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1 1 INTRODUÇÃO O fenômeno pela qual uma ou mais substancias são transformadas em outras e denominado de reação química. A equação e uma representação simplificada nas transformações ocorridas. Onde são envolvidas as substancias transformadas ou reagentes, e as substancias produzidas o produto, esse estado físico dos reagentes é produto onde quando envolvem (temperatura, pressão, solventes e outros) são pelas quais as reações se processam. Levando-se em consideração como os átomos se organizam, as reações químicas se classificam em cinco tipos: a síntese ou combinação, de decomposição, deslocamento ou troca, dupla troca e reagrupamento interno, numa combinação duas ou mais substancias se unem para formar um único composto. No presente relatório aborda sobre as reações químicas, um breve relato sobre a Descoberta pelo cientista francês Antoine Lavoisier, no final do século XVII. o através de experimentos feitos no laboratório da Uninorte unidade 9, como foram feitas as misturas dos produtos e como cada uma das experiências reagiam após o experimento. Em cada uma das experiências foi falado o nome de cada substancias com seus respectivos símbolos químicos, quantidade, e os procedimentos, discursões e resultados realizados em cada uma das estações, que ao todo são cinco. 2 2 Objetivos: Conhecer através de experimentos realizados algumas reações químicas mais comuns, e suas equações observando os fatos e o que ocorre com cada uma delas. Fundamentação teórica: Na reação química os átomos não se transformam em outros átomos, não existe perda com os átomos que iniciaram a reação, nem a criação de átomos novos. Os átomos de cada elemento, que aparecem no reagente, são os mesmo que aparecem nos produtos, apenas a combinação entre eles foi modificada. Todavia para deduzirmos se houve reação química, e necessário observar certos fenômenos ao colocarmos duas ou mais substancias. Quando ocorre diferença perceptível e significativa entre o estado inicial e o estado final, e por que resultou em uma reação química. A possibilidade do uso do quantitativo e do qualitativo, para que seja detectado a mudança. A identificação destes fatos é: formação de produtos gasosos, formação de precipitado, mudança na cor, mudança de odor, transferência de energia. 3 3 REAÇÕES QUÍMICAS https://stelivros.wordpress.com/2017/08/12/primeiras-impressoes-reacoes-quimicas-clara-savelli/ 1. Conceito de Reações químicas. São as transformações de uma ou várias substâncias em relação a seu estado inicial (reagentes), dando origem a substâncias diferentes, que aparecem com outras características no estado final (produtos). Ou que são reações químicas são processos que transformam uma ou mais substâncias, chamados reagentes, em outras substâncias, chamadas produtos. Em uma linguagem mais acadêmica, dizemos que uma reação química promove mudança na estrutura da matéria.1 1 https://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/reacoes-quimicas-tipos-sintese-analise-e-deslocamento-dupla- troca.htm?cmpid=copiaecola 4 4 1.1 Como representamos as Reações Químicas As reações químicas são representadas por equações químicas. Reagentes → produtos 1.2 Como representamos as Equações Químicas? No âmbito da química, porém, entende-se por equação qualquer expressão que, de forma simbólica, representa uma reação química. Permite indicar as quantidades relativas tanto dos reagentes como dos produtos2 .2 Na(s) + 2 H2O(ℓ) → 2 NaOH(aq) + H2 (g) Símbolo de estado Índice de atomicidade Nas equações químicas as substâncias são representadas por fórmulas, que indicam os elementos constituintes através de símbolos e as quantidades de átomos através de índices. 