Química

Reações de oxirredução – Redox

O que é uma reação redox?

O nome formal para uma reação de oxirredução é “reação de redução de oxidação”, e você pode ver que “redox” é apenas uma abreviação para a redução de palavras e oxidação. Assim, em uma reação redox, duas coisas acontecem. Você adivinhou – oxidação e redução. Estes dois têm que acontecer juntos. Você não pode ter uma reação de oxidação sem uma reação de redução correspondente. É um pouco como a ideia por trás de uma transfusão de sangue ou um transplante de órgão. Você não pode ter um destinatário, a menos que tenha um doador, e não faz sentido ser doador, a menos que haja um destinatário.

Você deve ter notado que a “oxidação” começa com o mesmo prefixo que o oxigênio, sugerindo que o oxigênio pode estar de alguma forma envolvido nesse processo. De fato, uma definição de oxidação afirma que:

Oxidação é o ganho de ligações ao oxigênio

Substâncias de combustível orgânico (como madeira, carvão ou gás) são exemplos de compostos que podem ser oxidados. No processo de queima, o carbono dessas substâncias fica ligado ao oxigênio, enquanto parte do oxigênio é usado para “queimar” as ligações de combustível dos átomos de hidrogênio do combustível. Assim, uma das definições de redução afirma que:

Redução é o ganho de hidrogênio

Portanto, reações de combustão são bons exemplos de reações redox onde uma molécula ganha oxigênio (é oxidada) e uma molécula ganha hidrogênio (é reduzida).

Por exemplo, vamos ver o que acontece quando a gasolina no seu carro é queimada enquanto você dirige pela cidade (o heptano é um componente comum de hidrocarbonetos da gasolina):

7 H 12 + 11 O 2 7 CO 2 + 8 H 2 O
heptano oxigênio dióxido de carbono agua

Observe como os átomos de carbono no heptano são oxidados (porque os átomos de carbono no heptano se ligam aos átomos de oxigênio), enquanto o oxigênio é reduzido (liga-se aos átomos de hidrogênio).

Essas definições de oxidação e redução são úteis. No entanto, definições mais gerais de oxidação e redução envolvem o movimento de elétrons entre os compostos envolvidos na reação redox. Na definição mais ampla de reações redox:

Oxidação é a perda de elétrons 
Redução é o ganho de elétrons

Como os elétrons são carregados negativamente, um aumento nos elétrons significa uma diminuição na carga total (o composto se torna mais carregado negativamente). Por outro lado, um átomo que é oxidado cedeu alguns desses elétrons carregados negativamente, o que aumentará sua carga total (o composto se torna mais carregado positivamente). Observe que essas definições não envolvem oxigênio e hidrogênio. Assim, reações redox podem ocorrer com compostos que não contêm átomos de oxigênio ou hidrogênio.

Um exemplo cotidiano de reação redox que todos conhecemos é o processo de ferrugem. A ferrugem é a substância marrom escamosa que se forma em objetos de ferro deixados expostos aos elementos por muito tempo, especialmente se os objetos se molharem. A ferrugem não se forma apenas no objeto de ferro, o ferro transforma-se em ferrugem (a ferrugem é na verdade uma forma de ferro oxidado).

Nós todos intuitivamente sabemos a reação química da ferrugem:

ferro + agua + ar = ferrugem
Fe + 2 O + 2 Fe 2 O 3

Vamos examinar as reações de oxidação e redução que estão envolvidas na reação redox da ferrugem. Primeiro, o ferro, na presença de umidade (H 2 O), perderá elétrons, tornando-se um íon carregado positivamente na água:

Reação de Oxidação: O ferro é oxidado (perde e-)

Fe (s)  Fe (aq) + 2 e 

Esses elétrons são então usados ​​para reduzir o oxigênio dissolvido na água (lembre-se que a água terá algum oxigênio dissolvido e também íons H + e OH  ):

Reação de redução: O oxigênio é reduzido (ganhos e-)

2 + 4e  + 4 H +  2 H 2 O

Esses íons Fe + reagem com os íons OH  na água para produzir hidróxido de ferro, que secará em várias etapas para produzir ferrugem:

Fe + + 2OH   Fe (OH) 2  Fe 2 O 3 (ferrugem)

Observe que a reação redox precisa de água, o que explica por que um ambiente úmido acelera o processo de oxidação. A ferrugem pode ocorrer em climas secos, mas tende a acontecer muito mais devagar devido à umidade relativamente baixa no ar.

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