Oxidação e Redução

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Pode-se ser explicado esses resultados a partir da “Teoria de energia de Gibbs” . Em que uma reação pode ocorrer de forma espontânea e não espontânea, a reação espontânea ocorre sozinha e não espontânea necessita de energia para que continue . Relacionando a teoria de Gibbs com a variação de forçaeletromotriz da eletrólise que é medida em volts, quando a variação de força eletromotriz (∆e° ) é positiva ocorre de forma espontânea e quando é negativa é necessário uma energia para ativar a reação, não ocorrendo de forma espontânea.

Observe como ocorre cada reação e o cálculo de suas energias (possui uma tabela com a forçaeletromotriz de todas as semi-células) :

Tabela 2 : Semi-reaçãos e reações globais de cada metal com o íon indicado na tabela anterior . .Informações sobre os resultados :

Para: ∆e° = 0 quer dizer que a reação não ocorre, pois o íon e o metal são do mesmo elemento, sendo assim não possui energia para efetuar a oxidação ou redução.

Para: ∆e° > 0 quer dizer que ocorre reação de forma espontânea, ocorre o processo de oxidação e redução.

Para: ∆e°

Tubo 1 : Mg(s) ; Mg2+(aq)

Mg0(s) → Mg2+(aq)+2e- e°= +2,363Mg2+(aq)+2e- → Mg0(s) e°= -2,363__ ∆e° = 0,00 (∆e° = 0 Não ocorre).

Tubo 2 : Mg(s) ; Zn2+(aq)

Mg0(s) → Mg2+(aq)+2e- e°= +2,363Zn2+(aq)+2e- → Zn0(s) e°= -0,7628__Mg0(s) + Zn2+(aq) → Mg2+(aq)+Zn0(s) ∆e° = +1,600 (∆e° > 0 Espontâneo).

Tubo 3 : Mg(s) ; Cu2+(aq)

Mg0(s) → Mg2+(aq)+2e- e°= +2,363Cu2+(aq)+2e- → Cu0(s) e°= +0,337__Mg0(s) + Cu2+(aq) → Mg2+(aq)+Cu0(s) ∆e° =+2,7 (∆e° > 0 Espontâneo).

Tubo 4 : Mg(s) ; H+(aq)

Mg0(s) → Mg2+(aq)+2e- e°= +2,3632H+(aq)+2e- → H0(g) e°= -0,000__Mg0(s) + 2H+(aq) → Mg2+(aq)+H20(g) ∆e° =+2,363 (∆e° > 0 Espontâneo).

Tubo 5 : Zn(s) ; Mg2+(aq)

Zn0(s) → Zn2+(aq)+2e- e°= +0,7628Mg2+(aq)+2e- → Mg0(s) e°= -2,363__ ∆e° = -1,6002 (∆e°

Tubo 6 : Zn(s) ; Zn2+(aq)

Zn0(s) → Zn2+(aq)+2e- e°= +0,7628Zn2+(aq)+2e- → Zn0(s) e°= -0,7628__ ∆e° = 0,00 (∆e° = 0 Não ocorre).

Tubo 7 : Zn(s) ; Cu2+(aq)

Zn0(s) → Zn2+(aq)+2e- e°= +0,7628Cu2+(aq)+2e- → Cu0(s) e°= +0,337__Zn0(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq)+Cu0(s) ∆e° =+1,0998 (∆e° > 0 Espontâneo).

Tubo 8 : Zn(s) ; H+(aq)

Zn0(s) → Zn2+(aq)+2e- e°= +0,76282H+(aq)+2e- → H0(g) e°= -0,000__Zn0(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq)+H20(g) ∆e° =+0,7628 (∆e° > 0 Espontâneo).

Tubo 9 : Cu(s) ; Mg2+(aq)

Cu0(s) → Cu2+(aq)+2e- e°= -0,337Mg2+(aq)+2e- → Mg0(s) e°= -2,363__ ∆e° = -2,7 (∆e°

Tubo 10 : Cu(s) ; Zn2+(aq)

Cu0(s) → Cu2+(aq)+2e- e°= -0,337Zn2+(aq)+2e- → Zn0(s) e°= -0,7628__ ∆e° = -1,0998 (∆e°

Tubo 11 : Cu(s) ; Cu2+(aq)

Cu0(s) → Cu2+(aq)+2e- e°=-0,337Cu2+(aq)+2e- → Cu0(s) e°= +0,337__ ∆e° = 0,00 (∆e° = 0 Não ocorre).

Tubo 12 : Cu(s) ; H+(aq)

Cu0(s) → Cu2+(aq)+2e- e°= -0,3372H+(aq)+2e- → H0(g) e°= -0,000__Zn0(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq)+H20(g) ∆e° =-0,337 (∆e°

O objetivo desta série de experimentos é identificar a poder redutor dos metais acima (Cobre, Magnésio e Zinco) , em contato com diferentes cátions . O poder redutor é a reatividade que o metal possui em doar elétrons para que o íon presente reduza, ocorrendo a sua oxidação . Pois quem oxida é o agente redutor.

Seguindo a fila de radioatividade abaixo percebemos que o poder redutor é proporcional a reatividade do metal.

Fila de reatividade dos metais :

[pic 1]

Assim percebe-se que o magnésio possui um potencial redutor maior que o zinco e cobre, pois reage com três cátions. O zinco possui um potencial redutor maior apenas que o cobre, reagindo com 2 cátions. E o cobre reage apenas com cátion H+, tornando o menos reativo dentre os metais observados.

Experimento 3: Identificação de cátions.

Seguindo a linha de raciocínio das reações de oxidação e redução, nesta sequencia de experimentos iremos identificar quais os íons presentes nas soluções A,B,C e D colocando em contato com três lâminas de metais diferentes , cobre, alumínio e zinco.

Observe a tabela baixo com os resultados, “ – “ para não reagiu e “ +” para que reagiu .

Tabela 2 : Reações para identificação de cátions .

Solução

Lâmina de cobre

Lâmina de alumínio

Lâmina de zinco

A

---

+

+

B

---

---

---

C

---

---

+

D

---

---

+

As soluções dadas foram : . Nitrato de chumbo (Pb2+);

. Sulfato de magnésio (Mg2+);

. Sulfato de cobre (Cu2+);

. Sulfato de zinco (Zn2+);

Devemos verificar