Reações Químicas

Reações Químicas

(Parte 1 de 2)

Sumário

Objetivos....................................................................................................................................................4

Introdução..................................................................................................................................................5

Parte experimental...................................................................................................................................8

Resultados e Discussão...........................................................................................................................10

Conclusão....................................................................................................................................................14

Referências bibliográficas.....................................................................................................................15

Anexo..........................................................................................................................................................16

Objetivos

Realizar reações químicas diversas, equacioná-las e classificá-las;

Prever a ocorrência ou não de algumas reações químicas, analisar a ocorrência de reações de dupla-troca (precipitação, formação de substância volátil, etc) e de deslocamento;

Identificar os agentes oxidantes e redutores nas reações de oxi-redução.

Introdução

Após o ser humano pré-histórico ter aprendido a dominar o fogo, o mesmo tornou-se capaz de descobrir outras coisas.A combustão, por exemplo, é o que os químicos chamam de reação química.Embora a expressão reação química seja conhecida por muitas pessoas, e até mesmo usada no dia-a-dia, existe uma maneira cientifica de definir o que vem a ser isso.

Quando materiais com determinada afinidade química entram em contato, é provável que ocorra uma reação química.Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos.Pode-se afirmar que uma reação química é uma transformação da matéria em que pelo menos uma ligação química é criada ou desfeita.

Reagente Produto

O que evidência uma reação é a transformação que ocorre nas substâncias em relação ao seu estado inicial, essas modificações dependem do tipo de reação pela qual os reagentes irão passar.Algumas reações ocorrem somente sob determinadas circunstancias (fornecimento de calor, presença de luz ou eletricidade), outras são acompanhadas de indicações externas (mudança de cor, desprendimento de gás, formação de precipitado, calor ou luz). Uma reação química pode ser representada por meio de uma equação química geral ou, quando envolver íons, através de uma equação iônica.

  • Equação Geral: Também chamada de molecular, inclui as formulas químicas dos reagentes e produtos sem indicar seu caráter iônico.

  • Equação Iônica: Inclui os eletrólitos fortes solúveis na forma de seus íons.

Um aspecto importante sobre uma reação química é a conservação da massa e o número de espécies químicas microscópicas (átomos e íons) presentes antes e depois da ocorrência da mesma, logo toda equação química deve ser balanceada. Por isso que no final do século XVIII, estudos experimentais levaram os cientistas da época a concluir que as reações químicas obedecem a certas leis. Estas leis são de dois tipos:

  • Leis ponderais:  tratam das relações entre as massas de reagentes e produtos que participam de uma reação;

  • Leis volumétricas: tratam das relações entre volumes de gases que reagem e são formados numa reação.

Deve-se salientar que uma ligação química ocorre devido a interações entre as nuvens eletrônicas dos átomos, e que então, uma reação química apenas envolve mudanças nas eletrosferas. No caso de ocorrer mudanças nos núcleos atômicos teremos uma reação nuclear. Ao passo que nas reações químicas a quantidade e os tipos de átomos sejam os mesmos nos reagentes e produtos, na reação nuclear, as partículas subatômicas são liberadas, o que causa redução de sua massa.

Existe uma grande variedade de reações químicas, onde estas podem ser classificadas:

>Quanto ao calor envolvido:

  • Reações exotérmicas: São aquelas que liberam calor.Experimentalmente, o recipiente onde a reação ocorrer ficará quente.

  • Reações endotérmicas: São aquelas que absorvem calor.Experimentalmente, o recipiente onde a reação ocorrer ficará frio.

>Quanto à velocidade da reação:

  • Reações rápidas: Duram segundos, quanto mais rapidamente as moléculas se chocam, mais rapidamente elas reagem.

  • Reações lentas: Duram minutos e algumas vezes usa-se fatores externos para acelerá-las.

>Quanto à reversibilidade:

  • Reações reversíveis: Aquelas que ocorrem nos dois sentidos, isto é, uma vez que os produtos vão sendo formados eles vão recompondo os reagentes.

  • Reações irreversíveis: Aquelas que ocorrem num só sentido.

>Quanto ao estado físico dos reagentes e produtos:

  • Reações homogêneas: Aquele onde o reagente e produtos estão no mesmo estado físico.

  • Reações heterogêneas: Aquelas onde pelo menos um dos reagentes ou um dos produtos esta em estado físico diferente dos demais.

>Quanto à variação de complexidade:

  • Reações de síntese, composição ou adição:Onde duas ou mais substâncias se combinam diretamente para formar um novo composto químico.Pode haver síntese total (onde todos os reagentes são substancias simples) ou síntese parcial (onde os reagentes são substancias simples com compostas ou compostas com compostas). Fórmula Geral: A + B ---> AB 

  • Rações de análise ou decomposição:Onde um composto químico se quebra (decompõe) em duas ou mais substâncias distintas de forma espontânea, por ação do calor(pirólise ou calcinação), da eletricidade(eletrólise) ou luz(fotólise).Fórmula Geral: AB ---> A + B 

  • Rações de simples troca ou deslocamento:Onde um elemento substitui outro em um composto químico para produzir um novo composto e o elemento deslocado. Fórmula Geral: A + BC ---> AC + B 

  • Rações de dupla troca: Onde dois compostos químicos trocam seus radicais para formar dois novos compostos.Elas não são de oxi-redução e podem ser de neutralização, precipitação, formação de substancia volátil ou com formação de produto menos ionizado ou menos dissociado. Fórmula Geral: AB + CD ---> AD + CB 

  • Reações de oxi-redução ou redox: Onde à transferência de elétrons de um reagente para outro, ou variação de nox de pelo menos um elemento. 

Parte Experimental

MateriaisProcedimentos

Parte A:

1)Num tubo de ensaio colocou-se uma pequena porção de mármore em pó e acrescentou-se 4 mL de HCl 6mol/L.Colocou-se imediatamente uma tira de papel tornassol azul molhado com água.Abanou-se a boca do tubo e sentiu-se o odor.

2)Num tubo de ensaio adicionou-se 20 gotas da solução de NH4Cl e 20 gotas de solução de NaOH e, imediatamente, colocou-se um pedaço de papel de tornassol vermelho, molhado com água, na boca do tubo.Abanou-se a boca do tubo e sentiu-se o odor.

2.1)Ao tubo de ensaio anterior adicionou-se 12 gotas de AgNO3.

2.2)Dividiu-se o conteúdo de tubo de 2.1 em dois tubos.Deixou-se um no escuro (dentro do armário) e o outro colocou-se à luz solar por alguns minutos.

3)Colocou-se um pequeno cristal de sulfeto de sódio num tubo de ensaio e adicionou-se, como cuidado cerca de 3 mL de acido clorídrico 6 mol/L. Abanou-se a boca do tubo e sentiu-se o odor.

Parte B:

4)Colocou-se cerca 0,5g dióxido de chumbo (PbO2) numa tampinha metálica, segurou-se-a com uma pinça a aqueceu-se num bico de Bunsen.Aproximou-se um palito de fósforo aceso e observou-se.

5)Colocou-se num tubo de ensaio 2g de carbonato de cobre II e aqueceu-se com cuidado.Observou-se.

Parte C:

6)Num tubo de ensaio colocou-se 10 gotas de sol. de Pb(NO3)2 e 10 gotas de sol. de K2Cr2O4.

7)Num tubo de ensaio colocou-se 10 gotas de sol. de Mg(NO3)2 e 10 gotas de sol. de NaOH.

8)Num tubo de ensaio colocou-se 10 gotas de sol. de Ba(OH)2 e 10 gotas de sol. de H2SO4.

Parte D:

9)Num tubo de ensaio colocou-se 1 mL de sol. de KMnO4(dilua a solução com 1 mL de água destilada) e 1 mL de sol. 6 mol/L de HCl.

10) Colocou-se uma pequena quantidade de dióxido de manganês em um tubo de ensaio e juntou-se a 1 mol de ácido clorídrico concentrado(muito cuidado no manuseio).Observou-se.

11) Não foi realizada esta experiência!

Parte E:

12)Em dois béqueres de 25 mL colocou-se em cada um deles 10 mL de água destilada e aqueça um deles.Acrescente a cada um 10 gotas de sol a 20% m/v de FeCl3.

Parte F:

13)Num tubo de ensaio colocou-se 2 mL de sol. 1 mol/L de NaOH e tomou-se a temperatura;Fez-se o mesmo com 2mL de sol. 1 mol/L de HCl .Misturou-se os dois líquidos e imediatamente tomou-se a temperatura.

14)Num tubo de ensaio colocou-se 2 mL de sol. 1 mol/L de KOH e tomou-se a temperatura;Fez-se o mesmo com 2 mL de sol. 1 mol/L de H2SO4.Misturou-se os dois líquidos e imediatamente tomou-se a temperatura.

Resultados e Discursão

Tendo-se colocado num tubo de ensaio uma pequena porção de mármore em pó (carbonato de cálcio) e 4ml de acido clorídrico, colocou-se imediatamente o papel de tornassol azul que por sua vez adquiriu cor vermelha, a mesma, é a coloração característica do papel tornassol azul em meio ácido.Como houve CO2 liberado na reação, o mesmo irá reagir com o papel tornassol umidecido com água e formar novamente H2CO3, sendo que o mesmo se ioniza e o cátion 2H+ formado reage com a água do papel tornassol azul, logo, este se torna vermelho.Ao abanar a boca do tudo não sentiu-se odor,isso porque o gás liberado na reação não possui odor característico.Esta se trata de uma reação de dupla troca com formação de produto menos ionizado, ou seja, formação de ácido fraco, neste caso o H2CO3.

Observe as reações em questão:

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 +CO2 + H2O

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3  2H+ + CO3-2

Se tivéssemos casca de ovo triturada ao invés de mármore em pó e vinagre ao invés de acido clorídrico, teríamos a mesma reação isso porque pode-se encontrar na constituição do ovo carbonato de cálcio(94%), assim como no mármore.Na composição química do vinagre encontra-se uma grande concentração de ácido acético (CH3COOH),que ao reagir com o carbonato de cálcio forma-se acetato de cálcio e acido carbônico.Onde o acido carbônico ira se decompor, assim teremos o mesmo que houve com o acido clorídrico e carbonato de cálcio.Veja:

2CH3COOH + CaCO3  Ca(CH3COO)2 + CO2↑ + H2O

Ao misturar-se gotas da solução de cloreto de amônio com a da solução de hidróxido de sódio, não notou-se o evidências visuais de uma reação, porém após colocar-se o papel de tornassol vermelho observou-se que houve mudança no pH da solução, logo houve uma reação.Essa mudança no pH da solução foi evidenciada devido à mudança de coloração do papel de tornassol, que passou de vermelho a azul, pois encontrou em contato com o hidróxido de amônio formado na reação, sendo que este se decompõe em água e amônia.Quando a amônia entra em contato com a água do papel tornassol vermelho eles reagem e o produto da reação é o NH4OH, que por sua vez se dissocia em NH4 e OH-, onde esta hidroxila é a responsável pela alcalinidade evidenciada pelo indicador, ou seja, o papel de tornassol vermelho torna-se azul em meio básico ou alcalino.Devido à decomposição do hidróxido de amônia, pôde-se sentir o odor característico da mesma. Trata-se de uma reação de dupla-troca com a formação de uma base fraca.

NH4Cl + NaOH NaCl + NH4OH ou NH4Cl + NaOH NaCl + NH3↑+ H2O

Em seguida adicionou-se a esta reação nitrato de prata que por sua vez reagiu com o cloreto de sódio e formou-se um precipitado branco.

NaCl + AgNO3  AgCl↓ + NaNO3

Logo, dividiu-se o conteúdo do tudo de ensaio em duas porções, uma foi deixada no claro e a outra no escuro.O tubo que ficou exposto ao sol gerou um precipitado escuro.Isto é explicado pela decomposição do cloreto de prata, que sofreu fotólise, ou seja, decomposição por ação da luz. Esta decomposição do cloreto de prata origina prata metálica, que é responsável pela aparência escura do sistema, e cloro molecular, que é liberado para o meio e tem odor característico. Esta reação de decomposição está equacionada a seguir:

2AgCl → 2Ag + Cl2

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