Aula de oxirredução com experimento - Oxirredução com um problemão - http://quimicaempratica.com/
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O documento discute os processos de oxidação e redução em termos da estrutura atômica. Ele usa o exemplo da reação entre água sanitária (NaClO) e ferro para ilustrar como os átomos ganham e perdem elétrons nessas reações, resultando na oxidação de um reagente e redução do outro. A reação entre o NaClO e o ferro produz óxido de ferro (III), cloreto de sódio e libera oxigênio.
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- 1. Autores: Karoline dos Santos Tarnowski Cleomar Copatti Versão de visualização para o post sem animação! > Baixe a versão com animações direto no post! < Aula disponível em: https://quimicaempratica.wordpress.com/2015/10/10/oxirreducao-com-um-problemao/
- 2. 2 Compreender os processo de oxidação e redução a partir das ideias da estrutura da matéria Versão de visualização para o post sem animação!
- 3. 3 Você reconhece este produto? Ele serve para quê? Limpar/desinfetar! Versão de visualização para o post sem animação!
- 4. 4 Umas chaves estavam meio sujas; Pensei: por que não limpá-las com água sanitária? Versão de visualização para o post sem animação!
- 5. 5 + Vamos ver o que aconteceu? Versão de visualização para o post sem animação!
- 6. 6 Versão de visualização para o post sem animação!
- 7. 7 + Na Cl2 NaClNaCl2 + + Por quê?Por quê? 2 Versão de visualização para o post sem animação!
- 8. 8 Na Cl2 NaClNaCl2 + Na ClNa Cl++ --0 Partículas: • Prótons (carga elétrica positiva) • Elétrons (carga elétrica negativa) • Nêutrons (sem carga elétrica) Relembrando da estrutura atômica: No estado fundamental (tabela periódica), o átomo está eletricamente neutro Ex: átomo de Na Porque os prótons e elétrons, estão em mesma quantidade e se estabilizam! 2 Versão de visualização para o post sem animação!
- 9. 9 Na Cl Z = p = 11 e = 11 Z = p = 17 e = 17 1 elétron na última camada 7 elétrons na última camada Versão de visualização para o post sem animação!
- 10. Na ClNa Cl 10 Na Cl22 + ++ --0 Ex: molécula de Cl2 Não há perda nem ganho de elétrons, há o compartilhamento. Então a carga da molécula também é 0. 0 2 Cl Cl (Nuvem eletrônica, onde o ponto preto representa o núcelo) Versão de visualização para o post sem animação!
- 11. Na Na ClNa ClNa Cl22 + ++ --0 0 2 11 Perde 1 elétron Ganha 1 elétron elétron Cl Versão de visualização para o post sem animação!
- 12. ClNa Na ClNa ClNa Cl22 + ++ --0 0 2 12 Perde 1 elétron Ganha 1 elétron elétron + - Versão de visualização para o post sem animação!
- 13. Na ClNa ClNa Cl22 + ++ --0 0 2 13 Perde 1 elétron Ganha 1 elétron Na+ Cl- Versão de visualização para o post sem animação!
- 14. Na ClNa ClNa Cl22 + ++ --0 0 2 14 Perde 1 elétron Ganha 1 elétron Oxidou Reduziu Agente Redutor Agente Oxidante Quando as substâncias perdem elétrons, diz-se que oxidaram.. Quando elas recebem elétrons, diz-se que elas reduziram. Se a substância provoca a redução da outraoutra, ela é chamada de agente redutor. . Se a substância provoca a oxidação da outraoutra, ela é chamada de agente oxidante. Versão de visualização para o post sem animação!
- 15. 15 Número de oxidação (nox) 00 Na ClNa Cl++ -- 2 +Na Cl2 2 nox: 0 nox: 0 nox: 1+ nox: 1- NaClNaCl Quando numa reação química os átomos ganham ou perdem elétrons, reduzindo ou oxidando, o número de elétrons que eles possuem varia. . Portanto, seu número de oxidação varia. Versão de visualização para o post sem animação!
- 16. Mas como saber se os elementos vão perder ou ganhar elétrons? Usando a Tabela Periódica! 16 Versão de visualização para o post sem animação!
- 17. 17 Outras reações onde ocorre essa transferência de elétrons de um átomo para o outro: Fe OO22 Fe2O3+4 3 2(s) (g) (s) Versão de visualização para o post sem animação!
- 18. 18 Outras reações onde ocorre essa transferência de elétrons de um átomo para o outro: Fe OO22 Fe2O3+4 3 2(s) (g) (s) 00 nox: 0 nox: 0 nox: 3+ nox: 2- Perde 3 elétrons Ganha 2 elétrons 1 Fe 4 Fe Perdem 12 elétrons 1 OO 6 OO Ganham 12 elétrons Versão de visualização para o post sem animação!
- 19. 19 Outras reações onde ocorre essa transferência de elétrons de um átomo para o outro: Fe OO22 Fe2O3+4 3 2(s) (g) (s) 00 nox: 0 nox: 0 nox: 3+ nox: 2- Perdeu elétrons OXIDOU Ganhou elétrons REDUZIU Agente Redutor Agente Oxidante Age na outra substância para que ela oxide Age na outra substância para que ela reduza Versão de visualização para o post sem animação!
