Relatório Semanal Química Experimental UFMG - Reações químicas

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Minas Gerais
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Química
Relatório de Química Experimental - Aula dois – Reações químicas: reações de neutralização, oxirredução e precipitação. 
Anna Paula Sena Silva, Beatriz Cassimiro Bruno, Hiago Rodrigues Martins
Curso de Farmácia, Turma PU7A, Prof. Wagner de Oliveira Valença
Belo Horizonte, 18 de abril de 2018
Introdução
	
	A reação química é um fenômeno químico que dado certas combinações, origina novas substâncias, é claro que, com o avanço científico as reações químicas deixaram de ser majoritariamente naturais e passaram a ser também artificiais, o que tornou possível uma melhor compreensão do que acontece em uma reação química natural e em descobertas científicas. Vale ressaltar, que o ensino dessas reações acontece em representações, as chamadas equações químicas.
Dessa forma foram realizados seis experimentos, no qual foi necessário realizar as reações químicas, e identificar cada tipo. No primeiro procedimento, assim como o quarto, as reações foram de oxirredução.
A reação de oxirredução é uma reação na qual uma substância espécie perde ou ganha elétrons*. Uma reação, onde a redução significa o ganho de elétrons e a oxidação a perda desses. Além disso, a reação de oxirredução é importante para as pessoas, uma vez que com essa é possível realizar, por exemplo, a ação muscular e síntese energética.
Outro ponto, dos experimentos foram que, foi possível identificar a reação de neutralização ácido base. Tal reação foi identificada nos experimentos dois, três, cinco e seis. A reação ácido-base é uma reação que leva em consideração, três definições, a de Arrhenius, a definição de Bronsted-Lowry e a definição de Lewis. 
Segundo a definição de Arrhenius, a reação ácido base é aquela em que o Hidrogênio, irá produzir íons hidrogênio positivos em uma solução, sendo assim, ácido. E a base será uma substância que produz íons OH negativos em solução. Logo, a neutralização será a combinação desses íons que formará a água. Existe também, a definição pelo sistema solvente, também definida por Arrhenius, na qual é considerado que a água seja um eletrólito bastante fraco, logo, não se torna uma boa condutora de eletricidade. Com isso, o ácido será uma substância que aumenta a concentração de cátions relacionados com o solvente, e uma base será uma substância que aumenta a concentração de ânions relacionados com solvente*.
A definição de Bronsted-Lowry implica na questão de que um ácido será uma espécie que tem tendência de doar um próton e a base tende a ser aquela que receberá o próton. Para ele, a reação ácido-base envolve a troca de prótons. Para Bronsted-Lowry, o HCl é um ácido com ou sem solvente, pelo fato dele ser um doador de próton. Além disso, a reação ácido-base envolve uma ”disputa” de prótons entre duas bases e o ácido ao doar o próton se transforma em sua base conjugada e a base se transforma em ácido conjugado ao receber o próton.
E a definição de Lewis, leva em consideração que o ácido será uma espécie com um orbital vazio que é capaz de receber um par de elétrons e a base será a doadora desse par de elétrons. Isso torna a definição de Lewis mais geral, sendo usada em várias aplicações, quando observados pontos de vista mais amplos.
Materiais e métodos
	Foram realizados seis procedimentos no Departamento de Química (DQ) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). 
O primeiro procedimento foi reagir 0,5g de cloreto de potássio (KClO3) com 0,2g de dióxido de manganês(MnO2) em um tubo de ensaio. Em seguida, o tubo foi segurado com uma pinça de madeira e aquecido na chama do bico de Bünsen. Durante o aquecimento, foi comprovada a liberação de um gás segurando um palito em brasa na borda do tubo. Depois de aquecido, deixou-se o tubo esfriar e foram adicionados 5,0 mL de água destilada e, agitando o frasco, houve a formação de um sólido escuro. Logo depois, o tubo foi separado, deixando o sólido formado decantar. Depois de decantada, a solução límpida e transparente foi transferida para outro tubo e, a essa foram acrescentadas duas gotas de nitrato de prata 0,5 mol/L (AgNO3) , que levou à formação de um sólido branco.
 No segundo procedimento, colocou-se um pedaço de fita de magnésio (Mg), com 2 cm de comprimento e coloração escura, na chama do bico de Bünsen, na qual brilhou intensamente assim que entrou em combustão. Em seguida foi utilizado um vidro de relógio para recolher o pó formado, proveniente da queima. Posteriormente foram adicionadas água (H2O) e fenolftaleína (C20H14O4) ao pó formado, onde verificou-se a formação de uma solução rosada.
 No terceiro procedimento, utilizou-se um béquer de 1 L de capacidade, contendo água destilada em 2/3 de seu volume (666mL), onde foram adicionadas 5 gotas de solução de fenolftaleína (C20H14O4) à água do béquer. Em seguida, um tubo de vidro resistente foi fixado a um suporte de modo que 4 cm de seu comprimento ficassem imersos na solução. O próximo passo foi retirar, de um vidro contendo querosene, um pequeno pedaço de sódio metálico – extremamente reativo com a água – que foi seccionado e inserido na solução de água e fenolftaleína. A reação do sódio com a solução provocou uma pequena explosão, liberando gás e tornando o líquido cor-de-rosa.
