São Exemplos De Reações De Oxirredução No Cotidiano Exceto aborda um aspecto fascinante da química que ocorre em nosso dia a dia, indo além da respiração celular. Vamos mergulhar neste mundo de transferências de elétrons e explorar exemplos intrigantes que iluminam a ubiquidade dessas reações.
As reações de oxirredução são fundamentais para inúmeros processos biológicos e tecnológicos, mas também estão presentes em fenômenos comuns que passam despercebidos. Este artigo revelará esses exemplos ocultos, oferecendo uma nova perspectiva sobre o papel essencial dessas reações em nosso mundo.
Respiração Celular
A respiração celular é um processo metabólico que ocorre nas células para liberar energia da glicose. É um processo de oxirredução, no qual uma substância é oxidada (perde elétrons) e outra é reduzida (ganha elétrons).Na respiração celular, a glicose é oxidada a dióxido de carbono e água, e o oxigênio é reduzido a água.
O processo ocorre em três etapas principais: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons.
Reações de Oxirredução na Respiração Celular
As reações de oxirredução na respiração celular envolvem a transferência de elétrons da glicose para o oxigênio. A glicólise e o ciclo de Krebs são as etapas onde ocorrem as principais reações de oxirredução.
Glicólise
Na glicólise, a glicose é convertida em duas moléculas de piruvato. Esta conversão envolve uma série de reações de oxirredução, incluindo:
- Glicose + NAD+ → Gliceraldeído-3-fosfato + NADH + H+
- Gliceraldeído-3-fosfato + NAD+ + Pi → 1,3-Bifosfoglicerato + NADH + H+
Ciclo de Krebs
No ciclo de Krebs, o piruvato é convertido em dióxido de carbono e água. Esta conversão também envolve uma série de reações de oxirredução, incluindo:
- Piruvato + Coenzima A + NAD+ → Acetil-CoA + NADH + H+
- Isocitrato + NAD+ → α-Cetoglutarato + NADH + H+
- α-Cetoglutarato + NAD+ + Coenzima A → Succinil-CoA + NADH + H+
- Succinato + FAD → Fumarato + FADH2
Cadeia Transportadora de Elétrons
Na cadeia transportadora de elétrons, os elétrons transferidos durante a glicólise e o ciclo de Krebs são usados para bombear prótons através da membrana mitocondrial interna. Este bombeamento cria um gradiente de prótons que é usado para sintetizar ATP.As reações de oxirredução na cadeia transportadora de elétrons envolvem a transferência de elétrons de NADH e FADH2 para o oxigênio.
Esta transferência é mediada por uma série de proteínas da membrana mitocondrial interna, incluindo:
- NADH desidrogenase
- Complexo de citocromo bc1
- Complexo de citocromo c oxidase
Tabela de Reações de Oxirredução
| Reação | Agente Oxidante | Agente Redutor | Elétrons Transferidos ||—|—|—|—|| Glicose + NAD+ → Gliceraldeído-3-fosfato + NADH + H+ | NAD+ | Glicose | 2 || Gliceraldeído-3-fosfato + NAD+ + Pi → 1,3-Bifosfoglicerato + NADH + H+ | NAD+ | Gliceraldeído-3-fosfato | 2 || Piruvato + Coenzima A + NAD+ → Acetil-CoA + NADH + H+ | NAD+ | Piruvato | 2 || Isocitrato + NAD+ → α-Cetoglutarato + NADH + H+ | NAD+ | Isocitrato | 2 || α-Cetoglutarato + NAD+ + Coenzima A → Succinil-CoA + NADH + H+ | NAD+ | α-Cetoglutarato | 2 || Succinato + FAD → Fumarato + FADH2 | FAD | Succinato | 2 || NADH + H+ + 1/2 O2 → NAD+ + H2O | O2 | NADH | 2 || FADH2 + 1/2 O2 → FAD + H2O | O2 | FADH2 | 2 |
Fotossíntese
A fotossíntese é um processo biológico pelo qual os organismos fotossintéticos, como plantas, algas e algumas bactérias, utilizam a luz solar para converter dióxido de carbono e água em glicose e oxigênio.
Este processo envolve uma série de reações químicas, incluindo reações de oxirredução, que são reações nas quais ocorre a transferência de elétrons entre átomos ou moléculas.
Reações de Oxirredução na Fotossíntese
- Fotofosforilação Cíclica:
Na fotofosforilação cíclica, os elétrons excitados pela luz são transferidos da clorofila para um aceptor de elétrons e, em seguida, retornam à clorofila. Este processo gera um gradiente de prótons através da membrana tilacoide, que é usado para produzir ATP.
Equação balanceada:
2H2O + 2ADP + 2Pi → 2NADPH + 2H ++ 2ATP
- Fotofosforilação Não Cíclica:
Na fotofosforilação não cíclica, os elétrons excitados pela luz são transferidos da clorofila para um aceptor de elétrons e, em seguida, passam por uma cadeia de transporte de elétrons. O fluxo de elétrons através da cadeia de transporte de elétrons gera um gradiente de prótons através da membrana tilacoide, que é usado para produzir ATP.
No final da cadeia de transporte de elétrons, os elétrons são transferidos para o oxigênio, produzindo água.
Equação balanceada:
2H2O + 2NADP ++ 3ADP + 3Pi → 2NADPH + 2H ++ 3ATP + O 2
- Fixação de Carbono:
Na fixação de carbono, o dióxido de carbono é convertido em glicose. Este processo envolve uma série de reações químicas, incluindo reações de oxirredução. Uma das principais reações de oxirredução na fixação de carbono é a redução do dióxido de carbono para formar glicose-6-fosfato.
