Lições da Prata


Conteúdos da aula:
Experiência com objetos de prata, noções de redução e oxidação, número de oxidação, semireações, metais e seus potenciais de redução, pilha, e metal de sacrifício. 


 


Método para limpar objetos de Prata

Materiais:

·         Uma panela de vidro ou de alumínio

·         Folha de alumínio

·         Bicarbonato de sódio

·         Água

·         Fogão ou outra fonte de calor


Procedimento:

Se a panela for de alumínio, primeiro é necessário polir com palha de aço as paredes internas até o metal deixar de ser opaco e adquirir brilho.

Colocar a água na panela, um pouco mais do que a quantidade necessária para cobrir completamente o objeto. Acrescentar o bicarbonato de sódio na proporção: 10g para um litro de água. Embrulhar o objeto em uma folha de alumínio e colocá-lo na panela.  Colocar a panela no fogo alto até a água começar a ferver, depois, abaixar o fogo e tampar a panela.

Verificar de 15 em 15 minutos, aproximadamente, se o objeto ainda está completamente submerso na água, e se a camada preta está desaparecendo. Caso não seja notada muita alteração em 15 minutos, colocar mais alumínio. Prestar atenção no cheiro perto da panela durante o processo.


Resultados:

·         Como variou a cor da prata durante a purificação do objeto?

·         Se foi possível sentir algum cheiro, lembrava cheiro de quê?

·         Como ficou o alumínio depois da prata estar limpa?



Análise Química

Com o tempo, os átomos de prata que estão na superfície reagem com o enxofre do ar. Um dos compostos sulfurados presente no ar atmosférico é o gás sulfídrico (H2S), que junto com o gás oxigênio (O2) atacam a prata formando o sulfeto de prata (Ag2S). Este composto fica na superfície do objeto e tem coloração azulada tornando-se preta com o passar do tempo [1].

Deduza a equação química! R: 4 Ag(s)  +  2 H2S(g)  +  O2(g)  → 2 Ag2S(s)  +  2 H2O(l)     [2]

Para limpar a prata é preciso eliminar o composto com enxofre. Uma das maneiras é lixar a superfície com uma esponja especial, que não risca o metal, removendo o sulfeto de prata, e expondo as átomos de prata que estavam em camadas mais internas. Porém, desta maneira muita prata é jogada fora. Já o método apresentado no início, tem como objetivo recuperar os átomos de prata que reagiram com o ar e eliminar apenas o enxofre.

Para entendermos como este processo acontece, precisamos de alguns fundamentos químicos:

1.      Reações de Óxido-Redução:

Nas reações de óxido-redução, também chamadas de reações Redox, ocorre troca de elétrons entre os reagentes. Ou seja, além de espécies químicas serem transformadas em outras substâncias, átomos de um reagente perderão elétrons, enquanto átomos de outro reagente ganharão elétrons.

Apesar de reação de oxidação ter como sentido original “reação com o oxigênio”, pode-se considerar a oxidação como a perda de elétrons, independente da espécie química para qual os elétrons migram. Como exemplo, vamos ver o que acontece com os átomos de prata, se reagirem com o gás oxigênio:

4 Ag(s)  +  O2(g)     4 Ag+  +  2 O2-  , como 2 Ag2O(s)

Pode-se classificar esta reação como reação redox? Se sim, qual é a espécie que sofre oxidação?

Ao reagirem como o oxigênio, os átomos de prata perdem um elétron, formando o cátion Ag+, ou seja, eles se oxidam. Pode-se escrever a semi reação de oxidação: 4 Ag(s)    4 Ag+  +  4 e-

É fácil perceber que, se existe o processo de perda de elétrons (oxidação), deve existir o processo de ganhar elétrons. Este processo chama-se redução. Na reação a cima, a espécie reduzida é o oxigênio. Cada átomo de oxigênio da molécula ganha dois elétrons para formar o ânion O2-, e a ligação entre eles é rompida.

Como seria escrita a semi reação de redução para o oxigênio? R: O2(g)  +  4 e-    2 O2-

O número junto com um sinal a cima do símbolo do elemento, tanto para espécies oxidadas como as reduzidas, é chamado de número de oxidação, ou Nox. Quando há um aumento no Nox, houve uma oxidação. Se há uma diminuição no Nox, então ocorreu uma redução.

