Nox-Oxirredução - Universidade Federal do Acre

Universidade Federal do Acre
Programa de Educação Tutorial
Dr. Ribamar Silva
PETIANO: Pablo Selhorst e Paulo Beber
TUTOR:
SELHORST P., 2006
ÁTOMO
Íon
+ Cátion (np+>ne-)
-
Ânion (ne->np+)
Neutro
Carga +1
Carga 0
++++
- - - -
++++
- - -
Np+ = +4
Ne- = - 3
+1
Carga -2
++++
------
Np+ = +4
Ne- = - 6
-2
SELHORST P., 2006
. Conceituação de Nox;
Regras Práticas para Determinação do Número de
Oxidação --------------------------------------------------------Regra 1 Em compostos químicos ou íons
poliatômicos, alguns metais apresentam Nox fixo.
Metal
Nox
Exemplo
Alcalinos (1A) e Ag
+1
NaCl
Alcalinos Terrosos (2A) e Zn
+2
CaCl2
Alumínio
+3
AlCl3
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Regra 2 Nox do Hidrogênio e do Oxigênio na
grande maioria dos compostos químicos ou íons poliatômicos são:
Hidrogênio
. Nox = +1
+1 -1
Ex: HCl
. Exceção: Hidretos Metálicos Nox = -1
+1 -1
Ex: NaH Hidreto de Sódio
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Oxigênio
. Óxidos:
Ex: CaO
Nox = -2
. Peróxidos:
Ex: Na2O2
Nox = -1
Exceções
. Superóxidos:
Ex: CaO4
Nox = -1/2
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Regra 3 Substâncias
igual a 0.
. Ex1: H2 Nox = 0
simples
possuem o Nox
. Ex4: Fe Nox = 0
. Ex2: O2 Nox = 0
. Ex3: Ca Nox = 0
Regra 4 Nox de um íon monoatômico é igual
a sua própria carga.
. Ex1: Fe+2 Nox = +2
. Ex2: Cl-
. Ex4: Fe+3 Nox = +3
Nox = -1
. Ex3: O-2 Nox = -2
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Regra 5 A soma algébrica dos Nox dos átomos
em compostos químicos ou íons poliatômicos é igual a carga geral da
fórmula.
. Ex1: [Cr2O7]-2
Átomo
Cr2
O7
Nox
X
-2
Total
2X
-14
= -2
2X + (-14) = -2 2X = 12 X = 6 (Nox do Cr)
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. Ex2: HNO3
Átomo
H
N
O3
Nox
+1
X
-2
Total
+1
X
-6
=0
+1 + X - 6 = 0 X = +5 (Nox do N)
. Ex3: NH4+
Átomo
N
H4
Nox
X
+1
Total
X
+4
= +1
X + (+4) = +1 X = -4 + 1 X = -3 (Nox do N)
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. Ex4: Cu(NO3)2
Átomo
Cu
N2
O6
Nox
+2
X
-2
Total
+2
2X
-12 = 0
+2 + 2X - 12 = 0 2X = 10 X = +5 (Nox do N)
. Ex4: H4P2O7
Átomo
H4
P2
O7
Nox
+1
X
-2
Total
+4
2X
-14
=0
+4 + 2X - 14 = 0 2X = 10 X = +5 (Nox do P)
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Nox e Tabela Periódica -------------------------------------+1-1
HCl
+1+1-2
HClO
+1+3-2
HClO2
+1+5-2
HClO3
+1+7-2
HClO4
M
L
K
Cl
2
8
6
Família 7A
Nox = -1
Cl Nox = [-1, +1, +3, +5 e +7]
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M
L
K
+1 -2
H2S
+1 +4-2
H2SO3
S
2
8
6
+1 +6-2
H2SO4
Família 6A
Nox = -2
S Nox = [-2,+4, +6]
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Exercício Resolvido -----------------------------------------(UFAC-96) Os números de oxidação do átomo de
nitrogênio nos compostos: N2O5, NO,
HNO3 e NaNO2 são respectivamente:
a. ( ) +5 +1 +3 +2
b. ( ) +2 +1 +1 +1
c. ( ) +5 +2 +4 +3
Resolução:
N2O5 2X + 5(-2) = 0
NO
X–2=0
d. ( ) +1 +2 +3 +4
e. ( X) +5 +2 +5 +3
X = +5
X = +2
HNO3 1 + X + 3(-2) = 0 X = +5
NaNO2 1 + X + 2(-2) = 0 x = +3
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Redução e Oxidação ---------------------------------------- Oxidação
. Conceito;
Redução
. Conceito;
Aumentou
Ex: Zn0
Zn+2(aq) + 2 e-
Diminuiu
Ex: Cu+2(aq) + 2e-
Cu0
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Semi-reações e Reação Global
Zn0
Zn2+(aq) + 2e-
Cu+2(aq) + 2eZn0 + Cu+2
Cu0
(oxidação)
(redução)
+
Zn+2 + Cu0
Agente Oxidante e Redutor
. Zn0
Sofreu oxidação Agente Redutor.
