Relatório de Química Prática - Prática 6 - Reações Químicas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO - UFOP
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas
Departamento de Química
Sabrina Penna Carvalho
Saulo Neves Bento
Thiago Rodrigues Amorim
PRÁTICA IX:
Reações Químicas 
Ouro Preto
01/07/2016
OBJETIVOS
	Determinar, qualitativamente, evidências de ocorrência ou não de uma reação química, a partir da análise dos procedimentos. Além de compreender os tipos de reações químicas.
INTRODUÇÃO
	Uma reação química é a transformação da matéria onde ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. É o processo onde uma substância é transformada em outra(s). Envolve mudanças relacionadas à alteração nas conectividades entre os átomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes ou ainda na conversão do tipo de energia entre dois tipos de isômeros. Várias dessas reações químicas estão presentes diariamente em nossas vidas, a ferrugem e o fogo são alguns desses exemplos. A maneira de preparar a solução para a análise depende da natureza da amostra e do método a ser usado na determinação do constituinte desejado. Portanto, cada reação química tem suas condições próprias que devem ser satisfeitas para que seja possível obter a sua realização.
	Pode-se representar uma reação química através de uma equação química, que é uma forma abreviada e simbólica, sendo:
 2H2 + O2 2H2O
	As moléculas da parte inicial da reação são chamadas de reagentes, no caso do exemplo acima, representado por 2H2 e O2 e o resultado da reação é chamado de produto, representado por 2H2O também dado no exemplo acima. Pela lei da conservação das massas pode-se dizer que término de uma reação química, a massa total inicial dos reagentes é igual a massa total final dos produtos. Sendo assim, a massa é conservada quaisquer que sejam as modificações químicas ou físicas que a matéria sofra.
	Dentre as reações químicas, são observadas macroscopicamente algumas características como liberação de calor, liberação de luz, liberação de fumaça, liberação de odor, mudança da coloração e da massa em sistemas abertos.
As reações podem se classificar, entre outras, como reações de decomposição, de síntese, de troca simples ou de troca dupla.
As reações de decomposição consistem em uma substância composta se desdobrar em outras substâncias podendo ser simples ou composta. As reações de síntese ocorrem quando duas ou mais substâncias reagem entre si, resultando em uma nova substância. Quando os reagentes são substâncias simples, a reação de síntese é total e quando ao menos um dos reagentes é substância composta a reação de síntese é parcial. Já as reações de troca simples consistem em uma substância simples que reage com outra composta, produzindo outra substância composta e outra simples e por fim, a reação de troca dupla é aquela em que duas substâncias compostas produzem duas outras substâncias compostas. 
 
PARTE EXPERIMENTAL
	Os materiais utilizados foram: 2 tubos de ensaio, suporte para tubos de ensaio, pinça de madeira, pinça metálica, bico de Bunsen, palito de fósforo, palito, fita de magnésio com cerca de 2,0 cm de comprimento, cadinho, béquer, tubo de vidro, fenolftaleína, sódio sólido, clorato de potássio (KClO3), dióxido de manganês (MnO2), dióxido de bário (BaO2) e soluções de ácido sulfúrico (H2SO4) e permanganato de potássio (KMnO4).
Procedimentos:
Reação de decomposição
	Primeiramente pegou-se um tubo de ensaio com certa quantidade de clorato de potássio (KClO3) e dióxido de manganês (MnO2). Segurou-se o tubo de ensaio com a pinça de madeira e levou-o ao bico de Bunsen, na qual o aqueceu. Em seguida, pegou-se o palito e levou-se também ao bico de Bunsen para que ele ficasse em brasa e colocou-o dentro do tubo de ensaio aquecido.
Reação de síntese
	Observou-se um pedaço de fita de magnésio de estrutura flexível. Com a pinça de metal, colocou-se a fita no bico de Bunsen, aquecendo a outra extremidade. Quando foi iniciada uma reação nessa extremidade, removeu-se rapidamente a fita para o cadinho. 
Reação de deslocamento simples ou troca simples (demonstrativo)
	Colocou-se aproximadamente 2/3 de água em um béquer de 1 litro e foram adicionadas algumas gotas do indicador ácido-base fenolftaleína. Foi fixado um tubo de vidro resistente ao béquer e deixou-o imerso na água. 
	Em um pequeno recipiente de vidro, encontrou-se um cubo sólido de sódio metálico cortado em porções menores e mergulhado em querosene. Retirou-se um pequeno fragmento do sódio metálico e colocou-o cuidadosamente no interior do tubo de vidro. Em seguida, jogou-se um palito de fósforo com fogo. 
Reação de deslocamento duplo ou troca dupla
	Primeiramente pegou-se um tubo de ensaio com certa quantidade de BaO2 (dióxido de bário).
