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FACULDADE MULTIVIX CURSO DE ENGENHARIA CIVIL CARIACICA-ES 07/2023 QUÍMICA GERAL Marito Afonso Sousa Costa Silva1 RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA N° 06: Estudo das Reações Químicas ELLEN KELLY SILVA2 GABRYELLA MONTEMOR SOUZA² MAITILA WANDEKOKEN PASSOS² ISABELLA BÁRBARA POTON SOUZA² LUCAS DE CASTRO TOMAZ² CRISLEY GOUVEA LIMA² 1Avaliador – Docente Multivix – Cariacica 2Graduandos de Engenharia Civil CARIACICA-ES 07/2023 1 INTRODUÇÃO O fenômeno em que substâncias químicas passam a se transformar em diferentes espécies químicas, é conhecido como reação química. Os elementos iniciais envolvidos são chamados de reagentes, enquanto os produtos são as espécies formadas após a reação. Equações químicas são representações visuais dessas reações. Existem diversos tipos de reações químicas, que podem ser sentidas da seguinte forma: • Na reação de síntese, múltiplos reagentes se combinam para formar um único produto. • Na reação de reação, um único reagente se decompõe, gerando múltiplos produtos. • Nas reações de simples troca ou deslocamento, uma substância simples reage com uma substância composta, formada no deslocamento de um novo componente simples da substância composta. • Nas reações de dupla troca, dois reagentes permutam seus íons ou radicais, criando dois novos compostos. • Nas reações de Oxidorredução, ocorre uma transferência de elétrons entre as espécies reagentes. As espécies que doam elétrons são consideradas redutoras, enquanto aquelas que recebem elétrons são consideradas oxidantes. • Nas reações de combustão, uma substância reage com o oxigênio do ar, podendo produzir dióxido de carbono e água, quando a substância é orgânica (contendo carbono, hidrogênio e oxigênio). Em muitas reações químicas, ocorre liberação de calor, o que se caracteriza como reações exotérmicas. Por outro lado, quando a reação absorve calor, ela é classificada como endotérmica. CARIACICA-ES 07/2023 2 OBJETIVOS O objetivo dos experimentos foi analisar as reações químicas, possibilitando caracterizar os tipos de ligações, observar as diferenças entre elas e por fim classificar e equacionar as reações. MATERIAIS E REAGENTES - Estantes com tubos de ensaio - Pipetas de 1,0 ml, 5,0 ml e 10 ml - Pinça tesoura - Pinça madeira - Cápsula de porcelana - Espátula de metal - Béquer de 100 ml e 50 ml - Provetas de 50 ml e 10 ml - Termômetro - Bastão de vidro do fundo chato - Solução de cloreto de sódio 0,1 M - Solução de iodeto de potássio 0,1 M - Solução de brometo de potássio 0,1 M - Magnésio em fita ou raspas - Solução de cloreto de ferro III a 3% - Solução de amido - Solução de hidróxido de sódio a 10% CARIACICA-ES 07/2023 3 - Fenolftaleína 1% - Solução de hidróxido de sódio 1 m - Fio de cobre - Solução de nitrato de prata a 5% - Palha de aço (Bombril) - Solução de sulfato de cobre II 1 m - Carbonato de cálcio - Solução de ácido clorídrico 1 m - Água oxigenada - Solução de ácido sulfúrico diluído - Hidróxido de sódio - Solução de tiocianato de amônio a 5% - Acetato de sódio PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1. Adicionar aproximadamente 5 ml de uma solução de cloreto de sódio a 5 ml de uma solução de brometo de potássio em um tubo de ensaio com o auxílio da pipeta. Observar cuidadosamente e fazer anotações do resultado. 2. Em um tubo de ensaio, utilizando a pipeta colocar 5 ml de uma solução de cloreto de ferro III e adicionar 1,0 ml de uma solução de hidróxido de sódio a 10%. Observar se ocorre a formação de um precipitado, caso não ocorra, adicionar um pouco mais de base. CARIACICA-ES 07/2023 4 3. Usando uma pinça-tesoura (evitando o uso de pinças de madeira), segurar um pequeno fragmento de magnésio e levá-lo à chama do bico de gás com muito cuidado (observar diretamente pode prejudicar a visão). Fazer observações detalhadas. Em seguida, recolher o produto resultante em uma cápsula de porcelana e adicionar 10 ml de água destilada. 4. Em um tubo de ensaio contendo cerca de 3 ml de solução de nitrato de prata, imergir cerca de 1 cm de fio de cobre, aguardar cinco minutos e observar o resultado. 