Equação balanceada:
6CO2+ 12NADPH + 12H ++ 18ATP → C 6H 12O 6+ 12NADP ++ 18ADP + 18Pi
Combustão
A combustão é um processo químico exotérmico que envolve a reação de uma substância com o oxigênio, resultando na liberação de calor e luz. As reações de oxirredução desempenham um papel crucial neste processo, pois envolvem a transferência de elétrons entre os reagentes.
Existem diferentes tipos de combustão, dependendo da disponibilidade de oxigênio e da natureza dos reagentes. A combustão completa ocorre quando há oxigênio suficiente para reagir completamente com o combustível, resultando na formação de dióxido de carbono e água. A combustão incompleta ocorre quando há oxigênio insuficiente, levando à formação de monóxido de carbono e outros subprodutos.
Reações de Oxirredução na Combustão
Nas reações de combustão, o combustível atua como agente redutor, doando elétrons para o oxigênio, que atua como agente oxidante. O oxigênio ganha elétrons e sofre redução, enquanto o combustível perde elétrons e sofre oxidação.
Por exemplo, na combustão do metano (CH4), o metano doa elétrons para o oxigênio, resultando na formação de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O):
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Nesta reação, o metano é oxidado de-4 para +4, enquanto o oxigênio é reduzido de 0 para -2.
Pilhas Eletroquímicas: São Exemplos De Reações De Oxirredução No Cotidiano Exceto
As pilhas eletroquímicas são dispositivos que convertem energia química em energia elétrica. Elas são constituídas por dois eletrodos, um ânodo e um cátodo, imersos em uma solução eletrolítica.Quando a pilha é conectada a um circuito externo, ocorre uma reação de oxirredução, na qual uma substância é oxidada (perde elétrons) no ânodo, enquanto outra substância é reduzida (ganha elétrons) no cátodo.
O fluxo de elétrons através do circuito externo gera uma corrente elétrica.
Tipos de Pilhas Eletroquímicas
Existem diferentes tipos de pilhas eletroquímicas, cada uma com suas características específicas. Alguns exemplos são:
- Pilha de Daniell:É uma pilha simples, composta por um eletrodo de cobre e um eletrodo de zinco imersos em soluções de sulfato de cobre e sulfato de zinco, respectivamente. Na reação de oxirredução, o zinco é oxidado no ânodo, enquanto o cobre é reduzido no cátodo.
- Pilha de combustível de hidrogênio:É um tipo de pilha que utiliza hidrogênio como combustível. O hidrogênio é oxidado no ânodo, liberando elétrons que fluem através de um circuito externo para o cátodo, onde o oxigênio é reduzido. O produto final da reação é água.
Reações de Oxirredução e Potenciais de Célula
As reações de oxirredução que ocorrem nas pilhas eletroquímicas podem ser representadas por equações químicas. O potencial de redução de uma meia-reação é uma medida da tendência de uma substância ser reduzida, enquanto o potencial de célula é a diferença entre os potenciais de redução do ânodo e do cátodo.A
tabela abaixo mostra as reações de oxirredução, os potenciais de redução e os potenciais de célula de algumas pilhas eletroquímicas comuns:
| Pilha Eletroquímica | Reação de Oxirredução | Potencial de Redução (V) | Potencial de Célula (V) |
|---|---|---|---|
| Pilha de Daniell | Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s) | -0,76 | 1,10 |
| Pilha de combustível de hidrogênio | 2 H2(g) → 4 H+(aq) + 4 e–O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e– → 2 H2O(l) | 0,00 | 1,23 |
Corrosão
Corrosão é o processo de degradação de um material, geralmente um metal, por meio de uma reação química com seu ambiente. Este processo envolve reações de oxirredução, onde um metal perde elétrons (oxida) e outra substância ganha elétrons (reduz).
A corrosão pode ocorrer em diferentes formas, incluindo:
Corrosão Galvânica, São Exemplos De Reações De Oxirredução No Cotidiano Exceto
Ocorre quando dois metais diferentes estão em contato direto em um eletrólito, como água salgada. O metal mais ativo (ânodo) se oxida, enquanto o metal menos ativo (cátodo) se reduz.
Corrosão por Pites
Ocorre quando um pequeno defeito ou impureza na superfície do metal cria uma célula eletroquímica localizada, levando à formação de um “pite” ou cavidade.
Reações de Oxirredução Envolvidas na Corrosão
- Oxidação (ânodo): M → M n++ ne –
- Redução (cátodo): O 2+ 4H ++ 4e –→ 2H 2O
Em suma, as reações de oxirredução permeiam nosso cotidiano, desde os processos vitais até as atividades industriais. Ao compreender esses exemplos além da respiração celular, obtemos uma apreciação mais profunda da química subjacente ao mundo ao nosso redor. Da fotossíntese à combustão e até mesmo à corrosão, essas reações moldam nosso ambiente e impactam nossas vidas de maneiras sutis, mas significativas.
FAQ Insights
O que são reações de oxirredução?
Reações de oxirredução são reações químicas que envolvem a transferência de elétrons entre átomos ou íons, resultando em mudanças nos estados de oxidação.
Quais são alguns exemplos de reações de oxirredução no cotidiano além da respiração celular?
Exemplos incluem fotossíntese, combustão de gás natural, funcionamento de pilhas e corrosão de metais.
Qual é o papel das reações de oxirredução na fotossíntese?
As reações de oxirredução são cruciais na fotossíntese, pois permitem a conversão de luz solar em energia química armazenada na forma de glicose.