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Introdução: Uma reação química é a transformação da matéria onde ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais reagentes, resultando em um ou mais produtos. É o processo no qual uma substância é transformada em outra ou outras e envolve mudanças relacionadas à conexão entre os átomos ou íons, na geometria das espécies reagentes. Nesse fenômeno os átomos permanecem intactos, apenas as moléculas são desmontadas aproveitando-se dos mesmos átomos para formar novas moléculas, na qual terão características diferentes. (FELTRE) A reação química é representada graficamente e abreviadamente pela equação química, sendo que o símbolo representa um elemento químico, a fórmula representa a substância química e a equação representa o fenômeno (reação) químico. (FELTRE) É possível ter mais reagentes que produtos e também mais produtos que reagentes. É descrito a reação química da seguinte forma:(BROWN) REAGENTES -> PRODUTOS Uma das reações mais utilizadas e observadas é a reação de neutralização no qual tem reagentes ácidos e base e resultam como produtos um sal e água.(BROWN) As reações químicas são classificadas da seguinte forma: Reação de análise: é a reação na qual uma substância se divide em duas ou mais. AB à A + B Reação de síntese: é a reação oposta a de análise pois duas ou mais substância produzem uma única substância. A síntese total é só entre reagentes simples, pois um elemento pretende ceder elétrons e o outro pretende receber, já a síntese parcial tem pelo menos uma substância composta entre os reagentes.(BROWN) A + B à AB Reação de deslocamento: é uma reação na qual uma substância simples reage com uma substância composta e desloca, desta última, uma nova substância simples.(BROWN) AB + C à AC + B Reação de dupla troca: é uma reação na qual dois compostos reagem, permutando entre si elementos ou radicais, e dando origem a dois novos compostos.(BROWN) AB + CD à AD + BC Objetivos: reconhecer as reações ocorridas entre as soluções utilizadas na prática e identificar as propriedades organolépticas. Materiais e reagentes: Materiais: ● 6 béqueres de 100ml; ● 6 pipetas de pasteur de 5ml; ● 15 tubos de ensaio de 15ml; ● Estante para Tubos; Reagentes: ● Hidróxido de sódio - NaOH(aq) - 0,5 M ● Carbonato de cálcio - Na2CO3(aq) - 0,5 M ● Ácido sulfúrico H2SO4(aq) - 0,5 M ● Sulfato de cobre - CuSO4(aq) - 0,5 M ● Sulfeto de sódio -Na2S(aq) - 0,5 M ● Acetato de zinco - Zn(C 2H3O2)2(aq) - 0,5 M 1 Procedimento experimental Primeiramente, enumerou-se 15 tubos de ensaio (1 e 2, 1 e 3, 1 e 4, 1 e 5, 1 e 6, 2 e 3, 2 e 4, 2 e 5, 2 e 6, 3 e 4, 3 e 5, 3 e 6, 4 e 5, 4 e 6, 5 e 6), em seguida adicionou-se aproximadamente 2 mL das seguintes soluções aos respectivos tubos para que assim houvesse a combinação entre dois diferentes reagentes: 1. NaOH 0,5 M 2. Na2CO3 0,5 M 3. H2SO4 0,5 M 4. CuSO4 0,5 M 5. Na2S 0,5 M 6. Zn(Ac-)2 0,5 M Logo após, observou-se os tubos e constatou-se se houve ou não a ocorrência de reação, anotando-se assim as propriedades organolépticas observadas. Resultados e discussão: Realizando-se o experimento observou-se os seguintes resultados. TUBO 1 – SOLUÇÕES (1,2) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de hidróxido de sódio 0,5M (NaOH) com a solução de carbonato de cálcio 0,5M (Na2CO3). Após a homogeneização da mistura, constatou-se nenhuma propriedade organoléptica, indicando assim que não ocorreu nenhuma reação ou ainda uma reação com rendimento muito baixo, tornando quase impossível a detecção, somente com métodos e aparelhos com maior precisão. As equações que representam essa reação: Equação Geral: NaOH(aq) + Na2CO 3(aq) → NaOH (aq) + Na2CO 3(aq) Equação Iônica : Na+(aq) + OH-(aq) + 2Na+(aq) + CO 3- (aq) → Na+(aq)+ OH -(aq) + 2Na+(aq) + CO 3- (aq) A ausência de interação (reação) química entre os íons em solução deve-se ao fato que em ambas soluções há presença de um mesmo cátion, uma vez que a troca dos íons formaria os mesmos componentes iniciais, por isso, nessa interação não há uma equação iônica simplificada, pois ambos os íons são expectadores, sendo assim esses íons ficaram dispersos em solução. TUBO 2 – SOLUÇÕES (1,3) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de hidróxido de sódio 0,5M (NaOH) com a solução de ácido sulfúrico 0,5M (H2SO4). Após a homogeneização da mistura, constatou-se que houve a formação de um precipitado branco. As equações que representam essa reação: Equação Geral: 