5. Em um tubo de ensaio com o auxílio da pipeta adicionar 3,0 ml de solução de sulfato de cobre II. Introduzir uma pequena porção de palha de aço, de forma que a mesma fique totalmente imersa na solução. Observar e anotar o que ocorre. 6. Colocar em um tubo de ensaio, cerca de 1 g de carbonato de cálcio. Adicionar 5 ml de ácido clorídrico 1 M. Anotar o resultado. 101541252142202392 7. Colocar 1 ml de solução de cloreto de ferro III em um tubo de ensaio, acrescentar 1 ml de solução de tiocianato de amônio. Agitar e observar. 8. Inserir com a ajuda da pipeta 3,0 ml de solução de iodeto de potássio em um tubo de ensaio. Adicionar 3,0 ml de ácido sulfúrico diluído. Agitar a mistura. Por fim acrescentar 3,0 ml de água oxigenada. Agitar novamente, e adicionar 2 gotas de uma solução de amido. Observar o que ocorre. 9. Dissolver pequena quantidade de hidróxido de sódio em 5,0 ml de água destilada verificar sua temperatura com ajuda do termômetro. CARIACICA-ES 07/2023 5 10. Dissolver pequena quantidade de acetato de sódio em 5,0 ml de água destilada verificar sua temperatura com auxílio do termômetro. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Após a realização do procedimento 1, foi observado a dormação de um precipitado branco no tubo de ensaio, que pode indicar a formação de um composto insolúvel resultante da reação entre o cloreto de sódio e o bometo de potássio. No procedimento 2 pode-se observar a formação de um precipitado marrom um pouco avermelhado no tubo de ensaio, a adição de base pode ser necessária para promover a precipitação completa do hidróxido de ferro III. Já no experimento 3 foi possivel observar que o fragmento de magnésio queimou vigorosamente na chama do bico do gás, produzindo uma luz muito brilhante e uma chama branca intensa. Isso ocorre poque o magnésio é altamente reativo e juntamente com o oxigênio presente no ar, resulta na formação do óxido de magnésio (MgO) como produto. Por fim ao adcionar água destilada ao produto resultante, acarretou em uma reação efervescente liberando gás hidrogênio (H2). O óxido de magnésio também pode se dissolver na água, formando uma solução alcalina. O resultado no experimento 4 que podemos observar é a deposição de prata metálica no fio de cobre. A prata se deposita na forma de um revestimento metálico no fio de cobre, enquanto a cor da solução pode se tornar azul devido à presença do nitrato de cobre em solução. Esse fenômeno é conhecido como reação de substituição, em que um metal menos reativo (cobre) substitui um metal mais reativo (prata) em uma solução. O cobre desloca a prata da solução, resultando na formação de prata metálica. No experimento 5 o resultado observado será a deposição de cobre metálico na palha de aço e a mudança de coloração da solução de sulfato de cobre II. Essa CARIACICA-ES 07/2023 6 reação é um exemplo de uma reação de oxirredução, na qual ocorre transferência de elétrons entre os reagentes. Ao realizar o experimento 6, foi observado a efervescência devido à liberação de dióxido de carbono gasoso. O tubo de ensaio ficou quente devido à reação exotérmica entre o ácido clorídrico e o carbonato de cálcio. O resultado observado no experimento 7 foi a formação de uma coloração vermelha intensa no tubo de ensaio, devido à presença do complexo vermelho de tiocianato de ferro III. No geral, essa série de reações do experimento 8 resulta na liberação de oxigênio (O2) e na formação de iodo (I2), além da formação de sulfato de potássio(K2SO4) como produto. A adição do amido permite a visualização da formação do complexo azul entre o iodo e o amido, conferindo uma coloração característica ao sistema. Ao realizar experimento 9, é esperado que a temperatura da solução aumente, indicando que a dissolução do hidróxido de sódio em água é uma reação exotérmica. Nesse caso a temperatura aumentou sucintamente. Por fim, ao realizar o experimento 10, pode-se observar uma leve diminuição na temperatura da solução ao dissolver o acetato de sódio em água destilada. CONCLUSÃO Os resultados demonstram a ocorrência de reações químicas nos dez experimentos