1.3 Principais Símbolos de Estado: (s): sólido (ℓ): líquido (g): gás (aq): solução aquosa. 1.4 Tipos de reações químicas As reações químicas são classificadas em quatro tipos: - síntese ou adição - análise ou decomposição - simples troca ou deslocamento - dupla troca - Síntese ou adição – é a reação onde duas ou mais substâncias reagem para se transformar em uma: Exemplos: C + O2 → CO2 Cao + H2O → Ca(OH)2. 2 https://conceito.de/equacao 5 5 - Análise ou decomposição – é a reação onde uma substância se divide em duas ou mais substancias de estrutura mais simples duas ou mais substancias, Exemplos: 2AgBr → 2Ag + Br2 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2 - Simples troca ou deslocamento – é a reação onde uma substância simples troca de lugar com um elemento de uma substância composta, se transformando em uma nova substância simples. Exemplos: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu - Dupla troca – é a reação onde duas substâncias compostas reagem e trocam seus elementos, se transformando em duas substâncias também compostas. Exemplos: HCl + NaOH → NaCl + H2O FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S 1.5 Lei de Lavoisier “Numa reação química, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos.” Segundo esta lei, num sistema químico fechado, qualquer que seja a transformação ocorrida, a massa segue constante. Estas afirmativas obedecem a uma Lei da natureza. Descoberta pelo cientista francês Antoine Lavoisier, no final do século XVII. Por este motivo, esta lei ficou conhecida como lei de Lavoisier ou Lei da Conservação da Massa. Criador da célebre frase: “Na natureza nada se perde, nada se cria tudo se transforma”. Imagem de Antoine Lavoisier. 6 6 ”. http://lavoisierecasalcurie.blogspot.com.br/2011/08/ 3 Observe: Uma reação entre as substâncias A e B transformam-se em C. A massa da substância A é 20g e de B é 5g. Qual a massa de C? A + B → C 20g 5g x Então: 20 + 5 = 25g de C A + B → C 20g 5g 25g Esta reação obedece a Lei de Lavoisier, onde a adição das massas dos reagentes é igual a soma da massa dos produtos. 2. Realizando o experimento. Resultado, discursões. 2.1 Primeira Estação: Produtos químicos utilizados: 15 ml de Peroxido de hidrogênio; (H2O2) 3 http://lavoisierecasalcurie.blogspot.com.br/2011/08/01 7 7 Uma espátula de oxido de manganês (MnO2) Objetos usados: Uma espátula; Uma proveta Um Balão de fundo chato; Um almofariz de porcelana; Uma tela de amianto. Um tripé de ferro. Procedimento Colocar um pouco de peróxido de hidrogénio (H2O2), (água oxigenada) num tubo de ensaio. . Adaptar a proveta de balão de fundo chato ao tripé, Introduzir na boca da proveta o oxido de manganês(MnO2). Observar. O experimento foi realizado duas vezes, resultados de hidrogénio é incolor, tinha um aspecto e estático. Embora não fosse o peróxido vidente o peróxido de hidrogénio estava em decomposição lenta, transbordou da proveta uma fumaça rápida de coloração clara, Analise e decomposição; H2O2 + MnO2 2.3 Segunda Estação Produtos químicos utilizados: Álcool etílico (álcool comum) (C2H5OH), ( para molhar o algodão); Uma espátula de Permanganato de potássio (KMnO4 (s)); Três gotas de Acido sulfúrico concentrado (H2SO4 95 a 98%); Algodão 8 8 Objetosusados: Um bastão de vidro Uma espátula dois Becker Uma placa de Petri Uma capsula de porcelana Procedimento Dentro da placa de Petri colocar permanganato de potássio E na placa de porcela o algodão embebecido no álcool Colocar o permanganato de potássio e em seguida o três gotas de acido sulfúrico: Com o bastão de vidro tocar a mistura do permanganato de potássio e acido sulfúrico e tocar levemente o algodão. Observar Primeira fase do experimento foi colocado o permanganato de potássio e as três gotas de acido sulfúrico na placa de Petri. Segunda fase o algodão foi embebido no álcool e colocado na capsula de porcelana. Terceira fase colocou as três gotinhas de acido sulfúrico em cima do permanganato de potássio e em seguida deu um toque nesta mistura com o bastão de vidro e tocou o algodão onde acendeu uma chama, que em poucos segundos foi neutralizado devido ter sido coberto com o Becker, experiência foi repetida por duas vezes. Observação este experimento foi realizado no filme Harry Potter, o experimento da Varinha Magica. 