Oxidação e redução

Oxidação e redução são processos químicos opostos que ocorrem em decorrência da transferência de elétrons. A oxidação ocorre quando uma substância química perde um ou mais elétrons, enquanto a redução ocorre quando uma substância química ganha um ou mais elétrons. Frequentemente os processos ocorrem de maneira combinada, sendo citados como reações redox.

Oxidação e redução estão presentes em diversas reações químicas, como na combustão (queima), além da obtenção de substâncias metálicas a partir de seus óxidos. Como envolve ganho e perda de elétrons, observa-se que a substância que sofre oxidação apresenta uma espécie que tem aumento do número de oxidação, enquanto a substância que sofre redução apresenta uma espécie que tem diminuição do seu número de oxidação.

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Resumo sobre oxidação e redução

• Oxidação e redução são processos químicos opostos que ocorrem por causa de trocas de elétrons.
• Na oxidação, a substância perde um ou mais elétrons, enquanto na redução, a substância ganha um ou mais elétrons.
• Frequentemente, ocorrem de maneira simultânea, de modo que tais reações são chamadas de redox.
• Na substância que sofre oxidação, observa-se que uma espécie apresenta aumento do seu número de oxidação.
• Na substância que sofre redução, observa-se uma espécie que apresenta diminuição do seu número de oxidação.
• A substância que recebe os elétrons perdidos pela que sofre oxidação é chamada de agente oxidante.
• A substância que doa os elétrons para que uma substância sofra redução é chamada de agente redutor.

O que é oxidação e redução?

Oxidação e redução, em Química, são processos opostos que observamos em reações químicas que envolvem transferências de elétrons:

• OXIDAÇÃO é caracterizada pela perda de um ou mais elétrons por uma substância;
• REDUÇÃO é caracterizada pelo ganho de um ou mais elétrons por uma substância.

Como frequentemente essas reações ocorrem simultaneamente, é comum chamarmos o processo de redox ou oxirredução, demonstrando a combinação da oxidação e da redução.

Como acontece a reação de oxidação e redução?

O segredo para entender as reações de oxidação e redução é observar o fluxo dos elétrons. A transferência de elétrons, ou seja, a perda ou ganho, pode ser observada por meio da alteração da carga das espécies envolvidas. Isso porque as reações químicas devem ser eletricamente neutras, então, caso uma substância perca um ou mais elétrons, outra substância deve ganhar um ou mais elétrons a fim de se manter tal condição.

Dessa forma, a substância que perde elétrons, ou seja, que sofre oxidação, apresentará uma espécie que terá um aumento da sua carga (número de oxidação), já que os elétrons são de caráter negativo. Por conseguinte, a substância que ganha elétrons, a que sofre redução, apresentará uma espécie que terá uma diminuição da sua carga, conforme é possível observar no esquema geral a seguir.

Por isso que, de maneira análoga, podemos caracterizar a oxidação como um aumento do número de oxidação de um átomo ao longo do processo químico e, da mesma maneira, podemos caracterizar a redução como uma diminuição do número de oxidação de um átomo ao longo do processo químico.

Veja também: Como fazer o balanceamento de reações de oxirredução?

Exemplos de oxidação e redução

• Exemplo 1: combustão de uma fita de magnésio

2 Mg (s) + O₂ (g) → 2 MgO (s)

Observe que o magnésio sofre oxidação, uma vez que sua carga passa de 0 para +2. O oxigênio, por sua vez, sofre redução, já que sua carga passa de 0 para −2.

• Exemplo 2: obtenção de bromo

2 NaBr (s) + Cl₂ (g) → 2 NaCl + Br₂ (l)

Aqui, o bromo sofre oxidação, pois passa de íon brometo (no NaBr), onde tem carga −1 (Br⁻¹) para sua forma simples, Br₂, onde sua carga é igual a 0. O cloro, por sua vez, sofre redução, já que sai da sua forma simples, Cl₂, que possui carga igual a 0, para a forma de íon cloreto (Cl⁻) no NaCl, onde tem carga igual a −1. O sódio não sofre oxidação ou redução, uma vez que sua carga permanece constante ao longo de toda a reação (é igual a +1).

• Exemplo 3: produção de ferro a partir do seu óxido

Fe₂O₃ (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (l) + 3 CO₂ (g)

Aqui o ferro sofre redução, pois no óxido de ferro(III), ele está na forma de íons Fe³⁺ (logo, com carga +3). Quando é obtido na sua forma metálica, Fe, apresenta carga igual a 0. Já o carbono acaba sofrendo oxidação, já que no monóxido de carbono, CO, apresenta uma carga igual a +2, enquanto no dióxido de carbono, CO₂, sua carga passa a ser igual a +4.

O oxigênio, por sua vez, não sofre oxidação ou redução, mantendo sua carga constante em todas as espécies ao longo do processo químico (sempre igual a −2).

Agente oxidante e agente redutor

Ao se descrever as reações redox, percebe-se sempre o uso da voz passiva: tal espécie sofre oxidação; tal espécie sofre redução. Dessa forma, admitindo-se a combinação da oxidação e da redução, entende-se que se uma espécie sofre oxidação (ou redução) é porque a outra está propiciando isso (por meio do desenvolvimento da reação química, obviamente).

A espécie que desempenha esse papel, portanto, que propicia a ocorrência de oxidação ou redução em outra espécie, é chamada de agente redutor ou agente oxidante. Portanto, em uma reação química, o agente oxidante é a substância que reage com a que sofre oxidação, recebendo seus elétrons. Já o agente redutor é a substância que reage com a que sofre redução, doando elétrons para que ela possa recebê-los.