- 20. Outros casos de perda e ganho de elétrons em reações químicas (de oxirredução) no dia a dia! 20 Versão de visualização para o post sem animação!
- 21. C OO22 CO2+(s) (g) (g) nox: 0 nox: 0 nox: 4+ nox: 2- Carvão Oxigênio Dióxido de Carbono + 21 Perdeu elétrons OXIDOU Ganhou elétrons REDUZIUAgente Redutor Agente Oxidante Versão de visualização para o post sem animação!
- 22. 22 Umas chaves estavam meio sujas; Pensei: por que não limpá-las com água sanitária? Versão de visualização para o post sem animação!
- 23. 23 + Agora vamos ver o que aconteceu! Versão de visualização para o post sem animação!
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- 27. 27 NaClO + Ferro Fe+ Fe2O3 + NaCl3 32 Óxido de ferro (III) Cloreto de sódio Versão de visualização para o post sem animação!
- 28. NaClO Fe+ Fe2O3 + NaCl3 32 28 Versão de visualização para o post sem animação!
- 29. 29 Por que o nome do Fe2O3 é óxido de ferro (III)?ferro (III)ferro (III) Óxido de ferro (III) Óxido de ferro (II) Fe2O3 FeO O que significa esse número? (Nox) Versão de visualização para o post sem animação!
- 30. 30 FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química. vol. 2. 6ª.ed. São Paulo: Moderna, 2004. Versão de visualização para o post sem animação!
Notas do Editor
- Pois bem, a água sanitária serve para limpar e desinfetar, né?Eu estava com um probleminha. Vi, uma vez, que umas chaves da minha casa estavam meio sujas. Aí eu pensei: por que não limpá-las com água sanitária? Ótima ideia, pensei. Já que limpa tudo, né, lá em casa é usada para limpar banheiro, para limpar tapetes, limpar bolor das janelas... E eu, como sempre fui muito arteira também, adoro invetar desde pequena, vejam uma montagem representando minhas sapequices, haha, eu decidi então pôr as chaves de molho para que elas ficassem limpas. Para que saísse aquela sujeira que havia nelas.
- Mas quando eu lavei as chaves com a água sanitária, algo muito ESTRANHO aconteceu. Fiquei confusa!
- Mas antes precisamos entender como os átomos geralmente se comportam em reações químicas.
- Vamos analisar a reação de formação do NaCl, nosso sal de cozinha!Temos aqui o sódio, o metal, sólido. Ele vai reagir, então, com esse gás amarelo aqui. O gás cloro. Formando, então, o cloreto de sódio. NaCl, como vocês podem ver aqui. Antes os átomos de sódio estavam todos compactos, unidos. Na, Na, um ao lado do outro numa ligação metálica! E aqui esse gás amarelo, as moléculas de Cl2 estão em movimento neste recipiente. Essas moléculas fazem, como vocês podem ver, ligações covalentes. Mas vejam o que acontece. Quando a reação acontece, o produto formado, o cloreto de sódio, acaba tendo suas partículas unidas, não por ligação metálica como o Na, nem por ligação covalente como o Cl2! O NaCl se liga por atração eletrostática, numa ligação iônica. Vejam aqui as partículas, elas têm carga! O Na agora não é só “Na” como antes, ele é “Na+”, e o Cl está como “Cl-”, cloreto. O sal formado é constituído por partículas que têm carga. Mas por quê?
- Esta é a reação que tínhamos antes. Mas podemos representar o NaCl de outra forma também. Como vocês podem ver, o Na ficou com carga positiva e o Cl-, negativa. Então, como o sódio estava na sua forma elementar antes, igual na tabela periódica, dizemos que ele tinha carga 0. Vamos relembrar por que isso é 0? Relembrando da estrutura atômica. (indo na tabela periódica). O átomo de Na tem número atômico 11. Ou seja, 11 prótons (no quadro escrever). No estado fundamental, tal como na tabela periódica, os átomos estão eletricamente neutros. Então, ele tem 11 elétrons também (contar na imagem). E tem também os nêutrons, que como vcs sabem estão ali para que essas cargas positivas não se repilam. Por isso, nosso sódio ali é sódio 0.
- Falar por que o Cl é menor.. Tem mais prótons, carga positiva, e consegue atrair mais os elétrons.
- No caso do átomo de Cl, são dois. Então eles estão ligados nessa ligação covalente, compartilhando eletrons para formar o gás gloro.
