Historicamente, as reações de oxirredução eram aquelas que envolviam oxigênio, sendo oxidação quando este era consumido e redução quando era liberado, mas depois se descobriu que essas reações também acontecem sem a presença de oxigênio, e então passamos a estudar a oxidação como a perda e a redução como o ganho de elétrons. Essas reações vão acontecer sempre simultaneamente, pois ao mesmo tempo em que um átomo ou íon está doando elétrons, outro está recebendo esses elétrons.
Vamos ver o exemplo da ferrugem:
Quando acontece essa reação, na verdade temos duas semirreações acontecendo simultaneamente:
Olhando para as semirreações, podemos ver que o ferro doou elétrons, ou seja, ele sofreu uma oxidação. Como, ao doar elétrons, esse elemento fará algum outro se reduzir (nesse caso, o oxigênio), chamamos ele de agente redutor. Já o oxigênio recebeu elétrons, portanto sofreu redução e, de maneira análoga, fez um outro elemento se oxidar (o ferro), então ele é um agente oxidante.
► Oxidar: doar elétrons
► Reduzir: receber elétrons
► Agente oxidante: elemento ou substância que provoca oxidação
► Agente redutor: elemento ou substância que provoca redução
► Reação de oxirredução: reações com transferência de elétrons
Veja este exemplo:
O zinco doa elétrons para o cobre, portanto ele se oxida e é um agente redutor. Já o cobre recebe elétrons, então ele se reduz, entretanto, o agente oxidante é o sulfato de cobre (CuSO4), é ele que provoca a oxidação, e não apenas o cobre.
No post Ligações Químicas, você encontrará um capítulo sobre número de oxidação – NOX. Lá está bem explicadinho como determinar o NOX dos elementos e compostos.
Balanceamento de Reações de Oxirredução
Nós já estudamos que nas reações químicas nada se perde, por isso fazemos balanceamento de reagentes e produtos. Pois bem, reações de oxirredução são reações químicas e também necessitam de balanceamento, porém esse ajuste tem que ser coerente com a transferência de elétrons, ou seja, todos os elétrons doados por um elemento devem ser recebidos por um (ou mais) outro(s) elemento(s).
Aqui nossa ideia fundamental é:
A quantidade de elétrons cedida pelo agente redutor deve ser igual à quantidade de elétrons recebida por aquele que se reduz.
Olha esse exemplo:
A quantidade de átomos antes e depois da reação não está balanceada. Vamos ver quais são as semi-reações:
► semirreação de redução:
► semirreação de oxidação:
Com as semirreações, vimos que o fósforo está doando 12 elétrons, portanto, o cloro precisa receber esses 12 elétrons, ou seja, precisamos de 6 Cl2, e assim nossa reação fica balanceada.
Agora um exemplo um pouco mais complexo, para ver que é tranquilo também:
Segue a reação:
K2Cr2O7 + Na2C2O4 + H2SO4 → K2SO4Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O + CO2
Você deve estar apavorado sem saber pra onde correr, mas, calma! Vamos primeiro olhar os NOX:
Você percebe que apenas o cromo e o carbono estão mudando de NOX? Então vamos ver as semirreações deles:
► semirreação de redução:
► semirreação de oxidação:
Assim, as duas semirreações estão com 6 elétrons envolvidos, então, vamos usar esses coeficientes para balancear a reação global:
K2Cr2O7 + 3Na2C2O4 + H2SO4 → K2SO4Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O + 6CO2
Cromo e carbono estão balanceados, agora é só fazer a contagem e o acerto de coeficientes para os outros elementos. Atenção: a proporção que foi estabelecida entre os elementos que estão na reação de oxirredução deve ser mantida, pois ela equilibra o balanço de elétrons.
Por fim, os coeficientes corretos para essa reação são:
K2Cr2O7 + 3Na2C2O4 + 7H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 7H2O + 6CO2
É tranquilo, certo? O importante é dar atenção às semirreações para fazer um correto balanceamento dos elétrons.