realizados. Em geral, os experimentos demonstraram uma variedade de reações químicas, incluindo precipitação, oxirredução, formação de complexos e liberação de gases. Esses experimentos forneceram evidências práticas dos conceitos químicos estudados e destacaram a importância das condições experimentais, como temperatura, concentração e reagentes utilizados, para o resultado final das reações químicas. Essas observações experimentais estão em acordo com as propriedades conhedidas dos compostos envolvidos e confirmam a orcorrência das reações químicas esperadas. O uso de diferentes técnicas e CARIACICA-ES 07/2023 7 substâncias permitiu explorar diferentes aspectos da química, como a formação de precipitados e a reatividade de metais. Ressaltando que esses experimentos forneceram uma compreensão prática dos conceitos químicos e das reações químicas envolvidas, reforçando o aprendizado teórico. ANEXOS 1) Escreva a equação química da reação que ocorreu na etapa 1. Classifique-a. R: é uma reação de dupla troca ou reação de precipitação. A equação química dessa reação é: NaCl(aq) + KBr(aq) → NaBr(aq) + KCl(aq) Nessa reação, os cátions sódio (Na+) e potássio (K+) trocam de lugar com os ânions cloreto (Cl-) e brometo (Br-), respectivamente. Como resultado, forma-se cloreto de potássio (KCl) e brometo de sódio (NaBr). 2) Com relação a etapa 2, responda: a) Qual a fórmula e o nome do composto insolúvel formado. R: FeCl3(aq) + 3NaOH(aq) → Fe(OH)3(s) + 3NaCl(aq) Portanto, o composto insolúvel formado é o hidróxido de ferro III, cuja fórmula é Fe(OH)3. b) Escreva a equação da reação que se processou e classifique-a. R: FeCl3(aq) + 3NaOH(aq) → Fe(OH)3(s) + 3NaCl(aq) CARIACICA-ES 07/2023 8 Essa reação é classificada como uma reação de precipitação porque ocorre a formação de um sólido insolúvel (hidróxido de ferro III) a partir da reação de íons presentes nas soluções. O hidróxido de ferro III precipita, separando-se da solução na forma de um sólido. 3) Com relação a etapa 3, responda: a) Com que substância combinou-se o magnésio? R: Ao realizar o procedimento experimental descrito, o magnésio irá reagir com o oxigênio presente na chama do bico de gás. A reação química resultante é a combinação do magnésio com o oxigênio para formar óxido de magnésio (MgO). b) Qual a fórmula e o nome da substância branca que se forma nessa combinação? R: Óxido de magnésio (MgO) c) Após a diluição com água destilada do produto formado e adição da fenolftaleína o que aconteceu? Por quê? R: Após a diluição do produto de óxido de magnésio com água destilada e adição de fenolftaleína, observa-se a coloração rosa da solução devido à formação de hidróxido de magnésio e sua reação com o indicador fenolftaleína. d) Escreva a equação da reação observada e classifique-a. R: Reação ácido-base entre o óxido de magnésio (MgO) e a água. MgO(s) + H2O(l) → Mg(OH)2(aq) CARIACICA-ES 07/2023 9 4) Com relação a etapa 4, responda: a) Qual a substância que se formou sobre o cobre? R: Nessa reação, o cobre (Cu) reage com o nitrato de prata (AgNO3), resultando na formação de nitrato de cobre (Cu(NO3)2) em solução e na liberação de prata (Ag) como um precipitado. b) Porque a solução que era incolor tornou-se azul? R: A prata se deposita na forma de um revestimento metálico no fio de cobre, enquanto a cor da solução pode se tornar azul devido à presença do nitrato de cobre em solução. c) Escreva a equação da reação e classifique-a. R: Cu(s) + 2AgNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2Ag(s) (reação de substituição) 5) Com relação a etapa 5, responda: a) Por que houve descoramento da solução? R: A solução de sulfato de cobre II perderá sua coloração azul, indicando a diminuição da concentração do íon cobre II na solução. b) A reação observada poderia ocorrer no sentido inverso? Justificar. R: Essa reação não ocorreria espontaneamente. Isso ocorre porque o cobre é menos reativo que o ferro. Portanto, para que essa reação ocorresse, seria necessário fornecer energia adicional para superar a barreira de energia e promover a reação. No contexto do experimento descrito, essa reação no sentido inverso não ocorreria naturalmente. CARIACICA-ES 07/2023 10 c) Escreva a equação da reação e classifique-a. R: Fe(s) + CuSO4(aq) → FeSO4(aq) + Cu(s) (reação de substituição ou reação de simples troca) 6) Com relação a etapa 6, responda a) Qual o nome e a fórmula de gás formado? R: dióxido de carbono (CO2) b) Escreva a equação da reação e classifique-a. R: CaCO3 + 2 HCl -> CO2 + H2O + CaCl2 (reação de dupla troca ou de precipitação). c) Por que o H2CO3 não aparece no produto da equação? R: Não há formação de ácido carbônico (H2CO3) como produto dessa reação. 