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:

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:

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):

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:

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:

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:

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 ^– ):

Esses íons Fe ₂ ⁺ reagem com os íons OH ^– na água para produzir hidróxido de ferro, que secará em várias etapas para produzir 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.