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Ferramentas tecnológicas aplicadas a educação 2

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Ferramentas tecnológicas aplicadas a educação 2

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Sandro Marques - To2
sandrro3.marques@gmail.com

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Oxidação é um processo químico desencadeado pela reação entre um composto orgânico e um agente oxidante

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Oxidação é a perda de elétrons por um átomo, grupo, ou espécie iônica, em meio a uma reação química. Desse modo, a oxidação ocorre quando há um aumento do NOX (número de oxidação) do átomo quando comparado ao reagente e ao produto.

Portanto, esse processo pode acontecer em três casos. Primeiro, quando há uma adição de oxigênio à substância em questão. Segundo, quando a substância perde hidrogênio. E por último, quando a substância perde elétrons.

Esse termo, oxidação, foi usado desde o princípio para denominar as reações que tinham como reagente o oxigênio. No entanto, foi descoberto que, algumas vezes, esse processo ocorria sem esse elemento. Mas, à essa altura, o termo já tinha sido implementado, e o nome foi mantido.

Desse modo, hoje iremos conhecer mais sobre as reações de oxidação, como ocorre e os principais exemplos. Confira.

Como calcular NOX?

Como já dito aqui, a reação de oxidação é identificada a partir do NOX. Portanto, é necessário calcular o seu valor para confirmar a reação. Confira o exemplo abaixo:

Sendo assim, na equação acima, podemos indicar o NOX de cada um dos participantes:

Ferro no reagente (Fe): possui NOX 0 por ser uma substância simples;

Oxigênio no reagente (O): possui NOX 0 por ser uma substância simples;

Oxigênio no produto: possui NOX -2 por não estar ligado a um metal alcalino, alcalinoterroso ou hidrogênio. Assim formando peróxidos ou superóxidos;

Ferro no produto: possui NOX +3, pois por ser uma substância composta, a somatória do NOX do ferro multiplicado por 2 (quantidade de átomos) + NOX do oxigênio multiplicado por 3, deve resultar em 0. Veja a seguir:

x.2 + 3.(-2) = 0

2x - 6 = 0

2x = +6

x = + 6 /2

x = +3

Desse modo, comparando o NOX do ferro do reagente (0) com o produto (+3), é identificado um aumento. Portanto, a substância passa pelo processo da oxidação.

Contudo, esse processo sempre acompanha o fenômeno da redução, identificada pela diminuição do NOX, como ocorreu no oxigênio do exemplo mostrado aqui.

Oxidação na Química Orgânica

Portanto, o processo de oxidação pode ocorrer com hidrocarbonetos, principalmente os alcenos. Desse modo, na química orgânica, esse processo acontece de quatro formas: combustão, ozonólise, oxidação branda e oxidação energética.

Confira a seguir o que são cada uma delas:

Combustão

Combustão é toda reação química que se dá na presença de um combustível e do comburente gás oxigênio (O ₂). E que, por fim, resulta na produção de calor e luz. Nesse caso, o oxigênio tem como principal função oxidar o combustível. Ou seja, isso faz deste gás o agente oxidante da combustão.

No entanto, a combustão pode ser completa ou incompleta. Assim sendo:

Combustão Completa: ocorre quando há abastecimento suficiente de oxigênio. Ao final da reação, formam-se dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O).

Exemplo:

Combustão Completa do metano: CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H ₂ O

Combustão Incompleta: não há oxigênio suficiente, formam-se monóxido de carbono (CO) e água (H₂O).

Exemplo:

Combustão incompleta do butano com produção de monóxido de carbono: 2C ₄H 10 + 9O 2 → 8CO + 10H ₂ O

Ozonólise

Na ozonólise, o agente oxidante, que rompe a ligação do alceno, é o ozônio (O ₃). Dessa forma, quando a dupla ligação se quebra, os carbonos passam a se ligar com os oxigênios do ozônio, o que resulta no ozoneto, que é instável e explosivo. Contudo, o ozoneto reage com água na presença de um agente redutor, como o zinco, por exemplo; e assim, resulta em aldeídos e cetonas.

