QUI201 (QUI145) – QUÍMICA ANALÍTICA B (Química Industrial) Prof. Mauricio X. Coutrim ([email protected]) EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO Reações de oxidação/redução são reações que ocorrem com transferência de elétrons Ce4+ é o agente oxidante (maior Exemplo: afinidade por elétron) Fe2+ é o agente redutor (menor afinidade por elétron) Semi reação: Ag+ + é ⇋ Ag (ocorre redução / diminui o nox / é um agente oxidante) (s) Semi reação: Cu ⇋ Cu2+ + 2é (ocorre oxidação / aumenta o nox / é um agente redutor) (s) BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO Na equação química devem ser considerada a lei de conservação das massas! Em ambos os lados da equação devem ser idênticas: 1) As diferentes espécies (considerar todos os átomos em tipos e quantidades); 2) As quantidades molares das mesmas (coeficientes estequiométricos; 3) As quantidades eletrônicas (cargas). 02/08/2017 Química Analítica I 2 Prof. Mauricio Xavier Coutrim EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO BALANCEAMENTO DE REAÇÕES SIMPLES DE OXI REDUÇÃO 18.7: Escreva as equações das semi reações balanceadas, indique se é de oxidação ou redução e balanceie as seguintes reações. Escreva as semi reações no processo de redução. Balanceie as cargas e as espécies a) Sn2+ + 2 Fe3+ ⇋ Sn4+ + 2 Fe2+ de cada lado das equações! b) Cr + 3 Ag+ ⇋ Cr3+ + 3 Ag (s) (s) c) Sn + 2 H+ ⇋ Sn2+ + H (s) 2(g) d) Sn4+ + 2 H ⇋ Sn2+ + 2 H+ 2(g) e) Sn2+ + Co ⇋ Co2+ + Sn (s) (s) 02/08/2017 Química Analítica I 3 Prof. Mauricio Xavier Coutrim EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO PELAS SEMIM REAÇÕES Seja a reação entre: Separar as semi reações: Tratando a 1ª semi reação: (de redução: Mn+7 → Mn+2) 1) A falta de oxigênio é suprida com H O e depois a de hidrogênio com H+. Assim: 2 2) O balanceamento de carga é feito com elétrons: 02/08/2017 Química Analítica I 4 Prof. Mauricio Xavier Coutrim EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO Para a reação entre: Tratando a 2ª semi reação: (de oxidação: N+3 → N+5) 1) A falta de oxigênio é suprida com H O e depois a de hidrogênio com H+. Assim: 2 2) O balanceamento de carga é feito com elétrons: Somando as semi reações (acertar antes o no de elétrons: x5 reação com 2 é e x2 a com 5 é): Rearranjando: 02/08/2017 Química Analítica I 5 Prof. Mauricio Xavier Coutrim EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO Faça o balanceamento para: MnO - + Fe2+ ⇋ Mn2+ + Fe3+ 4 Separar as semi reações: 1ª semi reação: (de redução: Mn+7 → Mn+2) 2ª semi reação : Fe2+ ⇋ Fe3+ (de oxidação: Fe+2 → Fe+3) O balanceamento de carga é feito com elétrons: Fe2+ ⇋ Fe3+ + é Somando as semi reações (acertar antes o no de elétrons: x5 aquela com 1 é e x1 a com 5 é). Rearranjando: EXERCÍCIOS 