Reações de Óxido-Redução - IQ

IQ-UFG
Curso Experimental de Transformações Químicas
Reações de Óxido-Redução / Prof. Dr. Anselmo
Texto Original: Prof. Dr. Aparecido
Introdução
As substâncias, pela própria natureza, apresentam sempre uma tendência finita de
receber ou doar elétrons. Essa força propulsora dirige um grande número de reações químicas,
formando e quebrando ligações em busca de um equilíbrio onde as tendências se
contrabalançam. Assim, espécies com tendências opostas como zinco metálico e os íons de
cobre, reagem rapidamente formando íons de zinco e cobre metálico, mediante simples
transferência de elétrons.
Zn(s) + Cu2+(aq)
Zn2+(aq) + Cu(s)
A mesma reação acima pode ser executada, porém com maiores proveitos, separandose os reagentes zinco e íons de cobre em dois recipientes distintos, ligados por uma ponte
salina. Nesse caso, fazendo-se uma conexão metálica (condutora) entre os dois sistemas, os
elétrons fluirão espontaneamente através do condutor do zinco para os íons de cobre, como se
esses estivessem reagindo naturalmente. O sistema assim projetado constitui uma pilha, que é
capaz de produzir corrente elétrica através de uma reação química.
O importante fato da eletricidade poder ser produzida por meio de transformações
químicas, permite o estoque de energia elétrica sob a forma de reagentes químicos, os quais
poderão ser usados para gerar energia elétrica e outras formas de energia, quando houver
necessidade.
Pode-se, ainda, através da passagem de eletricidade em um sistema, provocar a
ocorrência de reações no sentido inverso daquela em que processaria espontaneamente. O
processo assim executado é denominado eletrólise e encontra enormes aplicações na indústria,
principalmente metalúrgica e química.
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Objetivos


Estudar as reações de óxido-redução, utilizando conceitos e medidas de potencial de
redução.
Determinar a atividade de alguns metais em reações de óxido-redução.
Assuntos envolvidos

Reações de óxido-redução: definição, conceitos de semi-reação, balanceamento.

Eletroquímica: potenciais de eletrodo, pilhas.
Procedimentos
Estudo da reatividade de alguns metais
Lixe e lave com água destilada os metais (Fe, Zn, Sn, Cu e Pb) a serem utilizados. Coloque
os metais nos tubos de ensaio e anote os símbolos dos metais nos respectivos tubos. A seguir
adicione em cada tubo 10 gotas de solução 0,2 mol/L de nitrato de magnésio e observe em
quais tubos ocorre a reação. Anote os resultados. Retire a solução e lave o tubo de ensaio e o
metal com água destilada. Se a superfície de algum metal estiver atacada, lixe-o novamente.
Adicione a seguir em cada tubo uma solução de sulfato de zinco e observe o comportamento de
cada metal. Anote os resultados. Repita o procedimento acima com as soluções de cloreto de
estanho, sulfato de cobre, nitrato de chumbo, nitrato de prata e com uma solução diluída de
ácido clorídrico (para o caso do chumbo, use ácido clorídrico concentrado). Observe e anote.
Analise os resultados e determine os casos em que houve a formação de uma pilha.
Coloque os metais estudados na ordem crescente dos potenciais de oxidação.
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Medidas de potenciais de eletrodos
Monte o seguinte arranjo para medir os potenciais das reações de oxi-redução dos metais: Fe,
Zn, Cu e Pb. Corte uma folha de papel de filtro em seções como ilustra a figura a seguir:
Coloque a folha sobre um placa de vidro plana. Limpe as placas dos metais a serem
utilizadas e escreva o símbolo do metal correspondente em cada uma das seções do papel de
filtro.
Organize uma tabela com as possíveis combinações para formar pilhas. Baseado nas
observações, determine, em cada combinação, os eletrodos positivos (onde há consumo de
elétrons) e negativo (onde são gerados os elétrons).
Umedeça cada seção com 2 gotas de solução 1,0 mol/L do sal do metal correspondente
e coloque sobre esta a placa de metal. Coloque algumas gotas de solução 1 mol/L de nitrato de
sódio na área central do papel de filtro, de tal modo que todas as soluções entrem em contato.
Meça imediatamente os potenciais entre os vários metais, utilizando para isso um
voltímetro eletrônico. Anote as medidas dos potenciais e as pinhas correspondentes. Calcule o
valor do potencial esperado para cada pilha utilizando a tabela do Apêndice.
Compare com os valores obtidos experimentalmente.
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Tópicos a serem discutidos no relatório

Medidas dos potenciais e as pilhas correspondentes.

Os polos positivo e negativo de cada pilha.

A função do nitrato de sódio.

O valor do potencial padrão esperado para cada pilha utilizando uma tabela de
potencial de redução, como a que consta no atalho da página do curso.

A comparação dos valores obtidos experimentalmente com os valores calculados.

As equações que representam as reações de oxi-redução.