Uma boa definição do número de oxidação: é uma maneira de expressar como um átomo está participando eletricamente de uma estrutura, ou seja, o Nox responde às seguintes questões: Que tipo de carga elétrica o átomo apresenta na estrutura (positiva, negativa ou neutra)? Qual a intensidade desta carga? [2]

Pra treinar, vamos analisar a reação que deixou a prata “suja”: 4 Ag(s)  +  2 H2S(g)  +  O2(g)    2 Ag2S(s)  +  2 H2O(l).

Primeiro precisamos definir o numero de oxidação para cada átomo:
Reagentes:

Ag: Os átomos de prata (Ag) se unem por ligação metálica, formando objetos deste metal precioso. Cada átomo é eletricamente neutro, pois tem o mesmo número de prótons (cargas positivas) e elétrons (cargas negativas), podendo ser representado como: Ag0, ou simplesmente, Ag(s). Ou seja, o Nox da prata é igual a zero.

H2S: Átomos de hidrogênio em compostos têm Nox = 1+ (salvo raras exceções). Para descobrirmos o Nox do enxofre, vamos usar uma regra importante: Nas moléculas a soma dos Nox é igual a zero, enquanto nos íons essa soma é igual à carga do íon. Se há 2 átomos de hidrogênio 1+, para que a soma dos Nox seja zero, o Nox do enxofre precisa ser 2-. Veja: ( 2  ×  +1 )  +  ( -2 )  = 0.

O2: As moléculas do gás oxigênio são formadas por dois átomos de oxigênio unidos por ligação covalente ( O=O ). Os dois elétrons da ligação são igualmente compartilhados pelos dois átomos, pois ambos têm a mesma eletronegatividade. Portanto o Nox do oxigênio é igual a 0.

 Produtos:

Ag2S: O Nox do enxofre permanece o mesmo, então, para a soma dos Nox ser zero, o Nox da prata deve ser 1+. Da mesma forma que foi escrita a reação da prata com o oxigênio, este produto também poderia ser escrito como: 2 Ag+  +  S2-. 

H2O: Já vimos que o Nox do hidrogênio é 1+, portanto o Nox do oxigênio é 2-.

Agora podemos definir se essa é uma reação redox. Para isso vamos ver se o Nox dos elementos sofreu variação.

Ag: Passo de Ag0 para Ag+.
O: Passou de O0 para O2-.

Determine qual espécie se oxidou e qual se reduziu. Escreva as equações de semi reação! R: Oxidação: 4 Ag(s)    4 Ag+  +  4 e-  . Redução:  O2(g)  +  4 e-    2 O2-

A espécie que se oxida, causa redução na outra, por isso é chamada de redutora. Da mesma forma, a espécie que se reduz prova a oxidação de outra e é chamada de oxidante.

Voltando ao nosso problema inicial, para limpar a prata basta fornecer elétrons ao composto formado (Ag2S) para que a prata volte a ser metálica. Para fazer isso, vamos aprender um segundo fundamento químico:

2.      Princípio que acontece nas pilhas e baterias:

“Se colocássemos um pedaço do metal de zinco em uma solução de sulfato de cobre (II) (CuSO4) em água (coloração azul por causa dos íons Cu2+), veríamos uma camada do metal cobre começar a se depositar sobre a superfície do zinco (e a intensidade do azul diminuiria). Se pudéssemos acompanhar a reação no nível atômico, veríamos que, à medida que a reação ocorre, elétrons de transferem dos átomos de Zn para os íons Cu2+que estão próximos na solução.

Esses elétrons reduzem os íons Cu2+ a átomos Cu0, que permanecem na superfície do zinco ou formam um deposito solido finamente dividido no béquer. O pedaço de zinco desaparece lentamente à medida que seus átomos doam elétrons e formam íons Zn2+ incolores que passam para a solução.
Zn(s)  +  Cu2+(aq)    Zn2+(aq)  +  Cu(s)     [3] 

 [5]


 
     [4]





Esse é, sem duvida, outro exemplo de reação redox. Em geral, quando dois metais entram em contato com um meio eletrolítico (íons livres em meio aquoso), um deles será oxidado e o outro, reduzido. Para sabermos qual dos metais perderá elétrons e qual ganhará, basta consultar uma tabela com os potenciais de redução.

