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1 Universidade Federal de Itajubá Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Física e Química Reações químicas: evidências macroscópicas Glenda de Souza Santos 25796 Lucas Raposo Carvalho 23872 ITAJUBÁ 2012 2 Universidade Federal de Itajubá Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Física e Química Glenda de Souza Santos 25796 Lucas Raposo Carvalho 23872 Reações químicas: evidências macroscópicas Relatório submetido à Prof.ª Márcia, como requisito parcial para aprovação na disciplina de Química Experimental do curso de graduação em Química Bacharelado da Universidade Federal de Itajubá. ITAJUBÁ 2012 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO........................................................................... 4 2. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................... 5 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................... 7 4. CONCLUSÃO .......................................................................... 11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................. 12 4 1. INTRODUÇÃO As reações químicas são processos que transformam espécies químicas, reagentes, em outras substâncias, chamadas produtos. Em uma linguagem mais acadêmica, dizemos que uma reação química promove mudança na estrutura da matéria. (http://educacao.uol.com.br/quimica/reacoes-quimicas- tipos-sintese-analise-e-deslocamento-dupla-troca.jhtm). E são classificadas em: - Reações de síntese ou adição, quando partimos de 2 ou mais reagentes obtendo um único produto (A + B = AB); - Reações de análise ou decomposição, partimos de um único reagente e obtemos mais de um produto (AB = A + B); - Reações de simples troca ou deslocamento, quando uma substância simples reage com uma composta, combinando-se com um de seus elementos (AB + C = AC + B); - Reações de dupla troca, é a permutação entre reagentes compostos, originando novos compostos (AB + CD = AD + CB). Classificamos também as reações químicas quanto a liberação e absorção de calor, sendo elas exotémicas ou endotérmicas respectivamentes e as reações em que ocorrem trocas de elétrons são chamadas de oxidorredução, onde as espécies que cedem elétrons são redutoras e as que recebem são oxidantes. As reações químicas podem ser percebidas através da: - Liberação de gás, quando os reagentes são substancias não gasosas e pelo menos um dos produtos é gasoso. - Mudança de coloração, quando os reagentes apresentam coloração diferente dos produtos. - Formação de precipitado (sólido depositado), quando os reagentes são solúveis (dissolvem-se em água) e pelo menos um dos produtos é insolúvel (não se dissolve em água). 5 2. MATERIAIS E MÉTODOS No procedimento 1, colocou-se 10 gotas da solução de sulfato de cobre II (1 mol/L) em um tubo de ensaio. Após isso, foi retirada uma pequena parte da palha e aço, mergulhando-a na solução. Esse tubo foi deixado em repouso até o final da aula, de modo a termos resultados mais aparentes. No procedimento 2, adicionou-se em um tubo de ensaio 10 gotas de uma solução de cloreto de sódio à 10 gotas de uma solução de brometo de potássio. No procedimento 3, colocou-se em um tubo de ensaio 10 gotas de uma solução de cloreto de ferro III e, depois, 20 gotas de uma solução de hidróxido de sódio (10%). O procedimento 4 consistiu na queima do magnésio metálico. Usou-se uma pinça para pegar um pedaço pequeno do magnésio e queimá-lo na chama do bico de bunsen (a calibração desse instrumento consiste em deixá-lo emitir somente uma chama de coloração predominantemente azul). Foi advertido a não olhar diretamente a luz emitida pela queima, pois é de alta intensidade e pode prejudicar a vista. Após isso, colocou-se o produto da queima em um béquer com água destilada (10 mL) e com duas gotas de fenolftaleína. A solução foi misturada até homogeneizar. O procedimento 5 consistiu em colocar 10 gotas de uma solução de nitrato de prata em um tubo de ensaio e imergir na solução fio de cobre (1 cm). Foi aconselhado deixar este tubo de ensaio de lado durante 5 minutos, a fim de obter evidências maiores de ocorrência de reação. O procedimento 6 consistiu em colocar carbonato de cálcio (quantidade equivalente à ponta de uma espátula) em um tubo de ensaio e adicionar 10 gotas de ácido clorídrico (1 mol/L). O procedimento 7 consistiu em colocar 5 gotas de uma solução de cloreto de ferro III e 5 gotas de uma solução de tiocianato de potássio. No procedimento 8, foi necessário colocar 5 gotas de uma solução de iodeto de potássio com 5 gotas de ácido sulfúrico diluído em um tubo de ensaio. Agitou-se a solução e adicionou-se 5 gotas de água oxigenada. Agitou-se a solução resultante. Finalmente, adicionou-se 2 gotas de uma solução de amido. No procedimento 9, foi dissolvida uma pastilha de hidróxido de sódio em 30 gotas de água destilada e foi necessária a verificação da temperatura resultante. 6 No procedimento 10, foi dissolvida uma pequena quantidade de cloreto de potássio em 10 gotas de água destilada, e, novamente, foi necessária a verificação da temperatura final. Vale ressaltar que um procedimento que não foi citado acima, foi praticado pela professora, como demonstração. Esse procedimento consistiu na utilização de um béquer de 500 mL com água até a metade, no qual foi depositado um pequeno pedaço de sódio metálico. 