Número de oxidação (NOX)

A primeira postagem do nosso blog, tem como tema o Número de Oxidação dos elementos químicos, ou simplesmente NOX.  E para começar, vamos mostrar algumas regrinhas para o cálculo do NOX, que apesar de parecer fácil nos quebrar a cabeça.


O Número de Oxidação (NOX) de um elemento químico é a carga que ele recebe em uma reação química. Por exemplo, no H₂SO₄
o H ficará com carga +1 (cada átomo de hidrogênio), o S (enxofre) com +6, e o O com uma carga de -2 (cada átomo de oxigênio).


Para saber qual é o NOX de um átomo dentro de uma molécula, devemos seguir algumas regras:
1 – Todos os metais alcalinos, hidrogênio (H) e prata (Ag) terão nox +1
2 –Metais alcalinos terrosos, zinco (Zn) -> nox +2
3 – Alumínio -> nox +3
4 – Oxigênio (em qualquer parte da molécula) -> nox -2
5 – calcogênios (somente se aparecerem na extremidade direita da fórmula!) -> nox -2
6 – Halogênios (somente se aparecerem na extremidade direita da fórmula!) -> nox -1
7 – Íons compostos -> nox igual a carga do íon (por exemplo, PO₄^-3 terá NOX -3)
8 – Soma de todos os NOX de uma molécula sempre será ZERO.
9 – Soma do NOX em íon sempre será a própria carga do íon.
10 – Elementos isolados e substâncias simples -> nox ZERO.


EX:


CaCO₃
Neste caso, precisamos multiplicar o nox, das regras, pelo numero de átomos do elemento na molécula.

NOX oxigênio = -2 . 3 (porque são 3 átomos de oxigênio!)
NOX Ca = alcalino terroso = +2
Para descobrir o NOX do Carbono:
(-2 . 3) + 2 + X = 0
-6 + 2 + X = 0
Logo o NOX do carbono será +4

Fonte: 


  http://www.infoescola.com/quimica/numero-de-oxidacao-nox/           

                                                      


                                                      Aplicação do NOX : Pilhas

Pilha elétrica, célula galvânica, pilha galvânica ou ainda pilha voltaica é um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para converter energia química em energia elétrica. A reação química utilizada será sempre espontânea.

Neste dispositivo, têm-se dois eletrodos que são constituídos geralmente de metais diferentes, que fornecem a superfície na qual ocorrem as reações de oxidação e redução. Estes eletrodos são postos em dois compartimentos separados, imersos por sua vez em um meio contendo íons em concentrações conhecidas e separados por uma placa ou membrana porosa, podendo ser composta por argila não-vitrificada, porcelana ou outros materiais. As duas metades desta célula eletroquímica são chamadas de compartimentos e têm por finalidade separar os dois reagentes participantes da reação de óxido-redução, do contrário, os elétrons seriam transferidos diretamente do agente redutor para o agente oxidante. Finalmente, os dois eletrodos são conectados por um circuito elétrico, localizado fora da célula, denominado circuito externo, garantindo o fluxo de elétrons entre os eletrodos.

As pilhas não devem ser confundidas com as baterias. Enquanto a primeira apenas converte energia química a elétrica, a segunda faz a interconversão entre energia química e elétrica.

Funcionamento de uma pilha

Suponhamos, por exemplo, que separemos fisicamente a barra de zinco de uma solução de sulfato de cobre. O zinco é imerso numa solução de sulfato de cobre, assim como uma barra de cobre. As duas barras encontram-se interligadas eletricamente mediante um fio. Este dispositivo forma uma pilha.

As barras de zinco e de cobre são denominadas eletrodos e fornecem a superfície na qual ocorrem as reações de oxidação e de redução. Se os eletrodos de zinco e o cobre forem ligados entre si, por meio de um circuito externo, haverá um escoamento de elétrons através desse circuito, do eletrodo de zinco para o de cobre, em cuja superfície serão recebidos pelos íons Cu⁺². (lembre-se da fila de reatividade!).

E esses íons serão reduzidos e os átomos de cobre se depositarão na superfície do eletrodo de cobre (eletrodeposição). Nesta célula o eletrodo de zinco é denominado ânodo. O ânodo é um eletrodo no qual ocorre a oxidação:

Zn_(s)  Zn²⁺ + 2e^– (reação anódica)

O eletrodo de cobre, nesta composição, será o cátodo, um eletrodo no qual se realiza a redução.

Cu²⁺ + 2e^–  Cu_(s) (reação catódica)

Logo,

• Ânodo = local onde ocorre oxidação
• Cátodo = local onde ocorre redução

À medida que se vai realizando a reação da célula, os íons de zinco migram afastando-se do ânodo de zinco, em direção do eletrodo de cobre, à semelhança do que ocorre com os íons de cobre. A pilha pode conter uma parede permeável ou uma ponte salina (com cloreto de potássio, os íons Cl^– migram em direção ao ânodo e os íons K⁺ migram em direção ao cátodo) que fazem o contato entre as duas células. As reações de eletrodo e a reação da célula são:

• Ânodo : Zn _(s)  Zn²⁺ + 2 e^–
• Cátodo : 2 e^– + Cu²⁺  Cu_(s)
• Reação Global da Célula: Zn_(s) + Cu²⁺  Zn²⁺ + Cu_(s)

Fonte:  

http://pt.wikipedia.org/wiki/Pilha

                           Experimento: Pilhas de limão

"O que acontece é uma reação química, devido ao ácido que o limão tem, à moeda de cobre e o parafuso de zinco.

Ligamos os jacarés com o fio de cobre da moeda que é polo positivo, ao parafuso, que é polo negativo. Eles já estão em contato com o ácido do limão.

Assim forma-se um circuito que é fechado quando ligamos à calculadora ou ao LED, fazendo-os funcionar e mostrando que o processo gera energia e corrente elétrica."

                         Curiosidades à respeito das pilhas:

Qual a diferença entre pilhas ácidas e alcalinas?

A durabilidade. As pilhas alcalinas duram cerca de cinco vezes mais que as pilhas ácidas, elas funcionam com uma pasta básica de NaOH e as pilhas ácidas com uma solução ácida de NH₄Cl. O Hidróxido de sódio (NaOH) possui maior condutividade elétrica e conseqüentemente vai transportar energia mais rapidamente.

Por que algumas pilhas são recarregáveis e outras não? 

Uma pilha pode ser recarregada quando todas as suas semi-reações forem reversíveis. As pilhas não recarregáveis são conhecidas como descartáveis e são aquelas em que ocorre semi-reação não reversível.

Qual a pilha usada nos marcapassos cardíacos?

A pilha de lítio causou uma revolução na medicina após ser empregada nos marcapassos, elas foram escolhidas pela propriedade de serem pequenas e leves (pesam cerca de 25 gramas).

As pilhas de lítio são muito duráveis e chegam a funcionar até 8 anos, veja as semi-reações que envolvem o processo:

Li → Li + é

I₂ + 2 é → 2 I^- 
∆E° = 2,8 V.

O que distingue pilhas de Baterias?

É comum usarmos os termos pilhas e baterias sem fazermos distinção desses dois objetos, mas o que exatamente os difere? A pilha é um sistema com dois eletrodos e a bateria é um conjunto de pilhas ligadas em série.

Por Líria Alves De Souza

http://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/pilhas-duvidas-frequentes.htm