QUÍMICA ANALÍTICA B (Química Industrial)

26 Pages·2017·0.79 MB·Portuguese

QUI201 (QUI145) – QUÍMICA
ANALÍTICA B
(Química Industrial)
Prof. Mauricio X. Coutrim
([email protected])
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
Reações de oxidação/redução são reações que
ocorrem com transferência de elétrons
Ce4+ é o agente oxidante (maior
Exemplo: afinidade por elétron)
Fe2+ é o agente redutor (menor
afinidade por elétron)
Semi reação: Ag+ + é ⇋ Ag (ocorre redução / diminui o nox / é um agente oxidante)
(s)
Semi reação: Cu ⇋ Cu2+ + 2é (ocorre oxidação / aumenta o nox / é um agente redutor)
(s)
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO
Na equação química devem ser considerada a lei de conservação das massas!
Em ambos os lados da equação devem ser idênticas:
1) As diferentes espécies (considerar todos os átomos em tipos e quantidades);
2) As quantidades molares das mesmas (coeficientes estequiométricos;
3) As quantidades eletrônicas (cargas).
02/08/2017 Química Analítica I 2
Prof. Mauricio Xavier Coutrim
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES SIMPLES DE OXI REDUÇÃO
18.7: Escreva as equações das semi reações balanceadas, indique se é de
oxidação ou redução e balanceie as seguintes reações. Escreva as semi reações no
processo de redução.
Balanceie as cargas e as espécies
a) Sn2+ + 2 Fe3+ ⇋ Sn4+ + 2 Fe2+
de cada lado das equações!
b) Cr + 3 Ag+ ⇋ Cr3+ + 3 Ag
(s) (s)
c) Sn + 2 H+ ⇋ Sn2+ + H
(s) 2(g)
d) Sn4+ + 2 H ⇋ Sn2+ + 2 H+
2(g)
e) Sn2+ + Co ⇋ Co2+ + Sn
(s) (s)
02/08/2017 Química Analítica I 3
Prof. Mauricio Xavier Coutrim
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO PELAS
SEMIM REAÇÕES
Seja a reação entre:
Separar as semi reações:
Tratando a 1ª semi reação: (de redução: Mn+7 → Mn+2)
1) A falta de oxigênio é suprida com H O e depois a de hidrogênio com H+. Assim:
2
2) O balanceamento de carga é feito com elétrons:
02/08/2017 Química Analítica I 4
Prof. Mauricio Xavier Coutrim
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO
Para a reação entre:
Tratando a 2ª semi reação: (de oxidação: N+3 → N+5)
1) A falta de oxigênio é suprida com H O e depois a de hidrogênio com H+. Assim:
2
2) O balanceamento de carga é feito com
elétrons:
Somando as semi reações (acertar antes o no de elétrons: x5 reação com 2 é e x2 a com 5 é):
Rearranjando:
02/08/2017 Química Analítica I 5
Prof. Mauricio Xavier Coutrim
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO
Faça o balanceamento para: MnO - + Fe2+ ⇋ Mn2+ + Fe3+
4
Separar as semi reações:
1ª semi reação: (de redução: Mn+7 → Mn+2)
2ª semi reação : Fe2+ ⇋ Fe3+ (de oxidação: Fe+2 → Fe+3)
O balanceamento de carga é feito com elétrons: Fe2+ ⇋ Fe3+ + é
Somando as semi reações (acertar antes o no de elétrons: x5 aquela com 1 é e x1 a com 5 é).