No quarto procedimento, foram adicionadas 10 gotas de permanganato de potássio 0,02 mol L (KMnO4) em um tubo de ensaio. Em seguida, acrescentou-se 5 gotas de ácido sulfúrico 3,5 mol L (H2SO4)ao tubo, onde foi observada a formação de um precipitado marrom. Em seguida, foi adicionada água oxigenada (H2O2), gota a gota, até o meio se tornar incolor.
 No quinto procedimento, foram utilizados dois tubos de ensaio, onde foi adicionado em ambos 0,1 mol de cobre (Cu2+). No primeiro tubo, foram adicionadas 4 gotas de hidróxido de amônio a 0,5 mol L (NH4OH) e foi observado, que o líquido passou a ter uma coloração azul bebê. Em seguida foram adicionadas 9 gotas do mesmo reagente, percebendo, pois, uma mudança na coloração, ficando de um tom azul jeans. Posteriormente, adicionando-se mais 20 gotas foi observado que o líquido ficou com uma coloração azul marinho translúcido. Já no segundo tubo, foram adicionadas 4 gotas de hidróxido de sódio a 1,0 mol/L(NaOH) onde foi observada a mudança de coloração do líquido, passando a ser azul jeans onde ao mexer levemente no tubo, foi observado nas paredes do vidro do tubo de ensaio, um espécie de soluto insolúvel em água.
 No sexto procedimento, foi utilizado um tubo de ensaio e nele foram colocados 2 mL de água destilada e três gotas de solução de fenolftaleína (C20H14O4). Foi observado que o líquido passou a ter uma coloração branca opaca e, em seguida, foram adicionadas cinco gotas de ácido clorídrico 1,0 mol/L (HCl). A reação deixou a solução com uma coloração rosa e, agitando-se levemente a solução, ela retornou a ficar branca. Depois disso, foram adicionadas mais cinco gotas de ácido clorídrico e o líquido retornou à cor rosa. Por fim, adicionou-se gota a gota a solução de hidróxido de sódio 1,0 mol/L (NaOH) e observou-se que o líquido tornou-se rosa escuro translúcido.
Resultados e Discussão
	No primeiro experimento, foi observado que a mistura de cloreto de potássio com dióxido de manganês, ao ser aquecida, libera o gás oxigênio(O2) que alimenta a combustão do palito em brasa aproximado da borda do tubo de ensaio. Após deixar o tubo de ensaio esfriar, adicionou-se água destilada à mistura a agitou-se o frasco, para então deixar decantar. Depois disso, foi possível observar a formação de uma solução límpida transparente e incolor com um precipitado preto (MnO2). Em seguida, o líquido incolor foi transferido para outro tubo de ensaio onde foram adicionadas duas gotas de nitrato de prata (AgNO3). Como resultado, ocorreu a formação de um precipitado branco, cloreto de prata (AgCl). A precipitação nada mais é que uma reação em que o produto é sólido ou líquido em fase condensada. Em ambas as precipitações do experimento, foram obtidas precipitações sólidas. Alémdisso, a reação de precipitação ocorre quando o produto tem uma concentração que supera a solubilidade da substância, logo, ao adicionar mais do produto, ele acaba precipitando.
No segundo procedimento também foi observado a formação de um precipitado branco que é o MgO, óxido de magnésio, e depois a reação desse óxido com a água destilada formando Mg(OH)2 que é um composto básico, visto que reage com a fenolftaleína tornando-se uma solução rosa. Logo pode se observar que houve duas reações, uma sendo ácido base e a outra reação foi de precipitação.
No terceiro procedimento, primeiro é observado que a solução ficou rosa pois quando o sódio sólido (Na(s)) foi adicionado à reação, a água sofreu dissociação iônica ( H+ e OH-) para que o Na pudesse reagir com o OH- e formar o hidróxido de sódio(NaOH). Além, disso, foi comprovada a liberação do gás H2 pela alimentação da reação de combustão do palito em chamas que foi aproximado da borda do copo. A dissociação mostra que esse é um tipo de reação ácido base dado pela definição do sistema solvente. Primeiro, se deve ter em em mente que pela água ser um eletrólito fraco, os íons são capazes de se estabilizar pois são hidratados e com isso é possível dissociá-los em íons hidrogênio e íons hidróxido (como observado no procedimento). Além disso, será considerado ácido, nessa definição, toda a substância que aumenta a concentração de cátions que estão relacionados com o solvente, pois o cátion é aquele que está carregado positivamente e a base é toda substância que aumenta a solução de ânions que estão com o solvente, pois o ânion é aquele que está carregado negativamente.