7 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Seguindo o modelo de resultados e discussões propostos no próprio roteiro de laboratório, responder-se-á as seguintes perguntas: 1) Em algumas das etapas anteriores, deixou de ocorrer uma reação química? Não, em todas as etapas houve ocorrência de reação química. 2) Com relação à etapa 1 responda: Porque houve descoramento da solução? Pois os íons 2Cu da solução de 4CuSO foram depositados na palha de aço, diminuindo a intensidade da coloração da solução. b) A reação observada poderia ocorrer no sentido inverso? Não, pois o Ferro é um metal menos nobre que o Cobre (seu potencial de redução é menor que o do Cobre), portanto este reduz e se deposita sobre o Ferro, já o contrário não acontece. c) Escreva a equação da reação e classifique-a. )()(4)()(4 saqsaq CuFeSOFeCuSO , reação de oxirredução. 3) Com relação à etapa 3: Qual a fórmula e o nome do composto insolúvel formado. 3)(OHFe - Hidróxido de Ferro III. b) Escreva a equação da reação que se processou e classifique-a. )()(3)()(3 3)(3 aqsaqaq NaClOHFeNaOHFeCl , reação de dupla troca (precipitação). 4) Com relação à etapa 4 responda: Com que substância combinou-se o magnésio. Com o gás oxigênio. b) Qual o nome e a fórmula de substância branca que se forma nessa combinação. MgO (Monóxido de Magnésio). c) Após a diluição com água destilada do produto formado e adição de fenolftaleína o que aconteceu? A coloração ficou rosa, devido à formação da base 2)(OHMg . d) Escreva a equação da reação observada e classifique-a. 8 )(2)(2)( )( aqls OHMgOHMgO , reação de adição. 5) Com relação à etapa 5, responda: Qual a substância que se formou sobre o cobre? Prata metálica. b) Porqueque a solução que era incolor tornou-se azul? Pois o fio de cobre se oxidou, liberando íons 2Cu na solução, e estes íons tem coloração predominante azul. c) Escreva a equação da reação e classifique-a. )()(23)()(3 2)(2 saqsaq AgNOCuCuAgNO , reação de oxirredução. 6) Com relação à etapa 6, responda: Qual o nome e a fórmula do gás formado? Gás Carbônico ( 2CO ). b) Escreva a equação da reação e classifique-a. )(2)(2)(32 )(32)(2)()(3 glaq aqaqaqs COOHCOH COHCaClHClCaCO , dupla troca com combinação de ácidos com íons carbonatos/bicarbonatos. c) Por que o 32COH não aparece no produto da equação? Pois o ácido carbônico é um produto extremamente instável, se decompondo em gás carbônico e água assim que é formado. 7) Com relação à etapa 7, responda: Qual o nome e a fórmula do produto insolúvel formado? Tiocianato de Ferro 3 ( 3)(SCNFe ). b) Escreva a equação da reação e classifique-a. )()(3)()(3 3)(3 aqsaqaq KClSCNFeKSCNFeCl , reação de precipitação. 8) Com relação à etapa 8, responda: Escrever a equação da reação entre iodeto de potássio, ácido sulfúrico e água oxigenada, indicando os números de oxidação de todos os átomos e elementos participantes. 9 )(2)(2)(2)(42)(22)(42)( )(2)(2)(2)(42)(22)()(42 )()(42)(42)( 432 glgaqaqaqaq glgaqaqaqaq aqaqaqaq OOHISOKOHSOHKI OOHISOKOHHISOK HISOKSOHKI b) Qual a substância oxidante e qual a redutora? KI (Iodeto de Potássio) é o oxidante e 22OH (Água Oxigenada) é o redutor. c) Porque se adicionar duas gotas de solução de amido ao produto formado? O que aconteceu? Explique. Pois o amido é um indicador de solução que contenha iodetos, no caso I , tornando a solução escura caso o tenha., e a solução inicial se tornou marrom com a adição de água oxigenada, e posteriormente preta com a adição do amido. 9) Com relação à etapa 9, responda: Houve aumento ou diminuição de temperatura? Aumento (de 24° C para 28,5° C) b) A diluição de hidróxido de sódio é um processo endotérmico? Sim, como sua temperatura aumenta, ele absorve calor do meio ambiente. 10) Com relação à etapa 10, responda: Houve aumento ou diminuição da temperatura? Diminuição (de 24° C para 19,5° C) b) A diluição do cloreto de potássio é um processo endotérmico ou exotérmico? Explique. O processo é exotérmico, pois cede calor ao ambiente ( 0H ), e o composto se esfria. 10 Além do modelo proposto, há outras observações que devem ser ressaltadas. Na etapa feita pela professora, o contato do sódio metálico com a água gerou liberação de luz, calor, fumaça, barulho, além disso, com a formação de Hidróxido de sódio, a partir da água e do sódio ( )()(2)( 2/1 aqls NaOHOHNa ), mudando a cor da solução para rosa, devido à presença do indicador ácido-base (fenolftaleína). Na etapa 2, ocorreu uma variação de temperatura de 2° C ( 23° C para 25° C). Na etapa 6, percebeu-se a mudança de cor da solução para branca e o aumento da temperatura, de 24° C para 27° C. Na etapa 7, houve uma mudança de coloração do amarelo (Cloreto de Ferro III) para vermelho escuro. 11 4. CONCLUSÃO Com a realização dessa série de experimentos, pode-se concluir que as evidências macroscópicas para ocorrência de reações químicas são: Mudança de cor; Liberação de gás; Liberação ou absorção de calor; Liberação de luz; Formação de precipitado; Liberação de sons Finalmente, é importante dizer que, como esses experimentos tinham como base análises qualitativas predominantemente, era de se esperar que os resultados obtidos correspondessem às expectativas. 12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Disponível em: <http://www.cdcc.usp.br/quimica/fundamentos/tipos_reacoes.html>. Acesso em: 23 abr. 2012 Disponível em: <http://br.syvum.com/cgi/online/serve.cgi/materia/quimica/react1.html>. Acesso em: 22 abr. 2012 Disponível em: <http://educacao.uol.com.br/quimica/reacoes-quimicas-tipos-sintese- analise-e-deslocamento-dupla-troca.jhtm> Acesso em: 19 abr. 2012
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