U3 REACOES QUiMICASa

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Química Geral 
Reações Químicas 
2QUI046 
Maria Josefa 
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QUÍMICA GERAL I 
Profa. Maria Josefa Santos Yabe 
 
UNIDADE 3- REAÇÕES QUÍMICAS 
 
Equações químicas - simbolizando reações 
balaceamento de equações 
Reações de precipitação - equações de rede iônica 
reações de precipitação na química 
Reações ácido-base - ácidos e bases de Arrhenius 
neutralização 
Reações redox - transferência de elétrons 
 A série de atividade 
 balanceamento usando semi-reações 
 
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OBJETIVOS 
Descrever reações simbolicamente 
Organizar observações sobre as reações através da identificação de 
características 
Aplicar regras de balanceamento 
 
 
A transformação de uma substância em outras através de reações 
químicas é a essência da química 
 
 
EQUAÇÕES QUÍMICAS 
 
REAGENTES PRODUTOS 
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Equação química- é uma expressão que apresenta as fórmulas químicas 
dos reagentes e dos produtos 
Apresenta as identidades das substâncias (informação qualitativa) e 
mostra que o número de cada tipo de átomo é preservado 
 
 
 A classificação das reações ajuda a reconhecer padrões para 
facilitar a sua compreensão e uso; manifestar e interpretar 
fenômenos de transformação. 
 Uma vez identificado o tipo de reação, pode-se fazer previsões 
sobre casos específicos, variando os compostos em reação. 
 
 
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Quadro R1. Classificação de reações 
Tipos de reação Características 
síntese formação de um composto a partir de materiais mais simples 
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) 
decomposição formação de substâncias mais simples a partir de um material 
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 
metátese 
(dupla-troca) 
troca de parceiros 
2NaCl(aq) + Pb(NO3)2(aq) 2NaNO3(aq) + PbCl2(s) 
combustão reação com oxigênio para formar CO2, H2O, NOx e óxidos de qlq elemento presente 
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) 
corrosão reação de um metal com oxigênio para formar óxido do metal 
4Fe(s) + 3O2(g) 2Fe2O3(s) 
evolução de gás formação de gás 
CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) 
precipitação formação de precipitado qdo uma solução é adicionada a outra 
3CaCl2(aq) + 2Na3PO4(aq) Ca3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq) 
neutralização reação entre um ácido e uma base 
HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) 
redox transferência de elétrons de uma espécie a outra 
2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s) 
 
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SIMBOLIZANDO REAÇÕES 
Figura R1. Uma reação química é o 
arranjo dos átomos 
presentes nos reagentes em 
grupamentos característicos 
de produtos 
 
 
 
 
 
 
 
Figura R2. Carbonato de cálcio sólido (composto iônico) se decompõe em óxido de cálcio (composto 
iônico) e dióxido de cálcio (gás). Em uma reação de decomposição uma substância se transforma 
em substâncias menos complexas, que podem ser elementos ou outros compostos. Neste caso, o 
composto sólido CaCO3 se decompõe em dois compostos: CaO e CO2 
Reação de 
Síntese
O2 
H2 H2O 
Reação de 
decomposição CO2 
O2
Ca2+Ca2+ 
CO32 
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BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES 
 
Uma equação química é balanceada qdo o mesmo número de átomos de 
cada elemento aparece em ambos os lados da flecha 
 
H2(g) + O2(g) H2O(l) 
 
H2(g) + O2(g) H2O(l) 
 
 balancear primeiro o elemento que ocorre o menor número de vezes e 
por último o que ocorre o maior número de vezes 
 uma equação nunca deve ser balanceada através da mudança nos 
subscritos nas fórmulas químicas 
 
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ExR1. CH4 + O2 CO2 + H2O 
CH4 + O2 CO2 + H2O 
CH4 + O2 CO2 + H2O 
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) 
 
Balanceando equações 
R1. O elemento Ba é obtido de seu óxido, BaO, pela reação com 
alumínio fundido. Qdo alumínio e óxido de bário são aquecidos 
juntos, começa uma reação vigorosa e bário líquido elementar e 
óxido de alumínio são formados. Escrever a equação química para a 
reação. 
R2. O metal alcalino terroso Cálcio reage com água fria para formar 
uma solução aquosa de hidróxido de cálcio e gás hidrogênio. 
Escrever a equação balanceada para a reação. 
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REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO 
 
