Definição de Processo Redox e Agentes Intervenientes

Candela Rocío Barbisan | Janeiro 2022
Engenharia Química

Todo processo redox envolve duas reações clássicas: redução e oxidação. Na redução, uma espécie é capaz de reduzir seu estado de oxidação devido ao fato de ser capaz de aceitar elétrons de outra espécie. Na oxidação, uma espécie é capaz de doar elétrons e assim aumentar seu estado de oxidação.

Vejamos o seguinte exemplo para esclarecer a questão:

não_(s) → Na+_(ac)+1e^-

Cl_2g)+2e^- → 2Cl^-_(ac)

Observamos duas reações, sendo a primeira uma reação de oxidação, onde o sódio aumenta seu estado de oxidação tornando-se uma espécie carregada (um cátion) após perder um elétron. Em vez disso, o cloro molecular reduz seu estado de oxidação ganhando um elétron. Cada uma delas é chamada de semi-reações ou semi-reações, pois a reação completa ocorre quando ambas ocorrem simultaneamente e seria a seguinte:

2Na_(s)+Cl_2g)+2e^- → 2Na⁺_(ac)+2e^-+ 2Cl^-_(ac)

Os agentes oxidantes e redutores

Existem dois agentes intervenientes fundamentais no processo redox: o oxidante e o redutor. A espécie que é reduzida é capaz de gerar a oxidação de outra espécie, por isso é chamada de agente oxidante. Enquanto a espécie que é oxidada é capaz de promover a redução de outra espécie, por isso é chamada de agente redutor.

Se virmos o caso acima, o sódio aumentou seu estado de oxidação de 0 para +1, então, ele foi oxidado, então o Na é um agente redutor. No caso de Cl₂, foi reduzido ganhando elétrons, passou do estado de oxidação 0 para -1, portanto é um agente oxidante.

Essas reações são exploradas industrialmente em células eletroquímicas. Neles, você insere um corrente elétrica que permite o fluxo de elétrons através de um circuito e, portanto, uma reação redox pode ocorrer. Se a reação redox que ocorre é espontânea, então célula nada mais é do que uma pilha como as que conhecemos de nossas casas. Agora, se ocorrer um processo redox na célula, espontâneo, ou seja, a corrente é usada para formar em uma determinada direção a reação que a unidade celular é conhecida como eletrolítica.

Isso nos faz acho que é necessário compreender os processos redox de forma abrangente. Para isso estudaremos como é sua espontaneidade. Quando uma reação ocorre naturalmente, sem a necessidade de formar uma certa corrente necessária para que ela ocorra, o processo redox é espontâneo. É o caso do seguinte processo:

2Ag⁺_(ac)+ Cu_(s) → Cu⁺²_(ac)+ 2Ag_(s)

Neste caso, se uma folha do metal cobre sólido dentro de um solução contendo íons Ag+ (cátions de prata), ao atingir o Equilíbrio, observa-se que a folha de cobre apresenta um revestimento esbranquiçado, produto do depósito sólido de prata em sua superfície.

Observando isso, entendemos que Ag⁺ (cátion de prata) é reduzido a prata sólida, portanto, é um agente oxidante. Já o cobre sólido é um agente redutor que oxida para as espécies de Cu+ que serão encontradas em solução. Então, com o passar do tempo, a presença de cátions de prata em solução diminui e a concentração de cátions Cu+2 aumenta. Isso ocorre nesse sentido, pois ocorreu um processo redox espontâneo.

Agora, se para a mesma folha de cobre do experimentar anterior mergulhamos em uma solução que contém íons de zinco (em vez de íons de prata) não observaremos depósitos sólidos na folha de cobre e as concentrações de íons Cu⁺² em solução e Zn⁺² em solução não variam. Isso ocorre porque uma certa corrente circulando pela célula eletroquímica é necessária para que a reação ocorra nessa direção.

Então, resumindo os casos acima, a reação entre Cu e Ag⁺ poderia ser realizada em uma célula, enquanto a reação entre Cu e Zn⁺² para produzir Zn sólido deve ser realizado em uma célula eletrolítica.