17 - ENEM - Química - Reações químicas - aspectos qualitativos - Prime Cursos

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26/11/2015 Estudando: ENEM ­ Química ­ Cursos Online Grátis | Prime Cursos
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ESTUDANDO: ENEM - QUÍMICA
17. REAÇÕES QUÍMICAS: ASPECTOS QUALITATIVOS
 
Como já sabemos um fenômeno químico obrigatoriamente envolve modificações na estrutura íntima da matéria, ou
seja, os átomos dos elementos que compõem um determinado tipo de matéria devem se reorganizar para formar
novas substâncias. A consequência mais imediata disto é que as propriedades do sistema devem ser modificadas.
Por exemplo, quando uma grade de aço enferruja podem­se ver modificações no aspecto visual da mesma. A cor,
inicialmente branca,  torna­se gradativamente mais escura até  chegando a  ficar avermelhada em condições mais
severas de degradação, além disto, a superfície lisa do metal fica gradativamente rugosa. Mas as modificações não
são apenas nas propriedades visuais ou táteis (organolépticas), a densidade do material também muda, bem como
a dureza e a condutividade elétrica.
Em  resumo  toda  reação  química  obrigatoriamente  deve  ser  acompanhada  de  mudanças  nas  propriedades  do
sistema, uma vez que a estrutura do mesmo foi alterada.
Considera­se  que  pelo  menos  uma  das  quatro  evidências  descritas  abaixo  seja  suficiente  para  evidenciar  a
ocorrência  de  uma  reação  química.  Estes  “sinais”  mostram  claramente  que  algo  de  fundamental  foi  alterado,
mesmo que não seja visível a olhos humanos.
a) Mudança de cor: A cor de uma substância é proveniente das transições eletrônicas entre os orbitais dos átomos
ligados.  Como  podemos  imaginar,  estas  transições  envolvem  transferências  de  energia  associadas  com  uma
determinada freqüência do espectro eletromagnético (estrutura atômica da matéria). Se as ligações químicas entre
os  átomos  mudam  (rearranjo  de  átomos  para  formar  uma  nova  substância)  a  energia,  e  consequentemente  a
frequência, destas transições eletrônicas também mudam alterando a cor do sistema.
Deve­se observar que apenas algumas freqüências do espectro eletromagnético são visíveis aos olhos humanos.
As substâncias que emitem freqüências fora do espectro visível têm aspecto incolor (água, por exemplo) e por isso
é possível  que uma  reação ocorra  sem mudança de  cor. No entanto,  se a  cor muda,  com certeza ocorreu uma
reação química.
Experimento com iodato de potássio
b)  Formação  de  precipitado  ou  fuligem:  Motores  a  diesel  normalmente  poluem  muito  mais  do  que  motores  a
gasolina.  Isto  ocorre  porque  no  primeiro  as  condições  de  trabalho  do motor  aumentam  a  probabilidade  de  uma
combustão incompleta provocando a formação de fuligem. A fuligem nada mais é do que uma dispersão coloidal,
um aerossol no qual partículas sólidas são transportadas num meio gasoso.
Você certamente já viu um destes caminhões soltando fumaça ao tentar subir a ladeira. Pois bem, esta fuligem é
uma evidencia da  reação que ocorreu no motor  do  veículo. Se  você pensar  bem nos  cilindros do motor  entram
apenas o combustível líquido e o ar com o oxigênio necessário para a queima. As partículas sólidas que saem pela
descarga  são  uma evidência  de  que  os  reagentes,  originalmente  líquido  e  gás,  se  transformaram quimicamente
gerando um sólido.
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Reação de precipitação do cloreto de prata.
c) Liberação de gás (efervescência): Um raciocínio semelhante pode ser aplicado para explicar os gases gerados
por um comprimido de antiácido quando este é mergulhado em água. Têm­se  inicialmente o comprimido sólido e
um solvente líquido. A enorme quantidade de gás que se desprende corresponde, portanto a uma nova substância
formada que é liberada do sistema na forma gasosa. Não é isto que acontece quando se abre um refrigerante ou
quando uma cerveja é derramada em um copo. Nestes  casos o que realmente ocorre é a liberação dos gases que
estavam  dissolvidos  no  líquido  por  causa  da  alta  pressão  existente  dentro  da  garrafa  fechada.  Normalmente  a
solubilidade  dos  gases  em  um  líquido  aumenta  com  a  pressão,  se  a  tampa  da  garrafa  é  aberta  a  pressão
subitamente diminui e os gases são liberados rapidamente.
