Os Elétrons da Química (Eletroquímica)

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A eletroquímica está muito presente no nosso dia-a-dia. Está presente basicamente em pilhas e baterias utilizadas em aparelhos eletrônicos, como celular, controle remoto, lanternas, filmadoras, calculadoras, brinquedos eletrônicos, rádios à pilha, computadores, e muitos outros.

As reações de oxirredução (oxidação e redução) também estão presentes no cotidiano, como na oxidação do ferro (formação da ferrugem), redução de minérios metálicos para a produção de metais, formação do aço, corrosão de navios, etc.

A conversão de energia química em energia elétrica é um processo espontâneo, chamado de pilha ou célula galvânica.
A conversão de energia elétrica em energia química é um processo não-espontâneo, chamado de eletrólise.

Para a compreensão da eletroquímica, é necessário saber calcular o número de oxidação das substâncias envolvidas em uma reação química.
Número de Oxidação ou NOX deve ser calculado da seguinte maneira:

1) Substância Simples: ZERO (porque não há perda e nem ganho de elétrons).
Exemplos:
H2    NOX H = 0
Fe   NOX Fe = 0
O3     NOX O = 0

2) Átomo como íon simples: Sua própria carga.
Exemplos:
Na+    NOX Na = 1+
S2-      NOX S = 2-
H+      NOX H = 1+

3) Metais alcalinos à esquerda da fórmula: 1+
Exemplos:
NaCl   NOX Na = 1+
LiF      NOX Li = 1+
K2S     NOX K = 1+

4) Metais alcalino-terrosos à esquerda da fórmula: 2+
Exemplos:
CaO   NOX Ca = 2+
MgS   NOX Mg = 2+
SrCl2  NOX Sr = 2+

5) Halogênios: 1-
Exemplos:
NaCl   NOX Cl = 1-
KF      NOX F = 1-
K2Br   NOX Br = 1-

6) Calcogênios: 2-
Exemplos:
CaO   NOX O = 2-
ZnO   NOX O = 2-
MgS   NOX S = 2-

7) Ag, Zn e Al: 1+, 2+, 3+
Exemplos:
AgCl   NOX Ag = 1+
ZnS    NOX Zn = 2+
Al2S3   NOX Al = 3+

8) Hidrogênio em composto: 1+
Exemplo:
H2O  NOX H = 1+

9) Hidreto metálico (hidrogênio do lado direito da fórmula): 1-
Exemplo:
NaH   NOX H = 1-

10) Oxigênio em composto (regra dos calcogênio): 2- 
Exemplo:
H2O    NOX O = 2-

11) Oxigênio com flúor: 1+ e 2+
Exemplos:
O2F2     NOX O = 1+
OF2     NOX O = 2+

12) Peróxidos (oxigênio + alcalino / alcalino terroso): 1-
Exemplos:
H2O2    NOX 0 = 1-
Na2O   NOX 0 = 1-

13) Superóxidos: -
Exemplo:
K2O4   NOX O = -

Cálculo de NOX:

Para as substâncias com dois ou mais elementos químicos:
- soma do NOX de todos os átomos = zero
- soma do NOX de todos os átomo em um íon composto = sua carga
Exemplo:
Para encontrar o NOX do H na água, sabendo apenas o NOX do O:
Pode-se colocar em cima da fórmula o NOX e embaixo o somatório.
Assim:

1+  2-               →   NOX   H 2 O               →   elemento químico ______ 2+   2-    =  0    →   somatório

Neste caso, o NOX do O é 2-. Multiplica-se o NOX pelo número de átomos de O, então 2-
Como a água é uma substância que está no seu estado neutro (não é um íon), o somatório de cargas é zero. O H soma 2+, por este motivo.
Para achar o NOX do H, divide-se o número do somatório do H pelo número de átomos de H. Como existem dois átomos de H, o NOX será 1+

Oxirredução

É a reação química que se caracteriza pela perda ou ganho de elétrons. É a transferência de elétrons de uma espécie química para a outra. Ocorrem dois fenômenos: oxidação e redução.

Oxidação – perda de elétrons, onde aumenta o NOX. Agente redutor
Redução – ganho de elétrons, onde diminui o NOX. Agente oxidante
Oxi-Redução – quando há transferência de elétrons.

É claro que não podia faltar um videozinho para a gente aí! Esse é direto da Bahia, meu rei!

Referências:

http://www.soq.com.br/conteudos/em/eletroquimica/