mg(s) Aℓ 3+(aq) + 3 e– → Aℓ(s) Zn 2+(aq) + 2 e– → Zn(s) Fe 2+(aq) + 2 e– → Fe(s) Ni 2+(aq) + 2 e– → Ni(s) Sn 2+(aq) + 2 e– → Sn(s) Pb 2+(aq) + 2 e– → Pb(s) 2 H+(aq) + 2 e– → H 2(g) Cu 2+(aq) + 2 e– → Cu(s) Ag+(aq) + e– → Ag(s) Au 3+(aq) + 3 e– → Au(s) Poder redutor crescente Por esse motivo, o ouro é muito Poder oxidante crescente sendo o menos reativo. Li+(aq) + e–

Conclusão • O poder redutor de um metal é a capacidade que uma espécie tem de sofrer oxidação e, portanto, de reduzir outra. • O poder oxidante de um metal é a capacidade que uma espécie tem de sofrer redução e, portanto, de oxidar outra.

Conclusão • Quanto maior é o poder redutor de um metal, menor é o poder oxidante do ião do seu par conjugado oxidante/redutor. • Na série eletroquímica qualitativa estão ordenados os redutores/oxidantes.