2.3 Terceira estação: 9 9 Produtos químicos utilizados: Sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4) Água destilada (H2O). Objetos usados: Tripé de ferro Tela de amianto Capsula de porcelana Espátula Pissete com agua destilada Bico de Bunsen Isqueiro Procedimentos: Ligar o bico de Bunsen, depois acender com o isqueiro; Colocar o tripé com a tela de amianto; A capsula de porcelana sobre a tela de amianto, para aquecer: Em seguida o sulfato de cobre penta hidratado dentro da capsula: Colocar a água destilada e aguarda aquecer Observa Quando secar e mudar a coloração azul da mistura, a reação a torna a cor branca: Colocar a água destilada para voltar a ser azul: Procedimentos: Na primeira fase o sulfato de cobre penta hidratado foi colocado dentro da capsula porcelana, e adicionada a agua destilada, esta mistura tornou-se azul. 10 10 Na segunda fase quando esta mistura já estava evaporando, a sua cor azul mudou esta aos poucos ficando branca. Terceira fase ao se colocar novamente a agua destilada a substancia ficou liquida e novamente com a coloração azul. Na hidratação o sulfato de Cobre, é utilizado para demonstração como liberação de calor, a forma hidratada e azul, quando aquecida, transforma-se em anidro, enquanto a água que estava presente evapora. Quando a água é adicionada ao anidro, este volta a forma penta hidratada, e recupera a coloração azul cúprico. A desidratação e a remoção da água das substancias originando um produto com uma nova forma química. Desidratação não é o mesmo que secagem. O sulfato de cobre desidratado fica com a coloração branca. Ao ser aquecido o sulfato de cobre pentahidratado ocorre à desidratação térmica que consiste na evaporação das moléculas da água, pois atingem seu ponto de ebulição, deixando apenas o sulfato de cobre. (fenômeno químico). O sulfato de cobre pentahidratado é um complexo, e se fossemos escrever da forma correta a sua fórmula, deveríamos escrever assim: [**(H2O)5]SO4, porque as moléculas de água estão dispostas em torno do íon **²+, formando o íon complexo [**(H2O)5]²+. Sem as moléculas de água ao redor do cobre, a solução ficaria incolor, e não azul. Então, a dissociação ocorre assim:4 CuSO4.5H2O ---> [**(H2O)5]²+ + SO4- 2.4 Quarta Estação Produtos químicos utilizados: Hidróxido de sódio (NaOH) Água destilada (H2O) Fenolftaleína (C20H14O4) Acido sulfúrico concentrado (H2SO4) 4 https://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110314074108AALhGBn&guccounter=1 11 11 Objetos usados: Um balão volumétrico Uma Pinceta de laboratório (com água destilada). Um erlenmeyer Procedimento 10 ml No erlenmeyer colocar água destilada 10 ml Hidróxido de sódio Fenolftaleína Observar (deixou de ser incolor para fica da cor rosa escura) Acrescentar o ácido sulfúrico Na primeira fase foram a colocado no erlenmeyer as soluções de 10 ml de hidróxido de sódio e 10 ml de água destilada com estas duas misturas a substancia era incolor; Na segunda fase ao ser adicionado em seguida a fenolftaleína a reação destas misturas a coloração ficou da cor rosa escura Terceira fase após isso foi adicionado 3 gotas de acido sulfúrico com as outras substâncias e misturada, resultou em sua cor de origem uma cor incolor. Neste experimento ocorre Reação de Neutralização Total, quando misturamos um ácido com uma base, os cátions H+ reagem com os ânions OH2-, liberando água e neutralizando o meio. Se a quantidade de cátions e ânions for igual , essa neutralização será total. A fenolftaleína é um indicador de pH com a fórmula C₂₀H₁₄O₄. Apresenta-se normalmente como um sólido em pó branco ou em solução alcoólica como um líquido incolor. É insolúvel em água, porém solúvel em etanol. Experimento foi realizado 2 vezes. 