U2S1- Reações químicas

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REAÇÕES QUÍMICAS
REAÇÕES QUÍMICAS
As transformações químicas são denominadas reações químicas. 
As substâncias que se transformam durante as reações são chamadas de reagentes, enquanto as que são formadas são chamadas de produtos.
REAGENTES → PRODUTOS
Para que esta descrição seja completa, você deve descrever o estado de cada um dos envolvidos, assim como a quantidade de moléculas envolvidas nesta equação
Uma reação química é um processo de transformação química causado pela produção ou quebra de ligações.
As reações ocorrem quando átomos ou moléculas se chocam entre si da maneira correta e com energia suficiente para possibilitar a quebra de ligações existentes ou a formação de novas ligações. 
Durante uma reação química, os átomos se rearranjam em novas combinações e, assim, as substâncias são formadas.
REAÇÕES QUÍMICAS
As reações químicas podem ser representadas pelas equações químicas.
As substâncias iniciais, ou reagentes, são separadas das substâncias formadas na reação - os produtos, por uma seta, a qual mostra a direção da transformação química que está ocorrendo, apontando dos reagentes para os produtos. 
CuO(s) + H2SO4(aq) → CuSO4(aq) + H2O(l)
REAÇÕES QUÍMICAS
REAGENTES → PRODUTOS
Balanceamento das equações químicas
Balanceamento das equações químicas
Todas as equações devem estar devidamente balanceadas para que obedeçam à Lei de Lavoisier (Lei da Conservação das Massas), pois uma equação química não balanceada não representa a reação que ocorre.
Lei da Conservação das Massas: quantidade de massa dos produtos deve ser igual à quantidade de massa dos reagentes, sendo considerada uma reação química em sistema fechado
Uma equação química balanceada deve mostrar que os átomos são conservados na reação, ou seja, a quantidade de átomos presente nos reagentes deve ser a mesma presente nos produtos. Dessa forma, devemos inserir números, chamados de coeficientes, na frente dos reagentes e produtos.
Balanceamento das equações químicas
Joseph Louis Prost - lei das proporções definidas: uma molécula de água será sempre composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, mantendo fixa a proporção de massa.
Ex: formação da amônia (síntese de Haber-Bosch)
Balanceamento das equações químicas
Para balancear uma equação química, utiliza-se o método da tentativa e erro.
Sendo que alguns passos tornam o processo mais assertivo. 
Para reações de combustão, você pode seguir as seguintes etapas: 
1) Escreva corretamente a fórmula dos compostos (reagentes e produtos). 
2) Inicie pelo elemento que formará o óxido, depois pelos átomos de hidrogênio e, então, oxigênio. 
3) Confira se os elementos envolvidos estão no mesmo número de átomos dos dois lados da equação.
Balanceamento das equações químicas
C3H8 + O2 → CO2 + H2O
Balanceamento das equações químicas
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
Balanceamento das equações químicas
Obs: Para facilitar o balanceamento de equações, você deve começar pelo átomo que aparece em menor número de compostos. Se mais de um átomo aparece apenas uma vez, ou se todos aparecem mais de uma vez, comece pelo que tem maior número de átomos.
Balanceamento das equações químicas
exercícios
NH3 (g) + O2 (g) → NO (g) + H2O (g)
Fe(s) + H2SO4(aq) → Fe2(SO4)3(s) + H2(g)
Resolução
4 NH3 (g) + 5O2 (g) → 4NO (g) + 6H2O (g)
2 Fe(OH)3(s) + 3 H2SO4(aq) → Fe2(SO4)3(aq) + 6 H2O(l)
2 NaHCO3(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l) + 2 CO2(g)
2 HNO3(aq) + Ca(OH)2(s) → Ca(NO3)2(aq) + 2 H2O(l)
3 Mg(s) + 2 H3PO4(aq) → Mg3(PO4)2(aq) + 3 H2(g)
2 Fe(OH)3(s) + 3 H2SO3(aq) → Fe2(SO3)3(aq) + 6 H2O(l)
Começamos falando da observação de Lavoisier, não é mesmo? Então, até agora pensamos na conservação mais como número de átomos do que como massa. Mas e se analisarmos a massa?
A conclusão de conservação de massa entre reagentes e produtos iria se manter, já que temos o mesmo número de átomos. Ao utilizar uma equação química balanceada, a lei da conservação das massas e a lei da proporcionalidade, você pode realizar vários cálculos, que são chamados de cálculos estequiométricos.
 
Estequiometria das reações químicas
Estequiometria das reações químicas
 
Para balancear as equações químicas é necessário inserir números na frente dos produtos e reagentes que compõem essa equação, chamados de coeficientes estequiométricos. 
Esses coeficientes nos permitem relacionar a equação química em termos de quantidades microscópicas, como átomos, ou macroscópicas, como o número de mols.
Estequiometria das reações químicas
Com eles, podemos saber o quanto de reagentes leva ao tanto de produtos em termos de massa, ou quantos mols de um produto podem ser obtidos a partir de tantos mols dos reagentes utilizados. Podemos, também, transformar essas massas em volume
 