 Como se pode ver em uma tabela, cada metal tem um diferente potencial de redução (e consequentemente o potencial de oxidação também é único para cada metal). Quando são colocados em contato, surge entre eles uma diferença de potencial: elétrons fluem do metal de menor E˚redução (mais reativo) para o metal de maior E˚redução (menos reativo). [Dica: potencial de redução, significa poder de se reduzir] O meio eletrolítico serve para permitir a passagem de elétrons de um metal para o outro.
Essa diferença de potencial pode ser usada para gerar energia.
[6]

O metal com menor potencial de redução, muitas vezes é posto em contato com o outro para protegê-lo, impedindo que não haja sua corrosão. Tal metal chama-se metal de sacrifício. Se quisermos impedir que a placa de zinco seja corroída em solução de sulfato de cobre, podemos colocar um pedaço de outro metal que tenha um potencial de redução menor do que o do zinco.

Olhando na tabela a cima, quais metais seriam possíveis metais de sacrifício, neste caso para proteger o zinco? R:


3.     Conclusão:

Quando colocamos a prata junto com o alumínio houve uma diferença de potencial, e, portanto, fluxo de elétrons. O alumínio que estava na forma metálica, passou para solução e doou elétrons. Estes elétrons foram capturados pelos átomos de prata que estavam na composição da substância indesejada (o sulfeto de prata, Ag2S), o reduzindo a prata metálica e liberando o gás H2S. Este composto é o responsável pelo odor de ovo podre e também é liberado quando o suor da pele reage com o ar, por isso é possível sentir um cheiro desagradável durante o experimento.


Aplicação espiritual

Nosso bom Pai nos compara com a prata. Podemos ter certeza de que somos preciosos para Ele.

Como se fez prostituta a cidade fiel! Ela, que estava cheia de justiça! Nela, habitava a retidão, mas, agora, homicidas. A tua prata se tornou em escórias”. Esse verso de Isaias 1:21 e 22 diz que ao ser infiel a Deus, nos tornamos sujos como acontece com a prata. As escórias são os pecados que cometemos; eles são depositados em nos, tirando o brilho de antes.

 Porém, Deus também tem um método para nos limpar. “Pois tu, ó Deus, nos submeteste à prova e nos refinaste como a prata”. Salmo 66:10. “Ele se assentará como um refinador e purificador de prata; purificará os levitas e os refinará como ouro e prata. Assim trarão ao Senhor ofertas com justiça.” Malaquias 3:3. Sim, o método de Deus é semelhante ao que estudamos!

Voce consegue traçar paralelos entre a obra de salvação e o que acabamos de aprender?

A prata, por ela mesma não pode fazer nada para se tornar limpa novamente. Como estudamos, somente um metal com menor potencial de redução do que o da prata pode reduzir-la. Então veio Jesus: de forma humilde fez o papel de um metal bem menos nobre do que a prata: se dispôs a vir como o alumínio para doar algo, do qual precisávamos muito!

Os elétrons, que fizeram com que a prata voltasse a ser brilhante, representam o sangue de Jesus. Para nos dar o perdão, Ele precisou morrer por nós, e, assim como aconteceu com o alumínio, Ele perdeu o seu brilho, sua vida, para que pudéssemos recuperar aquilo que o pecado nos tirou! Escolheu ser metal de sacrifício!

Sabe, existe uma grande diferença entre um objeto de prata e você: Deus te deu o poder de pensar e escolher. Você pode decidir se quer se submeter ao processo de salvação, ou se prefere ficar como está. Se você aceitar a Jesus e ao Seu presente, o resultado será muito maior do que apenas estar brilhante novamente. Jesus promete que, aqueles que quiserem, podem um dia morar em lugar sem pecado, onde nunca mais haverá sujeira. Lá estaremos constantemente refletindo a linda face de Jesus!

Que Ele te abençoe muito!!!


Aguardando a bem-aventurada esperança e o aparecimento da glória do grande Deus e nosso Senhor Jesus Cristo; O qual se deu a si mesmo por nós para nos remir de toda a iniqüidade, e purificar para si um povo seu especial, zeloso de boas obras.”
Tito 2:13 e 14 



Referências


[2]  CISCATO, Carlos Alberto Mattoso; PEREIRA, Luís Fernando. Planeta Química.

[3] ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. – 3. Ed.     (texto entre parêntesis foi acrescentado)


[5]http://www.eebfmazzola.pro.br/wiki/images/2/2e/Zn_analise_microscopica_2.jpg    acesso dia 22/09/2013
 [6] http://www.eebfmazzola.pro.br/wiki/images/a/a1/C_pilha_daniell.jpg   acesso dia 22/09/2013



Um comentário:

  1. que interessante Mariane. Não sabia que tinha um blog. Post mais conteúdos, voce tem muito a oferecer.
    Fica com Deus.

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