12 12 2.5 Quinta Estação Produtos químicos utilizados: 40 ml de Peroxido de hidrogênio; (H2O2) 20 ml Detergente 2 espátulas de Iodeto de sódio (Nal) Objetos usados: 1 bandeja de ferro 1 proveta 1 espátula ; Procedimento Dentro da bandeja colocar a proveta. Em seguida inserir na proveta os produtos químicos abaixo. 40 ml de Peroxido de hidrogênio; 20 ml de Detergente (sabão liquido) na proveta duas espátulas de iodeto de sódio. Observar Na proveta foi misturado a solução de peroxido de Hidrogênio 40ml, em seguida os 20 ml de detergente e após as espátulas de iodeto de sódio o resultado foi muito incrível. Em nossas pesquisas descobrimos que quanto maior o volume do peroxido de hidrogênio maior será o volume da espuma, e com uma incrível coloração. Neste experimento a reação de decomposição da água oxigenada ocorre lentamente à temperatura ambiente: 2 H2O2 (aq) → 2 H2O (l) + O2 (g) a adição do catalizador iodeto de potássio altera o caminho da reação: H2O2 (aq) + l- (aq), H2O (l) + IO- (aq), H2O2 (aq) + IO- (aq), H2O (l) + 02 (g) + l-(aq). Nessa situação, a 13 13 produção de oxigênio é mais rápida, aumentando a formação da espuma pela ação do detergente. A espuma é constituída de bolhas de oxigênio envolvidas por uma camada de líquido, estado de decomposição. Formula: H2O2 (10%) + detergente + Nal Experimento foi realizado duas vezes. Observações: O presente relatório foi baseado em experiências realizadas no laboratório da UNINORTE, unidade 9, localizada na Avenida Leonardo Malcher, 715 – Centro, Manaus-AM, CEP- 69020-010, no dia 17.05.2018, inicio as 18:30hs ás 19:45hs. aula ministrada pelo professor MSc. Ítalo Jimenez, disciplina de Quimica, do Curso de Engenharia Civil, 3º período. Considerações finais Concluímos nesta prática, feita através de cinco experimentos realizados divididos em estações, nos levou a constatar que a matéria através de misturas de dois ou mais substancias causa reações em seus agentes, onde ocorrem transformações químicas e f ísicas. Desta forma em observações feitas no processo foi detectado vários tipos de fenômenos, tais como a formação de prec ipitados, l iberação ou absorção de calor em um das reações, mudança de cor, formação de novos compostos e mudança no PH. Todas essas prat icas na experiência nos proporcionou um grande entendimento no conhecimento a respeito das reações químicas e suas prop riedades.14 14 REFERÊNCIAS ALMEIDA José Ricardo L.; BERGMAN Nelson; RAMUNNO Franco. A. L. Química Geral – Caderno de Atividades. 3ª ed. São Paulo: Harbra, 2015. ATKINS Peter.; JONES Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman. 2001. https://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/reacoes-quimicas-tipos-sintese- analise-e-deslocamento-dupla-troca.htm?cmpid=copiaecola http://www.soq.com.br/conteudos/ef/reacoesquimicas/p2.php https://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20110314074108AALhGBn&gucc ounter=1 15 15 ANEXOS Imagens dos aparatos utilizados nos experimentos. Fig. 02 Balão de fundo chato Fig, 03 tubo de ensaio 16 16 Fig. 04 espátula Fig, 05 tela de amianto Fig. 07 Tripé. 17 17 Fig. 08 Almofariz Fig 09. Bandeja de ferro ou Inox. Fig. 10 Placa de Petri. 18 18