 
 
 
 
Figura R3. Em uma reação de precipitação, duas substâncias solúveis reagem para produzir um 
precipitado de uma nova substância. Um segundo produto, solúvel, fica geralmente em 
solução 
 
 
 
Ag+ , NO3
Na+ , Cl
Na+ , NO3 
Ag Cl 
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EQUAÇÃO IÔNICA- apresenta os íons 
 
 
 
 
 
Escrevendo uma equação iônica 
R3. A equação química para a reação de precipitação na qual iodato de 
bário é formada quando soluções aquosas de nitrato de bário e 
iodato de amônio são misturadas é: 
R4. Escrever a equação iônica para a reação na qual soluções aquosas 
de nitrato de prata e cromato de sódio são misturadas para dar um 
precipitado de cromato de prata. 
 
 
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USO DE REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO NA QUÍMICA 
Se um composto MX é insolúvel em água, então a equação iônica para 
sua precipitação é : 
M+(aq) + X(aq) MX(s ) 
MA(aq) + BX (aq) MX(s ) + BA (aq) 
ExR2. A equação iônica para a reação entre soluções de nitrato de prata 
com cloreto de sódio 
 
 
 
A solubilidade dos compostos é uma propriedade útil para predizer 
qual o precipitado (se existir algum) qdo são misturadas duas soluções 
 
 
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Quadro R2. Solubilidade de compostos iônicos em água 
compostos solúveis compostos insolúveis 
compostos com elementos 
do grupo I 
CO32, PO43, C2O42, 
CrO42, exceto compostos 
com elementos do Grupo I e 
NH4+ 
compostos de NH4+ S2, exceto compostos com 
elementos dos grupos I e II e 
NH4+ 
Cl,Br,I, exceto de Ag+, 
Hg22+, Pb2+ 
OH e O2, exceto compostos 
com elementos dos grupos I 
e II 
Ca(OH)2 e Sr(OH)2 são 
levemente solúveis 
NO3, ClO3, 
ClO4,CH3CO2 
 
SO42, exceto Sr2+, Ba2+, 
Pb2+ 
 
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ExR3. De acordo com o quadro de solubilidade em água, o PbI2 é 
insolúvel: ele é formado qdo soluções de Pb2+ e I são misturadas. 
Escolher dois sais solúveis destes íons e escrever a equação iônica: 
 
 
 
 
Prevendo a formação de uma reação de precipitação 
R5. Predizer o produto qdo soluções aquosas de fosfato de sódio e 
nitrato de chumbo são misturadas, e escrever a equação iônica. 
R6. Predizer a identidade do produto sólido qdo soluções aquosas de 
sulfeto de amônio e sulfato de cobre são misturadas, e escrever a 
equação iônica para a reação. 
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REAÇÕES ÁCIDO-BASE 
Ácido- composto que contém hidrogênio e libera íons H+ em água 
(Arrhenius) 
Base- composto que produz íons OH em água (Arrhenius) 
 
NEUTRALIZAÇÃO 
é a reação entre um ácido e uma base para formar um compsoto neutro e 
água 
ExR4. 
 
Ácido + Base Sal + água 
 
 
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Ácido + Base [cátion][ânion] + água 
 
 
A equaçãoiônica da reação entre ácido clorídrico e hidróxido de sódio 
é: 
 
 
Prevendo a formação de uma reação de neutralização 
R7. Qual o sal produzido na reação entre soluções aquosas de hidróxido 
de bário e ácido sulfúrico? 
R8. Quais soluções de ácido e base devem ser utilizadas para preparar 
nitrato de rubídeo? 
 
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REAÇÕES REDOX 
reações nas quais ocorre transferência de elétrons 
 
2Mg(s) + O2(g) 2Mg2+(s) + 2O2(s) 
 
 
 
Mg(s) + Cl2(g) Mg2+(s) + 2Cl(s) 
 
 
Oxidação- perda de elétrons 
Semi-reação: Mg(s) Mg2+(s) + 2e 
Redução- ganho de elétrons 
Semi-reação: O2(g) + 4e 2O2(s) 
2x2e 
2MgO(s) 
2e 
MgCl2(s) 
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Escrevendo semi-reações 
R9. Escrever a equação para a semi-reação na qual (a) zinco metálico é 
oxidado a íons zinco em solução aquosa e (b) íons hidrogênio são 
reduzidos a gás hidrogênio em solução aquosa. 
R10. Escrever a equação de cada semi-reação (a) oxidação de íons Fe 
(II) a íons Fe (III) em solução aquosa (b) redução de íons cobre (II) 
a cobre metálico em solução aquosa. 
 
