Eletronegatividade e potencial padrão de redução: atração por elétrons?



Baixar 14.06 Kb.
Encontro31.07.2016
Tamanho14.06 Kb.
Eletronegatividade e potencial padrão de redução: atração por elétrons?
Quando ensinamos as propriedades periódicas dos elementos para nossos alunos e nossas alunas do ensino médio, tendemos a definir eletronegatividade como a capacidade que um átomo possui de atrair elétrons para perto de si, em comparação a outro átomo (Fonseca, 1992: 78) ou ainda como a tendência que os átomos possuem de receber elétrons no seu nível mais externo, na formação de uma ligação com outros átomos (Politi,1992:75). De uma maneira geral, seguimos os livros didáticos e não distinguimos em que circunstâncias são obtidos os valores de eletronegatividade, não analisamos que se trata de uma grandeza associada à tendência de um átomo atrair elétrons para si numa ligação covalente, ainda que posteriormente utilizemos a eletronegatividade na análise da polaridade das ligações químicas.
Por sua vez, no trabalho com a Eletroquímica, abordamos o conceito de potencial padrão de redução e, se não formos cuidadosos, mais uma vez limitaremos sua definição à atração por elétrons: cobre tem maior potencial padrão de redução porque tem maior atração por elétrons. Em alguns casos, a desconsideração da diferença conceitual entre eletronegatividade e potencial padrão de redução é diretamente explicitada: ao longo da história do ensino de química, autores de livros didáticos vêm afirmando que a fila das tensões eletrolíticas (potenciais padrão de redução) representa a ordem crescente de eletronegatividade ou que a eletronegatividade se associa ao poder oxidante ou redutor, ou à reatividade, característica indicada pelo potencial padrão de redução (como exemplo citamos, Carvalho, 1978; Feltre & Yoshinaga, 1977; Politi, 1992).
Fica evidente, portanto, que há uma certa confusão entre esses dois conceitos - potencial padrão de redução e eletronegatividade. Para gerar ainda maiores dúvidas, muitos se apegam às comparações entre os valores dessas grandezas para alguns elementos como comprovantes da relação direta entre eletronegatividade e potencial padrão de redução. Constatam que o cobre possui eletronegatividade igual a 1,90 e o zinco possui eletronegatividade igual a 1,65, com potenciais padrão de redução, respectivamente, iguais a 0,340 V e -0,763 V, e julgam que comprovam a afirmação de que quanto maior a eletronegatividade, maior o potencial padrão de redução. Não atentam para o fato de que o lítio tem eletronegatividade igual a 0,98 e potencial padrão de redução igual a -3,040 V, enquanto o

sódio tem eletronegatividade igual a 0,93 e potencial padrão de redução igual a -2,713 V. Ou que cobre e prata têm eletronegatividades muito próximas (1,90 e 1,93, respectivamente) e potenciais padrão de redução muito distintos (0,340 V e 0,799 V, respectivamente).


