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POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE Reações químicas INTRODUÇÃO: Transformação química: há mudança nas propriedades da matéria, ou seja, os átomos se reorganizaram para produzir uma nova espécie com características próprias. Evidencias de uma reação química: • Formação de um gás quando um comprimido antiácido é dissolvido; • Queima de uma folha de papel; • Mudanças de coloração; • Deposição de um metal sobre outro; • Mudança de temperatura ao se misturar com reagentes deferentes. Representação da reação química: A seta indica que uma transformação química aconteceu. Exemplo (queima do metano (CH4) nos aterros sanitários): Principais tipos de reações químicas: • Reações de combinação: os dois reagentes se combinam entre si e, a partir daí, obtemos um único produto; • Reações de decomposição: um único reagente se decompõe e forma dois ou mais produtos com propriedades diferentes da molécula original; • Reações de combustão: são aquelas que provocam queima. Quando há mudança de temperatura, as reações são classificadas em (BROWN et al., 2016; KOTZ et al., 2015): • Exotérmicas: quando há liberação de energia térmica (de calor); • Endotérmicas: quando há consumo de energia térmica. Neste último caso, é possível, muitas vezes, perceber que a superfície em que a reação acontece se resfria. Exemplo Brown et al. (2016): a reação de decomposição do carbonato de cálcio (CaCO3), em queé necessário fornecer energia para que o carbonato se decomponha em gás carbônico e óxido de cálcio (CaO), caracterizando uma reação endotérmica: No entanto, a reação de formação do hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) a partir do óxido de cálcio e água é um processo que libera energia durante o processo e, por isso, é descrito como uma reação exotérmica: Termodinâmico: conceito que diz se a reação química é mais propícia de acontecer ou não. Dentro desse conceito, “existe uma variável denominada de energia livre de Gibs, aqui representada por ∆G. Para ela, quanto mais negativo o seu valor, mais espontaneamente a reação acontece. Esta variável pode ser relacionada (de maneira bastante simplificada) com a energia envolvida na reação (∆H), com o grau de desordem (∆S) e com a temperatura (T) através da equação (KOTZ et al., 2015): Reação exotérmica = geralmente, valor negativo de ∆H que colaboram para valores negativos de ∆G Reação endotérmica = geralmente, valor positivo de ∆H. Transformação física: a matéria não perde suas propriedades. REAÇÕES QUÍMICAS EM SOLUÇÕES AQUOSAS: As reações são classificadas de acordo com o tipo de transformação que vai acontecer, sendo: • Reações ácido-base ou de neutralização: ocorre entre uma espécie ácida e uma básica, formando Reações químicas POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE água e sal. Em meio aquoso, a teoria que explica melhor esse tipo de reação é a teoria de Arrhenius que diz que um composto ácido é qualquer um que seja capaz de aumentar a concentração de H+ em solução aquosa e um composto básico é qualquer um que seja capaz de aumentar a concentração de íons OH-; Quando o ácido e a base interagirem entre si, um dos produtos será uma molécula de água. ou Quanto maior a concentração de H+, menor o pH e mais ácida a sua solução será e vice-versa. • Reações de precipitação: A formação de um novo composto é obtida quando íons de sais diferentes são misturados, ou quando é adicionado um ácido ou uma base. Esse composto formado não é solúvel em meio aquoso, resultando no chamado “precipitado”. “O parâmetro que utilizamos para averiguar o grau de solubilidade de uma substância é o que chamamos de Kps (constante de produto solubilidade). Assim, quanto maior o valor da constante, mais solúvel o seu precipitado será. Reações de precipitação, como há, de fato, a formação de precipitados, apresentam valores de Kps menores que 1” (ATKINS ; JONES, 2012; VOGEL, 1981); CASO Uma aplicação da constante de produto solubilidade consiste na análise qualitativa bastante empregada em Química Analítica, para quando temos cátions desconhecidos e necessitamos identificá-los qualitativamente. Vamos supor que temos duas soluções desconhecidas: uma contendo cátions Ag+ , e outra íons Pb2+. Ambas são soluções transparentes, sendo impossível diferenciá-las a olho nu. Quando consultamos uma tabela de valores de Kps, observamos que o Kps do AgCl é igual a 1,5 x 10-10, e o Kps do PbCl2 é de 2,4 x 10-4. Assim, notamos que ao adicionar uma solução contendo íons Cl-, em ambas as soluções, as duas irão precipitar, uma vez que seus valores de Kps são menores que 1. No entanto, você se depara com um problema: os dois precipitados apresentam exatamente a mesma coloração, ambos são brancos e com características visualmente semelhantes. Então, como podemos diferenciá-los? Bem, se o valor de Kps do PbCl2 é maior que o valor do AgCl, significa que o PbCl2 é mais solúvel do que o AgCl. Assim, um teste que pode ser realizado é a adição de água quente a ambos os precipitados. Quem se dissolver, apresenta maior Kps e, portanto, é o precipitado mais solúvel. E neste caso, é o PbCl2 (VOGEL, 1981). • Reações de oxirredução: há transferência de elétrons de uma espécie para outra, de forma que a espécie que perde elétrons deve fornecer a quantidade ideal de elétrons a ser recebida pela outra. Exemplo: “um prego de ferro e uma solução contendo cátions Cu2+ (VOGEL, 1981). Quando estes íons entram em contato com o ferro metálico, imediatamente se observa uma película vermelha se formando sobre o metal. O Fe se tornou mais positivo, o que indica que perdeu elétrons, fornecendo-os ao Cu2+. Temos uma transformação química resultante de uma transferência de elétrons, o que caracteriza uma reação de oxirredução” (VOGEL, 1981) Também pode ser classificada como uma reação de precipitação, uma vez que o cobre sólido se precipita sobre o prego de ferro.
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