Redução (química): em que consiste e exemplos - Ciência - 2023

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o redução É toda aquela reação química em que os átomos de um dos reagentes acabam ganhando elétrons; O que também pode ser visto desta forma: sua vaga ou “desconforto” eletrônico é reduzido. Um átomo ganha elétrons quando uma espécie os doa; isto é, enferruja.

Esse tipo de reação não pode acontecer por si só: se uma espécie aceita os elétrons, outra necessariamente deve abandoná-los.Caso contrário, a matéria seria criada do nada, reduzindo os átomos após ganhar elétrons do vácuo. Portanto, é uma meia reação redox (redução / oxidação).

Um exemplo ilustrativo da redução que pode ser mostrada nas salas de aula é a reação entre uma superfície metálica de cobre e uma solução aquosa de nitrato de prata, AgNO₃.

Em solução, a prata é encontrada como cátions Ag⁺, carregado positivamente. Estes, ao interagirem com a superfície do cobre, em forma de árvore de Natal, arrebatam os elétrons dos átomos de cobre. Quando isso ocorre, o cobre substitui a prata no sal nitrato; e como resultado, nitrato de cobre, Cu (NO₃)₂.

Cu cações²⁺ próximo a NÃO₃^– tornar a solução azulada; e prata, embranquece a árvore de Natal como se a cobrisse de neve.

Qual é a redução?

Em redução, já foi dito que uma espécie ganha elétrons. Como isso pode ser verificado em uma equação química? Por exemplo, na equação para a reação entre Cu e AgNO₃Como você sabe quando a redução ocorre? Para verificar isso, é necessário determinar o número ou estado de oxidação.

Os elementos em seus estados naturais têm por definição um estado de oxidação igual a zero, uma vez que se presume que eles não perderam nem ganharam elétrons. Assim, os metais sólidos têm estado de oxidação zero. Assim, a prata vai de +1 (Ag⁺) a 0 (Ag). A carga em um íon metálico é igual ao seu estado de oxidação.

Por outro lado, os elétrons vieram do cobre: indo de 0 (Cu) a +2 (Cu²⁺) Ânion nitrato, NÃO₃^– permanece inalterado enquanto ambos os metais trocam elétrons; portanto, a equação pode ser escrita como:

2Ag⁺ + Cu => 2Ag + Cu²⁺

Observe que as cargas e os átomos estão equilibrados.

É nisso que consiste a redução química: no ganho de elétrons que tornam os estados de oxidação dos átomos menos positivos do que os dos elétrons.

Número de oxigênio

Os oxigênios são átomos muito eletronegativos e oxidantes, então, quando um átomo forma compostos com eles (como óxidos), eles têm estados de oxidação positivos. Quanto maior o número de oxigênios interagindo com o átomo, mais positivo será seu estado de oxidação; ou o que é o mesmo, está mais enferrujado.

Portanto, quando um composto tem menos átomos de oxigênio, diz-se que está menos oxidado; ou seja, o átomo perde menos elétrons.

Um exemplo clássico pode ser visto no monóxido de carbono e no dióxido de carbono. Para CO, o carbono tem um estado de oxidação de +2; enquanto para CO₂, seu estado de oxidação é +4.

Então, se em uma reação o CO₂ se transforma em CO, uma redução está ocorrendo; desde então, o carbono agora interage com um oxigênio e não dois. Para a reação oposta, CO se transformando em CO₂, falamos de uma oxidação de carbono.

Isso se aplica a todos os átomos, especialmente metais em seus óxidos metálicos; por exemplo, CrO₂ (Cr⁴⁺) e CrO₃ (Cr⁶⁺).

Nas equações químicas em que uma espécie perde oxigênio enquanto a outra espécie o ganha, diz-se que ocorre uma transferência de oxigênio.

Átomo eletronegativo

Você sempre pode determinar se houve uma redução alterando o estado de oxidação para um valor menos positivo. Como acabamos de explicar, uma maneira rápida de saber, mesmo sem fazer as contas, é observando se há uma diminuição nos átomos de oxigênio em um composto.

O mesmo pode acontecer com qualquer outro átomo que seja mais eletronegativo do que o átomo que ganha ou perde elétrons.

Por exemplo, se o CF₄ reage de tal forma que se torna CH₄, então é dito que ocorreu uma redução; já que o flúor é muito mais eletronegativo do que o átomo de hidrogênio. Como resultado, o carbono é menos oxidado em CH₄ que no CF₄, o que é o mesmo que dizer que foi reduzido.

Exemplos

Redução na química orgânica

O exemplo CF₄ e CH₄ reflete o que acontece nas reações orgânicas, onde a redução da carga parcial de um átomo é considerada um ganho eletrônico. Isso se aplica muito quando se considera a redução dos grupos funcionais oxigenados.

Por exemplo, considere os grupos ROH, RCHO e COOH. O primeiro corresponde aos álcoois, onde o carbono se liga ao oxigênio (C-OH); o segundo é o grupo aldeído, onde o carbono forma uma dupla ligação com o oxigênio e também está ligado ao hidrogênio (C = O-H); e o terceiro é o grupo carboxila.

No grupo carboxila, o carbono forma uma ligação dupla com um O e uma ligação simples com outro O (HO-C = O).

Portanto, ocorre uma redução se um ácido carboxílico é transformado em um álcool:

RCOOH => ROH

Extração de metal

A redução química é extremamente importante nos processos de extração de metais de seus minerais. Algumas das reações são:

HgS + O₂ => Hg + SO₂

O sulfeto de mercúrio é reduzido a mercúrio metálico.

Cu₂S + O₂ => 2Cu + SO₂

O sulfeto de cobre é reduzido a cobre metálico.

2ZnS + 3O₂=> 2ZnO + 2SO₂

ZnO + C => Zn + CO (observe a transferência de O)

O sulfeto de zinco é primeiro reduzido ao seu monóxido e depois à sua forma metálica.

Fé₂OU₃ + 3CO => 2Fe + 3CO₂

O óxido férrico é reduzido a ferro metálico.

OS₃ + 3H₂ => W + 3H₂OU

E o trióxido de tungstênio é reduzido a tungstênio metálico.

Como exercício, o número de oxidação do metal pode ser determinado antes de ser reduzido.

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Chemistry LibreTexts. (9 de dezembro de 2018). Reações de redução de oxidação. Recuperado de: chem.libretexts.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (04 de julho de 2018). A definição de redução em química. Recuperado de: Thoughtco.com
Hultzman R. (2019). Redução em Química: Definição e Visão Geral. Estude. Recuperado de: study.com
Clark J. (2013). Definições de oxidação e redução (redox). Recuperado de: chemguide.co.uk
Visualização do tutor. (s.f.). Reação de redução. Recuperado de: química.tutorvista.com