Relatório 5-Estudo das reações químicas

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Introdução
Uma reação química consiste num rearranjo dos átomos de um conjunto de combinações para outro, onde átomos individuais permanecem intactos. Para que uma reação química ocorra entre duas ou mais substâncias, os íons ou moléculas constituindo os reagentes devem entrar em contato uns com os outros, resultando na transformação química. As equações químicas mostram as transformações químicas que ocorrem durante as reações, ou seja, uma equação química fornece uma visão do tipo “antes e depois” de uma reação química. As substâncias que ao reagirem sofrem transformação são chamadas de reagentes, já as substâncias que resultam dessa reação são denominadas produto.
Existem vários tipos de reações químicas:
Reação de síntese ou adição: É uma reação onde, as substâncias reagem formando uma única substância. Ela pode ser descrita como: A + B AB. Nesse tipo de reação os reagentes não são precisam ser obrigatoriamente substâncias simples, mas o produto é sempre uma substâncias mais complexa que as que o originaram.
Reação de análise ou decomposição: Reação na qual uma substância (reagente) reage dando origem a produtos menos complexos. Ela pode ser descrita como: AB A + B. 
Reação de deslocamento ou simples troca: Uma reação de deslocamento ou simples troca ocorre quando uma substância simples reage com uma composta formando novas substâncias simples e compostas. Ela pode ser descrita como: AB + C A + CB. Essa reação somente ocorre se a substância simples for mais reativa que o elemento que for ser deslocado do composto. Para isso é necessário saber que quanto à reatividade: mentais nobres < hidrogênio<metais comuns< metais alcalinos e metais alcalinos terrosos.
Reação de dupla troca: Reação em que os cátions e ânions trocam de parceiro. Esse tipo de reação só vai ocorrer se, quando comparado aos reagentes, o produto for ou mais volátil, ou menos ionizado, ou insolúvel. Essa reação pode ser descrita como: AB + CD AD + CB
Reação de oxidação-redução: É uma reação na qual, os agentes oxidantes provocam oxidação (perda de elétrons) e sofrem redução e os agentes redutores provocam redução (ganha de elétrons) e sofrem oxidação.
Esse relatório têm como objetivo identificar, através da descrição e discussão de experimentos, os diferentes tipos de reações químicas, classificando e equacionando as mesmas.
Materiais e métodos
Materiais 
-Estantes com tubos de ensaio
-Pipetas de 3,0 ml
-Espátula
-Tubos de ensaio
-Béquer de 100 ml
-Bastão de vidro
Reagentes
-Solução de Cloreto de Sódio 1,0 M
-Solução de Iodeto de Potássio a 0,1 M
-Solução de Brometo de Potássio 0,1 M
-Solução de Cloreto de Ferro III a 3%
-Solução de Hidróxido de Sódio a 10%
-Solução de Hidróxido de Sódio 1 M
-Fio de Cobre
-Solução de Nitrato de Prata a 5%
-Palha de Aço
-Solução de Sulfato de Cobre II 1 M
-Carbonato de Cálcio
-Solução de Ácido Clorídrico 1 M 
-Acetato de Sódio
-Água Destilada
Procedimento Experimental
Foram realizados sete experimentos utilizando diferentes substâncias, os experimentos em si embasam nos tipos de reação química, mas para que se obtenha melhores observações e resultados, a prática foi dividida em experimento 1, experimento 2, e assim sucessivamente até o último experimento realizado. 
Antes do início dos experimentos, os tubos de ensaio foram numerados em algarismo romano, e tomou-se o cuidado de separar pipetas volumétricas e espátulas para cada tipo de reagente. Para manusear os compostos aquosos, foram utilizadas pipetas de 5ml. Entretanto, para os sólidos, Hidróxido de Sódio, Acetato de Sódio e Carbonato de Cálcio, utilizou-se de espátulas para manuseio correto.
Experimento 1
Colocou-se no tubo de ensaio I, 5ml de solução de Cloreto de Sódio – NaCl(aq) e outros 5ml de Brometo de Potássio – KBr(aq. Assim que se iniciou à reação, anotou-se as atividades que observou-se que ocorreram no tubo de ensaio I.
Experimento 2
Adicionou-se ao tubo de ensaio II 5ml de solução de Cloreto de Ferro III – FeCl3(aq), concentrado em 3% p/v (massa por volume). Logo em seguida, foi adicionado no tubo 1ml de solução de hidróxido de sódio – NaOH(aq), com concentração de 10% p/v. Neste processo, também houveram anotações, a partir das observações das reações que ocorreram no interior do tubo II. Sobretudo, ressalta-se que caso a reação no tubo não fosse da maneira esperada, não necessitaria de hesitação para adicionar mais base no tubo.
Experimento 3
Colocou-se no tubo de ensaio III, 3ml de Nitrato de Prata (AgNO3) em solução aquosa, para reagir com esse composto, adicionou-se 1cm de comprimento de fio de cobre. Observou-se por cerca de 7 minutos, anotando-se as equações e as observações encontradas durante a reação. Também, classificou-se a reação para melhores informações de seus resultados.