Estequiometria das reações químicas
Para gases, sabemos que um mol de qualquer gás ideal, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), é igual a 22,7 L.
Para líquidos, podemos relacionar massa e volume utilizando a densidade (d=m/v , em que d é densidade, m, a massa em gramas e v, o volume em mL)
Estequiometria das reações químicas
Os coeficientes de uma equação balanceada indicam a relação de números de mols das espécies dos reagentes e produtos. 
Proporção estequiométrica: todos os reagentes são consumidos.
Podemos ter uma situação em que as quantidades de mols de um reagente não respeitam a proporção estequiométrica, assim, teremos um reagente que será o limitante da reação e um reagente que estará em excesso
Estequiometria das reações químicas
O reagente que é consumido primeiro e, portanto, limita a quantidade de produtos é chamado de reagente limitante. O reagente limitante pode ser prontamente identificado por comparação da razão de mols de reagentes presentes com a razão estequiométrica indicada na equação.
Estequiometria das reações químicas
exemplo
Considere a equação balanceada da amônia:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
Se utilizarmos 70g de nitrogênio e 18g de hidrogênio, todo hidrogênio ou todo o nitrogênio irá reagir? Quanto de amônia será obtido? 
Quando utilizamos reagentes químicos, você deve ficar atento a seu grau de pureza. 
A pureza de um composto comercial é obtida no rótulo de um produto; para produtos obtidos em laboratório, a pureza deve ser medida através do uso de diversos equipamentos. 
Estequiometria das reações químicas
Rendimento teórico: completa transformação dos reagentes em produtos.
Porém, ao realizarmos uma reação na bancada, observamos que nem todo regente se transforma em produto, sendo que a quantidade de produto obtida é o rendimento real da reação. 
Os rendimentos teóricos e reais podem ser calculados utilizando a massa, o mol ou o volume do produto obtido. 
O rendimento percentual é obtido quando dividimos o rendimento real pelo teórico, multiplicando por 100. Lembre-se de que esta fórmula pode ser substituída por uma regra de três simples. 
Estequiometria das reações químicas
 x 100
Estequiometria das reações químicas
01- Em um recipiente são colocados para reagir 40,0 g de ácido sulfúrico (H2SO4) com 40,0 g de hidróxido de sódio (NaOH). Sabe-se que um dos reagentes está em excesso. Após a reação se completar, permanecerão sem reagir:
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O
a) 32,6 g de NaOH 
b) 9,0 g de H2SO4 
c) 7,4 g de NaOH 
d) 18,1 g de H2SO4 
e) 16,3 g de NaOH
EXERCÍCIO
RESOLUÇÃO
RESOLUÇÃO
EXERCÍCIOS
02 – Que massa de PCl3 é formada quando se reage 1,45g de fósforo?
P4 + Cl2 → PCl3
03 – A glicose (C6H12O6) reage com o oxigênio para formar CO2 e H2O. Qual é a massa de oxigênio necessária para reagir completamente 25g de glicose?
C6H12O6 + O2 →CO2 + H2O
04 - Fosgênio, COCl2, é um gás venenoso. Quando inalado, reage com a água nos pulmões para produzir ácido clorídrico (HCl), que causa graves danos pulmonares, levando, finalmente, à morte: por causa disso, já foi até usado como gás de guerra. A equação química dessa reação é:
COCl2 + H2O → CO2 + 2 HCl
Se uma pessoa inalar 0,198 g de fosgênio, a massa de ácido clorídrico, em gramas,que se forma nos pulmões, é igual a:
05 - Qual é a quantidade de matéria de gás oxigênio necessária para fornecer 17,5 mol de água, H2O(v), na queima completa do acetileno, C2H2(g)?
06 - O hipoclorito de sódio, é uma substância comercializada, em solução aquosa, com o nome de água sanitária ou água de lavadeira, possuindo propriedades bactericidas e alvejantes. Esse sal é produzido a partir de cloro e de soda cáustica, de acordo com a reação equacionada a seguir: 
Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O
Determine as massas de cloro e de soda cáustica necessárias à obtenção de 1490g de hipoclorito de sódio.
EXERCÍCIOS
07 – “Houston, we have a problem”. Ao enviar essa mensagem em 13 de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13, Jim Lovell, sabia: a vida de seus companheiros e a sua própria estavam em perigo. Um dos tanques de oxigênio da nave explodira. Uma substância, o superóxido de potássio (K2O4), poderia ser 
utilizada para absorver o CO2 e ao mesmo tempo restaurar o O2 na nave. 
Calcule, segundo a equação K2O4 + CO2 → K2CO3 + 3/2O2, a massa, em kg, de K2O4 necessária para consumir todo o CO2 exalado por um tripulante durante 72 horas se, em média, uma pessoa exala 1,0 kg de CO2 por dia. 
EXERCÍCIOS
08 - Para se obter manganês metálico, muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes, o dióxido de manganês reage com o alumínio metálico, segundo a equação:
3 MnO2 + 4 Al → 2 Al2O3 + 3 Mn
Amassa de dióxido de manganês necessária para se obter 5 toneladas de manganês metálico é aproximadamente?
EXERCÍCIOS
09 - Dada a equação:
TiCl4 + Mg → MgCl2 + Ti
Considere que essa reação foi iniciada com 9,5g de TiCl4. Supondo-se que tal reação seja total, a massa de titânio obtida será, aproximadamente:
EXERCÍCIOS
10- Em relação à produção de fosfato de sódio por meio da reação do ácido fosfórico com um excesso de hidróxido de sódio, pede-se: 
a) a equação balanceada para a reação;
b) a quantidade, em gramas, de fosfato de sódio produzido ao se utilizarem 2,5.1023 moléculas de ácido fosfórico. 
H3PO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O
EXERCÍCIOS
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