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Conceito As reações de redução e oxidação (conhecidas como redox) envolvem a transferência de elétrons (e-) de uma molécula para outra. O processo de perda de elétrons é chamado de oxidação e o processo de ganho de elétrons é chamado de redução. Quando uma substância é oxidada, o número de oxidação de pelo menos um de seus átomos aumenta (torna-se mais positivo), pois são perdidos elétrons. Do mesmo modo, quando uma substância é reduzida, o número de oxidação de pelo menos um de seus átomos diminui (torna-se mais negativo), pois elétrons são ganhos.
Figura 1: Meia-reação de oxidação Em alguma reação redox, a substância ou espécie que ganha elétrons é chamada agente oxidante, e aquela que perde elétrons, agente redutor.
Figura 2: Reação de oxidação do Fe
Fe: aumenta o número de oxidação (de 0 para 2)
Perde elétrons (dois por átomo)
É oxidado (pelo H+)
É o agente redutor (reduz H+ a H2)
H+: diminui o número de oxidação (de +1 para 0) ganha elétrons (um por íon)
É reduzido (pelo Fe)
É o agente oxidante (oxida Fe em Fe2+) [2] Os potenciais de oxidação-redução podem ser usados com grande vantagem na explicação de reações de oxidação-redução. O potencial de redução se relaciona com a energia livre através da equação:
Figura 3: Equação de
(onde é a variação da energia livre de Gibbs, n a valência do íon, F o Faraday e o potencial padrão do eletrodo). Sabemos que a reação não ocorrerá se a variação de energia livre de Gibbs for positiva e, assim, a termodinâmica nos poupa o trabalho de testar a reação.
Considere o processo de corrosão que pode ocorrer quando uma chapa de ferro galvanizado é riscada (ferro galvanizado é ferro revestido com uma camada de zinco para evitar o enferrujamento). As semirreações e os correspondentes potenciais de oxidação são mostrados abaixo:
Meia-reação de oxidação Como possui o maior valor de e como , o valor de será mais negativo para essa semirreação. Portanto, a dissolução do Zn é mais