Síntese de óxido ácido e básico e reações de dupla troca

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1- INTRODUÇÃO
 SÍNTESE DE ÓXIDOS 
Uma reação química é considerada uma síntese quando dois reagentes formam um único produto. De forma, geral, pode-se representar a reação de síntese pela reação abaixo:
A + B → AB
	
Os reagentes A e B podem ser substâncias simples ou compostas, enquanto o produto AB é sempre uma substância composta. Experimentalmente, pode-se observar a formação de um óxido ácido e um óxido básico. Essas formações são exemplos de reações de síntese.
O enxofre queima em presença de oxigênio do ar (figura 1.1), formando o dióxido de enxofre (SO2), de acordo com a equação 1.1:
S(s) + O2(g) →SO2(g)
(equação 1.1)
(figura 1.1 queima do enxofre – Lab UEM)
Este óxido é classificado como óxido ácido, pois quando reage com água, forma ó ácido sulfuroso (H2SO3), como indicado abaixo: 
SO2 (g) + H2O(l) → H2SO3 (aq)
(equação 1.2)
	
O magnésio reage com o oxigênio do ar, formando o óxido de magnésio (MgO), como mostra a reação:
2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s)
(equação 1.3)
O óxido de magnésio reage com a água, formando uma base, o hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), por isso é classificado como um óxido básico. 
MgO(s) + H2O(l) →Mg(OH)2 (aq)
(equação 1.4)
1.2 REAÇÃO DE DUPLA TROCA
Reações químicas em solução com água são comuns tanto no dia-a-dia quanto na prática do laboratório. Embora dois compostos estejam em solução aquosa, eles podem reagir e formar produtos que não tenham a mesma propriedade, como os precipitados. As reações de dupla-troca ocorrem somente nestas soluções aquosas e os reagentes estão sempre dissociados ou ionizados, de forma que:
Figura 1.2 – Reação de Dupla Troca.
onde, AB e CD não podem ser sólidos ao mesmo tempo, mas uma combinação entre líquido e sólido: líquido+líquido, líquido+sólido ou sólido+líquido. E, ao mesmo tempo, como característica de uma reação de dupla-troca os produtos devem ser diferentes dos reagentes em pelo menos um dos seguintes quesitos:
Produto menos ionizado: é o produto menos dissociado, ou seja, mais fraco. A neutralização é um exemplo de reação que dá origem a esse tipo de produto.
Produto mais volátil: a reação se caracteriza pela formação de um gás.
Produto Insolúvel: esta característica permite a formação de um precipitado ao final do processo.
Dois tipos importantes destas reações em soluções aquosas são a de precipitação e a de complexação. Na reação de precipitação, o produto é geralmente um sal pouco solúvel; em uma reação de complexação, o produto é um íon complexo solúvel.
Em relação à precipitação, quando um produto começa a exceder a solubilidade daquela substância, então qualquer quantidade a mais deste produto precipita na solução, desde que esta não fique supersaturada em condições para isto. Aqui, relembra-se do produto de solubilidade Kps, o qual define esta “limitação” de solubilidade de uma substância e pelo qual pode-se inferir sobre precipitação antes mesmo de se experimentar uma reação.
– MATERIAS
Água destilada;
Dispositivo de combustão;
Bico de Bunsen;
Espátula;
Erlenmeyer de 250 ml;
Rolha;
Béquer;
Tubos de ensaio;
Pinça metálica;
Suporte para tubos de ensaio;
Etiquetas;
Pipeta volumétrica;
Pipetador;
Bastão de vidro;
Enxofre;
Fita de magnésio;
Vermelho congo;
Fenolftaleína;
Solução de nitrato de chumbo;
Solução de iodeto de Potássio;
Solução de hidróxido de amônio;
Solução de ácido clorídrico;
Solução de hidróxido de sódio;
Solução de cloreto de bário;
Solução de cromato de potássio.
3.1 - PROCEDIMENTO 1.1
	Inicialmente foi transferido 100 ml de água destilada para um Erlenmeyer, logo em seguida mediu-se se o dispositivo de combustão encostava na água contida neste. Então foi adicionado uma ponta de espátula de enxofre no dispositivo de combustão no qual foi aquecido até ficar no estado liquido (formação chama azul), em seguida o dispositivo de combustão foi transferido para o Erlenmeyer e vedado com uma rolha.
	Posteriormente, pegou-se um tubo de ensaio e o encheu com ¾ de água destilada, e em seguida, com a ajuda da pinça metálica, pegou-se uma fita de magnésio, a qual foi aquecida até que a fita se queime (formação da chama branca) e assim que a chama se apagou, as cinzar foram jogadas no tudo de ensaio.
A solução contendo hidróxido de magnésio + água foi colocada em dois tubos de ensaio, o mesmo foi feito com a solução de ácido sulfuroso + água. Em outros dois tubos foram colocados água, em outros dois, ácido clorídrico, e em mais dois, hidróxido de sódio. E foi -se distribuído no suporte de tubos de ensaio, uma das duas amostras de cada solução em cada lado do suporte. 
Pingou-se fenolftaleína em cada tubo de uma das sequências e o vermelho congo em cada tubo da outra. 
3.2 - PROCEDIMENTO 1.2 
Para início do experimento, foram enumerados 4 tubos de ensaio de 1 a 4, e selecionados. Para cada tubo (com o auxílio de uma pipeta limpa para cada caso) foram colocados 3 mL de cada solução, as quais estão na seguinte sequência: No tubo 1 foram adicionados Pb(NO3)2 + KI, No tubo 2 foram adicionados NH4OH + HCl, no tubo 3 foram adicionados NaOH + BaCl2 e no tubo 4, por fim, foram adicionados K2CrO4 + BaCl2.
– Síntese de um óxido básico e de um óxido ácido.
4.1 – RESULTADOS
Tabela 1.1 – Coloração das soluções de acordo com o indicador ácido-base utilizado.
	INDICADOR
	H2O
	HCl
	NaOH
	Mg(OH)2
	H2SO3
	Fenolftaleína
	incolor
	incolor
	rosa
	rosa
	incolor
	Vermelho congo
	vermelho
	azul
	vermelho
	vermelho
	azul
5.1 – DISCUSSÕES
A água destilada, o ácido clorídrico e hidróxido de sódio foram utilizados como parâmetros para a dedução do caráter dos óxidos formados, já que é conhecida a coloração assumida por soluções que os contem ao adicionar indicadores ácido-base. Sabe-se que o indicador fenolftaleína é incolor em meio neutro e em meio ácido e rosa em meio básico. A coloração obtida no tudo de ensaio contendo Mg(OH)2 ao adicionar este indicador foi rosada, então pode-se dizer que o caráter desta solução era básico. No tudo de ensaio contendo H2SO3 resultou em uma coloração incolor, deixando assim ambígua a definição do caráter desta solução, uma vez que o indicador em questão é incolor tanto em meio básico quanto ácido. 
Sabe-se também que o vermelho de congo é vermelho em meio neutro e básico e azul em meio ácido. A coloração obtida no tudo de ensaio contendo H2SO3 foi azul, então pode-se dizer que o caráter desta solução era ácido, confirmando assim este, o qual tinha ficado indefinido pelo indicador anterior (fenolftaleína). O tudo de ensaio contendo Mg(OH)2 resultou em uma coloração vermelha, tornando assim ambígua a definição do caráter desta solução, todavia, este já havia sido identificado com o indicador anterior.
5.1 - CONCLUSÃO 
Há várias maneiras de e identificar uma reação química, contudo as mais determinantes são as de formação de precipitado, mudança de cor e mudanças de pH. Por meio dos experimentos realizados, conclui-se através da síntese de óxido de magnésio que este é um óxido básico e que o dióxido de enxofre um óxido ácido.