Comprimido efervescente: Reação química com produção de gás.
d)  Variação  espontânea  de  temperatura:    Para  que  uma  reação  ocorra  é  necessário  que  os  átomos  sejam
separados  para  que  possam  se  reorganizar  em  uma  estrutura  diferente.  Obviamente  que  separar  os  átomos
significa quebrar as ligações químicas que os mantêm presos e isto envolve energia.
Toda vez que uma ligação é quebrada o sistema consome energia, e quando uma nova ligação é feita a energia é
liberada para a vizinhança. Se há um desequilíbrio no balanço de energia, isto é, se o sistema libera mais energia
do  que  consome  ou  vice­versa,  a  energia  excedente  ou  em  falta  vai  ser  transformada  em  calor  alterando  a
temperatura  do  sistema.  As  reações  que  aumentam  de  temperatura,  como  a  combustão,  são  chamadas  de
exotérmicas. Significa que no balanço de energia das ligações o sistema liberou mais energia do que absorveu. Já
as reações acompanhadas de diminuição da temperatura são chamadas de endotérmicas, com certeza o sistema
absorveu mais  energia  para  quebrar  as  ligações  originais  do  que  liberou  quando  se  formaram  as  ligações  dos
produtos.
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Calorímetro  ­  Equipamento  utilizado  para medir  o  calor  envolvido  numa  reação  química  a  partir  da  variação  de
temperatura.
Tipos de reações químicas e condições para que ocorram
Como  já  percebemos  os  químicos  tendem  a  agrupar  fenômenos  e  substâncias  semelhantes  para  facilitar  a
compreensão  dos  processos  e  da  própria  dinâmica  das  transformações  químicas.  Já  vimos  isto  com  a  tabela
periódica e mais recentemente, no módulo anterior, com as funções inorgânicas.
Na verdade esta é uma característica comum das ciências. Sejam exatas, naturais, médicas ou humanas a busca
por um comportamento padrão que sirva de parâmetro de análise é a chave para que uma determinada situação
seja devidamente interpretada.
Com este ânimo a literatura descreve alguns tipos mais importantes de reações que serão comentadas a seguir. A
 apreensão destas  informações nos ajudará a estabelecer  pontos de  semelhança entre  determinados processos
facilitando a sua compreensão e a correta interpretação do que de fato está a ocorrer.
 
Síntese ou adição
A + B → C
Quando duas ou mais substâncias originam um único produto, por exemplo: O magnésio reage com o oxigênio do
ar, produzindo óxido de magnésio:
2 Mg(s) + 1 O2(g) → 2 MgO(s)
Essa reação é utilizada em flashes fotográficos descartáveis e foguetes sinalizadores.
Decomposição ou análise
A → B + C
Quando  uma  única  substância  origina  dois  ou mais  produtos,  por  exemplo: Um  composto  de  sódio  (NaN3(s))  é
utilizado nos air­bags — dispositivos de segurança presentes em muitos automóveis. Quando esses dispositivos são
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acionados, a rápida decomposição do NaN3(s) origina N2(g), e esse gás infla os air­bags.
2 NaN3(s) → 3 N2(g) + 2 Na(s)
Simples troca ou Deslocamento
A + XY → AY + X
Quando  uma  substância  simples  reage  com  uma  composta,  originando  uma  nova  substância  simples  e  outra
composta,  por  exemplo:  Quando  introduzimos  uma  lâmina  de  zinco  numa  solução  aquosa  de  ácido  clorídrico,
ocorre a formação de cloreto de zinco e a liberação do gás hidrogênio:
Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
Dizemos,então, que o zinco deslocou o hidrogênio.
Dupla troca
AB + XY → AY + XB
Quando duas substâncias compostas reagem, originando duas novas substâncias compostas, por exemplo: O ácido
sulfúrico reage com o hidróxido de bário, produzindo água e sulfato de bário, que é um sal branco insolúvel:
H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → 2 H2O(l) + BaSO4(s) ↓
Metais com água
Os metais  alcalinos  e  alcalino­terrosos  (exceto Mg)  reagem  rapidamente  com  a  água,  à  temperatura  ambiente,
produzindo gás hidrogênio e uma grande quantidade de calor.
