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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CAMPUS UNIVERSITÁRIO SALINÓPOLIS CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E EXP. DE PETRÓLEO DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL PROF.ª DR.ª SAMARA MESCOUTO ALEX ALBINO CORRÊA TIAGO DA SILVA SANTIAGO VINÍCIUS ALENCAR ARAGÃO WENDEL ALEIXO BAETA REAÇÕES QUÍMICAS Salinópolis Sexta-feira, 15 de junho de 2018 1. RESUMO O presente trabalho evidencia o desenvolvimento de atividades realizadas no laboratório de Química da Universidade Federal do Pará, Campus Salinópolis, cujo enfoque principal consiste na realização de diversas reações químicas, dentre elas, as Reações de Deslocamento ou Simples Troca; Reações de Dupla Troca; Reações de Oxidação-Redução; Reações Endotérmicas e Exotérmicas. 2. INTRODUÇÃO Uma reação química é a transformação da matéria onde ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. É o processo onde uma substância é transformada em outra (ou outras). Envolve mudanças relacionadas à alteração nas conectividades entre os átomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes ou ainda na conversão do tipo de energia entre dois tipos de isômeros. Várias dessas reações químicas estão presentes diariamente em nosso quotidiano, a ferrugem e o fogo são alguns desses exemplos. A maneira de preparar a solução para a análise depende da natureza da amostra e do método a ser usado na determinação do constituinte desejado. Portanto, cada reação química tem suas condições próprias que devem ser satisfeitas para que seja possível obter a sua realização. Essas reações podem ser representadas através de equações, usando símbolos e números para descrever, respectivamente, os nomes e proporções das diferentes substâncias presentes numa reação química. Essas equações são de uso universal, podendo ser usadas em qualquer lugar do mundo da mesma forma, nelas os reagentes são mostrados no lado esquerdo da equação, enquanto que os produtos são colocados à direita. 3. OBJETIVOS GERAIS Identificar e diferenciar as diferentes reações químicas, observando-se as principais transformações ocorridas durante o processo. 3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Caracterizar um fenômeno Químico; Distinguir os tipos de Reações Químicas; Reconhecer quando se processou uma Reação Química. 4. MATERIAIS E REAGENTES Dentre os materiais básicos e reagentes utilizados nos experimentos, destacamos: MATERIAIS: Tubos de Ensaio. Espátula. Pinça de madeira. REAGENTES: Zinco e Ácido Clorídrico, Ferro e Sulfato de Cobre, Magnésio e Ácido Sulfúrico, Cobre e Ácido Clorídrico, Nitrato de Magnésio e Hidróxido de Sódio, Carbonato de Cálcio e Ácido Clorídrico, Cloreto de Bário e Ácido Sulfúrico, Água Oxigenada na presença de Bióxido de Manganês, Cloreto de Amônio e Hidróxido de Sódio, e por fim, Cobre sólido e Ácido Nítrico Concentrado. 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 5.1- EXPERIMENTO 01 – REAÇÕES DE DESLOCAMENTO OU SIMPLES TROCA. Reagentes: Zinco e Ácido Clorídrico Inicialmente foi colocada uma pequena quantidade de Zinco (Zn) em pó (coloração acinzentada) em um tubo de ensaio. Posteriormente, no mesmo tubo, adicionou-se cerca de 30 gotas de Ácido Clorídrico-HCl (incolor) 1 M. Após leve agitação do tubo de ensaio, observou-se a formação de gás Hidrogênio. A equação química que descreve a reação é descrita abaixo: Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) Reagentes: Ferro e Sulfato de Cobre Inicialmente foi colocada uma pequena quantidade de Ferro (Fe) em pó (coloração acinzentada) em um tubo de ensaio. Posteriormente, no mesmo tubo, adicionou-se cerca de 30 gotas de Sulfato de Cobre-CuSO4 (coloração azul) 0,5 M. Após agitação do tubo de ensaio, observou-se mudança na coloração da solução de Sulfato de Cobre e aquecimento do tubo de ensaio. A equação química que descreve a reação é descrita abaixo: Fe(s) + CuSO4(aq) → FeSO4(aq) + Cu(s) Reagentes: Magnésio e Ácido Sulfúrico Inicialmente colocou-se um pequeno pedaço de fita de Magnésio (Mg) em um tubo de ensaio. Posteriormente, no mesmo tubo, adicionou-se cerca de 30 gotas de Ácido Sulfúrico-H2SO4 (coloração incolor) 1,0 M. Após agitação do tubo de ensaio, observou-se liberação de gás hidrogênio e calor (reação exotérmica). Inicialmente a solução ficou turva, devido à liberação de gás, mas ao final ela volta a ser incolor. Os indicadores permitem deduzir que o magnésio desloca o hidrogênio. A equação química que descreve a reação é descrita abaixo: H2SO4 (aq) + Mg (s) MgSO4(aq) + H2 (g) Reagentes: Cobre e Ácido Clorídrico Inicialmente colocou-se uma pequena quantidade de Cobre em pó (Cu) em um tubo de ensaio. Posteriormente, no mesmo tubo, adicionou-se cerca de 30 gotas de Ácido Clorídrico-HCl (coloração incolor) 1,0 M. Após agitação do tubo de ensaio, observou-se que não houve reação, haja vista que o cobre é um metal nobre, logo é pouco reativo, por isso não reagiu com o ácido clorídrico. A equação química que descreve o processo é descrita abaixo: 2 HCl (aq) + 2 Cu (s) 2 CuCl (s) + H2 (g) 5.2- EXPERIMENTO 02 – REAÇÕES DE DUPLA TROCA. Reagentes: Nitrato de Magnésio e Hidróxido de Sódio Inicialmente colocou-se 20 gotas de solução 0,1 M de Nitrato de Magnésio (Mg(NO3)2) em um tubo de ensaio. Posteriormente, adicionou-se aos poucos, no mesmo tubo de ensaio, gota a gota, a solução 0,5 M de Hidróxido de Sódio-NaOH. Após agitação do tubo de ensaio, observou-se mudança na coloração da solução, ficando turva e mais concentrada, havendo ainda formação de precipitado. É importante ressaltar que a reação só ocorreu pelo fato dos reagentes serem mais solúveis em água que os produtos. A equação química que descreve a reação é descrita abaixo: Mg(NO3)2 (aq) + NaOH (aq) Mg(OH)(s) + Na2(NO3)2 (s) Reagentes: Nitrato de Magnésio e Sulfato de Sódio Inicialmente colocou-se 20 gotas de solução 0,1 M de Nitrato de Magnésio (Mg(NO3)2) em um tubo de ensaio. Posteriormente, adicionou-se aos poucos, no mesmo tubo de ensaio, gota a gota, a solução 0,1 N de Sulfato de Sódio-Na2SO4. Após agitação do tubo de ensaio, observou-se que não ocorreu reação pelo fato dos produtos serem mais solúveis em água que os reagentes. A equação química que descreve o processo é descrita abaixo: Mg(NO3)2 (aq) + Na2SO4 (aq) 2Na(NO3) (s) + MgSO4(aq) Reagentes: Carbonato de Cálcio e Ácido Clorídrico Inicialmente colocou-se uma pequena quantidade de Carbonato de Cálcio sólido em um tubo de ensaio. Posteriormente, adicionou-se aos poucos, no mesmo tubo, gota a gota, a solução 1,0 M de Ácido Clorídrico-HCl. Após agitação do tubo de ensaio, observou-se mudança na coloração da solução, ficando mais leitosa, com formação de precipitado, além da liberação de gases. A equação química que descreve o processo é descrita abaixo: CaCO3(S) + 2 HCl(aq) → CaCl2(S) + H2O(l) + CO2(g) Reagentes: Cloreto de Bárioe Ácido Sulfúrico Inicialmente colocou-se 20 gotas de solução 0,1 M de Cloreto de Bário (BaCl2), coloração incolor, em um tubo de ensaio. Posteriormente, adicionou-se aos poucos, no mesmo tubo, gota a gota, a solução 1:1 de Ácido Sulfúrico-H2SO4, também incolor. Após agitação do tubo de ensaio, observou-se que ocorreu mudança na coloração da solução, passando do incolor para uma cor esbranquiçada ou leitosa, havendo ainda a formação de um precipitado branco. A equação química que descreve o processo é descrita abaixo: BaCl2(aq) + H2SO4(aq) → BaSO4(aq) + 2HCl(aq) 5.3- EXPERIMENTO 03– REAÇÕES DE OXIDAÇÃO - REDUÇÃO. Reagentes: Água Oxigenada na presença de Bióxido de Manganês Inicialmente colocou-se 5,0 ml a 10 volumes de Peróxido de Hidrogênio-H2O2, popularmente conhecida como água oxigena em um tubo de ensaio. Posteriormente, adicionou-se cerca de 0,5 g de Bióxido de Manganês-MnO2 e em seguida prendeu-se o tubo em uma pinça de madeira. Observou-se que a solução reagiu de forma espontânea, liberando grande quantidade de gás Oxigênio, a ponto de reacender um palito de fósforo, em brasa, colocado dentro do tubo de ensaio. Observou-se ainda, que durante a reação, houve aquecimento do tubo de ensaio, sendo, portanto, uma reação exotérmica. O volume que é indicado em frascos de água oxigenada informa a quantidade de litros de gás oxigênio que pode ser liberada na decomposição de um litro daquele frasco. Sendo assim, uma água oxigenada de concentração 20 volumes libera 20 litros de O2 (g) por litro de solução. A equação química que descreve o processo é descrita abaixo: MnO2(aq) + H2O2(aq) → MnO(s) + H2O(l) + O2(g) 5.4- EXPERIMENTO 04– REAÇÕES ENDOTÉRMICAS E EXOTÉRMICAS. Reagentes: Cloreto de Amônio e Hidróxido de Sódio Inicialmente colocou-se uma pequena quantidade de Cloreto de Amônio sólido em um tubo de ensaio. Posteriormente, adicionou-se cerca de 2,0 ml de solução 1 N de Hidróxido de Sódio-NaOH. Após alguns segundos, observou-se que a solução reagiu, dissolvendo o Cloreto de Amônio sólido por completo. Observou-se ainda o resfriamento do tubo de ensaio, indicando que a reação é do tipo Endotérmica. A equação química que descreve o processo é descrita abaixo: NH4Cl(s) + NaOH(aq) → NaCl(s) +NH3(l) Reagentes: Cobre Sólido e Ácido Nítrico Inicialmente colocou-se uma pequena quantidade de Cobre sólido em um tubo de ensaio. Posteriormente, adicionou-se cerca de 2,0 ml de solução concentrada de Ácido Nítrico-HNO3. Após alguns segundos, a solução começou a reagir e observou-se mudança na coloração da solução, passando a ter uma coloração muito escura e com formação de gases, evidenciando a ocorrência da Reação A equação química que descreve o processo é descrita abaixo: 3 Cu (s) + 8 HNO3 (aq) → 3 Cu(NO3)2 (aq) + 2 NO (g) + 4 H2O (g) 6.0 -CONCLUSÃO. Após a realização de todos os experimentos, observou-se que existem varias formas de se identificar a ocorrência de uma reação química, dentre as quais podemos citar: mudança da coloração da solução, formação de precipitado, liberação e/ou absorção de calor. O produto de dois ou mais reagentes é o resultado da reorganização dos átomos iniciais, mudando as características químicas das substâncias sem alterar a quantidade de átomos existentes. Assim, reação química é o processo pelo qual átomos ou grupo de átomos são redistribuídos, resultando em uma mudança na composição molecular das substâncias. A partir desses conceitos conseguimos classificar as reações conforme suas características, sendo que em alguns casos, foi difícil de notar a reação ocorrida devido a mesma não ser tão evidente. Em outros casos, principalmente devido aos aspectos visuais, foi mais fácil identificar a ocorrência da reação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS KOTZ, C. JOHN; TREICHEL, Paul, M, Jr. Química geral e Reações Químicas. Vol 1. 6ª edição. São Paulo: Ed. Cengage Learning, 2009. BRADY, J. E.; HUMISTON, G. E. Química Geral. 2a Ed., Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora,1986. BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN, B. E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. ELIAS, JOSEPH BENABOU; RAMANOSKI, MARCELO. Química. 1ª ed. Editora Atual, 2003.
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