Experimento 4
Nessa experimento, foram adicionados 3ml de Sulfato de Cobre II – CuSO4(aq) ao tubo IV, após isso, foi uma porção de palha de aço foi colocada no tubo, empurrando-a com um bastão de vidro, para que a mesma ficasse completamente submersa na solução. Assim como nas etapas anteriores, anotou-se as informações relevantes, classificou-se e equacionou-se a reação.
Experimento 5
O quinto experimento ocorreu de forma semelhante aos demais, colocou-se 1g de Carbonato de Cálcio (CaCO3) no tubo de ensaio V. Em seguida, adicionou-se 5ml de HCl [Ácido Clorídrico (1M)]. Ao reagir dos compostos, anotou-se as atividades da reação equacionando-a e classificando-a.
Experimento 6
No sexto experimento, colocou-se em um béquer uma quantidade razoável de água destilada, após isso, transferiu-se, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, 5ml do líquido para o tubo VI. Em seguida, com o auxílio de uma espátula, dissolveu-se uma pequena quantidade de Hidróxido de Sódio (NaOH)(s), na água destilada que estava no tubo de ensaio VI.
Experimento 7
Neste último experimento, colocou-se em um béquer uma quantidade razoável de água destilada, em seguida, transferiu-se, com o auxílio de uma pipeta volumétrica, 5ml do líquido para o tubo VII. Após isso, com o auxílio de uma espátula colocou-se uma pequena quantidade de Acetato de Sódio (NaCH3COO)(s). Nesta duas experiencias finais, verificou-se as temperaturas dos tubos, anotando-as para também classificar as soluções.
Resultados e Discussões
-Experimento 1
Quando adicionamos a solução de Brometo de Potássio à solução de Cloreto de Sódio, observamos que não houve mudança de coloração, isso porque quando dois sais em solução aquosa são misturados, eles geralmente não mudam sua coloração, mas isso não significa que não ocorreu reação. A reação que ocorreu entre esses dois sais foi a reação de dupla troca, isso pode ser observado através da equação abaixo:
NaCl + KBr NaBr + KCl
Ao escrevermos a equação observamos o que estava descrito no conceito geral de uma reação dupla troca “Reação em que os cátions e ânions trocam de parceiro” os cátions sódio e potássio e os ânions cloro e bromo trocaram de parceiro, formando Brometo de Sódio e Cloreto de Potássio.
- Experimento 2
No segundo experimento, quando adicionamos a solução de hidróxido de sódio à solução de cloreto de ferro III, observamos que houve uma reação de dupla troca, entretanto, diferente do que aconteceu no primeiro experimento, nessa reação houve a mudança de coloração (para marrom) quando os sais reagiram, isso porque quando o cátion do sal reagiu com o ânion do hidróxido, houve a formação de uma base que possuía pouca solubilidade em água (Hidróxido de Ferro III- FeOH3), isso pôde ser percebido durante o experimento quando observamos a formação de uma massa sólida no fundo do tubo de ensaio. A equação química foi então:
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl3.
- Experimento 3
Inicialmente, quando adicionamos o fio de cobre ao nitrato de prata, não observamos nenhuma mudança, mas com o passar do tempo, percebemos que a solução, que inicialmente era transparente, mudou sua coloração para azul e que sobre o cobre formou-se uma camada cinza. A coloração ficou azul devido à formação de cátions cobre dissolvidosna solução. E a formação da camada cinza sobre o fio de cobre pode ser explicada através da reação química que ocorreu.
A reação química que ocorreu entre o fio de cobre e o nitrato de prata foi a reação de oxirredução, onde o cobre foi o agente redutor, doando elétrons para o cátion prata, e o nitrato de prata foi o agente oxidante, pois os cátions prata da solução de nitrato de prata receberam os elétrons do cobre, causando oxidação dele, com isso o processo de oxido-redução com simples troca, pode ser representado pela equação abaixo:
2AgNo3 + Cu Cu(NO3)2 + 2Ag
- Experimento 4
Na quarta etapa, também houve um processo redox com simples troca. Quando adicionamos a palha de aço ao sulfato de cobre II, a coloração também ficou azul, devido à presença de íons de cobre na solução, esses íons de cobre se depositaram sobre a palha de aço, na forma de cobre metálico, dissolvendo o ferro metálico presente em sua composição, O agente redutor nessa reação foi o sulfato de cobre II e o agente oxidante foi a palha de aço. A equação química da reação é a seguinte:
CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu.
- Experimento 5
Quando adicionamos ácido clorídrico a uma pequena porção de carbonato de cálcio, houve a formação de um novo sal, de água e de gás carbônico. A reação ocorreu bem rapidamente, mas percebemos que no final a coloração ficou branco gelo. A reação que ocorreu foi a reação de dupla troca, como pode ser observado na equação:
CaCO3(s) + 2 HCl(aq) H2O(l) + CO2(g) + CaCl2(aq)
-Experimento 6
No sexto experimento, observamos que quando o hidróxido de sódio foi diluído na água, houve liberação de calor, reação exotérmica, mas não houve mudança de coloração. A reação que ocorreu foi de dupla troca:
NaOH + H2O NaO + H3O+
- Experimento 7
Na sétima e última reação, analisamos a formação de uma base e de um monossacarídeo a partir de um sal e da água. 2C2H3NaO2 + 2H2O C4H8O4 + 2NaOH. O aspecto da solução final produzida continuou transparente. E percebemos um resfriamento, caracterizando a ocorrência de uma reação endotérmica.
Questionário
Em relação a etapa 1, responda:
Houve reação química? Por quê?
Sim, a reação que houve foi a de dupla troca que formou dois sais. 
Caso haver reação. Quais os nomes e as fórmulas dos produtos?
NaBr - Brometo de Sódio e KCl-Cloreto de Potássio.
2) Com relação à etapa 2, responda:
a) Qual a fórmula e o nome do composto insolúvel formado?
Hidróxido de Ferro III- FeOH3
Escreva a equação da reação que se processou e classifique-a.
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl3. - Reação de dupla troca
3) Com relação à etapa 3, responda
a) Qual a substância que se formou sobre o cobre?
A substância formada sobre o cobre foi a prata.
b) Por que a solução que era incolor tornou-se azul?
A coloração ficou azul devido à formação de cátions cobre dissolvidos na solução
c) Escreva a reação da equação e classifique-a.
2AgNo3 + Cu Cu(NO3)2 + 2Ag Reação de Oxirredução
4) Com relação à etapa 4, responda
a) Qual o nome da fórmula e dos produtos?
FeSO4 (Sulfato de Ferro) e Cu (Cobre)
b) A reação é reversível? Explique.
Não pois o cobre é mais reativo.
5) Com relação à etapa 5, responda
a) Qual o nome e a fórmula do gás formado?
Gás carbônico CO2
b) Escreva a equação da reação e classifique-a.
CaCO3(s) + 2 HCl(aq) H2O(l) + CO2(g) + CaCl2(aq) Reação de Dupla troca
c) Por que o H2CO3 não aparece no produto da equação?
Porque ele é produzido na primeira etapa e consumido na segunda etapa.
6) Com relação à etapa 6, responda
a) Houve aumento ou diminuição da temperatura?
Houve o aumento da temperatura.
b) A diluição do hidróxido de sódio é um processo endotérmico ou exotérmico? Explique.
Processo exotérmico, pois quando o NaOH é colocado em solução aquosa, ele se dissocia. Isto é, as ligações que mantinham o Na + e o OH - unidos são quebradas, liberando o calor que unia os íons. Dessa forma, toda a energia liberada passa a aquecer a água, assim deixando a temperatura bastante elevada.
7) Com relação à etapa 7, responda
a) Houve aumento ou diluição da temperatura?
Houve a diminuição da temperatura.
b) A diluição do acetato de sódio é um processo endotérmico ou exotérmico? Explique.
É um processo endotérmico, pois se agitar em meio aquoso, o acetato irá reagir inversamente com a água formando ácido acético que é liquido e incolor, e o hidróxido de sódio. Para que tudo isso ocorra, a dissociação iônica do acetato de sódio, libera energia, mas que é usada para formar os novos dois compostos. Isto é, a energia liberada pela dissociação é novamente utilizada e mais uma parte para ligar os íons da agua com os liberados pelo NaCH 3 COO. Sendo assim, a temperatura da solução diminui.
Conclusão
Desse modo, através desses experimentos, conseguimos relacionar os conhecimentos, que aprendemos em sala de aula, sobre as reações químicas, com os experimentos realizados no laboratório. Observamos que através de simples experimentos podemos observar, na prática, como ocorrem as reações de dupla troca, simples troca, oxido-redução, entre outras apresentadas nesse relatório, e que esses conhecimentos são essenciais ao fazer experimentos envolvendo reações químicas.
Referências
BRADY, James E.; HUMISTON, Gerard E.. Química Geral. 2. ed. Vol. 1 Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1983. 405 p. Tradução: Cristina Maria Pereira dos Santos.
BRADY, James E.; HUMISTON, Gerard E.. Química Geral. 2. ed. Vol. 2 Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1983. Tradução: Cristina Maria Pereira dos Santos.
BACCAN, Nivaldo et al. Química Analítica Quantitativa I. São Paulo: Campinas. Universidade Estadual de Campinas, 1979.
RENDELUCCI, Fabio. Reações químicas (tipos): Síntese, análise e deslocamento, dupla-troca. Disponível em: https://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/reacoes-quimicas-tipos-sintese-analise-e-deslocamento-dupla-troca.htm>. Acesso em 30 de Setembro de 2017.