Rearranjando:
EXERCÍCIOS 18.7 A 18.10 DO LIVRO (8ª edição)
02/08/2017 Química Analítica I 6
Prof. Mauricio Xavier Coutrim
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO / Exercícios
18.7: Escreva as equações das semi reações, acrescente H+ e/ou H O necessários
2
para obter o balanceamento, identifique se a semi reação é de oxidação ou de
redução e balanceie a equação global.
a) Cu (oxi) + 2 NO - (red) + 4 H+ ⇋ Cu2+ + 2 NO + 2 H O
(s) 3 2(g) 2
(a semi reação Cu → Cu2+ é de oxidação e a NO - → NO é de redução)
3 2
b) 5 H SO (oxi) + 2 MnO - (red) ⇋ 5 SO 2- + 2 Mn2+ + 4 H+ + 3 H O
2 3 4 4 2
c) Ti3+ (oxi) + Fe(CN) 3- (red) + H O ⇋ TiO2+ + Fe(CN) 4- + 2 H+
6 2 6
d) 2 Ce4+ (red) + H O (oxi) ⇋ 2 Ce3+ + 2 H+ + O
2 2 2(g)
e) Sn4+ (red) + 2 Ag (oxi) + 2 I- ⇋ Sn2+ + 2 AgI
(s) (s)
f) UO 2+ (red) + Zn (oxi) + 4 H+ ⇋ U4+ + Zn2+ + 2 H O
2 (s) 2
g) 2 MnO - (red) + 5 HNO (oxi) + H+ ⇋ 2 Mn2+ + 5 NO - + 3 H O
4 2 3 2
h) 3 IO - (red) + 6 Cl- + 4 HN NNH (oxi) + 4 H+ ⇋ 3 ICl - + 8 N + 9 H O
3 2 2 2 2(g) 2
02/08/2017 Química Analítica I 7
Prof. Mauricio Xavier Coutrim
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES DE OXI REDUÇÃO / Exercícios
18.9: Escreva as equações das semi reações, acrescente H+ e/ou H O necessários
2
para obter o balanceamento, escreva a equação global balanceada e identifique os
agentes oxidantes e redutores do lado esquerdo da mesma.
a) 5 I- (a. red.) + IO - (a. ox.) + 6 H+ ⇋ 3 I + 3 H O
3 2(aq) 2
I- (agente redutor) e IO - (agente oxidante)
3
b) 2 Cl- (a. red.) + MnO (a. ox.) + 4 H+ ⇋ Cl + Mn2+ + 2 H O
2(s) 2(g) 2
c) 3 Mn2+ (a. red.) + 2 MnO - (a. ox.) + 4 OH- ⇋ 5 MnO + 2 H O
4 2(s) 2
d) V2+ (a. red.) + 2 V(OH) + (a. ox.) + 2 H+ ⇋ 3 VO2+ + 5 H O
4 2
e) I (a. ox.) + H S (a. red.) ⇋ 2 I- + S + 2 H+
2 2 (s) (s)
f) IO - (a. ox.) + 2 I- (a. red.) + 6 Cl- + 6 H+ ⇋ 3 ICl - + 3 H O
3 2 2
g) MnO - (a. ox.) + 5 VO2+ (a. red.) + 11 H O ⇋ Mn2+ + 5 V(OH) + + 2 H+
4 2 4
h) Cr O 2- (a. ox.) + 3 U4+ (a. red.) + 2 H+ ⇋ 2 Cr3+ + 3 UO 2+ + H O
2 7 2 2
02/08/2017 Química Analítica I 8
Prof. Mauricio Xavier Coutrim
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO/REDUÇÃO E AS REAÇÕES
ÁCIDO/BASE
Equilíbrio Ácido / Base (conceito de BrØnsted-Lowry)
Transferência de prótons
Equilíbrio de Oxidação / Redução
Sn2+ + Fe3+ ⇋ Sn4+ + Fe2+
Transferência de elétrons
Ag. Redutor Ag. Oxidante Ag. Oxidante Ag. Redutor
Avaliando as seguintes
reações que são
espontâneas para a direita
Ordem da força do agente oxidante:
9
EQUILÍBRIOS DE OXI-REDUÇÃO
REAÇÕES DE
OXIDAÇÃO/REDUÇÃO
)
e
t
n
a
d
ix
CLASSIFICAÇÃO DOS o

e
t
n
e
METAIS COM RELAÇÃO À g
a

r
o
FACILIDADE DE OXIDAR-SE h
l
e
m
(

(ORDEM CRESCENTE DA o
ã
ç
u
d
FORÇA DOS AGENTES e
r

e
d
REDUTORES) e
d
a
d
i
l
i
c
a
F
10
Ordem da força do agente oxidante: