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Processos Químicos

O processamento químico pode ser definido como o processamento industrial de matérias-primas químicas, que leva à obtenção de produtos com valor industrial realçado.

Os principais processos químicos serão descritos a seguir:

1. Oxidação e Redução

Objetos de Prata tendem a se oxidar.

Na reação de oxidação ocorre a perda de elétrons, enquanto a reação de redução consiste em ganhar elétrons.

A Oxidação pode ocorrer em três circunstâncias: quando se adiciona oxigênio à substância, quando uma substância perde hidrogênio ou quando a substância perde elétrons. Exemplo: as saladas de frutas tendem a se escurecer quando entram em contato com o ar, isso porque o oxigênio age promovendo a oxidação das frutas. Uma dica para que isso não ocorra é adicionar suco de limão ou laranja, pois a vitamina C presente nas frutas cítricas impede a ação oxidante do oxigênio sobre a salada. A Redução, por sua vez, é o inverso e ocorre também de três maneiras: quando uma substância perde oxigênio, quando ganha hidrogênio ou quando ganha elétrons. Exemplo: Quando o Óxido de Cobre (negro) é colocado em aparelhagem apropriada (câmara) para que ocorra sua redução o Gás Hidrogênio entra em contato com o Óxido de Cobre super aquecido e, como resultado, ele perde oxigênio e vai aos poucos se tornando rosa, pois está sendo reduzido a Cobre. Reação de Óxido-redução: Sabe-se que oxidação e redução ocorrem juntas na mesma reação química. Esse fenômeno recebe o nome de Reação redox ou Óxido-redução. Óxido-redução são reações que transferem elétrons entre substâncias fazendo com que o número de oxidação (nox) de uma substância aumente enquanto o nox de outra substância diminui. Esse processo não deve ser confundido com as ligações iônicas (onde há transferência de elétrons de uma substância a outra) e sim como um processo de oxidação de uma substância e a redução de outra. Podemos dizer então que em uma reação a substância que perde elétrons e sofre oxidação é designada agente redutor enquanto a substância que ganha elétrons e sofre redução é designada agente oxidante. Algumas dessas reações são muito úteis para a indústria. O ferro, por exemplo, é extraído pela combinação do minério de ferro com o monóxido de carbono (CO), num alto-forno. Nessa reação, o minério perde oxigênio para formar o ferro (Fe) e o CO recebe oxigênio para formar o CO2 (dióxido de carbono). A ferrugem é um dos resultados de uma reação redox, na qual o ferro se oxida e forma o óxido de ferro (ferrugem), e o oxigênio do ar é reduzido. Outro exemplo de reação redox é o da prata em contato com o ar. Os objetos de prata tendem a perder seu aspecto brilhante com o passar do tempo, se tornando embaçados e com coloração escura. Esse fato ocorre porque os átomos de prata da superfície do objeto reagem com outras substâncias, como o oxigênio. Dizemos então que a prata se oxidou, ou seja, passou por uma reação de óxido-redução.

São reações de oxidação-redução os seguintes tipos de reações:

Reações de Decomposição

Regra geral, quando um composto dá origem a um ou mais elementos livres, de acordo com uma reação do tipo:

C → A + B

em que A e/ou B são elementos, trata-se de uma reação redox. Com efeito, uma vez que o número de oxidação dos elementos é sempre zero e não o seria no composto original, este elemento variará o seu número de oxidação.

Exemplo

Por aquecimento o clorato de potássio dá origem a oxigênio e cloreto de potássio

2KClO3 (g)  → 2KCl (g)  +  3O2 (g).

Reações de Combinação ou de Síntese

Em oposição às reações de decomposição, mas pelos mesmo motivos, nas reações em que um elemento se combina com outros elementos e/ou compostos, formando um novo composto:

A + B → C

também ocorre, regra geral, uma reação redox.

Exemplo

Reações do tipo

P4 (s)  +  5 O2 (g) →  P4O10 (s) ;

Nesta categoria incluem-se também todas as combustões, uma vez que traduzem a reação de um elemento ou composto com o oxigênio elementar.

