Prática nº2 - Evidências de Reação

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Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Departamento de Química Orgânica e Inorgânica
EVIDÊNCIA DE REAÇÃO
PRÁTICA Nº2
Aluno: Pedro Nonato da Silva Júnior
Matrícula: 367522		
Curso: Farmácia – MT 2014.2		
Data da prática: 27 de agosto de 2014
FORTALEZA
2014
INTRODUÇÃO
Conceitua-se como reação química o processo de mudança da matéria na qual acontecem transformações qualitativas na composição química de um ou mais reagentes, resultando desta forma em um ou mais produtos. Tais mudanças envolvem transformações nas conectividades entre átomos ou íons, como também na geometria molecular, por exemplo.
Uma reação química é descrita através de uma equação química onde devem ser informadas as fórmulas dos reagentes e produtos (reagentes a esquerda da reação e produtos a direita) bem como o curso da mesma.
Para verificar se realmente se houve reação entre duas ou mais substâncias, observam-se as transformações relevantes e perceptíveis entre o estado inicial e final dos reagentes. Por evidenciarem tais transformações, esses critérios de observação são denominados evidências de reação, sendo eles quantitativos e qualitativos na detecção dessas mudanças.
Tais evidências podem ser observadas a olho nu ou sentidas, dentre as quais se destacam:
Formação de produtos gasosos;
Mudança de cor;
Mudança de odor;
Transferência de energia (reações exotérmicas e endotérmicas);
Formação de precipitado.
Dentre estas a mais comum é a ultima, que ocorrem quando os íons reagem para formar sólidos pouco solúveis, isso porque estes ultrapassam a solubilidade do meio em que se encontram. Por exemplo: 
AgNO3(s) + KCl(s) Ag+(aq) + NO3-(aq) + K+(aq) + Cl-(aq) 
AgCl(s) + K+(aq) NO3-(aq)
Os íons positivos de Prata se unem aos íons negativos de Cloro, formando o Cloreto de Prata que precipita por ser pouco solúvel em água.
	Ressalta-se que os precipitados classificam-se em: cristalino, granular, finamente dividido, coloidal tipo gelatinoso e coloidal finamente dividido. Há ainda precipitados que tornam a solução opaca ao invés de se depositarem no fundo do recipiente. A observação visual se torna, no caso, a principal ferramenta para a identificação dos tipos de precipitado.
OBJETIVOS
Esse experimento tem como objetivos:
A partir de evidências experimentais, concluir sobre a ocorrência de reação química;
Identificar tipos de precipitado.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
A metodologia adotada na experiência é descrita a seguir:
3.1) Mudança de cor
	Nesta primeira parte da experiência foram usados sulfato de cobre (II) (CuSO4), sulfato de ferro (III) [Fe2(SO4)] e hidróxido de amônio (NH4OH).
	Em um tubo de ensaio foram misturados 1 mL de CuSO4 0,2 mol.L-1 e 1 mL de Fe2(SO4) 0,2 mol.L-1. Mudanças foram observadas e registradas. Em seguida, em outro tudo de ensaio, misturou-se 1 mL de CuSO4 0,2 mol.L-1 e NH4OH 3 mol.L-1 e assim como no procedimento anterior, transformações foram observadas e registradas.
3.2) Formação de precipitado
Nessa parte do experimento foram usadas as seguintes substâncias: ácido clorídrico (HCl), nitrato de prata (AgNO3), cloreto de bário (BaCl2), ácido sulfúrico (H2SO4), cloreto de magnésio (MgCl2), hidróxido de sódio (NaOH) e o tiossulfato de sódio (Na2S2O3).
Primeiramente foram misturados num tubo de ensaio HCl 1 mol.L-1 e AgNO3 0,1 mol.L-1, 1 mL de cada solução. Houve mudança de cor e formação de precipitado, sendo que estes foram anotados juntamente com a velocidade que se deu a formação do que se precipitou.
O procedimento acima foi repetido com os seguintes pares de solução: BaCl2 0,1 mol.L-1 + H2SO4 1 mol.L-1, MgCl2 1 mol.L-1 + NaOH 3 mol.L-1 e Na2S2O3 0,1 mol.L-1 + H2SO4 1 mol.L-1, respectivamente.
