ÁREA: Educação em Química
TÍTULO: UMA NOVA ABORDAGEM NO BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO
AUTORES: HILáRIO,L.S.-UFRN
GOMES,M.P.S.-UFRN
PEREIRA,F.C.-UFRN
RESUMO: O presente trabalho descreve uma nova sistemática empregada para ajustar equações químicas envolvendo substâncias oxidantes e redutoras. A metodologia propõe a utilização do método redox convencional acoplado ao algébrico suprimindo, desta forma, a necessidade da atribuição de valores arbitrários, aos coeficientes literais responsáveis pelos fatores estequiométricos para o ajuste destas expressões. O objetivo desta iniciativa é eliminar o arcaico e deselegante método das tentativas e erros atualmente em uso para efetuar o balanceamento das equações redox.
PALAVRAS CHAVES: equações redox, métodos oxi-reducão, balanceamento de equações.
INTRODUÇÃO: Desde longa data os químicos têm buscado formas mais elaboradas e compreensíveis para a representação das distintas formas de interação dos elementos químicos e das moléculas, bem como o entendimento sobre os processos reacionais(USBERCO-1995). Dentre as diferentes formas de interpretação dos fenômenos químicos, um método é descrito para ajustar equações REDOX(ROZENBERG-2002). Este sistema é conhecido como método do elétron ou do número de oxidação e foi proposto no final do século XIX por Johnson e pode ser usado, quando a equação a ser balanceada, encontra-se escrita na forma molecular ou iônica. Algumas regras devem ser obedecidas as quais leva-se em consideração o NOX para cada elemento. Calculadas as respectivas variações estes valores são utilizados para ajuste dos coeficientes do agente redutor e do oxidante. Os demais fatores são obtidos através do uso do arcaico e deselegante método das tentativas e erros (O’ CONNOR-1977). Este trabalho tem como objetivo, apresentar algumas melhorias nos processos de balanceamento de equações REDOX. Pretende-se incorporar o método algébrico convencional ao REDOX com a criação de um sistema híbrido.
MATERIAL E MÉTODOS: Metodologia: O método empregado para ajustar os coeficientes das expressões REDOX consiste em calcular as variações eletrônicas envolvidas entre os agentes oxidantes e redutores e inseri-las nos termos algébricos, obtidos a partir da construção das expressões matemáticas em obediência à Lei de Lavoisier. Em seguida, estes valores permitem que os demais sejam calculados, sem a necessidade do uso do método das tentativas e erro.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para o uso do sistema algébrico é necessária a adoção de coeficientes literais para a montagem de equações na forma de sistema de incógnitas do 1º grau. Após a obtenção de todas as expressões, efetua-se a atribuição de um valor arbitrário a qualquer membro, a fim de encontrar os demais através de álgebra elementar. Este sistema tem como finalidade eliminar o fator atribuição às incógnitas e empregar os próprios valores extraídos nas variações eletrônicas entre oxidante e redutor. O exemplo a seguir é ilustrativo.
aKMnO4 +bNaNO2 +cH2SO4 =dMnSO4 +eNaNO3 +fK2SO4 +gH2O (1).
O NOX do (Mn) no KMnO4 é +7 e no MnSO4 é +2. Desta forma, a variação eletrônica para este processo= 5. Esta mesma relação para o redutor N(NO2-) +3 a (NO3-) +5=2. A montagem das equações matemáticas conduz às seguintes relações:
p/ o K:a=2f; p/ o Mn: a=d; p/ o O: 4a+2b+4c=4d+3e+4f+g; p/ o Na: b=e; p/ o N: b=e; p/ o H: c=g; p/ o S; c=d+f (2).
Tomando “b”=5 como o valor corresponde a variação eletrônica do agente oxidante e “a”=2 como a do redutor, a substituição destes valores em (2) permite obter a expressão balanceada:
2KMnO4 +5NaNO2 +3H2SO4 =2MnSO4 +5NaNO3 +K2SO4 +3H2O (1).
CONCLUSÕES: A metodologia proposta mostra eficácia para ser empregada tanto pelos estudantes como pelos profissionais que atuam na área de química. A exploração das propriedades eletrônicas entre oxidante e redutor e seu emprego no método algébrico permite a obtenção dos respectivos ajustes em breves tempos, sem a necessidade de cálculos enfadonhos.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:1. O’ CONNOR, R. 1977, Introdução à Química, Harper&Row do Brasil: São Paulo, cap. 24.
2. ROZENBERG, I. M. 2002, Química Geral, 1ª ed., Edgard Blücher ltda: São Paulo, cap. 20.
3. USBERCO, J.: SALVADOR, E. 1995, Química, 1ª ed., Saraiva: São Paulo, vol. 1, cap. 5.