Problemas como esse são exemplos de como o processo de mediação didática, ao retirar os conceitos científicos do contexto histórico de sua produção e limitá-los a definições restritas, gera obstáculos à compreensão desses mesmos conceitos. No presente exemplo, promove-se a confusão entre os dois conceitos, gerando os obstáculos verbais. Por outro lado, se analisarmos detidamente as diferenças entre esses conceitos, podemos compreender porque esses equívocos perduram e encontrar meios para superá-los.
Diferenciação dos conceitos de eletronegatividade e potencial padrão de redução
Os conceitos de eletronegatividade e potencial padrão de redução possuem uma história com pontos de contato passíveis de provocar confusões, quando não se está atento às rupturas ocorridas na linguagem científica. Berzelius, ao desenvolver a teoria eletroquímica de ligação (também conhecida como teoria dualística), também organizou os corpos simples em ordem decrescente de eletronegatividade, sendo essa série definida em função da maneira como os elementos se ligam nos compostos (Rheinboldt, 1988). Apesar da série de Berzelius ser bastante análoga à série eletroquímica atual, o conceito de eletropositividade/ eletronegatividade de Berzelius era muito diferente dos atuais conceitos de potencial padrão de redução ou de eletronegatividade. Isso porque esta era definida em função da polaridade predominante da carga elétrica associada aos diferentes elementos, polaridade esta determinada por meio de eletrólise (em função do eletrodo, positivo ou negativo, no qual o elemento era liberado). Nesse sentido, estaria mais próxima de nossos atuais conceitos de carga e dipolo. Assim, Berzelius, ao afirmar que o oxigênio era o elemento mais eletronegativo ou que o potássio era o elemento mais eletropositivo, visualizava seus átomos como carregados com as maiores polaridades negativa ou positiva, respectivamente.
O sentido hoje conferido ao termo eletronegatividade é totalmente diverso: representa a tendência que um átomo tem de atrair elétrons para si numa ligação química covalente numa molécula isolada. São muitas as formas de cálculo da eletronegatividade dos elementos, mas se considerarmos como exemplo a mais comum delas, a eletronegatividade de Pauling, podemos compreender claramente essa diferenciação de conceitos. Pauling propôs sua escala de eletronegatividade levando em conta que a energia de ligação de uma molécula gasosa binária A-B é igual à soma da média aritmética das energias de ligação (D) das moléculas gasosas A-A e B-B com o quadrado da diferença entre as eletronegatividades dos átomos A e B (xA e xB, respectivamente), isto é: D(A-B) = [D(A-A) + D(B-B)] + k (xA - xB)2 sendo que, quando as energias de ligação são expressas em kJ mol-1, a constante k é igual a 96,5 kJ mol-1.
Com essa fórmula, é possível calcular diferenças de eletronegatividade; a seguir, fixando um valor arbitrário para uma delas (por exemplo, 2,1 para o hidrogênio), é possível obter os valores das outras. O valor de k foi escolhido por Pauling de modo que o valor da diferença de eletronegatividades correspondesse, aproximadamente, ao valor numérico do momento dipolar da molécula quando expresso em debyes (1 D = 3,3356 x 10-30 C m).
Como as energias de ligação se referem a moléculas no estado gasoso, a eletronegatividade também se refere a moléculas isoladas.
O potencial padrão de redução, ao contrário da eletronegatividade, é uma propriedade de um sistema macroscópico, no equilíbrio. Para um par redox metálico, tem-se:

Mn+(aq) + ne- ⇄ M(s) Eo


Os valores de potencial padrão de redução refletem somente as propriedades redox das espécies envolvidas, nada tendo a ver com a eletronegatividade. Assim, quanto mais positivo o

valor de Eo, mais forte é o agente oxidante (espécie que se reduz); complementarmente, quanto mais negativo for o valor de Eo, mais forte será o agente redutor (espécie que se oxida). Por isso afirmamos que, numa tabela de potenciais padrão de redução, o poder oxidante dos reagentes aumenta à medida que Eo se torne mais positivo.


Por sua vez, ao contrário do afirmado na maioria dos livros didáticos de Química, os valores de potenciais padrão de redução não são obtidos por uma medida experimental direta. Eles são obtidos indiretamente, por extrapolação, a partir de um gráfico adequado, montado com base em valores de potenciais de eletrodo obtidos para soluções diluídas da espécie Mn+(aq), por exemplo. Em alguns casos, como por exemplo, para o par Na+(aq)/Na(s), a obtenção do valor de Eo acarreta complicações adicionais, já que um eletrodo de sódio não é estável em contato com a água.
Por conseguinte, o conceito de potencial padrão de redução não tem nenhuma relação direta com o conceito de eletronegatividade. A gênese desses conceitos é desprezada frequentemente em nossas aulas e nos livros didáticos. Consequentemente, evidencia-se o obstáculo verbal pelo não entendimento da alteração do significado científico do termo eletronegatividade no decorrer da história da ciência, ocasionando sua equiparação ao potencial padrão de redução.
QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Potencial de Redução e Eletronegatividade


©principo.org 2016
enviar mensagem

    Página principal