3.3) Liberação de gás 
	Nessa parte do experimento foram usadas as seguintes substâncias: ácido clorídrico (HCl), bicarbonato de sódio (NaHCO3) e magnésio (Mg).
	Primeiramente, em tubo de ensaio, foram misturados 1 mL de NaHCO3 0,2 mol.L-1 com 1mL de HCl 1 mol.L-1. Houve liberação de gás, pois a solução pareceu efervescer. Depois, em outro tubo de ensaio, foram misturados 1 mL de HCl 1 mol.L-1 com um pequeno pedaço de Mg(s). Foi notada liberação de gás no interior do tubo de ensaio e liberação de calor, pois o tubo esquentou durante o processo.
3.4) Propriedades químicas de um composto
	Nessa parte final do experimento foram usados os seguintes compostos: sulfato de cobre (II) (CuSO4), cloreto de magnésio (MgCl2), hidróxido de sódio (NaOH), carbonato de sódio (Na2CO3), dicromato de potássio (K2Cr2O7), ácido sulfúrico (H2SO4) e hidróxido de amônio (NH4OH).
	Foram feitos uma série de testes para ver como os cinco primeiros compostos químicos citados acima se comportam na presença de diferentes reagentes. Primeiramente foram adicionados 1 mL de cada um dessas cinco substâncias em tubos de ensaio diferentes, ou seja, cada tubo de ensaio continha uma amostra diferente a ser estudada. Depois foram adicionados 1 mL de H2SO4 1 mol.L-1 em cada tubo de ensaio. O ocorrido em cada inserção foi registrado.
	Em seguida foram preparadas cinco novas amostras dos compostos a serem analisados, mas, ao invés de usar ácido sulfúrico, foi colocado 1 mL de NH4OH 3 mol.L-1 em cada tubo de ensaio. O ocorrido em cada inserção também foi anotado.
	Finalmente foram-se preparadas duas amostras, cada uma contendo 1mL de uma solução desconhecida, ou solução X, assim como estava descrita em seu frasco. Soube-se que essa solução poderia ser identificada como: sulfato de cobre (II) (CuSO4), cloreto de magnésio (MgCl2), hidróxido de sódio (NaOH), carbonato de sódio (Na2CO3) ou dicromato de potássio (K2Cr2O7). 
Em um dos tubos de ensaio foi acrescentado 1 mL de H2SO4 1 mol.L-1, enquanto no outro acrescentou-se 1 mL de NH4OH 3 mol.L-1. Com base nos resultados vistos em cada amostra, comparou-se com o que se foi observado das amostras anteriores. Com isso, chegou-se a uma conclusão e a solução X foi devidamente identificada.
 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
4.1) Mudança de cor
Essa etapa da experiência tinha como onbjetivo a observação macroscópica de uma das evidências de reação, que era a mudança de cor. Inicialmente, a solução de CuSO4 0,2 mol.L-1 apresentava uma coloração azulada clara, enquanto a de Fe2(SO4)3 0,2 mol.L-1 era amarelada. Quando misturados, a cor obtida foi verde e a equação química apresentada foi:
CuSO4(aq) + Fe2(SO4)3(aq)	 Não houve reação
 Conclui-se que não houve reação, pois a coloração obtida nada mais é que a junção das outras duas colorações dos reagentes (azul e amarelo) e porque as espécies iônicas envolvidas não interagiram eletronicamente.
Posteriormente, quando misturadas as soluções de CuSO4 0,2 mol.L-1 e NH4OH 3 mol.L-1, observou-se reação química. Isto porque, inicialmente, a solução de NH4OH era transparente enquanto a de CuSO4 apresentava coloração azul clara. A equação química que descreve o processo é:
CuSO4(aq) + 2NH4OH(aq) (NH4)2SO4(aq)+ Cu(OH)2(s)↓
	Ocorreram duas evidências: a mudança de cor e a formação de precipitado. O líquido do tubo de ensaio tornou-se azul escuro e um tempo depois foram observadas pequenas partículas no fundo do sistema, que se tratava de hidróxido de cobre, insolúvel em água. Isso foi possível porque os elétrons puderam se rearranjar dentro do meio aquoso e formar os produtos indicados acima. 
4.2) Formação de precipitado
	
