Reatividade e Condutividade

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AULA 2 - REATIVIDADE DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Para a ocorrência de uma transformação química, é necessário o contato entre os reagentes, com colisões efetivas, energia de ativação e afinidade química. Podemos descrever essa última condição como a reatividade química dos elementos, que é a capacidade dos átomos de uma substância química de reagir a outros átomos ou moléculas para formar novas substâncias. A reatividade depende das características da camada de valência dos átomos, que é a camada mais externa que contém elétrons.
 
Átomos com uma camada de valência completa geralmente são menos reativos, pois não precisam compartilhar ou transferir elétrons para formar ligações químicas. Átomos com camadas de valência incompletas são mais reativos, pois podem interagir facilmente com outros átomos ou moléculas para completar suas camadas de valência.
A reatividade também pode ser influenciada pela eletronegatividade, tamanho e carga dos átomos. Elementos químicos diferentes têm diferentes níveis de reatividade, e essa propriedade pode ser explorada em muitas aplicações, incluindo na síntese de compostos químicos, na produção de energia e em processos industriais.
As reatividades comparativas de elementos químicos foram determinadas experimentalmente e são conhecidas como filas de reatividade.
Por meio de uma série de experimentos envolvendo vários metais e o hidrogênio, foi estabelecida a fila de reatividade a seguir.
Filas de reatividade dos metais:
 Filas de reatividade dos ametais:
Os metais possuem a tendência de ceder elétrons, ou seja, oxidar-se. Uma maior tendência em doar elétrons é algo diretamente proporcional a sua reatividade. Além disso, a reatividade dos metais está ligada à sua energia de ionização.
REAÇÃO DOS METAIS COM ÁCIDOS
Os metais mais reativos que o hidrogênio na série de reatividade reagem rapidamente com o ácido, podendo liberar o gás hidrogênio. 
Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)
Obs.: No caso dos metais nobres, como o ouro, a reação com ácidos comuns não ocorre. Os metais nobres têm potenciais de redução muito altos, indicando que eles têm pouca tendência a perder elétrons.
Essa resistência à corrosão é uma das razões pelas quais os metais nobres são valorizados e usados em aplicações como joias e contatos elétricos, em que a durabilidade, boa condutividade elétrica e a resistência à oxidação são desejáveis.
REAÇÃO DOS METAIS COM SOLUÇÕES AQUOSAS DE SAIS
Nesse tipo de reação, um metal mais reativo é capaz de deslocar um metal menos reativo de seu composto em solução. 
Por exemplo, se colocarmos zinco metálico em uma solução de sulfato de cobre (CuSO4​), o zinco, sendo mais reativo, desloca o cobre da solução, formando sulfato de zinco (ZnSO4​) e liberando cobre metálico:
Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)
Como o zinco é mais reativo que o cobre, ele perde elétrons, passando de zinco metálico para cátion. Nesse caso, o zinco sofreu uma oxidação. Já o cobre ganhou elétrons, passando de cátion para cobre metálico. O cobre sofreu uma redução.
Exemplo: (Espcex (Aman) 2012) Abaixo são fornecidos os resultados das reações entre metais e sais.
FeSO4(aq) + Ag(s) →  não ocorre a reação
2 AgNO3(aq) + Fe(s) → Fe(NO3)2(aq) + 2 Ag(s)
3 Fe(SO4)(aq) + 2 Al(s) → Al2(SO4)3(aq) + 3 Fe(s)
Al2(SO4)3(aq) + Fe(s) → não ocorre a reação
 