NÚMEROS DE OXIDAÇÃO 
estão relacionados a perda e o ganho de elétrons 
 o Nox de um elemento é zero 
 o Nox de um íon monoatômico é igual ao número de carga daquele íon 
 
 
 
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Calculando os Nox 
R11.Calcular os Nox dos elementos em (a) SO2 e (b) SO42. 
R12.Calcular os Nox dos elementos: (a) H2S, (b) PO43, (c)NO3 
 
REAÇÕES REDOX 
é uma reação na qual ocorrem os processos de oxidação e de redução 
 
 se houver uma variação nos Nox a reação é REDOX 
 a equação química de uma reação redox é a soma das semi-reações de 
oxidação e de redução nas quais um processo pode ser 
conceitualmente dividido 
 
 
 
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 2Mg(s) 2Mg2+(s) + 4e 
 
 O2(g) + 4e 2O(s)2 
 
 2Mg(s) + O2(g) + 4e 2Mg2+(s) + 2O(s)2 + 4e 
 
 
 
2Mg(s) + O2(g) 2Mg2+(s) + 2O(s)2 
 
 
 
 
2MgO(s) 
Reação redox 
Semi-reação da oxidação do Mg 
Semi-reação da redução do O2 
Que equivale a: 
0 2+ 
0 2 
Oxidação
Redução
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Escrevendo a equação para uma reação redox 
R13. Usar semi-reações de oxidação e redução para escrever a equação 
química para a oxidação do alumínio a alumina, Al2O3. Esta é 
uma reação de corrosão que ocorre qdo alumínio é exposto ao ar. 
R14. Usar semi-reações de oxidação e redução para escrever a equação 
química balanceada para a reação do ferro com oxigênio para 
formar Fe2O3. 
 
Agente oxidante- é a espécie que remove elétrons da espécie que está 
sendo oxidada e se torna reduzida na reação 
sofre uma diminuição no Nox 
Agente redutor- é a espécie que fornece elétrons para a espécie que está 
sendo reduzida e se torna oxidada 
 sofre um aumento no Nox 
 
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Alguns oxoânions como NO3 e MnO4 são agentes oxidantes 
poderosos, particularmente em soluções ácidas 
 
Identificando os agentes oxidantes e os redutores 
R15. Qdo uma solução ácida de dicromato de potássio é misturada com 
uma solução de cloreto de ferro (II), são formados íons ferro (III) 
e crômio (III). Qual espécie é oxidada e qual é reduzida? 
Identificar o agente redutor e o oxidante. 
R16. No processo Clauss para a recuperação do enxofre do gás natural e 
do petróleo, ácido sulfídrico reage com dióxido de enxofre para 
formar enxofre elementar e água: 
2H2S(g) + SO2(g) 3S(s) + 2H2O(l). Qual espécie é oxidada e qual 
é reduzida? Identificar o agente redutor e o oxidante. 
 
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A SÉRIE DE ATIVIDADE 
 Zn metálico pode reduzir íons Cu2+ a Cu metálico 
 Cu metálico não reduz íons Zn2+ a Zn metálico 
 
estas observações sugerem que os metais podem ser arranjados em 
uma certa ordem, baseada em sua habilidade de reduzir os íons de 
outros metais (e às vezes não-metais), refletindo sua capacidade de 
liberar elétrons e a capacidade de seus íons receberem elétrons 
 
 
 
 
 
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Quadro R3. Série de atividade dos metais. Uma lista de metais arranjados de forma que um metal possa 
reduzir os cátions formados por qualquer dos metais abaixo dele relacionados 
elemento forma 
reduzida 
forma 
oxidada
redutor mais forte 
potássio K K+ 
sódio Na Na+ 
magnésio Mg Mg2+ 
crômio Cr Cr2+ 
zinco Zn Zn2+ 
ferro Fe Fe2+ 
níquel Ni Ni2+ 
estanho Sn Sn2+ 
chumbo Pb Pb2+ 
(hidrogênio) H2 H+ 
cobre Cu Cu2+ 
mercúrio Hg Hg22+ 
prata Ag Ag+ 
platina Pt Pt2+ 
ouro Au Au+ 
redutores mais fracos 
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Decidindo se um ácido pode oxidar um metal 
R17. Haveria evolução de hidrogênio se ácido clorídrico fosse colocado 
sobre um pedaço de níquel? 
R18. A prata poderia ser escolhida para produzir hidrogênio a partir de 
ácido clorídrico? 
 