1.2 – Dupla troca 
4.2 - RESULTADOS
No tudo 1 houve uma reação produzindo nitrato de potássio e iodeto de chumbo:
Equação molecular:
Pb(NO3)2 (aq) + 2 KI (aq) → PbI 2 (s) + 2 KNO3 (aq)
Equação iônica completa:
Pb+2(aq) +2NO-3 (aq) + 2 K+(aq) + 2I- (aq) → PbI 2 (s) + 2 K+(aq) + 2NO-3 (aq)
Equação iônica líquida:
	Pb+2(aq) + 2I- (aq) → PbI 2 (s) 
No tudo 2 houve uma reação produzindo água e cloreto de amônio:
Equação molecular:
NH4OH (aq) + HCl (aq) → H2O (l) + NH4Cl (aq)
Equação iônica completa:
NH+4(aq) + OH- (aq) + H+ (aq) + Cl- (aq) → H2O (l) + NH+4(aq) + Cl- (aq)
Equação iônica líquida:
OH- (aq) + H+ (aq) → H2O (l)
No tudo 3 houve uma reação produzindo cloreto de sódio e hidróxido de bário:
Equação molecular:
2NaOH (aq) + BaCl2 (aq) → 2NaCl (aq) + Ba(OH)2 (s)
Equação iônica completa:
2Na+ (aq) + 2OH- (aq) + Ba+2 (aq) + 2Cl- (aq) → 2Na+ (aq) + 2Cl- (aq) + Ba(OH)2 (s)
Equação iônicalíquida:
 2OH- (aq) + Ba+2 (aq) → Ba(OH)2 (s)
No tudo 4 houve uma reação produzindo cromato de bário e cloreto de potássio:
Equação molecular:
K2CrO4 (aq) + BaCl2 (aq) → BaCrO4 (s) + 2KCl (aq)
Equação iônica completa:
2K+ (aq) + CrO-24 (aq) + Ba+2 (aq) + 2Cl- (aq) → BaCrO4 (s) + 2K+ (aq) + 2Cl- (aq)
Equação iônica líquida:
CrO-24 (aq) + Ba+2 (aq) → BaCrO4 (s)
5.2 – DISCUSSÕES
Os sais nitrato de chumbo e iodeto de potássio se dissociaram dentro da solução aquosa do tudo de ensaio, sendo assim havia a presença de seus íons Pb+2, NO-3, K+ e I- neste. Após adicionar ambos no tubo, os íons Pb+2 e I- se juntaram, formando uma nova substancia, o sal iodeto de chumbo, o qual se caracteriza por ser um sal insolúvel. A formação de precipitado amarela claro no fundo do tudo indicou está reação. Os íons K+ e NO-3 ficaram em solução, originando um sal solúvel, nitrato de potássio.
A base hidróxido de amônio e o ácido clorídrico se ionizaram dentro da solução aquosa do tudo de ensaio, sendo assim havia a presença de seus íons NH+4, OH-, H+ e Cl- neste. Após adicionar ambos no tubo, os íons NH+4 e Cl- ficaram em solução, originando um sal solúvel, cloreto de amônio. Os íons, OH- e H+ se juntaram formando água. Sendo assim, a reação caracterizou-se como uma reação de neutralização. 
O sal cloreto de bário e a base hidróxido de amônio se ionizaram dentro da solução aquosa do tudo de ensaio, sendo assim havia a presença de seus íons Na+, OH-, Ba+2 e Cl- neste. Após adicionar ambos no tubo, os íons OH- e Ba+2 - se juntaram, formando uma nova substancia, a base hidróxido de bário, a qual se caracteriza por ser uma base parcialmente solúvel. A formação de precipitado branco na solução indicou está reação. Os íons Na+ e Cl- ficaram em solução, originando um sal solúvel, cloreto de sódio.
Os sais cromato de potássio e cloreto de bário se ionizaram dentro da solução aquosa do tudo de ensaio, sendo assim havia a presença de seus íons K+, CrO-24, Ba+2 e Cl- neste. Após adicionar ambos no tubo, os íons K+e CI- ficaram em solução, originando um sal solúvel, cloreto de potássio. Os íons CrO-24 e Ba+2 se juntaram, formando uma nova substancia, o sal cromato de bário, o qual se caracteriza por ser parcialmente solúvel. A formação de precipitado amarelo na solução indicou está reação.
6.2 – CONCLUSÃO
A prática de dupla troca objetivava comprovar a formação de precipitado. Com auxílio de uma tabela de solubilidade de sais foi possível observar os precipitados relativos formados nas reações expostas acima. Sendo assim, para que a reação de dupla troca aconteça é necessário que um dos produtos, quando comparados aos reagentes, sejam menos ionizáveis, mais voláteis ou insolúveis. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
[1] LENZI, E.; FAVERO, L.O.B.; TANAKA, A.S.; VIANA FILHO, E.A.; SILVA, M.B. Química geral 
BROWN, T.L., LEMAY, H. E., BURSTEN, B. E. Química, A Ciência Central. 9ª Edição, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
[2] VALDERRAMA, P.; Reações Químicas. Roteiro de aula prática. UTFPR, 2012.