Sendo assim, observe o exemplo abaixo:

Oxidação Branda

A oxidação branda acontece quando o agente oxidante é um composto como o permanganato de potássio (KMnO ₄), presente em solução aquosa, diluída e resfriada, neutra ou ligeiramente básica.

No caso desse processo, ele é identificado através do Teste de Baeyer, usado para diferenciar alcenos de ciclanos isômeros. Sendo assim, veja o exemplo abaixo:

Oxidação Energética

Ao contrário da oxidação branda, nesse processo, a solução de permanganato de potássio está inserida em um meio ácido e quente. Sendo assim, a sua decomposição, que originará o oxigênio atômico, será um processo mais energético.

Nesse sentido, a oxidação do alceno, também é mais energética, isso porque as duas ligações da ligação dupla são rompidas e os átomos de oxigênio se ligam ao carbono. Desse modo, podem gerar esses produtos:

Se o carbono da dupla for terciário:o produto será uma cetona;

Se o carbono da dupla for secundário: o produto será um ácido carboxílico;

Se o carbono da dupla for primário: o produto será o ácido carbônico, que se decompõe em dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O).

Desse modo, veja como acontece nos exemplos abaixo:

Exemplos de Oxidação

Oxidação do Ferro

Uma coisa é fato: todos os metais podem sofrer oxidação. Isso devido ao contato desses materiais com o ar e a água. Sendo assim, a ferrugem é a oxidação do ferro.

Nesse casos, ela começa por uma corrosão, que é o desgaste do metal, resultado da oxidação. Portanto, só depois disso que forma-se a ferrugem.

Portanto, confira a reação de oxirredução que resulta na ferrugem:

1. Fe(s) → Fe²⁺+ 2e⁻. Nessa etapa, o ferro perde dois elétrons, sofre a oxidação;

2. 2Fe + O₂+ 2H₂O → 2 Fe(OH)₂. Equação Geral - O Fe(OH)2 é o Hidróxido de Ferro, responsável pela coloração castanha da ferrugem.

Eletrólise

A eletrólise é um processo químico no qual uma solução aquosa é submetida a uma corrente elétrica, que acaba resultando na oxidação dos ânions dos materiais em questão. Sendo assim, toda eletrólise resulta na oxidação.

Pilhas ou baterias

As pilhas e baterias são dispositivos que guardam substâncias químicas. Sendo assim, uma das substâncias sempre passará pelo processo de oxidação, enquanto a outra sofrerá redução.

Por fim, agora que você já sabe tudo sobre esse processo químico, que tal aprender também sobre a oxirredução?

Fontes: Brasil Escola, Toda Matéria, InfoEscola

Fonte Imagem Destaque: Global Color

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Oxidação - O que é, como ocorre, reação na química orgânica e exemplos

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Oxidação é a perda de elétrons por um átomo, grupo, ou espécie iônica, em meio a uma reação química. Desse modo, a oxidação ocorre quando há um aumento do NOX (número de oxidação) do átomo quando comparado ao reagente e ao produto. Portanto, esse processo pode acontecer em três casos.

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Uma reação química ocorre quando um material passa por uma transformação em que sua constituição muda, ou seja, seus átomos se rearranjam para formar novas substâncias. ... Por outro lado, uma transformação ou fenômeno químico ocorre quando a natureza ou composição da matéria é alterada

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Você encontra reações químicas o tempo todo. Fogo, respiração e culinária entre outras atividades cotidianas as reações químicas ocorrem o tempo todo. Agora, você sabe o que é exatamente uma reação química?

Leia também

Definição de Reação Química

Simplificando, uma reação química é qualquer transformação de um conjunto de produtos químicos em outro.