No quarto procedimento, foram adicionadas 10 gotas de permanganato de potássio (KMnO4) em um tudo de ensaio e à ele, adicionadas cerca de 5 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4). Essa reação é classificada como de oxirredução pela observação da redução do manganês (Mn), que possuía carga +7 e passou a possuir carga +2. Após a mistura desses componentes, foi observada a formação de um precipitado marrom em meio à solução incolor, fruto da redução parcial do manganês que se completará com a adição de água oxigenada (H2O2). Quando adicionada gota a gota, a água oxigenada auxilia na finalização do processo de redução do manganês, por meio da dissociação exotérmica de seus íons, tornando a solução completamente incolor.
No quinto procedimento, foram separados dois tubos de ensaio contendo solução de cobre (Cu2+(aq)). No primeiro tubo, foi observada a formação de um precipitado de cor azul jeans, que é o Cu (OH)2. Adicionando-se hidróxido de amônio à reação foi formado um sal neutro, sulfato de amônio (NH4)2SO4, o que comprova que essa reação é de neutralização. Já no segundo tubo, foi adicionado hidróxido de sódio (NaOH) que formou hidróxido de cobre (Cu(OH)2) como precipitado e sulfato de sódio (Na2SO4) como sal neutro, sendo assim reações de precipitação e de neutralização, respectivamente. Essa reação de neutralização, pode ser definida como a reação ácido base de Arrhenius com a formação de sal neutro.
Por fim, no sexto procedimento, foi observada a mistura de água destilada com fenolftaleína na qual o líquido passa a ter uma coloração branca opaca. Na verdade, a fenolftaleína nada mais é que um indicador da reação ácido base. Em seguida, foi adicionado ácido clorídrico (HCl) no líquido não alterando a coloração. Após isso, adicionou-se hidróxido de sódio(NaOH) que resultou finalmente em um líquido com a cor rosa translúcido. Esse experimento, nada mais é que uma representação da teoria de Arrhenius, ácido base, em que o ácido será o ácido clorídrico que possui o íon hidrogênio, a base será o hidróxido de sódio que possui o íon hidróxido negativo e o sal neutro formado será o cloreto de sódio (NaCl). Além disso, ocorreu também uma reação de neutralização, pois as poucas gotas de NaOH tornaram possível o HCl o neutralizar e retornar à cor branca após agitação do tubo de ensaio. Com isso, adicionando mais NaOH esse ficou em excesso fazendo com que o HCl fosse incapaz de neutralizar a base.
 Conclusão
	Os resultados do primeiro, do segundo e do quinto experimentos, se fazem concluir que essas são reações de precipitação, dados os resultados apresentados. Elas têm em comum, a pouca solubilidade em água e o aumento da concentração do produto em relação com a substância.
No terceiro procedimento, os resultados fazem concluir que ocorreu uma reação de dissociação e uma de formação de composto, pelo sistema solvente, pois a água, hidratando os íons os dissocia e, forma, cátion e ânion tornando a reação ácido base possível. Além disso, a reação forma o composto hidróxido de sódio (NaOH).
No quinto, sexto experimento conclui-se que houve uma reação de ácido base conforme a definição de Arrhenius, pois ocorreu uma reação entre íons H+ e hidróxido OH- ,além da neutralização e a formação de sal neutro. 
	
Referências
MAHAN BRUCE,H.Química: um curso universitário.São Paulo: Edgard Blücher LTDA, 2014. p.477
RIBEIRO CASIMIRO LOPES,Alice. “Reações Químicas”. Conceitos científicos em destaque,, Lisboa, n.1, v.1, 2 nov. 1995. < http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/conceito.pdf?agreq=rea%C3%A7%C3%A3o%20acido%20base%20%20arrhenius&agrep=jbcs,qn,qnesc,qnint,rvq >. Acesso em 18 abr. 2018.
RUSSEL, J.B.; “Química Geral”, 2ª Edição, Makron Books Editora Ltda, São Paulo (1994). p.23-24;564-571.
	
	
Anexos
Procedimento 1
Anexo 1: Reação de dissolução do clorato de potássio 
Anexo 2: Reação de precipitação do óxido de manganês
Anexo 3: Reação de precipitação do cloreto de prata 
Procedimento 2
Anexo 4: Reação de combustão do magnésio metálico
Anexo 5: Reação de dissolução do óxido de magnésio
Procedimento 3
Anexo 6: Reação com formação de um composto – cloreto de sódio
Anexo 7: Reação de combustão do gás hidrogênio
Procedimento 4
Anexo 8: Reação de oxirredução do manganês
Anexo 9: Reação de dissociação iônica da água oxigenada
Procedimento 5
Anexo 10: Reação de neutralização do hidróxido de sódio e de precipitação do hidróxido de cobre do tubo 1
Anexo 11: Reação de neutralização do hidróxido de amônio e de precipitação do hidróxido de cobre
Procedimento 6
Anexo 12: Reação de dissociação iônica do ácido clorídrico
Anexo 13: Reação de formação da água
Anexo 14: Reação de neutralização do ácido clorídrico e do hidróxido de sódio e formação do cloreto de sódio