Agente redutor: conceito, mais forte, exemplos - Ciência - 2023

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UMAagente redutor É uma substância que cumpre a função de reduzir um agente oxidante em uma reação de redução de óxido. Os agentes redutores são doadores de elétrons por natureza, normalmente substâncias que estão em seus níveis de oxidação mais baixos e com uma grande quantidade de elétrons.

Existe uma reação química na qual os estados de oxidação dos átomos variam. Essas reações envolvem um processo de redução e um processo de oxidação complementar. Nessas reações, um ou mais elétrons de uma molécula, átomo ou íon são transferidos para outra molécula, átomo ou íon. Isso envolve a produção de uma reação de redução de óxido.

Durante o processo de redução do óxido, aquele elemento ou composto que perde (ou doa) seu elétron (ou elétrons) é chamado de agente redutor, em contraste com aquele agente oxidante que é o receptor de elétrons. Diz-se então que os agentes redutores reduzem o agente oxidante e o agente oxidante oxida o agente redutor.


Os melhores ou mais fortes agentes redutores são aqueles com o maior raio atômico; ou seja, eles têm uma distância maior de seu núcleo aos elétrons que o cercam.

Os agentes redutores são geralmente metais ou íons negativos. Os agentes redutores comuns incluem ácido ascórbico, enxofre, hidrogênio, ferro, lítio, magnésio, manganês, potássio, sódio, vitamina C, zinco e até mesmo extrato de cenoura.

O que são agentes redutores?

Como já foi dito, os agentes redutores são responsáveis ​​por reduzir um agente oxidante quando ocorre uma reação de redução de óxido.

Uma reação simples e típica da reação de redução de óxido é a da respiração celular aeróbia:

C6H12OU6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O (l)

Neste caso, onde a glicose (C6H12OU6) está reagindo com oxigênio (O2), a glicose está se comportando como o agente redutor para dar elétrons ao oxigênio - ou seja, está sendo oxidada - e o oxigênio está se tornando um agente oxidante.


Em química orgânica, os melhores agentes redutores são considerados aqueles reagentes que fornecem hidrogênio (H2) à reação. Neste campo da química, a reação de redução se refere à adição de hidrogênio a uma molécula, embora a definição acima (reações de redução de óxido) também se aplique.

Fatores que determinam a força de um agente redutor

Para uma substância ser considerada "forte", espera-se que sejam moléculas, átomos ou íons que liberem mais ou menos facilmente seus elétrons.

Para isso, há uma série de fatores que devem ser levados em consideração para reconhecer a força que um agente redutor pode ter: eletronegatividade, raio atômico, energia de ionização e potencial de redução.

Eletro-negatividade

Eletronegatividade é a propriedade que descreve a tendência de um átomo de atrair um par de elétrons ligados para si. Quanto maior a eletronegatividade, maior será a força atrativa que o átomo exerce sobre os elétrons que o cercam.


Na tabela periódica, a eletronegatividade aumenta da esquerda para a direita, de modo que os metais alcalinos são os elementos menos eletronegativos.

Rádio atômico

É a propriedade que mede o número de átomos. Refere-se à distância típica ou média do centro de um núcleo atômico ao limite da nuvem de elétrons circundante.

Esta propriedade não é precisa - além disso, várias forças eletromagnéticas estão envolvidas na sua definição - mas sabe-se que esse valor diminui da esquerda para a direita na tabela periódica e aumenta de cima para baixo. É por isso que os metais alcalinos, especialmente o césio, são considerados como tendo um raio atômico maior.

Energia de ionização

Esta propriedade é definida como a energia necessária para remover o elétron menos ligado de um átomo (o elétron de valência) para formar um cátion.

Diz-se que quanto mais próximos os elétrons estão do núcleo do átomo que eles circundam, maior a energia de ionização do átomo.

A energia de ionização aumenta da esquerda para a direita e de baixo para cima na tabela periódica. Novamente, metais (especialmente os alcalinos) têm energia de ionização mais baixa.

Potencial de redução

É a medida da tendência de uma espécie química obter elétrons e, portanto, ser reduzida. Cada espécie possui um potencial de redução intrínseco: quanto maior o potencial, maior sua afinidade pelos elétrons e também sua capacidade de redução.

Agentes redutores são aquelas substâncias com menor potencial de redução, devido à sua baixa afinidade com os elétrons.

Agentes redutores mais fortes

Com os fatores descritos acima, pode-se concluir que para encontrar um agente redutor “forte”, é desejável um átomo ou molécula com baixa eletronegatividade, alto raio atômico e baixa energia de ionização.

Como já mencionado, os metais alcalinos têm essas características e são considerados os agentes redutores mais fortes.

Por outro lado, o lítio (Li) é considerado o agente redutor mais forte por apresentar o menor potencial de redução, enquanto a molécula LiAlH4 é considerado o redutor mais forte de todos, pois contém essa e outras características desejadas.

Exemplos de reações com agentes redutores

Existem muitos casos de redução da ferrugem na vida cotidiana. Algumas das mais representativas são detalhadas a seguir:

Exemplo 1

A reação de combustão do octano (o principal componente da gasolina):

2 C8H18(l) + 25O2 → 16CO2(g) + 18H2O (g)

Pode-se observar como o octano (agente redutor) doa elétrons ao oxigênio (agente oxidante), formando dióxido de carbono e água em grandes quantidades.

Exemplo 2

A hidrólise da glicose é outro exemplo útil de uma redução comum:

C6H12OU6 + 2ADP + 2P + 2NAD+ → 2CH3COCO2H + 2ATP + 2NADH

Nesta reação, as moléculas NAD (um receptor de elétrons e agente oxidante nesta reação) retiram elétrons da glicose (agente redutor).

Exemplo 3

Por último, na reação de óxido férrico

Fé2OU3(s) + 2Al (s) → Al2OU3(s) + 2 Fe (l)

O agente redutor é o alumínio, enquanto o agente oxidante é o ferro.

Referências

  1. Wikipedia. (s.f.). Wikipedia. Obtido em en.wikipedia.org
  2. BBC. (s.f.). BBC.co.uk. Obtido em bbc.co.uk
  3. Pearson, D. (s.f.). Chemistry LibreTexts. Obtido em chem.libretexts.org
  4. Research, B. (s.f.). Bodner Research Web. Obtido em chemed.chem.purdue.edu
  5. Peter Atkins, L. J. (2012). Princípios Químicos: The Quest for Insight.