- Bom, mas o que vcs podem observar aqui? Antes o Na estava no estado fundamental, sendo neutro. Mas olha o que aconteceu depois da reação, ficou com carga positiva. Antes tínhamos (vendo tabela periódica) no caso do Na, 11 prótons e 11 elétrons (fazer no quadro). Mas o que aconteceu será para ele ficar postivo? (turma responder) Ele perdeu um elétron de sua eletrosfera, na reação química. Lembrando que os prótons, nas reações químicas, estão no interior do núcleo, eles não participam das reações químicas. Então 1 e’ foi perdido. Mas nada se perde, alguém deve ter que pegar aquele elétron. Quem será que adquiriu esse elétron? (passar) O cloro! Ele que recebe esse elétron. Como antes ele estava com carga 0, se ele recebe 1 elétron, que tem carga negativa, qual a carga que o cloro deveria ficar? (turma responder) Foi isso que vcs observaram aqui
- Os átomos diminuiram, condiz com o que vemos na imagem, etc
- Para isso, vamos usar a amiguinha dos químicos: a tabela períodica!
- Fazer balancemaneto no quadro! Mais fácil de entenderem.
- Como a gente viu, quando a substância é simples, e está na sua forma elementar, igual da tabela periódica, o nox, número de oxidação, é 0.No caso do O2, também é zero, porque não há perdas nem ganhos de elétrons, só o compartilhamento entre essas átomos que são iguais. Então também é 0. Mas depois que eles reagem e forma aquela crosta alaranjada, olha só o que acontece. O oxigênio está no grupo 16 da tabela periódica, e como vocês devem lembrar, ele precisa de 2 e’ para ficar estável, adquirindo configuração de gás nobre. De quem ele vai roubar esse elétron? Do Ferro. (Fazendo no quadro o nox deste composto).Fe2O3. Então o O é 2-. Mas são 3 oxigênios. Então, 2-, 2-, 2-. Carga 6-.Fazer equação. Gente, essa molécula não tem carga, estão vendo, está tudo neutro. Então, eu quero saber a carga do ferro. X.2 – 6 = 0, x =3, ou seia, a carga do ferro é 3+!Quem sabe o que isso significa? Não podemos simplesmente aceitar que é 3+. O que significa esse 3+? R:______ Como vocês podem ver, cada átomo de ferro perde 3 elétrons e fica positivo. Isso pra 1 átomo de Ferro. Mas aqui eu tenho quantos? 4. Então, se 1 átomo perde 3 elétrons, se eu tenho 4 vezes mais átomos, vou ter 4 vezes mais elétrons. Então, 12 elétrons são perdidos. No caso do O também, 1 ganha 2 elétrons. Mas e se tenho (contando) 6 átomos de oxigênio... 6x mais. Então 12 elétrons são obtidos no total. Os mesmos 12 elétrons que o ferro perdeu, o oxigênio pegou!! Viram?
- Bom, agora nós vamos ver o que aconteceu com minhas chaves! Mas, ao invés de usarmos as chaves (que são mais caras), vamos usar essa material só que de outra forma. Na forma de pregos, porque são mais acessíveis do que as chaves, né.... O que será essa coisa estranha que aconteceu com as chaves para não podermos usar elas?! Então, cada grupo receberá 2 pregos; Analisem de perto esses dois pregos. Estão semelhantes? OK. Vamos ‘limpar’ um deles agora. Mergulhem dentro desta água sanitária e deixem em repouso. Observem durante pelo menos 6 minutos. Usem a lupa!! O que aconteceu? Anotar na folha da atividade
- Mas o que será que tinha na água sanitária para isso acontecer? Vamos analisar o rótulo? Composição... Hipoclorito de sódio é o componente ativo, que faz tudo acontecer na limpeza, e no caso do que vimos, dessa reação.
- Então aqui está, o hipoclorito de sódio! Tem outras substâncias aqui, mas esta é a principal que há na água sanitária. Bom, colocamos isso em contato com o prego, né? E de que material é o prego? Esse prego, assim como as minhas chaves, são feitos de ferro. E o ferro, em contato com essa substância acaba reagindo! Como vocês podem ver, antes nós tínhamos o hipoclorito de sódio (NaClO) e o ferro (Fe) e depois eles se transformaram! Se transformando nisso que vocês observaram, algo com o aspecto mais alaranjado, o Fe2O3. Essa coisa alaranjada que apareceu no prego e também nas minhas chaves é o Fe2O3! Por isso que elas não limparam!!! Acabaram ficando mais sujas ainda quando eu tentei limpas elas com a água sanitária! Mas vejam aqui, algo a mais foi formado também, o cloreto de sódio, NaCl, mas ele não está aparecendo porque está dissolvido no líquido, que também tem água. E vocês tem ele na cozinha, não tem? É o mesmo sal que utilizamos para salgar nossos alimentos! Mas será que essa reação tá certa? Vamos ver, 1 Na 1 Na. 1 Cl 1 Cl. 1 O 3 O. Então, temos que colocar um 3 aqui... Etc. Fazer a estequiometria seguindo a ordem que as substâncias aparecem. Bom, como eu falei, o cloreto de sódio foi formado, o NaCl. E o que sujou ainda mais minhas chaves e o prego foi esse Fe2O3 formado, que se chama óxido de ferro (III). Mais atrapalhou do que me ajudou! Etc…
- Fazer essa no quadro! Fazer o balanceamento com eles.. Ver noxes, ferro, oxido de ferro, NaCl, e depois do NaClO. Ver quem oxidou e reduziu, ag. Ox, ag. Red.