Trata­se  na  verdade  de  uma  reação  de  deslocamento,  uma  vez  que  estes  metais  são  mais  reativos  que  o
hidrogênio. O magnésio também é capaz de reagir com a água, no entanto esta reação se dá de forma mais lenta.
Outros metais precisam ser aquecidos.
Na(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g) ↑
Metais com bases
Existem metais que além de reagir com ácidos são também capazes de reagir com bases. Alguns exemplos são
zinco, alumínio, estanho e chumbo.
2NaOH +Zn → Na2ZnO2 + H2(g)↑ (Sn e Pb reagem de forma análoga);
2NaOH + 2Al + 2 H2O → 2NaAlO2 + 3H2(g)↑
Hidretos iônicos com água
Hidretos  são  compostos normalmente binários  formados por  hidrogênio. Os hidretos alcalinos e alcalino­terrosos
são iônicos, tendo o hidrogênio carga ­1 por causa da maior eletronegatividade do ametal diante dos elementos das
famílias 1 e 2.
Esses hidretos reagem fortemente com a água produzindo hidrogênio gasoso e muito calor.
NaH + H2O → NaOH + H2;
CaH2 + H2O → Ca(OH)2 + H2.
Reações Químicas no Cotidiano: O Bafômetro
O bafômetro contém:
⇒ Um sistema para colher uma amostra do hálito do suspeito;
⇒ Dois frascos de vidro contendo a mistura para a reação química;
⇒ Um sistema de fotocélulas ligado a um medidor que avalia a mudança de cor associada com a reação química.
⇒ Para medir o álcool, o suspeito respira dentro do dispositivo. 
A amostra de ar borbulha em um dos  frascos através de uma mistura de ácido sulfúrico, dicromato de potássio,
nitrato de prata e água. O princípio da avaliação se baseia na seguinte reação química:
Reação química do bafômetro
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Nessa reação:
1. O ácido sulfúrico remove o álcool do ar em uma solução líquida
2. O álcool reage com o dicromato de potássio para produzir:
⇒ sulfato de cromo
⇒ sulfato de potássio
⇒ ácido acético
⇒ água
O nitrato de prata é um catalisador, uma substância que faz a reação ocorrer mais rápido, sem participar dela. O
ácido sulfúrico, além de remover o álcool do ar, proporciona também a condição de acidez necessária para essa
reação.
Durante essa reação o íon dicromato, de cor vermelha­alaranjada, muda de cor para o verde do íon cromo quando
este  reage  com  o  álcool;  o  grau  de mudança  de  cor  está  diretamente  relacionado  com  o  nível  de  álcool  no  ar
exalado.
Para determinar a quantidade de álcool naquela amostra de ar, a mistura que sofreu reação é comparada a de um
frasco contendo uma mistura que não sofreu  reação no sistema de  fotocélulas, produzindo uma corrente elétrica
que faz a agulha do medidor se mover do seu ponto de repouso. O operador, então, gira um botão para trazer a
agulha de volta ao ponto de repouso e lê o nível de álcool a partir do botão: quanto mais o operador precisar girar o
botão para retorná­la ao repouso, maior é o nível de álcool.
Reatividade dos Metais e Ametais
Ao mergulhar um fio de cobre numa solução aquosa de nitrato de prata,  forma­se um depósito de prata metálica
sobre o fio. A reação, que é equacionada como:
Cu  +  2  AgNO3 →  2  Ag  +  Cu(NO3)2,  revela  que  o  cobre  é  mais  reativo  que  a  prata  seguindo  o  princípio  da
reatividade dos metais.
Fila de Reatividade dos Metais:
Escala de reatividade de metais
Os metais que têm maior tendência de ceder elétrons são mais reativos e aparecem no início da fila de reatividade
dos metais. Os metais menos reativos, com menor tendência de ceder, aparecem no final da fila. Os metais reativos
doam elétrons para os menos reativos espontaneamente, estabelecendo assim, as reações espontâneas. Quando
ocorre  o  inverso,  ou  seja,  um metal  menos  reativo  cede  elétrons  para  um metal  mais  reativo,  constitui­se  uma
reação não espontânea.
Fila de Reatividade dos Ametais:
Escala de reatividade de ametais
Quanto mais eletronegativo é o ametal, maior a sua reatividade.
 
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