Se as substâncias inicial e final forem as mesmas, uma mudança pode ter ocorrido, mas não uma reação química. Uma reação envolve um rearranjo de moléculas ou íons em uma estrutura diferente. Compare isso com uma mudança física, onde a aparência é alterada, mas a estrutura molecular é inalterada, ou uma reação nuclear, na qual a composição do núcleo atômico muda.

Em uma reação química, o núcleo atômico é intocado, mas os elétrons podem ser transferidos ou compartilhados para quebrar e formar ligações químicas. Nas mudanças físicas e químicas (reações), o número de átomos de cada elemento é o mesmo antes e depois da ocorrência de um processo. No entanto, em uma mudança física, os átomos mantêm seu arranjo em moléculas e compostos. Em uma reação química, os átomos formam novos produtos, moléculas e compostos.

Sinais de que uma reação química ocorreu

Como você não pode ver produtos químicos em nível molecular a olho nu, é útil conhecer sinais que indiquem que uma reação ocorreu. Uma reação química é frequentemente acompanhada por uma mudança de temperatura, bolhas, mudança de cor e/ou formação de precipitados.

Reações químicas e equações químicas

Os átomos e moléculas que interagem são chamados de reagentes. Os átomos e moléculas produzidos pela reação são chamados de produtos. Os químicos usam uma notação abreviada chamada equação química para indicar os reagentes e os produtos. Nessa notação, os reagentes são listados no lado esquerdo, os produtos são listados no lado direito e os reagentes e produtos são separados por uma seta que mostra em qual direção a reação prossegue.

Enquanto muitas equações químicas mostram reagentes formando produtos, na realidade, a reação química geralmente também ocorre na outra direção. Em uma reação química e uma equação química, nenhum novo átomo é criado ou perdido (conservação da massa), mas as ligações químicas podem ser quebradas e formadas entre átomos diferentes.

As equações químicas podem ser desequilibradas ou equilibradas. Uma equação química desequilibrada não é responsável pela conservação da massa, mas geralmente é um bom ponto de partida, porque lista os produtos e reagentes e a direção da reação química.

Como exemplo, considere a formação de ferrugem. Quando a ferrugem se forma, o ferro metálico reage com o oxigênio no ar para formar um novo composto, o óxido de ferro (ferrugem). Essa reação química pode ser expressa pela seguinte equação química desequilibrada, que pode ser escrita usando palavras ou usando os símbolos químicos para os elementos:

ferro mais oxigênio produz óxido de ferro

Fe + O → FeO

Uma descrição mais precisa de uma reação química é dada escrevendo uma equação química balanceada. Uma equação química balanceada é escrita para que o número de átomos de cada tipo de elemento seja o mesmo para os produtos e os reagentes. Coeficientes na frente de espécies químicas indicam quantidades de reagentes, enquanto subscritos dentro de um composto indicam o número de átomos de cada elemento. As equações químicas balanceadas geralmente listam o estado da matéria de cada reagente (s para sólido, l para líquido, g para gás). Portanto, a equação balanceada para a reação química da formação da ferrugem se torna:

2 Fe (s) + O ₂ (g) → 2 FeO (s)

Exemplos de reações químicas

Existem milhões de reações químicas! Aqui estão alguns exemplos:

Fogo (combustão)

Assando um bolo

Cozinhando um ovo

Mistura de bicarbonato de sódio e vinagre para produzir sal e gás carbônico

As reações químicas também podem ser categorizadas de acordo com os tipos gerais de reação. Há mais de um nome para cada tipo de reação, portanto isso pode ser confuso, mas a forma da equação deve ser fácil de reconhecer:

Reação de síntese ou combinação direta: A + B → AB

Análise de reação ou decomposição: AB → A + B

Deslocamento simples ou substituição: A + BC → AC + B

Metátese ou duplo deslocamento: AB + CD → AD + CB

Outros tipos de reações são reações redox, reações ácido-base, combustão, isomerização e hidrólise. As reações químicas estão por toda parte .
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "O que é uma reação química?" ThoughtCo, 11 de fevereiro de 2020.