18.7 A 18.10 DO LIVRO (8ª edição) 02/08/2017 Química Analítica I 6 Prof. Mauricio Xavier Coutrim EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO / Exercícios 18.7: Escreva as equações das semi reações, acrescente H+ e/ou H O necessários 2 para obter o balanceamento, identifique se a semi reação é de oxidação ou de redução e balanceie a equação global. a) Cu (oxi) + 2 NO - (red) + 4 H+ ⇋ Cu2+ + 2 NO + 2 H O (s) 3 2(g) 2 (a semi reação Cu → Cu2+ é de oxidação e a NO - → NO é de redução) 3 2 b) 5 H SO (oxi) + 2 MnO - (red) ⇋ 5 SO 2- + 2 Mn2+ + 4 H+ + 3 H O 2 3 4 4 2 c) Ti3+ (oxi) + Fe(CN) 3- (red) + H O ⇋ TiO2+ + Fe(CN) 4- + 2 H+ 6 2 6 d) 2 Ce4+ (red) + H O (oxi) ⇋ 2 Ce3+ + 2 H+ + O 2 2 2(g) e) Sn4+ (red) + 2 Ag (oxi) + 2 I- ⇋ Sn2+ + 2 AgI (s) (s) f) UO 2+ (red) + Zn (oxi) + 4 H+ ⇋ U4+ + Zn2+ + 2 H O 2 (s) 2 g) 2 MnO - (red) + 5 HNO (oxi) + H+ ⇋ 2 Mn2+ + 5 NO - + 3 H O 4 2 3 2 h) 3 IO - (red) + 6 Cl- + 4 HN NNH (oxi) + 4 H+ ⇋ 3 ICl - + 8 N + 9 H O 3 2 2 2 2(g) 2 02/08/2017 Química Analítica I 7 Prof. Mauricio Xavier Coutrim EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO / Exercícios 18.9: Escreva as equações das semi reações, acrescente H+ e/ou H O necessários 2 para obter o balanceamento, escreva a equação global balanceada e identifique os agentes oxidantes e redutores do lado esquerdo da mesma. a) 5 I- (a. red.) + IO - (a. ox.) + 6 H+ ⇋ 3 I + 3 H O 3 2(aq) 2 I- (agente redutor) e IO - (agente oxidante) 3 b) 2 Cl- (a. red.) + MnO (a. ox.) + 4 H+ ⇋ Cl + Mn2+ + 2 H O 2(s) 2(g) 2 c) 3 Mn2+ (a. red.) + 2 MnO - (a. ox.) + 4 OH- ⇋ 5 MnO + 2 H O 4 2(s) 2 d) V2+ (a. red.) + 2 V(OH) + (a. ox.) + 2 H+ ⇋ 3 VO2+ + 5 H O 4 2 e) I (a. ox.) + H S (a. red.) ⇋ 2 I- + S + 2 H+ 2 2 (s) (s) f) IO - (a. ox.) + 2 I- (a. red.) + 6 Cl- + 6 H+ ⇋ 3 ICl - + 3 H O 3 2 2 g) MnO - (a. ox.) + 5 VO2+ (a. red.) + 11 H O ⇋ Mn2+ + 5 V(OH) + + 2 H+ 4 2 4 h) Cr O 2- (a. ox.) + 3 U4+ (a. red.) + 2 H+ ⇋ 2 Cr3+ + 3 UO 2+ + H O 2 7 2 2 02/08/2017 Química Analítica I 8 Prof. Mauricio Xavier Coutrim EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO REAÇÕES DE OXIDAÇÃO/REDUÇÃO E AS REAÇÕES ÁCIDO/BASE Equilíbrio Ácido / Base (conceito de BrØnsted-Lowry) Transferência de prótons Equilíbrio de Oxidação / Redução Sn2+ + Fe3+ ⇋ Sn4+ + Fe2+ Transferência de elétrons Ag. Redutor Ag. Oxidante Ag. Oxidante Ag. Redutor Avaliando as seguintes reações que são espontâneas para a direita Ordem da força do agente oxidante: 9 EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO REAÇÕES DE OXIDAÇÃO/REDUÇÃO ) e t n a d ix CLASSIFICAÇÃO DOS o e t n e METAIS COM RELAÇÃO À g a r o FACILIDADE DE OXIDAR-SE h l e m ( (ORDEM CRESCENTE DA o ã ç u d FORÇA DOS AGENTES e r e d REDUTORES) e d a d i l i c a F 10 Ordem da força do agente oxidante: