Texto 7 Reações químicas inorgânicas

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Texto 7 - REAÇÕES QUÍMICAS INORGÂNICAS 
1 Introdução 
 
Uma reação química é o processo de mudança química, a conversão de uma ou mais 
substâncias em outras substâncias. Os materiais iniciais são chamados de reagentes. As 
substâncias formadas são chamadas de produtos. Os frascos de produtos químicos mantidos 
no laboratório são também chamados de reagentes. 
 
REAGENTES → PRODUTOS 
 
2 Indícios de ocorrência de uma reação 
 mudança de coloração no sistema e/ou 
 liberação de gás (efervescência) e/ou 
 precipitação (formação de composto pouco solúvel) e/ou 
 liberação ou absorção de calor (elevação ou redução da temperatura do sistema 
reagente). 
 
3 Principais tipos de reações químicas 
 Reação de neutralização ( ou ácido-base) 
 Reação de dupla troca 
 Reação de decomposição ou análise 
 Reação de síntese ou adição 
 Reação de deslocamento (incluindo reações de metais com água) - também 
denominadas reações de oxidação-redução 
 
3. 1 Reações ácido-base ou de neutralização 
As reações ácido-base também são chamadas de reações de neutralização 
 
Ácido + Base  Sal + Água 
 
Ácidos – compostos que contém hidrogênio e reagem com água para formar íon hidrogênio H+ 
Base – composto que produz íon hidróxido (OH-) na água ou que recebem o íon H+ 
 A tabela periódica permite decidir se um óxido formará um ácido ou uma base em água 
- Metais formam óxidos metálicos que reagem com água produzindo bases 
- Não metais formam óxidos com caráter ácido que reagem com água produzindo 
ácidos 
- Metais de transição formam óxidos com caráter ácido e básico. Reage tanto com 
ácidos como com bases. São óxidos afotéricos. 
 Al2O3 + 6HCl  AlCl3 + H2O 
 Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O  2 Na[Al (OH)4] aluminato 
 
3. 1. 1 Esquema das reações ácido-base 
 
Metal + O2  óxido básico 
 
Não metal + O2  óxido ácido 
 
Óxido básico + água  base também chamadas de reações de síntese ou 
 adição 
 
Óxido ácido + águas  ácido aA + bB + .....  xX 
 
Óxido básico + óxido ácido  sal reação de neutralização 
 
Ácido + Base  Sal + água também chamada de reação de dupla troca 
 
 
 
 
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3. 1. 2 Caráter ácido e básico dos óxidos 
Os óxidos reagem com água tanto produzindo ácidos quanto produzindo bases. 
 
Os óxidos de metais geralmente produzem bases em águas e reagem com ácidos (produzindo 
sal+água) – são chamados óxidos básicos: 
MgO + H2O -> Mg(OH)2 
MgO + 2 HCl -> MgCl2+ H2O 
 
Os óxidos de não metais geralmente reagem com a água produzindo ácidos e também reagem 
com bases (produzindo sal+água) – são chamados óxidos ácidos: 
SO2+ H2O -> H2SO3 
CO2+ NaOH -> Na2CO3+ H2O 
CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O 
 precipitado branco (turvação) 
 
Os óxidos de alguns elementos entre metais e não metais reagem tanto com bases quanto 
com ácido, sendo substâncias anfotéricas: 
Al2O3+ 6 HCl -> 2 AlCl3+ 3 H2O 
Al2O3+ 2 NaOH + 3H2O -> 2 Na[Al(OH)4] 
 
A Figura 1 mostra a distribuição do caráter ácido na Tabela Periódica. 
 
Figura 1 – O caráter ácido e básico dos óxidos na Tabela Periódica 
 
 nox +1 +2 +3 
 
Consultar Peter Atkins - Princípios de Química pg 105-111 ver item J.4 e Figura J.3 
 
 
3. 2 Reações de dupla troca 
É a reação onde duas substâncias compostas se misturam formando duas novas substâncias. 
 
AB + CD  AD + CB 
 
A reação de dupla troca ocorre quando forma um produto (AD e/ou CB): 
* menos solúvel do que os reagentes (exemplo: mistura de soluções de sais solúveis que 
produzem sal insolúvel) 
* eletrólito mais fraco do que os reagentes (produzem ácido ou base 
mais fraco que o dos reagentes) 
* mais volátil do que os reagentes (produzem ácidos ou bases voláteis) 
Exemplo: 
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl 
 
Ácido sulfúrico (H2SO4) e Cloreto de bário (BaCl2): substâncias compostas que se unem para 
formar o precipitado sulfato de bário (BaSO4↓) e ácido clorídrico (HCl volátil ). 
 
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Reação de precipitação: ocorre reação quando duas soluções são misturadas e reagem para 
formar um sólido insolúvel, como por exemplo a reação entre sais solúveis produzindo um sal 
insolúvel: 
sal1 + sal2  sal3 + sal4 
Na2SO4 + Ca(NO3)2 → 2 NaNO3 + CaSO4 ↓ 
 
 
 para prever o resultado de uma reação de precipitação, consultar as regras de solubilidade em 
água 
 