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Você encontra reações químicas o tempo todo. Fogo, respiração e culinária entre outras atividades cotidianas as reações químicas ocorrem o tempo todo. Agora, você sabe o que é exatamente uma reação química? Leia também Simplificando, uma reação química é qualquer transformação de um conjunto de produtos químicos em outro.

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O balanceamento químico é realizado para ajustar os coeficientes estequiométricos das substâncias com objetivo de estimar a quantidade dos componentes presentes na reação química.

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A Lei da conservação das massas, criada por Lavoisier, diz que "na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma". Sem dúvida você já ouviu essas palavras em algum momento da sua vida, na escola ou até mesmo em ditos populares.

Na Química, a Lei da conservação de massas é a base para o que conhecemos como balanceamento químico. Esse é um dos temas mais importantes quando falamos de Enem e outros vestibulares. Por isso, no artigo de hoje, vamos contar tudo sobre como fazer balanceamento químico. Confira!

O que é balanceamento químico?

O balanceamento de uma reação química é um recurso bastante utilizado na área, principalmente em Termoquímica, Cinética Química, Mistura de Soluções e Estequiometria. Por meio do balanceamento, é possível ter uma ideia da quantidade de matéria de cada um dos componentes envolvidos na equação.

De maneira mais simplificada, realizar o balanceamento químico de uma equação é conseguir igualar a quantidade de átomos daqueles elementos presentes nos reagentes da equação com a quantidade dos mesmos átomos presentes no produto.

Para chegar a esse resultado, utiliza-se o recurso de números inteiros, chamados de coeficientes, à esquerda da fórmula da substância, independentemente de ser no produto ou nos reagentes. Como convenção, utilizam-se sempre os menores números inteiros possíveis. No exemplo a seguir:

Aqui, as letras minúsculas "a", "b" e "c" correspondem aos coeficientes que tornam a equação balanceada. Esse tipo de representação facilita muito na hora de conferir se a própria equação faz sentido. Observe, por exemplo, a reação que indica a síntese da água:

Aqui, vemos que uma molécula de hidrogênio (composta por dois átomos) reage com outra molécula de oxigênio (também composta por dois átomos), formando então uma molécula de água (com dois átomos de hidrogênio e apenas um átomo de oxigênio).

Entretanto, essa equação contraria a Lei da Conservação de Massas, uma vez que temos dois átomos de oxigênio no reagente e apenas um átomo desse elemento no produto. Assim, balanceamos a equação para que a mesma seja escrita corretamente:

Isso significa que duas moléculas de hidrogênio reagem com uma molécula de oxigênio formando, então, duas moléculas de água. Escrita dessa maneira, a equação respeita a Lei da Conservação de Massas e passa, então, a fazer sentido.

Métodos de balanceamento de equações químicas

Fazer o balanceamento químico da equação de uma reação é um passo muito importante na estequiometria. Existem alguns métodos que ajudam a fazer o balanceamento químico. Os mais conhecidos são o método das tentativas e o método da oxirredução.

Método das tentativas

Este método é um dos mais utilizados e consiste, basicamente, na escolha arbitrária de coeficientes estequiométricos. Apesar de ser bastante simples, pode se tornar muito trabalhoso, principalmente se a equação for muito extensa. Para facilitar sua aplicação, é possível pensar em um roteiro que funciona da seguinte forma:

1. Primeiro, atribuímos um coeficiente ao elemento que aparecer apenas uma única vez nas duas partes da equação, verificando a quantidade de átomos presentes em cada lado;

2. Caso o primeiro passo se enquadre para mais de um elemento, deve-se dar preferência ao elemento que tiver o maior índice;

3. Para igualar o número de átomos na equação, insere-se o índice de um deles como coeficiente de outro;

4. Essa transposição deve seguir para cada um dos elementos até que o balanceamento esteja finalizado.

Por exemplo, vamos balancear a seguinte equação:

Aqui já é possível perceber que a quantidade de carbono nos reagentes e no produto difere uma da outra. Então, igualamos isso, colocando o índice de um como coeficiente do outro:

Agora partimos para a quantidade de hidrogênio. Nos reagentes temos 6 e, no produto, 2 hidrogênios. Multiplicando o H ₂ O por 3, é fácil chegar aos 6 necessários para o balanceamento:

Por fim, o oxigênio. Enquanto temos 3 átomos do elemento nos reagentes, agora no produto são 7 átomos de oxigênio. Então, é necessário acertar o coeficiente de O ₂ nos reagentes para que a equação esteja, finalmente, balanceada. Assim, atribuindo um coeficiente 3 para O ₂, temos 7 átomos de oxigênio. Somado ao átomo já existente em C ₂H ₆ O, chegamos aos mesmos 7 átomos de oxigênio presentes no produto.

Dessa forma, a equação balanceada fica assim:

*Lembre-se de que o coeficiente 1 não é escrito antes das substâncias, uma vez que sua presença já está subentendida.

Método de oxirredução

Como as reações de oxirredução abrangem a transferência de elétrons, balancear esse tipo de equação demanda um método que é baseado na variação do número Nox dos átomos presentes na reação. Por exemplo, quando precisamos balancear a seguinte reação:

A primeira coisa a se fazer é determinar o Nox de cada um dos elementos participantes da reação, verificar quais deles sofrem oxirredução e, então, calcular a variação:

Nox: H = +1 / I = -1 H= +1 / S = +6 / O = - 2 H= +1 / S = -2 H = +1 / O = -2 I = 0

Na reação, o enxofre sofre redução, passando de Nox +6 para Nox -2. Já o iodo é oxidado, sendo que seu Nox aumenta de -1 para 0.

O passo seguinte é determinar a variação total (Δ) tanto da oxidação quanto da redução. Para tanto, multiplica-se o valor correspondente da variação pela atomicidade:

Para oxidação:

Variação = 1 (passagem de -1 para 0)

Atomicidade = 1 (HI)

Δ = 1 x 1 = 1

Já para redução, temos:

Então, o número obtido deve ser alocado como o coeficiente do elemento que sofreu o processo reverso. Ou seja, o número da variação da oxidação do iodo (1) corresponde ao coeficiente do H ₂SO ₄. Já o número obtido pela redução do enxofre (8) passa a ser o coeficiente do HI:

A partir de agora, para balancear o restante da equação, é necessário utilizar o método das tentativas apresentado acima. Isso significa que a equação balanceada fica em:

Balanceamento de reações químicas: leis

Além da já citada Lei da conservação de massas, o balanceamento químico é regido por mais duas leis muito importantes:

1. Lei das proporções definidas: os produtos de uma reação são sempre proporcionais em massa aos reagentes. Ou seja, de 12g de carbono reagem com 36 de oxigênio, formando 48g de dióxido de carbono, a proporção pela metade também é verdadeira (6g de carbono + 18g de oxigênio = 24g de dióxido de carbono);

2. Lei da proporção atômica: assim como a lei das proporções definidas, essa lei estabelece que os coeficientes devem satisfazer a atomicidade de cada uma das moléculas presentes nos dois lados da equação. Ou seja, é preciso de 3 moléculas de oxigênio (O₂) para que seja possível formar 2 moléculas de ozônio (O₃).

O balanceamento químico de uma equação é um dos passos mais importantes nos cálculos estequiométricos, que costumam aparecer muito nas provas do Enem e de outros vestibulares. Apesar de, a princípio, parecer complicado, realizar o balanceamento de uma equação química depende de uma boa dose de atenção aliada à aplicação das leis citadas acima.

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Balanceamento químico: entenda tudo sobre esse tema! - Blog do Stoodi

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A Lei da conservação das massas, criada por Lavoisier, diz que "na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma". Sem dúvida você já ouviu essas palavras em algum momento da sua vida, na escola ou até mesmo em ditos populares.