. Cu+2 Sofreu redução Agente Oxidante.
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Princípio Fundamental -------------------------------------no de elétrons
perdidos
=
(oxidação)
no de elétrons
recebidos
(redução)
Etapas para Determinação dos Coeficientes -------. Determinar o Nox de cada espécie química;
. Identificar quem sofreu oxidação e redução;
. Calcular o maior valor de ∆;
. Inverter os valores de ∆ na equação química;
. Balancear os demais elementos Tentativas.
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Equação Principal --------------------------------------------+7 -2
-1
+1
MnO4- + I- + H+
+2
0
+1 -2
Mn2+ + I2 + H2O
Determinação dos Valores de ∆ --------------------------∆ = Variação do Nox x NO de Átomos
+7 -2
MnO4- +
+7
-1
I-
+
+1
H+
+2
0
+1 -2
Mn2+ + I2 + H2O
-1
+2
0
∆=5.1=5 (redução)
∆=1.2=2 (oxidação)
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Inversão dos Valores de ∆ ---------------------------------. ∆ da redução coeficiente da espécie oxidada;
. ∆ da oxidação coeficiente da espécie reduzida.
MnO4- + I- + H+
2 Mn2+ + 5 I2 + H2O
inversão
SELHORST P., 2006
. Os demais coeficientes obtidos por tentativas.
Seqüência:
Seqüência:
.. metais;
.. não-metais;
.. hidrogênios e oxigênios.
Balanceando os átomos de manganês:
7 -2
2MnO4- +
-1
I-
+
+1
H+
+2
0
+1 -2
2Mn2+ + 5I2 + H2O
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Balanceando os átomos de iodo:
7 -2
2MnO4- +
-1
10I-
+1
+ H+
+2
0
+1 -2
2Mn2+ + 5I2 + H2O
Balanceando os átomos de oxigênio:
7
-2
-1
+1
2MnO4- + 10I- + H+
+2
0
+1 -2
2Mn2+ + 5I2 + 8H2O
Balanceando os átomos de hidrogênio:
7
-2
-1
2MnO4- + 10I- +
+1
16H+
+2
0
+1 -2
2Mn2+ + 5I2 + 8H2O
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Equação Principal -------------------------------------------0
+1+5-2
+2 +5 -2
Cu + HNO3
+4-2
+1 -2
Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
∆ = 2.1 = 2 (oxidação)
∆ = 1.1 = 1 (redução)
. Cu sofreu oxidação Cu = Agente Redutor;
. N sofreu redução HNO3 = Agente Oxidante.
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Inversão dos Valores de ∆ ---------------------------------0
+1 +5 -2
+2 +5 -2
+4 -2
+1 -2
Cu + HNO3 → 1Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O
inversão
SELHORST P., 2006
. Os demais coeficientes obtidos por tentativas.
0
+1 +5 -2
+2
+5 -2
+4 -2
+1 -2
1Cu + HNO3 → 1Cu (NO3)2 + 2NO2 + H2O
0
+1 +5 -2
+2
+5 -2
+4 -2
+1 -2
1Cu + 4HNO3 → 1Cu (NO3)2 + 2NO2 + H2O
0
+1 +5 -2
+2
+5 -2
+4 -2
+1 -2
1Cu + 4HNO3 → 1Cu (NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
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.. Numero de Oxidação;
.. Oxidação/Redução;
.. Agente Redutor e Oxidante;
.. Balanceamento de Equações de Oxirredução.
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Pablo Selhorst
SELHORST P., 2006