3. 2. 1 Regras Solubilidade em água 
* Os sais dos metais alcalinos e de amônio são solúveis . 
* Os nitratos (NO3-), os acetatos (CH3-COO-), os cloratos (ClO3-) e os percloratos 
(ClO4-) são solúveis . 
Principais exceções: 
AgC2H3O2, KClO4 e NH4ClO4 
* Os cloretos (Cl-), os brometos (Br-) e os iodetos (I-), em sua maioria, são 
solúveis . 
Principais exceções: 
PbCl2, AgCl, CuCl e Hg2Cl2 insolúveis 
PbBr2, AgBr, CuBr e Hg2Br2 insolúveis 
PbI2, AgI, CuI, Hg2I2 e HgI2 insolúveis 
* Os sulfatos (SO42-), em sua maioria, são solúveis na água. 
Principais exceções: 
CaSO4, SrSO4, BaSO4 e PbSO4 insolúveis 
* Os sulfetos (S2-) e hidróxidos (OH-), em sua maioria, são insolúveis na água. 
Principais exceções: 
Sulfetos dos metais alcalinos e de amônio solúveis 
Sulfetos dos metais alcalino-terrosos solúveis 
Hidróxido dos metais alcalinos, de amônio e de Ba e Sr solúveis 
* Os carbonatos (CO32-), os fosfatos (PO43-), os sulfitos (SO32-) e os sais dos 
outros ânions não mencionados anteriormente, em sua maior parte, são insolúveis na 
água. 
Exceções: Os sais dos metais alcalinos e de amônio são solúveis. 
 
 
 
3. 2. 2 Força de ácidos e bases 
* Principais ácidos fortes: 
HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3 e outros ácidos oxigenados HxEOy, nos quais (y - x) = 2 
* Principais ácidos semifortes: 
HF, H3PO4, H2SO3 e outros ácidos oxigenados HxEOy, nos quais (y - x) = 1. No H2CO3, 
(y - x) = 1, mas o ácido é fraco (exceção). 
* Principais ácidos fracos: 
H2S, HCN, CH3-COOH e ácidos oxigenados HxEOy, nos quais (y - x) = 0 
Nota: Na fórmula HxEOy, x representa o número de átomos de H ionizáveis. 
* Principais bases fortes: 
Bases dos metais alcalinos, Ca, Sr e Ba 
* Principais bases fracas: 
NH4OH e todas as demais 
 
 
3. 2. 3 Volatilidade 
Todo composto iônico é não-volátil. Portanto, os sais e os hidróxidos metálicos são não-
voláteis 
Principais ácidos voláteis: HF, HCl, HBr, HI, H2S, HCN, HNO2, HNO3 e CH3-COOH 
Principais ácidos fixos ou não-voláteis: H2SO4 e H3PO4 
Única base volátil: hidróxido de amônio 
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3. 3 Reações de decomposição ou análise 
 
Reação onde uma única substância composta origina dois ou mais produtos: 
 
xX  aA + bB +... 
 
É possível obter gás hidrogênio e gás oxigênio através da decomposição da água: 
 
2 H2O → 2 H2 + O2 
 
 
3. 4 Reação de síntese ou adição 
 
Reação onde duas substâncias originam um único composto. 
 
2 Mg +O2 → 2 MgO 
 
A união do elemento magnésio (Mg-metal) e gás oxigênio (O2), deu origem a apenas um 
produto: MgO (óxido de magnésio) 
 
 
3. 5 Reações de deslocamento 
 
Também chamada de reação de simples troca ou substituição, onde uma substância simples 
reage com uma substância composta originando uma nova substância simples e uma 
substância composta. 
 
AB + C  AC + B (Reatividade: C > B) 
AB + C  CB + A (Reatividade: C > A) 
 
Para que ocorra reação, o elemento mais reativo (direita) desloca o elemento menos reativos 
(esquerda), de acordo com a ordem de reatividade: 
 
Cl2 + 2 NaBr →2 NaCl + Br2 
 
gás Cloro (Cl2) - substância simples - se une ao Brometo de sódio (NaBr) – substância composta. 
 
 
3. 5. 1 Metaiscom a água 
 
 Metais alcalinos fazem reação muito violenta (perigo!) com a água, mesmo a 
frio. 
2 Na (s) + 2 H2O (l) → 2 NaOH (aq) + H2 (g) 
 
Os produtos da reação do metal alcalino Sódio (Na) com água são hidróxido de sódio (NaOH) 
e gás hidrogênio (H2). 
 
 Metais alcalino-terrosos (Ca, Ba, Sr, Ra) fazem reação branda com a água, à 
temperatura ambiente. 
 O magnésio faz reação muito lenta com a água fria; com a água quente é mais 
rápida, porém branda. 
 Os metais menos reativos que o Mg e mais reativos que o H só reagem com 
vapor de água a alta temperatura. 
 Os metais menos reativos que o H não reagem com a água em nenhuma 
condição. 
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4 Exercícios sobre reações químicas 
 
1) Equacionar as reações químicas; 
2) Balancear a reação química (acertar os coeficientes; 
3) Identificar e dominar os compostos (ácidos, base, sal, óxido ácido, óxido básico, substância 
simples →Fe0 , N2); 
4)Classificar a reação química (síntese ou adição, análise, dupla-troca, simples troca ou 
deslocamento, neutralização); 
5) Justificar a ocorrência: 
→ Formação de precipitado; 
→ Liberação de gases; 
→ Formação de ácido ou base, mais fraco (ou volátil) do que o reagente; 
→ Neutralização (ácido + base; óxido ácido + óxido básico; óxido básico + ácido; óxido 
ácido + base); 
→ Formação de ácido ou base ( óxido ácido + água produz ácido; óxido básico + água 
produz base); 
→ Reatividade: elemento mais reativo desloca o menos reativo (consultar a tabela de 
reatividade); 
→ Transferência de elétrons = oxidação – redução.