Os dados coletados nessa parte do experimento foram organizados na seguinte tabela:
	
	HCl
1 mol/L
+
AgNO3
0,1 mol/L
	BaCl2 
0,1 mol/L
+
H2SO4
1 mol/L
	MgCl2
1 mol/L
 +
 NaOH
3 mol/L 
	Na2S2O3 0,1 mol/L
 +
 H2SO4
1 mol/L
	Coloração
	Acinzentado 
	Branco
	Branco e opaco
	Amarelado
	Tipo de Precipitado
	Granular
	Finamente dividido
	Coloidal gelatinoso
	Coloidal finamente dividido
	Velocidade 
	Rápida
	Rápida
	Rápida
	Lenta
	
Tendo como basea tabela acima, foram analisadas as seguintes equações químicas:
HCl(aq) + AgNO3(aq ) AgCl(s)↓ +HNO3(aq)
Misturaram-se as soluções de ácido clorídrico e nitrato de prata e se observou a formação de pequenos grãos no meio aquoso presente no tudo de ensaio, quando misturados os dois reagentes. A solução apresentou uma coloração, inicialmente branca e opaca. Com o decorrer do tempo houve a deposição completa do cloreto de prata no fundo do tubo, e a solução apresentou-se na cor cinza. A formação do precipitado ocorreu rapidamente.
BaCl2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(s)↓ + 2HCl(aq)
Adicionou-se a solução de cloreto de bário à de ácido sulfúrico em um tubo de ensaio, notou-se a formação de pequenas partículas brancas, semelhantes a farinha de trigo, que eram notadas quando se deixava escoar um pouco de solução pela parede do tubo. Tratava-se de um precipitado finamente dividido, no caso dessa reação em particular, o sulfato de bário. Assim como na reação anterior, a velocidade de formação do precipitado foi rápida.
MgCl2(aq) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2(s) ↓ + 2NaCl (aq)
As soluções de cloreto de magnésio e hidróxido de sódio foram agregadas e logo após viu-se a mudança de coloração da solução resultante. Esta apresentou uma coloração branca e turva, com aspecto gelatinoso, caracterizando assim a formação de precipitado coloidal do tipo gelatinoso, nesse caso específico, o hidróxido de magnésio.
Na2S2O3(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + S(s) ↓ + SO2(g) + H2O(l)
Misturaram-se as soluções de tiossulfato de sódio e ácido sulfúrico e se obteve como precipitado o Enxofre sólido. A presença dele nos produtos foi notada por seu odor característico e pode-se classificar esse tipo de precipitado como coloidal finamente dividido.
4.3) Liberação de gás
	Nessa etapa do experimento foram notadas e analisadas as seguintes reações químicas:
NaHCO3(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Quando foram misturadas as soluções de bicarbonato de sódio e ácido clorídrico, notou-se uma liberação de gás instantânea, com aspecto efervescente. O que de fato aconteceu foi a decomposição do ácido carbônico (H2CO3) em água e gás carbônico. Isso ocorre porque esse composto é altamente instável e volátil.
Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)
Agregando-se o magnésio sólido à solução de ácido clorídrico percebeu-se a liberação de gás hidrogênio pela formação de bolhas na solução. Notou-se também um aumento da temperatura quando se tocou o tubo de ensaio enquanto a reação ocorria, o que se levou a concluir que se tratava de uma reação exotérmica.
	
4.4) Propriedades químicas de um composto
	Os dados registrados nesta parte do experimento foram organizados na seguinte tabela:
	
	CuSO4 
0,5 mol/L
	K2Cr2O7 0,3 mol/L
	MgCl2 
1 mol/L
	NaOH 
3 mol/L
	Na2CO3
 1 mol/L
	Amostra X
	H2SO4
1 mol/L
	Sem evidências de reação
	Sem evidências de reação
	Sem evidências de reação
	Sem evidências de reação
	Liberação de gás
	Sem evidências de reação
	