	Adicionou-se ao tubo de ensaio 40 gotas de H2SO4 (ácido sulfúrico). Agitou-se o tubo de ensaio e aguardou-se o processo de decantação. Em seguida, acrescentou-se algumas cinco gotas da solução de KMnO4 e novamente agitou-se o tubo de ensaio. 
 
RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Na reação de decomposição, foi possível observar que houve liberação de um gás e a mistura borbulhou e se estilhaçou. Quando o palito foi levado ao bico de Bunsen ele ficou em brasa, houve a lenta diminuição de sua massa e a coloração da sua ponta ficou vermelha, caracterizando a brasa. Ao levar o palito em brasa no tubo de ensaio aquecido houve uma chama dentro do tubo.
Já na reação de síntese, foi observado primeiramente o aspecto da fita de magnésio, sendo ela de cor cinza possuindo brilho metálico e flexível. Na ocorrência da reação, houve uma espécie de flash produzido, com uma grande liberação de luz branca. A fita, após a reação, apresentou-se na cor branca e desgastada. No cadinho restou um material branco e cinzento.
Na reação de simples troca, primeiramente observou-se que, em um pequeno recipiente de vidro, estava o sódio sólido mergulhado no querosene, cortado em porções menores e com uma superfície externa amarelada, que é a superfície oxidada e o interior cinzento. Pôde-se perceber que a solução contida no béquer (água e fenolftaleína), ao entrar em contato com o sódio, ficou rosa. Ao jogar o fósforo no tubo de vidro, durante a reação de deslocamento simples, foi verificada a liberação de um gás, a partir da chama que se desprendeu. Após a reação, observou-se liberação de gás branco, odor forte, som e coloração rósea (a cor comprova a formação de base). 
	Na reação de troca dupla, após a mistura de BaO2 e H2SO4 e a decantação, observou-se a formação de um precipitado e de um líquido de aspecto 
“leitoso”. Após a adição de KMnO4, houve liberação de gás. A mistura final deveria se mostrar transparente, mas acabou não descolorindo nesta análise, significando que o precipitado não reagiu.
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Um método muito utilizado para se obter gás oxigênio em escala de laboratório é fazer a decomposição térmica (aquecimento) do clorato de potássio (KClO3), usando o dióxido de manganês (MnO2) como catalisador. O dióxido de manganês, como já foi dito, funciona como um catalisador, diminuindo a temperatura necessária para fazer a decomposição, por tanto não participa da reação. O oxigênio é o responsável por provocar a combustão do palito em brasa. Para que ocorra a combustão, é necessário o combustível, o comburente e a fonte de ignição. Nesse experimento, o combustível é o clorato de potássio, o comburente é o oxigênio e a fonte de ignição é o dióxido de manganês, compondo então o “triângulo de fogo”. 
	Na reação de decomposição, houve a seguinte reação química: 
 MnO2 
KClO3(s) KCl(s) + 3/2 O2(g)
Na reação de síntese, o fato da fita se aquecer, é explicado pela liberação de magnésio, o qual depois se encontra branco, pois sofre oxidação, sendo assim sua massa aumenta. Esta reação liberou muita luz em forma de um flash, como já foi dito. E liberou também muito calor, pois o cadinhoficou muito quente.
	Nesta reação, um único composto é obtido a partir de dois outros compostos, obedecendo à seguinte relação de equação: 
Mg(s) + ½ O2 (g) MgO(s) 
Na reação de simples troca, foi observado que o fato de ter produzido som na explosão do fogo em contato com o sódio metálico é causado pela contração do ar, uma vez que o volume líquido é menor. Pôde-se perceber também que o sódio boia sobre a água, por ter sua densidade menor. As reações de deslocamento simples ou simples troca são um tipo de reação de oxirredução, pois há transferência de elétrons da substância simples para a composta.
	No deslocamento simples, segue-se a equação do experimento:
Na(s) + H2O(l) NaOH(aq) + ½ H2(g)
Por último, na reação de deslocamento duplo, como foi observado, houve uma precipitação da mistura final contida no tubo de ensaio. Isso é comum pelo fato do BaSO4 ser pouco solúvel em água. Além disso, pôde-se observar que o permanganato de potássio (KMnO4) reage com a água oxigenada (H2O2) em meio ácido. A solução de permanganato é violeta, mas, com o tempo, observa-se que ocorre uma descoloração da solução, que libera gás oxigênio. Essa descoloração é causada pelo fato do permanganato reduzir e, assim, o H2O2 oxidar.
I - BaO2(s) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + H2O2(aq)
II - BaSO4(s) + H2O2(aq) + KMnO4(aq) BaSO4(s) + KOH(aq) + MnO2(aq) + O2(g)
6. CONCLUSÕES
Ao término destes experimentos, pôde-se perceber que o objetivo inicial foi concluído com êxito, uma vez que através de reações como de síntese, de decomposição, de troca simples e troca dupla foi possível observar as características macroscópicas como liberação de gás, liberação de calor, odor, som, mudança de coloração e mudança de massa em sistemas abertos. Além disso, foi possível notar que a teoria condiz com a prática, uma vez que na reação de síntese formou uma nova substância através de duas outras substâncias, na reação de decomposição uma substância composta se transformou em outras duas substâncias, na reação de simples troca uma substância simples reagiu com uma substância composta formando outra substância simples e outra composta e por último, a reação de dupla troca na qual duas substâncias compostas produziram outras duas substâncias compostas.
