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Tudo sobre a descoberta da reação de oxirredução

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Tudo sobre a descoberta da reação de oxirredução é post que conta a história dessa tipo de reação química. Então, quem começou a teoria das reações químicas foi Georg Ernst Stahl em 1697. Dessa forma, ele propôs a teoria do flogistico, que se baseava nas seguintes observações:

Flogístico uma teoria que explicavam todas as reações químicas

Em princípio, as observações levaram Stahl às seguintes conclusões:

Este modelo teve um sucesso notável, pois explicava por que os metais têm propriedades semelhantes. Ou seja, todos eles continham um flogístico. Essa teoria explicava a relação do ganho ou perda de peso que ocorria entre os metais e seus calcários. Além disso, o flogístico também explicava o porquê de uma vela se apagar quando esta dentro de uma redoma de vidro. 

Havia apenas um problema com a teoria do flogisto. Já em 1630, Jean Rey notou que o estanho ganha peso quando forma um calcário. O cal é cerca de 25% mais pesado que o metal. Do nosso ponto de vista, isso parece ser uma falha fatal: se o flogisto se desprende quando um metal forma um cal, por que o calx pesa mais do que o metal? Essa observação não incomodou os proponentes da teoria do flogisto. Stahl explicou o porque do aumento de peso. Segundo ele o ar entrou no metal para preencher o vácuo deixado depois que o flogisto escapou.

A queda do flogístico

A teoria do flogístico sustentou a pesquisa em química durante a maior parte do século XVIII. Em 1772, Antoine Lavoisier observou que os não metais ganham grandes quantidades de peso ao serem queimados no ar. O peso do fósforo, por exemplo, aumentava por um fator de cerca de 2,3. A magnitude dessa mudança levou Lavoisier a concluir que o fósforo deve se combinar com algo no ar quando queima. Então, reforçou-se esta conclusão pela observação de que o volume de ar diminui por um fator de 1/5 quando o fósforo queima em uma quantidade limitada de ar.

Lavoisier propôs o nome de oxigênio (literalmente, “formador de ácido”) para a substância absorvida do ar quando um composto queima. Ele escolheu esse nome porque os produtos da combustão de não metais, como o fósforo, são ácidos quando se dissolvem na água.

P4(s) + 5 O2(g) → P4O10(s)

P4O10(s) + 6H2O(l) →4H3PO4(aq)

Então, a comunidade aceitou a teoria da combustão do oxigênio de Lavoisier. Dessa forma, os químicos descreviam qualquer reação entre um elemento ou composto e o oxigênio como oxidação. A reação entre o magnésio metálico e o oxigênio, por exemplo, envolve a oxidação do magnésio.

2 Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)

Lavoisier que começou a história das reações de oxirredução

Na virada do século 20, parecia que todas as reações de oxidação tinham uma coisa em comum; a oxidação sempre parecia envolver a perda de elétrons. Os químicos, portanto, desenvolveram um modelo para essas reações que se concentrava na transferência de elétrons. Acreditava-se que o magnésio metálico, por exemplo, perdia elétrons para formar íons Mg2+ quando reagia com o oxigênio. Por convenção, o elemento ou composto que ganhou esses elétrons sofreu redução. Nesse caso, as moléculas de O2 foram reduzidas para formar íons O2-.

Uma demonstração clássica das reações de oxidação-redução envolve a colocação de um pedaço de fio de cobre em uma solução aquosa do íon Ag+. A reação envolve a transferência líquida de elétrons do metal cobre para íons Ag+ para produzir bigodes de metal prateado que crescem do fio de cobre e íons Cu2+.

Cu(s) + 2Ag+(aq) → Cu2+(aq) + 2Ag(s)

Os íons Cu2+ formados nesta reação são responsáveis pela cor azul-clara da solução. Podemos confirmar a sua presença pela adição de amônia na solução para formar o íon complexo azul profundo de Cu(NH3)42+.

Reação oxirredução entre o nitrato de prata e um fio de cobre.

O reconhecimento das reações de oxirredução

Os químicos acabaram reconhecendo que as reações de oxidação-redução nem sempre envolvem a transferência de elétrons. Não há mudança no número de elétrons de valência em qualquer um dos átomos quando o CO2 reage com H2, por exemplo,

CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)

Os químicos, portanto, desenvolveram o conceito de número de oxidação para estender a ideia de oxidação e redução a reações nas quais os elétrons não são realmente ganhos ou perdidos. O modelo mais poderoso de reações de oxidação-redução baseia-se nas seguintes definições.

De acordo com este modelo, o CO2 reduz quando reage com o hidrogênio porque o número de oxidação do carbono diminui de +4 para +2. O hidrogênio se oxida nesta reação, porque seu número de oxidação aumenta de 0 para +1.

 

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