NH4OH
3 mol/L
	Mudança de cor e formação de precipitado
	Mudança de cor
	Formação de precipitado coloidal gelatinoso
	Sem evidências de reação
	Sem evidências de reação
	Formação de precipitado coloidal gelatinoso
Para o primeiro reagente (H2SO4 1mol.L-1) teve-se que:
CuSO4(aq) + H2SO4(aq) H2Cu(SO4)2(aq)
Por serem um sal ácido e um ácido, o sulfato de cobre mais o ácido sulfúrico sintetizarão uma única sustância, o H2Cu(SO4)2, mas nenhuma evidência de reação é notada.
K2Cr2O7(aq) + H2SO4(aq) não houve reação
Não foi possível observar macroscopicamente nenhuma evidência de reação.
MgCl2(aq) + H2SO4(aq) não houve reação
Não foi possível observar macroscopicamente nenhuma evidência de reação.
NaOH(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
Nessa reação, têm-se como reagentes um sal e uma base, que originarão um sal (no caso, o sulfato de sódio) mais água. Mesmo assim, não foi possível observar macroscopicamente nenhuma evidência de reação.
Na2CO3(aq) + H2SO4(aq) H2O(l) + CO2(g) + Na2SO4(aq)
Observou-se liberação de gás, o que já era esperado, pois se trata de uma reação entre ácido e sal. 
Amostra X(aq) + H2SO4(aq) não houve reação
Não foi possível observar macroscopicamente nenhuma evidência de reação.
Para o segundo reagente (NH4OH 3 mol.L-1) teve-se que:
CuSO4(aq) + 2NH4OH(aq) (NH4)2SO4(aq) + Cu(OH)2(s) ↓
Assim como na primeira etapa do experimento onde foi realizada a mesma reação, observou-se mudança na coloração, de um azul claro para um azul mais escuro e formação de precipitado, o hidróxido de cobre.
K2Cr2O7(aq) + NH4OH(aq) síntese de K2CrO4
Misturando esses dois compostos notou-se mudança de cor na solução final, de laranja para amarelo.
MgCl2(aq) + NH4OH(aq) Mg(OH)2(s) ↓ + NH4Cl(aq)
Agregando o cloreto de magnésio ao o hidróxido de amônio, sintetizou-se cloreto de amônio e hidróxido de magnésio, o qual precipitou na forma de coloidal gelatinoso, dando um aspecto turvo à solução.
NaOH(aq) + NH4OH(aq) não houve reação
Por não haver interação iônica entre os reagentes, não houve reação química, tampouco evidências dessa reação.
Na2CO3(aq) + NH4OH(aq) não houve reação
Por não haver interação iônica entre os reagentes, não houve reação química, tampouco evidências dessa reação.
Amostra X(aq) + NH4OH(aq) formação de precipitado coloidal gelatinoso
Ocorreu formação de precipitado coloidal do tipo gelatinoso quando os reagentes foram misturados.
Com base nas análises e comparações feitas entre as amostras, deduziu-se que amostra X era uma solução de cloreto de magnésio (MgCl2), pois a forma que esses compostos se comportaram perante os dois reagentes apresentados foi igual.
CONCLUSÃO
Com base nos dados coletados e nas análises feitas, conclui-se que existem diferentes critérios que podem ser utilizados para verificar se de fato uma reação química se efetivou. Nessa prática puderam ser observadas certas evidências de reações, cada uma exemplificada abaixo:
Mudança de cor:
CuSO4(aq) + 2NH4OH(aq) (NH4)2SO4(s)↓ + Cu(OH)2(aq)
Formação de precipitado:
MgCl2(aq) + 2NaOH(aq) Mg(OH)2(s) ↓ + 2NaCl (aq)
Mudança de odor:
Na2S2O3(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + S(s) ↓ + SO2(g) + H2O(l)
Liberação de gás:
NaHCO3(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) +H2O(l) + CO2(g)
Mudança de temperatura:
Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)
Foi possível também a identificação de diferentes tipos de precipitado. Podem-se agrupar as seguintes reações de acordo com o tipo de precipitado sintetizado:
Granular
HCl(aq) + AgNO3(aq ) AgCl(s)↓ + HNO3(aq)
Finamente dividido
BaCl2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(s)↓ + 2HCl(aq)
Coloidal tipo gelatinoso
MgCl2(aq) + 2NaOH (aq) Mg(OH)2(s) ↓ + 2NaCl (aq)
Coloidal finamente dividido
Na2S2O3(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + S(s) ↓ + SO2(g) + H2O(l)	
Vale salientar que não foi evidenciada a formação de precipitado do tipo cristalino nesse experimento.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1) Manual de Laboratório de Química Geral e Inorgânica – Roteiro da prática nº01 – Universidade Federal do Ceará.
2) http://pt.wikipedia.org/wiki/Reação_qupimica - 30/08/2014 - 12h51min.
3) BROWN, T. L.; LEMAY, Jr, H. E.; BURDGE, J.R. Química: a Ciência Central. 9ª Ed. São Paulo: Pearson, 2005.
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