Agente redutor: o que é isso, o mais forte, exemplos

Um agente redutor é uma substância que cumpre a função de reduzir um agente oxidante em uma reação de redução de óxido. Agentes redutores são doadores de elétrons por natureza, tipicamente substâncias que estão em seus níveis mais baixos de oxidação e com uma alta quantidade de elétrons.

Há uma reação química na qual os estados de oxidação dos átomos variam. Essas reações envolvem um processo de redução e um processo de oxidação complementar. Nestas reações, um ou mais elétrons de uma molécula, átomo ou íon são transferidos para outra molécula, átomo ou íon. Isso envolve a produção de uma reação de redução de óxido.

Durante o processo de redução de óxido, esse elemento ou composto que perde (ou doa) seu elétron (ou elétrons) é chamado de agente redutor, contrastando com o agente oxidante que é o receptor de elétrons. É então dito que os agentes redutores reduzem o agente oxidante, e que o agente oxidante oxida o agente redutor.

Os melhores ou mais fortes agentes redutores são aqueles que possuem um raio atômico maior; isto é, eles têm uma distância maior de seu núcleo para os elétrons que o cercam.

Agentes redutores são geralmente metais ou íons negativos. Agentes redutores comuns incluem ácido ascórbico, enxofre, hidrogênio, ferro, lítio, magnésio, manganês, potássio, sódio, vitamina C, zinco e até extrato de cenoura.

Quais são os agentes redutores?

Como já foi dito, os agentes redutores são responsáveis por reduzir um agente oxidante quando ocorre uma reação de oxidação-redução.

Uma reação simples e típica da reação de oxidação-redução é a da respiração celular aeróbica:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6O ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

Neste caso, onde a glicose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) está reagindo com oxigênio (O ₂ ), a glicose está atuando como o agente redutor para liberar elétrons ao oxigênio - isto é, está sendo oxidado - e o oxigênio é Torna-se um agente oxidante.

Em química orgânica, os melhores agentes redutores são aqueles reagentes que fornecem hidrogênio (H ₂ ) à reação. Neste campo da química, a reação de redução refere-se à adição de hidrogênio a uma molécula, embora a definição acima (reações de redução de óxido) também se aplique.

Fatores que determinam a força de um agente redutor

Para uma substância ser considerada "forte", espera-se que sejam moléculas, átomos ou íons que se separam mais ou menos facilmente de seus elétrons.

Para isso, há uma série de fatores que devem ser levados em consideração para reconhecer a força que um agente redutor pode ter: eletronegatividade, raio atômico, energia de ionização e potencial de redução.

Eletronegatividade

A eletronegatividade é a propriedade que descreve a tendência de um átomo de atrair um par de elétrons ligados a si mesmo. Quanto maior a eletronegatividade, maior a força de atração que o átomo exerce sobre os elétrons que o cercam.

Na tabela periódica a eletronegatividade aumenta da esquerda para a direita, então os metais alcalinos são os elementos menos eletronegativos.

Rádio atômica

É a propriedade que mede a quantidade de átomos. Refere-se à distância típica ou média do centro de um núcleo atômico até a borda da nuvem eletrônica que o circunda.

Essa propriedade não é precisa e, além disso, várias forças eletromagnéticas estão envolvidas em sua definição, mas sabe-se que esse valor diminui da esquerda para a direita na tabela periódica e aumenta de cima para baixo. É por isso que os metais alcalinos, especialmente o césio, são considerados como tendo um raio atômico maior.

Energia de ionização

Essa propriedade é definida como a energia necessária para remover o elétron menos ligado de um átomo (o elétron de valência) para formar um cátion.

Diz-se que quanto mais próximos os elétrons estão do núcleo do átomo circundante, maior a energia de ionização do átomo.

A energia de ionização aumenta da esquerda para a direita e de baixo para cima na tabela periódica. Mais uma vez, metais (especialmente álcalis) têm menor energia de ionização.

Potencial de redução

É a medida da tendência de uma espécie química de obter elétrons e, portanto, de ser reduzida. Cada espécie possui um potencial de redução intrínseca: quanto maior o potencial, maior a afinidade do mesmo com os elétrons e também sua capacidade de ser reduzida.

Agentes redutores são aquelas substâncias com menor potencial de redução, devido à sua baixa afinidade com os elétrons.

Agentes redutores mais fortes

Com os fatores descritos acima, pode-se concluir que, para encontrar um agente redutor "forte", é desejado um átomo ou molécula com baixa eletronegatividade, raio atômico elevado e baixa energia de ionização.

Como já mencionado, os metais alcalinos têm essas características e são considerados os agentes redutores mais fortes.

Por outro lado, o lítio (Li) é considerado o agente redutor mais forte por apresentar menor potencial de redução, enquanto a molécula LiAlH ₄ é considerada o agente redutor mais forte de todos, uma vez que contém esta e as demais características desejadas.

Exemplos de reações com agentes redutores

Há muitos casos de redução de ferrugem na vida cotidiana. Aqui estão alguns dos mais representativos:

Exemplo 1

A reação de combustão do octano (o principal componente da gasolina):

2C8H18 (l) + 25O2? 16CO2 (g) + 18H2O (g)

Pode-se observar como o octano (agente redutor) doa elétrons ao oxigênio (agente oxidante), formando dióxido de carbono e água em grandes quantidades.