Oxidação e redução

O que é oxidação e redução?

Os processos de oxidação e redução ocorrem, de modo simultâneo, em reações em que há a transferência de elétrons. Ou seja, são fenômenos que ocorrem ao mesmo tempo e não existem um sem o outro. Isso acontece porque o total de elétrons perdidos por uma espécie química deve ser igual ao total de elétrons ganhos por outra espécie, sendo assim, o número de elétrons ao total é inalterado. Essas reações são conhecidas como reações de oxirredução , oxidorredução ou redox. 

Outra definição é associar as reações de oxirredução às variações nos valores de números de oxidação dos elementos no transcorrer de uma reação química. 

O que é oxidação?

O fenômeno de oxidação refere-se ao processo em que há perda de elétrons por uma espécie química, ocorrendo o aumento do número de oxidação (NOX).

A espécie química que sofreu a oxidação é responsável por agir provocando a redução de algum outro elemento presente na reação sendo chamada de agente redutor.

O que é redução?

Simultaneamente a oxidação ocorre a redução. Denomina-se de redução o ganho de elétrons por uma determinada espécie química que tem seu número de oxidação diminuído. 

Ao sofrer a redução, a espécie química atua como agente oxidante, uma vez que, causa a oxidação de algum outro elemento. 

Como calcular a oxidação e a redução das reações?

Para que a identificação da ocorrência da oxidação/redução seja realizada de forma mais clara é necessário entender um novo conceito: o número de oxidação. 

O número de oxidação 

O número de oxidação (ou estado de oxidação) é um número associado aos átomos de um determinado elemento que encontra-se presente em uma determinada substância, que indica o valor da carga elétrica desses átomos. 

A carga elétrica pode ser uma carga real como é o caso dos íons ou imaginária, que representa um número atribuído aos átomos devido ao ambiente eletrônico que o circundam. 

Regras para a determinação do número de oxidação

De modo geral, a determinação do NOX segue algumas regras:

1. Em substâncias simples, o número de oxidação do elemento formador da substância é zero;
2. Em compostos que há hidrogênio, seu valor é igual a +1, exceto em hidretos metálicos que é -1;
3. Já o oxigênio apresenta NOX -2 em seus compostos, sendo exceção o fluoreto de oxigênio (OF₂) em que é +2 e nos peróxidos que é -1;
4. Alguns elementos apresentam sempre o mesmo número de oxidação em seus composto, por exemplo, prata (+1), zinco (+2) e flúor (-1);
5. A soma entre todos os números de oxidação tem que ser zero;
6. Em íons poliatômicos, a soma precisa ser igual à carga desse íon.

Exemplos de oxidação e redução

As reações de oxirredução estão presentes em inúmeras aplicações do nosso cotidiano como por exemplo: a corrosão metálica e a combustão.

Corrosão metálica

Um exemplo de corrosão metálica é o processo de enferrujamento do ferro. Na formação de ferrugem, há o processo de oxidação do metal. Esse fato ocorre devido à interação do metal com a água e com o ar do ambiente. 

A reação de oxirredução é mostrada a seguir:

Fe(s) → Fe²⁺ + 2 e^–   (oxidação)

O₂ + 2H₂O + 4e^– → 4OH^–  (redução da água)

Reação geral: Fe(s) + O₂ + 2H₂O → 2Fe(OH)₂

A formação do Fe(OH)₂ é responsável pela coloração avermelhada característica da ferrugem.

Combustão 

A combustão é o processo de interação entre uma substância combustível com o oxigênio, resultando em calor e luz. Nesse tipo de reação, o oxigênio atua como agente oxidante, ou seja, provoca a oxidação do combustível.