Por essa definição, percebe-se que o agente oxidante, ao receber os elétrons da substância que sofre oxidação, apresentará uma espécie que se reduzirá. Da mesma forma, o agente redutor, ao doar elétrons para que outra substância sofra redução, apresentará uma espécie que se oxidará.

Vejamos no caso da combustão do gás metano, CH_4:

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) → CO₂ (g) + 2 H₂O (g)

No exemplo, o carbono do metano apresenta uma carga igual a −4, passando para uma carga +4 no dióxido de carbono. Dessa forma, o carbono sofre oxidação, pois está tendo aumento do seu número de oxidação (perda de elétrons). Esses elétrons perdidos são transferidos para o oxigênio, fazendo com que sua carga caia de 0 (no O₂) para −2 (no CO₂, por exemplo). Como recebe elétrons (com consequente diminuição do número de oxidação), o oxigênio está, portanto, sofrendo redução.

Como os elétrons recebidos pelo oxigênio são originados a partir do metano, podemos dizer, portanto, que o metano propicia, quimicamente, a redução do oxigênio. Assim, o metano é o agente redutor da reação. Da mesma maneira, o oxigênio recebe os elétrons vindos do metano, permitindo, quimicamente, que o carbono sofra uma oxidação. Assim, o gás oxigênio é o agente oxidante dessa reação de combustão.

Por conta dessas trocas de elétrons, podemos dizer que, de maneira geral, a espécie que sofre oxidação pertence ao agente redutor, ao passo que a espécie que sofre redução pertence ao agente oxidante.

Saiba mais: Ferrugem e corrosão são a mesma coisa?

Exercícios resolvidos sobre oxidação e redução

Questão 1. (CESMAC – Dia 2/2025.2) Durante uma expedição científica em uma área de mineração, pesquisadores observaram que algumas estruturas metálicas expostas apresentavam intensa corrosão, especialmente em regiões onde água e oxigênio atmosférico estavam presentes. Para investigar o processo, foi analisada a reação química que ocorre naturalmente em ambientes úmidos e com presença de oxigênio:

4 Fe (s) + 3 O₂ (g) + 6 H₂O (l) → 4 Fe³⁺ (aq) + 12 OH⁻ (aq)

Com base nessa equação e nos conceitos de reações de óxido-redução, qual alternativa identifica corretamente os processos de oxidação e de redução, bem como os agentes oxidante e redutor?

1. O ferro e o oxigênio sofrem oxidação; a água é o agente oxidante.
2. O ferro sofre redução e é o agente oxidante; o oxigênio sofre oxidação e é o agente redutor.
3. O ferro sofre oxidação e é o agente oxidante; o oxigênio sofre redução e é o agente redutor.
4. O ferro sofre redução (de 0 para –3); o oxigênio sofre oxidação (0 de para 0); a água apenas hidrata os íons.
5. O ferro sofre oxidação (aumenta o NOX de 0 para +3) e é o agente redutor; o oxigênio sofre redução (de 0 para –2) e é o agente oxidante.

Resposta: Letra E.

O ferro, enquanto substância simples, apresenta um NOX igual a 0. Quando a reação ocorre, torna-se o íon Fe³⁺, indicando que o NOX passou para +3. Assim sendo, observa-se que, como houve aumento do NOX, o ferro sofreu oxidação (perda de elétrons).

O oxigênio, enquanto O₂ (substância simples), apresenta uma carga igual a 0. Porém, no íon hidróxido (OH⁻), a sua carga é igual a –2, indicando que sofre uma redução (ganho de elétrons.

Assim, podemos entender que o ferro perde elétrons para o oxigênio. Como o oxigênio sofre redução, então o ferro é o agente redutor. Da mesma forma, o oxigênio recebe os elétrons doados pelo ferro e, por isso, o ferro sofre oxidação. Assim, o oxigênio é o agente oxidante.

Questão 2. (Enem Digital/2020) Os objetos de prata tendem a escurecer com o tempo, em contato com compostos de enxofre, por causa da formação de uma película superficial de sulfeto de prata (Ag₂S), que é escuro. Um método muito simples para restaurar a superfície original desses objetos é mergulhá-los em uma solução diluída aquecida de hidróxido de sódio (NaOH), contida em uma panela comum de alumínio. A equação química que ilustra esse processo é:

3 Ag₂S (s) + 2 Al (s) + 8 NaOH (aq) → 6 Ag (s) + 3 Na₂S (aq) + 2 NaAlO₂ (aq) + 4 H₂O (l)

A restauração do objeto de prata ocorre por causa do(a)

1. prata, que reduz o enxofre.
2. íon sulfeto, que sofre oxidação.
3. íon hidróxido, que atua como agente oxidante.
4. alumínio, que atua como agente redutor no processo.
5. variação do pH do meio reacional, que aumenta durante a reação.

Resposta: Letra D.

A restauração do objeto de prata é observada pela recuperação da prata na sua forma metálica, ou seja, ela sendo convertida de Ag₂S para Ag. Para que isso ocorra, a prata deve sofrer redução (passando de NOX +1 para 0). Ao se observar o processo químico geral, o alumínio é a espécie que sofre oxidação (passa de NOX 0 para +3).

Assim sendo, a redução da prata ocorre porque o alumínio se oxida, ou seja, o alumínio perde elétrons que são usados pela prata para que esta se reduza. Dessa forma, o alumínio é o agente redutor.

Fontes

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: Questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

IUPAC. Compendium of Chemical Terminology: Gold Book. Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. 2. ed. Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997. XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. DOI: 10.1351/goldbook.