7) Com relação a etapa 7, responda: a) Qual o nome e a fórmula do produto insolúvel formado. R: complexo vermelho de tiocianato de ferro III (Fe(SCN)3) e cloreto de amônio (NH4Cl) b) Escreva a equação da reação e classifique-a. R: FeCl3 + 3 NH4SCN -> Fe(SCN)3 + 3 NH4Cl , essa reação é classificada como uma reação de formação de um complexo. CARIACICA-ES 07/2023 11 8) Com relação a etapa 8, responda: a) Escrever a equação da reação entre iodeto de potássio, ácido sulfúrico e água oxigenada, indicando os números de oxidação de todos os átomos dos elementos participantes R: 2 KI + H2SO4 + H2O2 -> I2 + K2SO4 + 2 H2O Nessa reação, os números de oxidação dos átomos dos elementos participantes são: Iodo (I): Número de oxidação 0 no iodeto de potássio e +1 no iodo molecular (I2). Potássio (K): Número de oxidação +1 no iodeto de potássio (KI) e +1 no sulfato de potássio (K2SO4). Enxofre (S): Número de oxidação +6 no ácido sulfúrico (H2SO4) e +6 no sulfato de potássio (K2SO4). Oxigênio (O): Número de oxidação -2 na água (H2O), -2 no iodeto de potássio (KI) e -2 no sulfato de potássio (K2SO4). No caso do peróxido de hidrogênio (H2O2), o oxigênio possui número de oxidação -1. b) Qual a substância oxidante e qual o redutor? R: A reação envolve uma oxidação do iodo (I) no iodeto de potássio a iodo molecular (I2) e uma redução do peróxido de hidrogênio (H2O2) a água (H2O). O ácido sulfúrico (H2SO4) atua como catalisador na reação. c) Porque se adiciona 2 gotas de solução de amido ao produto formado? O que aconteceu? Explique. R: A adição da solução de amido tem como objetivo a detecção da presença de iodo. O iodo forma um complexo azul intenso com o amido, permitindo a visualização da reação. CARIACICA-ES 07/2023 12 9) Com relação a etapa 9, responda. a) Houve aumento ou diminuição da temperatura? R: Aumento da Temperatura. b) A diluição do hidróxido de sódio é um processo endotérmico? Explique. R: A dissolução do hidróxido de sódio em água é uma reação exotérmica, o hidróxido de sódio é uma base forte e, quando dissolvido em água, ocorre a liberação de energia na forma de calor. Essa liberação de calor é característica das reações exotérmicas, onde há a liberação de energia térmica para o ambiente. 10) Comrelação a etapa 10, responda: a) Houve aumento ou diminuição da temperatura? R: Diminuição da temperatura b) A diluição do acetato de sódio é um processo endotérmico ou exotérmico? Explique. R: A dissolução do acetato de sódio em água é um processo endotérmico, ou seja, ele absorve energia térmica do ambiente. Durante a dissolução, as interações entre as moléculas do solvente (água) e as do soluto (acetato de sódio) requerem uma quantidade mínima de energia para quebrar as ligações intermoleculares e permitir a mistura das substâncias. Essa energia é retirada do ambiente, o que resulta em uma diminuição na temperatura da solução. CARIACICA-ES 07/2023 13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LEVENSPIEL, Octave. Engenharia das reações químicas. Editora Blucher, 2000. GOMES, Jacqueline Pereira et al. EXPERIMENTAÇÃO ALTERNATIVA NO ENSINO E APRENDIZAGEM DE REAÇÕES QUÍMICAS. SOUSA, Natasha de Jesus et al. Importância de aulas experimentais sobre fenômenos tanto físicos como químicos e reações químicas. 2022. LOPES, Alice Ribeiro Casimiro. Reações químicas: fenômeno, transformação e representação. Química Nova na Escola, v. 2, p. 7-9, 1995. CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. química. AMGH Editora, 2013.
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