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES USANDO SEMI-REAÇÃO 
 
Balanceamento de reações redox pode ser feito através do uso 
sistemático de semi-reações 
 
 
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ExR5. Oxidação do ácido oxálico pelo íon permanganato em solução 
ácida: 
2MnO4(aq) + 6H+(aq) + 5H2C2O4(aq) 2Mn2+(aq) + 10CO2(g) + 8H2O(l) 
 
Quais as espécies oxidadas e quais as reduzidas? 
 
 MnO4(aq) + H2C2O4(aq) Mn2+(aq) + 10CO2(g) 
 
 
agente oxidante: ____________________ 
agente redutor: ____________________ 
 
 
7+ 2+ 
3+ 4+ 
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Procedimento: 
1. Escrever as duas equações para as semi-reações 
semi-reação de redução: _____________________________ 
semi-reação de oxidação: ____________________________ 
 
2. Balancear por inspeção todos os elementos nas semi-reações, exceto 
O, H e a carga (Heteroátomos) 
semi-reação de redução: _____________________________ 
semi-reação de oxidação: ____________________________ 
 
3. Balancear os átomos de O e H. Para oxoânions em solução ácida, 
balancear H e O adicionando H+ e H2O, respectivamente. 
 
 
 
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(a) Primeiro balancear os átomos de O pela adição de H2O: 
semi-reação de redução: Adicionar 4H2O na direita para balancear os 
4 átomos da esquerda 
________________________________________________ 
semi-reação de oxidação: os átomos de oxigênio já estão balanceados 
__________________________________________________ 
(b) Adicionar H+ para balancear os H no outro lado das semi-reações: 
semi-reação de redução: Adicionar 8H+ na esquerda para balancear os 
8 átomos de H da direita 
_________________________________________________ 
semi-reação de oxidação: a equação precisa de 2 H+ na direita para 
balancear os H do H2C2O4 na esquerda 
_________________________________________________ 
 
 
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4. Balancear as cargas elétricas por adição de elétrons: 
semi-reação de redução: para balancear 2 cargas + na direita e 7+ na 
esquerda, são necessários 5e na esquerda 
_________________________________________________ 
semi-reação de oxidação: são necessários 2e nadireita para cancelar 
as 2 cargas + 
__________________________________________________ 
 
5. Preparar as duas semi-reações para a soma, tornando o número de 
elétrons idêntico em ambos os lados. Multiplicar a redução por 2 e a 
oxidação por 5 
semi-reação de redução: _____________________________ 
semi-reação de oxidação: ____________________________ 
 
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6. Combinar as duas semi-reações. 
(a) Adicionar as duas semi-reações da etapa 5 
__________________________________________________________
____________________________________________ 
(b) Simplificar a equação pelo cancelamento das espécies iguais nos 
dois lado. Neste exemplo, 10e e 10H+ podem ser cancelados 
__________________________________________________________
____________________________________________ 
 
 
(c) Finalmente, colocar o estado de todas as espécies 
__________________________________________________________
____________________________________________ 
 
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Balanceando equações redox através de semi-reações 
R19. Qdo ácido nítrico diluído é colocado em uma peça de cobre 
metálico, são formados íons cobre (II) e óxido de nitrogênio (II). 
Escrever a equação balanceada para a reação. 
 
R20. Qdo permanganato de potássio acidificado é misturado com uma 
solução de ácido sulfuroso, são produzidos ácido sulfúrico e íons 
manganês (II). Escrever a equação química para a reação. Em 
solução aquosa ácida, ácido sulfuroso está presente como moléculas 
não ionizadas e ácido sulfúrico como íons HSO4. 
 
 
 
 
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Reações redox em solução básica 
Qdo a reação é feita em solução básica, esta é rica em íons OH e 
moléculas de H2O, então estas duas espécies serão usadas para 
balancear os átomos de H e de O 
 
ExR6. Balancear a reação entre íons permanganato com íons brometo 
em solução básica, com formação de óxido de manganês (IV) 
sólido e íons bromato: