A redução química é um processo em que um átomo, íon ou molécula perde elétrons, resultando em uma diminuição de seu estado de oxidação. Esse processo é realizado por agentes redutores, que são substâncias capazes de doar elétrons para outras substâncias. Nos exemplos de redução química, podemos citar a obtenção de ferro metálico a partir de minério de ferro (Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2), a redução do dióxido de carbono (CO2) para produção de monóxido de carbono (CO) e a redução do oxigênio durante a respiração celular para produção de energia. A redução química desempenha um papel fundamental em diversos processos industriais e biológicos.
Significado da redução na química: processo de ganho de elétrons em reações químicas.
Redução na química é um processo fundamental que ocorre em diversas reações químicas. Ela se refere ao ganho de elétrons por um átomo, íon ou molécula. Quando um composto químico sofre redução, ele está ganhando elétrons e, consequentemente, diminuindo sua carga elétrica. Esse processo é essencial para a formação de novas substâncias e para o equilíbrio das reações químicas.
Para entender melhor a redução, é importante conhecer o conceito de oxidação, que é o oposto da redução. Enquanto a redução envolve o ganho de elétrons, a oxidação envolve a perda de elétrons. Esses dois processos estão sempre interligados em uma reação química, formando o que é conhecido como reação de oxirredução.
Um exemplo clássico de redução é a reação do hidrogênio (H2) com o oxigênio (O2) para formar água (H2O). Nessa reação, o oxigênio sofre redução ao ganhar elétrons, enquanto o hidrogênio sofre oxidação ao perder elétrons. Esse é um exemplo simples, mas que ilustra claramente o conceito de redução na química.
Em resumo, a redução na química é o processo pelo qual um composto químico ganha elétrons em uma reação química. É um conceito fundamental para entender a formação de novas substâncias e o equilíbrio das reações químicas. É importante sempre relacionar a redução com a oxidação, pois esses processos estão interligados e formam as reações de oxirredução.
Exemplos de agentes redutores: o que são e como funcionam na química.
A redução é um processo químico em que um composto perde oxigênio, ganha elétrons ou perde hidrogênio. Os agentes redutores são substâncias que facilitam esse processo, doando elétrons para outras substâncias. Eles são essenciais em diversas reações químicas, como na obtenção de metais a partir de seus minérios.
Um exemplo clássico de agente redutor é o carbono, que pode reduzir óxidos metálicos para produzir metais puros. Por exemplo, o ferro é obtido a partir da redução do minério de ferro (Fe2O3) com carbono em altos fornos. Durante esse processo, o carbono doa seus elétrons para o oxigênio presente no óxido de ferro, resultando na liberação de ferro metálico e dióxido de carbono.
Outro exemplo de agente redutor é o hidrogênio, que pode ser utilizado na redução de compostos orgânicos insaturados. Por exemplo, na reação de hidrogenação de alcenos, o hidrogênio atua como agente redutor, adicionando hidrogênios aos carbonos insaturados e transformando-os em alcanos saturados.
Em resumo, os agentes redutores são substâncias que doam elétrons em reações químicas para facilitar a redução de outras substâncias. Eles desempenham um papel fundamental em diversos processos industriais e naturais, contribuindo para a obtenção de diferentes produtos químicos.
Descubra as reações de redução mais comuns na química em poucas palavras.
Redução na química é o processo em que um átomo, íon ou molécula ganha elétrons, resultando em uma diminuição do seu estado de oxidação. As reações de redução mais comuns envolvem a transferência de elétrons de um agente redutor para um agente oxidante.
Um exemplo clássico de reação de redução é a redução do oxigênio durante a respiração celular, em que o oxigênio é reduzido a água. Outro exemplo comum é a redução do cobre no processo de obtenção de cobre metálico a partir de minérios de cobre.
As reações de redução são essenciais para diversos processos químicos, desde a produção de metais até a obtenção de energia nas células. Compreender essas reações é fundamental para a compreensão da química e suas aplicações práticas.
Quando acontece a diminuição?
Na química, a redução é um processo no qual um átomo, íon ou molécula ganha elétrons, resultando em uma diminuição do seu número de oxidação. Isso geralmente ocorre quando uma substância perde oxigênio, ganha hidrogênio ou perde elétrons em uma reação química. Em outras palavras, a redução é o oposto da oxidação, formando assim o par redox.
Um exemplo clássico de redução é a reação entre o cobre (Cu) e o ácido nítrico (HNO3), onde o cobre sólido é oxidado a íons de cobre (II) e o ácido nítrico é reduzido a óxido de nitrogênio e água.
Em resumo, a diminuição ocorre quando um elemento químico ganha elétrons em uma reação, resultando em uma diminuição do seu número de oxidação e formando assim uma nova substância química.
Redução (química): o que é e exemplos
A redução é toda a reação química em que os átomos de um dos reagentes acabam ganhando elétrons; o que também pode ser visto dessa maneira: sua vaga ou “desconforto” eletrônico é reduzido. Um átomo ganha elétrons quando uma espécie os doa; isto é, oxida-se.
Esse tipo de reação não pode ocorrer por si só: se uma espécie aceita elétrons, outra deve necessariamente produzi-los. Caso contrário, a matéria do nada seria criada, reduzindo átomos depois de obter elétrons do vazio. Portanto, é uma semirreação redox (redução / oxidação).
Um exemplo ilustrativo da redução que pode ser mostrada nas salas de aula é a reação entre uma superfície de metal de cobre e uma solução aquosa de nitrato de prata, AgNO 3 .
Na solução, a prata é encontrada como cátions Ag + , carregados positivamente. Quando interagem com a superfície do cobre, em forma de árvore de Natal, os elétrons são extraídos dos átomos de cobre. Quando isso ocorre, o cobre substitui a prata no sal nitrato; e como resultado, é formado nitrato de cobre, Cu (NO 3 ) 2 .
Cátions Cu 2+ próximos ao NO 3 – tornam a solução azulada; e a prata amolece a árvore de Natal como se estivesse coberta de neve.
Qual é a redução?
Na redução, já foi dito que uma espécie ganha elétrons. Como isso pode ser verificado em uma equação química? Por exemplo, na equação da reação entre Cu e AgNO 3 , como 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 assume que eles não perderam ou ganharam elétrons. Assim, os metais sólidos têm um estado de zero oxidação. Assim, a prata passa de +1 (Ag + ) a 0 (Ag). A carga de um íon metálico é igual ao seu estado de oxidação.
Por outro lado, os elétrons vieram do cobre: de 0 (Cu) a +2 (Cu 2+ ). O ânion nitrato, NO 3 – permanece inalterado enquanto os dois metais trocam elétrons; portanto, a equação pode ser escrita como:
2Ag + + Cu => 2Ag + Cu 2+
Observe que cargas e átomos são equilibrados.
Esta é a redução química: no ganho de elétrons que tornam os estados de oxidação dos átomos que ganham menos elétrons.
Número de oxigênio
Os oxigênio são átomos muito eletronegativos e oxidantes; portanto, quando um átomo forma compostos com eles (como óxidos), eles têm estados de oxidação positivos. Quanto maior o número de oxigênio interagindo com o átomo, mais positivo é o seu estado de oxidação; ou o que é o mesmo, é mais enferrujado.
Portanto, quando um composto tem menos átomos de oxigênio, diz-se que ele é menos oxidado; isto é, o átomo perde menos elétrons.
Um exemplo clássico pode ser visto em monóxido e dióxido de carbono. Para o CO, o carbono tem um estado de oxidação de +2; enquanto para o CO 2 , seu estado de oxidação é +4.
Então, se em uma reação o CO 2 é transformado em CO, diz-se que está ocorrendo uma redução; desde então, o carbono agora interage com um oxigênio e não com dois. Para a reação oposta, o CO se transformando em CO 2 , fala-se de uma oxidação do carbono.
Isso se aplica a todos os átomos, especialmente os metais em seus óxidos metálicos; por exemplo, CrO 2 (Cr 4+ ) e CrO 3 (Cr 6+ ).
Nas equações químicas em que uma espécie perde oxigênio, enquanto a outra espécie o ganha, é dito 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 notá-lo sem sequer fazer os cálculos é verificar 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 as CF 4 reage de modo que torna-se CH 4 , é então disse para ter ocorrido uma redução; já que o flúor é muito mais eletronegativo que o átomo de hidrogênio. Como um resultado, o carbono é menos oxidado em CH 4 no CF 4 , que é igual a dizer que foi reduzido.
Exemplos
Redução na química orgânica
O exemplo de CF 4 e CH 4 reflete o que acontece em reações orgânicas, onde a redução da carga parcial de um átomo é considerada um ganho eletrônico. Isso se aplica muito ao considerar a redução de 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 ligação dupla com o oxigênio e também está ligado ao hidrogênio (C = OH); 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 for transformado em 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 + O 2 => Hg + SO 2
O sulfeto de mercúrio é reduzido a mercúrio metálico.
Cu 2 S + O 2 => 2Cu + SO 2
O sulfeto de cobre é reduzido ao cobre metálico.
2ZnS + 3O 2 => 2ZnO + 2SO 2
ZnO + C => Zn + CO (observe a transferência de O)
O sulfeto de zinco é reduzido primeiro ao seu monóxido e depois à sua forma metálica.
Fe 2 O 3 + 3CO => 2Fe + 3CO 2
O óxido férrico é reduzido a ferro metálico.
WO 3 + 3H 2 => W + 3H 2 O
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 e Stanley. (2008). Química (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
- Química LibreTexts. (9 de dezembro de 2018). Reações de oxidação-redução. Recuperado de: chem.libretexts.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 de julho de 2018). A definição de redução na química. Recuperado de: thoughtco.com
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- Tutor Vista. (sf). Reação de redução. Recuperado de: chemistry.tutorvista.com