Reações de Dismutação

Este tipo de reação redox envolve os elementos que podem existir sob a forma de vários estados de oxidação (pelo menos três). Assim quando o elemento se encontra no estado de oxidação médio, na mesma reação é simultaneamente oxidado e reduzido.

Exemplo

Hg2Cl2 (s) Hg (l)  +  HgCl2 (s)

O mercúrio reduz-se e oxida-se, como se pode verificar pelos números de oxidação do mesmo nas diferentes moléculas:

Hg2Cl2   =>  n.o.(Hg) = +1

Hg      =>  n.o.(Hg) = 0

HgCl2    =>  n.o.(Hg) = +2

Reações de Deslocamento ou Deslocação

Neste tipo de reações um átomo ou íon de um elemento é substituído por outro átomo ou íon de outro composto presente na reação. Para melhor compreender o mecanismo deste tipo de reação observe-se a seguinte representação onde o átomo A é deslocado:

AY  +  B  →   A  +  BY

Exemplo

2Na  +2H2O  →   2NaOH  +  H2 ,

neste exemplo o sódio (Na) desloca o hidrogênio (H) da H2O.

Nesta categoria incluem-se todas as reações de deslocação de metais

Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq)+ Cu(s)

ou de halogênios

Cl2(g) + 2Br-(aq) 2Cl-(aq) + Br2(g

2.Polimerização

Polimerização é a reação química que dá origem aos polímeros. As unidades estruturais que dão origem às macromoléculaspolímeros são denominadas monômeros.

Reação de Polimerização

Simplificadamente, uma reação de polimerização pode ser equacionada da seguinte forma:

Monómeros:....+ A + A + A + A + .... → Polímero:...-(A-A-A-A)-....

Polímeros de adição:

Polímeros formados através de uma reação de adição, a partir de um único tipo de monómero.

n (etileno) → polietileno

n (CH2 = CH2) → (- CH2 - CH2 -) n

Polietileno - Polipropileno - PVC - Neopreno - Borracha natural - Borracha fria - Orlon - Teflon

Polímeros de condensação:

Polímeros formados através de uma reação de condensação, a partir de um único tipo de monómero com eliminação de uma molécula pequena, geralmente a água ou HCl.

n (α-glicose) → amido + n H2O

n (C6H12O 6) → (C6H10O 5) n + n H2O

Amido - Celulose - Proteínas

Copolímeros:

Polímeros formados através de uma reação de adição ou condensação, a partir de mais de um tipo de monómero.

n (eritreno) + n (estireno) → buna S

n (CH2 = CH - CH = CH2) + n (C 6H 5 - CH = CH2) → [- CH2 - CH = CH - CH2 - CH2 - CH (C 6H 5) - ] n

n (ácido terefáltico) + n (etileno glicol) → poliéster dracon + n H2O

n [HO - C( = O ) - C 6H 4 - C ( =O ) - OH ] + n ( HO - CH2 - CH2 - OH ) → [- C( = O ) - C 6H 4 - C( =O ) - O - CH2 - CH2 - O - ] n + 2 n H2O

Buna S - Buna N - Baquelite - Nylon 66 - Poliestireno - Poliésterdrácon

Polímeros Naturais

Os polímeros naturais são: a borracha; os polissacarídeos, como celulose, amido e glicogênio; e as proteínas.

A borracha natural é um polímero de adição, ao pas5v que os polissacarídeos e as proteínas são polímeros de condensação, obtidos, respectivamente, a partir de monossacarídeos e aminoácidos.

A borracha natural é obtida da árvores Heveu brasilienses (seringueira) através de incisão feita em seu caule, obtendo-se um líquido branco de aspecto leitoso, conhecido atualmente por látex.

As cadeias que constituem a borracha natural apresentam um arranjo desordenado e, quando submetidas a uma tensão, podem ser espichadas, formando estruturas com comprimento maior que o original.

Vulcanização

O látex obtido da seringueira é precipitado, dando origem a uma massa viscosa que é a borracha natural. Essa borracha é prensada com o auxílio de cilindros, originando lâminas moles de pequena resistência e elasticidade. A utilização desse tipo de borracha é limitada, pois ela se torna quebradiça em dias frios e extremamente gosmenta em dias quentes.

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