Agente Redutor

Agentes oxidantes e redutores

Agentes oxidantes e redutores são termos-chave usados na descrição de reagentes em reações redox que transferem elétrons entre reagentes para formar produtos.

Os agentes oxidantes fornecem oxigênio para outra substância.

Agentes redutores removem oxigênio de outra substância.

Oxidação é ganho de oxigênio.

Redução é perda de oxigênio.

Definição

Um agente redutor reduz outras substâncias e perde elétrons; portanto, seu estado de oxidação aumenta.

Um agente oxidante oxida outras substâncias e ganha elétrons; portanto, seu estado de oxidação diminui

O que é um agente redutor?

Um agente redutor é um termo em química que se refere a um átomo que doa elétrons em uma reação de redução da oxidação. Diz-se que o átomo que ganha esses elétrons é reduzido.

O átomo reduzido é chamado agente oxidante; são necessários elétrons do átomo oxidado, que é outro nome para o agente redutor.

Se um elétron deixa um átomo, ele deve ir para outro lugar, de modo que os processos de oxidação e redução andam de mãos dadas. Juntos, eles formam uma classe de reações chamadas reações de redução da oxidação, também conhecidas como reações redox. Essas reações geram um fluxo de elétrons e, portanto, têm potencial elétrico.

Os cientistas podem aproveitar o potencial das reações de redução da oxidação para criar eletricidade. Este é o conceito por trás da bateria de batata, um experimento científico comum.

O experimentador coloca um chumbo de zinco e um chumbo de cobre na batata. Os íons flutuantes na batata facilitam o fluxo de elétrons entre as duas derivações, impedindo o acúmulo de carga positiva em torno das derivações que interromperiam a reação. Os elétrons fluem do chumbo que atua como agente redutor para o chumbo que atua como agente oxidante; no processo, os átomos do chumbo redutor entram na solução da batata, enquanto os íons ao redor do chumbo oxidante são convertidos em metal na superfície do chumbo original.

Se um átomo é um agente oxidante em uma reação, seria um agente redutor se a reação fosse revertida. Se um átomo age como um agente oxidante ou redutor depende da direção em que a reação é espontânea.

As reações ocorrem espontaneamente se seus produtos são relativamente mais estáveis que seus reagentes. Os cientistas podem prever a espontaneidade das reações de redução da oxidação com base em seu potencial elétrico.

Para avaliar uma potencial reação de redução da oxidação, os cientistas primeiro dividem a reação em meias reações, que representam a perda de elétrons, ou redução. No caso da batata, o zinco e o cobre podem formar íons com uma carga positiva de 2.

Assim, as meias reações são: Zn⁺² + 2e^– –> Zn and Cu⁺² + 2e^– –> Cu.

O próximo passo é encontrar a direção do fluxo de elétrons. O pesquisador faz isso usando uma tabela de potenciais de redução padrão, que fornece um potencial para cada meia reação. Se a direção da meia reação é invertida, seu potencial tem a mesma magnitude, mas seu sinal muda. O potencial para a meia reação do zinco é de -0,76 volts, enquanto o do cobre é de 0,34 volts.

Isso significa que o zinco é um agente redutor mais forte que o cobre; portanto, nessa reação, o zinco atua como agente redutor.

A reação geral na bateria de batata é Zn + Cu⁺² –> Zn⁺² + Cu, que gera 1,10 volts de eletricidade no fio que conecta os fios. Se o chumbo de zinco fosse substituído por um chumbo de prata, no entanto, o cobre seria o agente redutor, pois a meia reação da prata, Ag⁺ + e^–, tem um potencial de redução padrão de 0,80 volts. A bateria geraria 0,46 volts.

O que é um agente oxidante?

Na química de oxidação e redução, um agente oxidante é uma substância que é reduzida em uma reação química, causando a oxidação de outra substância.

Os agentes oxidantes comuns incluem oxigênio (O₂), que fornece a origem do termo “oxidação”, peróxido de hidrogênio (H₂O₂), ozônio (O₃) e gases de halogênio.

Os agentes oxidantes, também conhecidos como oxidantes, são usados em uma ampla variedade de indústrias e produtos, desde fabricação química e explosivos até soluções de limpeza, anti-sépticos e dispositivos de efeitos especiais.

A química da oxidação e redução, às vezes conhecida como química redox, é o estudo de reações químicas pelas quais os elétrons são movidos de uma espécie química para outra.

Em tal reação, o agente redutor sofre uma perda de elétrons e é oxidado, enquanto o agente oxidante obtém mais elétrons e é reduzido. O dispositivo mnemônico OIL RIG, sigla para “Oxidação está perdendo (elétrons), redução está ganhando (elétrons)”, é frequentemente usado por estudantes de química para diferenciar os dois.

Tradicionalmente, pensava-se que o agente oxidante fosse um produto químico que contribuísse com oxigênio ou extraísse hidrogênio, mas a definição mais segura é que um agente oxidante ganha elétrons e é reduzido na reação.

A força de um agente oxidante pode ser estimada por vários fatores. Normalmente, compostos com altos estados de oxidação, como nitratos (NO₃^–), permanganatos (MNO₄^–) e cromatos (CrO₄^2-) são bons oxidantes.

Como regra geral, bons agentes redutores são maus agentes oxidantes e bons agentes oxidantes são agentes redutores ruins.

Outra maneira de estimar a força relativa de um oxidante é determinar seu potencial padrão de eletrodo, medido em volts. Altos potenciais na meia reação do cátodo normalmente correspondem a maiores forças oxidantes.

Os oxidantes são amplamente utilizados em diversas indústrias, desde a fabricação de produtos químicos até as que produzem soluções e solventes de limpeza, fogos de artifício e explosivos e efeitos especiais.

Soluções de hipoclorito de sódio (NaClO), mais conhecidas como alvejantes, são comumente usadas em aplicações de limpeza doméstica por sua capacidade de remover manchas.

Fogos de artifício, uma visão comum em celebrações noturnas ao ar livre, utilizam oxidantes fortes para ajudar a criar explosões terríveis.

Na indústria de efeitos especiais, os oxidantes podem ser usados para dar aos móveis novos uma aparência antiga e desgastada.

Ao trabalhar com agentes oxidantes, é extremamente importante que um químico ou estudante esteja atento ao potencial de explosões e riscos de incêndio.

Oxidadores extremamente fortes, como o gás flúor, podem reagir violentamente com agentes redutores e corroer equipamentos de laboratório.

Atmosferas de oxigênio enriquecidas ou fluxos de oxigênio puro também podem apresentar riscos de incêndio no laboratório.

Fonte: chem.libretexts.org/www.ebi.ac.uk/www.organic-chemistry.org/www.wisegeek.org/www.hyperphysics.de/chemed.chem.purdue.edu/www.chemguide.co.uk