Essa prática foi essencial para um entendimento melhor sobre reações químicas, incluindo os tipos e as características que ocorrem durante a mesma.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMARAL, Marco Antônio. Tipos de Reações Químicas. Disponível em < http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=868 >. Acesso em 11/07/2016.
ANEXO
Questionário:
3.1. Escreva todas as equações das reações feitas na prática.
Reação de decomposição:
 MnO2 
KClO3(s) KCl(s) + 3/2 O2(g)
Reação de síntese: 
Mg(s) + ½ O2 (g) MgO(s) 
Reação de deslocamento simples ou troca simples:
Na(s) + H2O(l) NaOH(aq) + ½ H2(g)
Reação de deslocamento duplo ou troca dupla:
I - BaO2(s) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + H2O2(aq)
II - BaSO4(s) + H2O2(aq) + KMnO4(aq) BaSO4(s) + KOH(aq) + MnO2(aq) + O2(g)
3.2. Que função tem o peróxido de hidrogênio na reação de descoramento de permanganato de potássio em meio ácido?
O peróxido de hidrogênio (H2O2) decompõe o permanganato de potássio (KMnO4), gerando os produtos expostos na seguinte reação: 
BaSO4(s) + H2O2(aq) + KMnO4(aq) BaSO4(s) + KOH(aq) + MnO2(aq) + O2(g)
3.3. Sabemos que as reações nos itens 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4 são reações de oxirredução. Dizer qual é a substância reduzida e a oxidada para cada uma dessas reações. 
Procedimento 2.1: MnO2 
KClO3(s) KCl(s) + 3/2 O2(g)
O é o agente redutor: seu Nox foi de -2 nos reagentes para 0 nos produtos (oxidou). Cl é o agente oxidante: seu Nox foi de +5 nos reagentes para-1 nos produtos (reduziu).
Procedimento 2.2: Mg(s) + ½ O2 (g) MgO(s) 
Mg é o agente redutor: seu Nox foi de 0 nos reagentes para +2 nos produtos (oxidou).
O é o agente oxidante: seu Nox foi de 0 nos reagentes para -2 nos produtos (reduziu).
Procedimento 2.3: Na(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + ½ H2(g)
Na é o agente redutor: seu Nox foi de 0 nos reagentes para +1 nos produtos (oxidou). 
H é o agente oxidante: seu Nox foi de +1 nos reagentes para 0 nos produtos (reduziu).
3.4. Mostre por uso de equações, como peróxido de hidrogênio pode ser um agente redutor e um agente oxidante.
Peróxido de hidrogênio (H2O2) 
Caso I: Na reação: H2O2 + Na2 → 2 NaOH
Na é o agente redutor: seu Nox foi de 0 (substância pura) nos reagentes para +1 nos produtos (oxidou).
O é o agente oxidante: seu Nox foi de -1 nos reagentes para -2 nos produtos (reduziu).
Caso II: Na reação: H2O2 + Cl2 → 2HCl + O2
O é o agente redutor: seu Nox foi de -1 nos reagentes para 0 nos produtos (oxidou).
Cl é o agente oxidante: seu Nox foi de 0 (substância pura) nos reagentes para -1 nos produtos (reduziu).
Portanto, o peróxido de hidrogênio (H2O2) pode ser um agente oxidante (caso I) ou um agente redutor (caso II).
3.5. Dar um exemplo de reação química conforme a classificação da reação de:
 	a) decomposição
2KClO3+ MnO2 → 2KCl + 3O2, onde o clorato de potássio (KClO3) se decompõe.
	b) síntese
2Mg + O2 → 2MgO + luz , onde o magnésio (Mg) juntamente com o gás oxigênio (O2) sintetiza óxido de magnésio (MgO). 
	c) deslocamento
2Na + 2 H2O → 2NaOH + H2 , onde há troca de elétrons entre os elementos, como por exemplo, entre Na e H.
3.6. Qual a diferença entre equação e reação química?
	A equação química é apenas uma maneira gráfica de demonstrar o que está presente no experimento e não fornece dados sobre as condições experimentais ou se qualquer energia (sob forma de calor ou luz) está envolvida no processo. Além disso, a equação química não é capaz de indicar se uma reação é explosiva ou em qual intervalo de tempo ela acontecerá.
	Uma reação química é o real processo de interação e/ou modificação dos elementos, onde todos os fatores estão envolvidos na mesma, como por exemplo, temperatura, tempo de ocorrência, pressão, e demais agentes consideráveis.