De acordo com as reações acima, a ordem decrescente de reatividade dos metais envolvidos em questão é:
a) Al, Fe e Ag. 		b) Ag, Fe e Al. 		c) Fe, Al e Ag. 		d) Ag, Al e Fe. 		e) Al, Ag e Fe.
Exemplo 2: Considere que precisamos armazenar uma solução de CuSO4 (sulfato de cobre II). Considerando a fila de reatividade dos metais, qual material a seguir não seria indicado para armazená-lo?
a) Au(s)						b) Al(s) 						c) Ag(s) 
CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
A condutividade é a medida da capacidade de uma substância de conduzir eletricidade. Essa propriedade depende da presença de íons carregados que podem se mover livremente, permitindo a passagem de corrente elétrica.
Entender os diferentes tipos de substâncias e seus comportamentos em relação à condutividade é essencial para compreender os fenômenos elétricos.
- Substâncias iônicas: geralmente são sólidas em estado puro, não conduzem eletricidade nessa forma porque os íons estão fixos em posições dentro de uma rede cristalina. No entanto, quando aquecidas até se fundirem ou dissolvidas em água, essas substâncias passam a conduzir eletricidade devido à liberação dos íons em movimento.
- Substâncias moleculares: Substâncias moleculares, por outro lado, geralmente não conduzem eletricidade em estado puro porque não possuem íons livres. Entretanto, quando dissolvidas em água, algumas dessas substâncias podem sofrer ionização, um processo químico em que moléculas neutras são convertidas em íons, tornando a solução condutora de eletricidade.
PROCESSOS DE CONDUTIVIDADE
- Dissociação: Quando substâncias iônicas, como o NaCl, são dissolvidas em água, ocorre o processo de dissociação, onde os íons presentes na substância são separados e se movimentam livremente, tornando a solução condutora de eletricidade.
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)
- Ionização: Algumas substâncias moleculares, como o HCl, podem sofrer ionização quando dissolvidas em água, convertendo moléculas neutras em íons carregados. Essa solução resultante também será capaz de conduzir eletricidade.
HCl(s) → H+(aq) + Cl-(aq)
- Condutividade Metálica: Substâncias metálicas, em contraste, conduzem eletricidade em estado puro devido ao movimento livre de elétrons em sua estrutura.
AULA 3 - PROCESSOS ELETROQUÍMICOS II
DEFINIÇÃO DA REAÇÃO DE OXIDORREDUÇÃO
Essas transformações químicas envolvem a transferência de elétrons entre duas espécies químicas ou entre um eletrodo e uma espécie química. Durante essas reações, ocorre a mudança do número de oxidação das espécies envolvidas.
- OXIDAÇÃO é o aumento do número de oxidação do elemento envolvido na reação; ele PERDE elétrons. 
- REDUÇÃO é a diminuição do número de oxidação do elemento envolvido na reação; ele GANHA elétrons.
NÚMERO DE OXIDAÇÃO (Nox) 
O número de oxidação (também conhecido como estado de oxidação) é uma medida da carga elétrica real ou imaginária de um átomo em um composto, assumindo que as ligações químicas são iônicas. O número de oxidação é usado para analisar como os elétrons são transferidos durante uma reação química.
Em pilhas e baterias, os processos de oxidação e redução ocorrem para fornecer energia elétrica. Uma pilha ou bateria consiste em duas ou mais semicélulas, cada uma contendo um material que é oxidado e outro material que é reduzido. Quando os materiais são conectados por um condutor, como um fio, os elétrons são transferidos de uma semicélula para outra, produzindo corrente elétrica.
Mas essas reações vão muito além das pilhas. Elas são muito importantes, pois estão presente em nosso dia a dia e garantem a manutenção da vida. Por exemplo, as reações de fotossíntese e metabolismo da glicose no organismo são reações de oxirredução.
Exemplos de reações de oxirredução, ou redox: fotossíntese, ferrugem (oxidação do ferro), baterias e pilhas.
REGRAS PARA O CÁLCULO DE NOX DE ELEMENTOS, CÁTIONS E ÂNIONS
1) Quando o elemento está em sua forma elementar, seu Nox é igual a zero. 
Ex.: K(s) e Cl2(g).
2) No caso dos cátions (X+) ou ânion (X-) monoatômicos, seu Nox é igual à sua carga. 
Ex.: Fe2+ (Nox = +2) e I– (Nox = –1).
3) Em espécies poliatômicas, a carga será a soma dos números de oxidação de todos os átomos que compõem a espécie. 
Ex.: NH4+ (NNOX = –3, HNOX = +1), somatória do Nox = +1.
4) O Nox do hidrogênio (H) é +1, quando combinado com não metais, e –1 quando combinado com metais. 
Ex.: HBr e NaH 
5) O Nox do elemento oxigênio (O), na maioria dos seus compostos, é –2. 
Ex: H2O
6) Alguns elementos apresentam Nox fixo:	Metais alcalinos (Li, Na, K, Rb Cs e Fr): Nox = +1;
Metais alcalinos-terrosos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra): Nox = +2;
Zinco (Zn): Nox = +2;
Prata (Ag): Nox = +1;
Alumínio (Al): Nox = +3.
7) A soma dos Nox de todos os átomosconstituintes de um composto iônico ou molecular é sempre zero.
Ex.: MgO, LiCl, H2S, H2SO4 e HNO3 
ALGUNS CASOS ESPECIAIS
- No composto fluoreto de oxigênio ( OF2), como o flúor é mais eletronegativo, o NOX do oxigênio será +2:
- Já nos peróxidos, o NOX do oxigênio será –1. Ex.: H2O2
Ex.: (ENEM 2014) A aplicação excessiva de fertilizantes nitrogenados na agricultura pode acarretar alterações no solo e na água pelo acúmulo de compostos nitrogenados, principalmente na forma mais oxidada, favorecendo a proliferação de algas e plantas aquáticas e alterando o ciclo do nitrogênio, representado no esquema. A espécie nitrogenada mais oxidada tem sua quantidade controlada por ação de microrganismos que promovem a reação de redução dessa espécie, em um processo denominado desnitrificação. O processo citado está representado na etapa:
a) I
b) II
c) III
d) IV
e) V
VAMOS ENTENDER MELHOR ALGUNS PROCESSOS EM PILHAS E BATERIAS
A espécie que sofre oxidação é denominada agente redutor, pois, ao ceder elétrons, provoca a redução da outra espécie.
Aquela que sofre redução é denominada agente oxidante, pois, ao receber elétrons, provoca a oxidação da outra espécie.
Exercícios
1) (Ueg 2017)  O escurecimento de talheres de prata pode ocorrer devido à presença de derivados de enxofre encontrados nos alimentos. A equação química de oxidação e redução que representa esse processo está descrita a seguir:
4 Ag (s) + 2 H2S (g) + O2 (g) → 2 Ag2S (s) + 2 H2O (l)
Nesse processo, o agente redutor é:
a) Sulfeto de hidrogênio
b) Oxigênio gasoso  
c) Sulfeto de prata
d) Prata metálica
e) Água
2) (Puccamp – SP) Descobertas recentes da Medicina indicam a eficiência do óxido nítrico (NO) no tratamento de determinado tipo de pneumonia. Sendo facilmente oxidado pelo oxigênio e NO2, quando preparado em laboratório, o ácido nítrico deve ser recolhido em meio que não contenha O2. Os números de oxidação do nitrogênio no NO e NO2 são, respectivamente:
a) + 3 e + 6.
b) + 2 e + 4.
c) + 2 e + 2.
d) zero e + 4.
e) zero e + 2.
3) Dadas as alternativas, assinale aquela cujo óxido encontrado na natureza tem metal com número de oxidação +3.
a) Cu2O
b) Cr2O3
c) PbO
d) Na2O
e) CaO
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