2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO 4(aq) + 2 H2O (l) Equação Iônica : 2 Na+(aq) + 2 OH-(aq) + 2 H +(aq) + SO4-2 (aq) → 2 Na+(aq)+ SO-24(aq) + 2 H2O (l) Equação Iônica Simplificada: 2 OH-(aq) + 2 H +(aq) → 2 H2O (l) Houve a formação do sal sulfato de sódio (Na2SO 4), em solução o mesmo é solúvel, ocasionando-se assim a dispersão desses íons espectadores em solução. Observou-se que o tubo que continha essa solução apresentou-se em uma mistura toda branca, isso ocorre devido ao fato de que a quantidade de sal formada pela reação é maior que a sua capacidade de solubilização, tornando assim uma solução supersaturada, pois ambas as soluções apresentam um molaridade de 0,5, no entanto por não serem padronizadas não podemos afirmar a real concentração, o que acabou influenciando na quantidade de sal formada. TUBO 3 – SOLUÇÕES (1,4) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de hidróxido de sódio 0,5M (NaOH) com a solução de sulfato de cobre 0,5M (CuSO4). Após a homogeneização da mistura, constatou-se que houve a formação de um precipitado azul. As equações que representam essa reação: Equação Geral: 2NaOH(aq) + CuSO 4(aq) → Na2SO4(aq) + Cu(OH)2(s) Equação Iônica : 2 Na+(aq) + 2 OH-(aq) + Cu+2(aq) + SO 4-2 (aq) → 2 Na+(aq)+ SO -24(aq) + Cu(OH)2(s) Equação Iônica Simplificada: 2 OH-(aq) + Cu+2(aq) → Cu(OH)2(s) Houve a formação do sal sulfato de sódio (Na2SO 4), no entanto não foi possível diferencia-lo em solução pois o mesmo é solúvel, ocasionando-se assim a dispersão desses íons espectadores em solução, sendo possível identificar o hidróxido de cobre II ((Cu(OH)2), pois está na forma de precipitado devido ao fato de ser insolúvel. TUBO 4 – SOLUÇÕES (1,5) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de hidróxido de sódio 0,5M (NaOH) com a solução de sulfeto de sódio 0,5M (Na2S). Após a homogeneização da mistura, constatou-se nenhuma propriedade organoléptica, indicando assim que não ocorreu nenhuma reação ou ainda uma reação com rendimento muito baixo, tornando quase impossível a detecção, somente com métodos e aparelhos com maior precisão. As equações que representam essa reação: Equação Geral: NaOH(aq) + Na2S(aq) → NaOH(aq) + Na2S(aq) Equação Iônica : Na+(aq) + OH-(aq) + 2Na+(aq) + S-2 (aq) → Na+(aq) + OH -(aq) + 2Na+(aq) + S-2 (aq) A ausênciade interação (reação) química entre os solutos deve-se ao fato que em ambas soluções há presença de um mesmo cátion, uma vez que a troca dos íons formaria os mesmos componentes iniciais, por isso, nessa interação não há uma equação iônica simplificada, pois ambos os íons são expectadores, sendo assim esses íons ficaram dispersos em solução. TUBO 5 – SOLUÇÕES (1,6) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de hidróxido de sódio 0,5M (NaOH) com a solução de acetato de zinco 0,5M (Zn(C2H 3O2)2). Após a homogeneização da mistura, constatou-se que houve a formação de um precipitado branco. As equações que representam essa reação: Equação Geral: 2NaOH(aq) + Zn(C 2H3O2)2(aq) → Zn(OH)2(s) + Na2(C2H 3O2)2(aq) Equação Iônica : 2 Na+(aq) + 2 OH-(aq) + Zn+2(aq) + 2 (C 2H3O2)-(aq) → Zn(OH)2(s) + 2 Na+(aq) + 2 (C2H 3O2)-(aq) Equação Iônica Simplificada: 2 OH-(aq) + Zn+2(aq) → Zn(OH)2(s)) Houve a formação do sal acetato de sódio (Na2(C2H 3O2)2), no entanto não foi possível diferencia-lo em solução pois o mesmo é solúvel, ocasionando-se assim a dispersão desses íons espectadores em solução, sendo possível identificar o hidróxido de zinco (Zn(OH)2), pois está na forma de precipitado devido ao fato de ser insolúvel nessas condições, no entanto ao adicionar hidróxido de sódio o precipitado dissolve-se, formando assim uma solução límpida. TUBO 6 – SOLUÇÕES (2,3) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de carbonato de sódio 0,5M (Na2CO3) com a solução de ácido sulfúrico 0,5M (H2SO4). Após a homogeneização da mistura, constatou-se que houve efervescência, e a solução continuou-se translúcida. As equações que representam essa reação: Equação Geral: Na2CO3(aq) + H2SO 4(aq) → Na2SO4(aq) + H 2O(l) + CO 2(g) Equação Iônica : 2 Na +(aq) + CO3-2(aq) + 2 H+(aq) + SO 4-2(aq) → 2 Na+(aq) + SO 4-2(aq) + CO 2(g) + H2O(l) Equação Iônica Simplificada: CO3-2(aq) + 2 H +(aq) → CO2(g) + H2O (l) Houve a formação do sal sulfato de sódio (Na2SO 4), no entanto não foi possível diferencia-lo em solução pois o mesmo é solúvel, ocasionando-se assim a dispersão desses íons espectadores em solução, sendo possível identificar o dióxido de carbono (CO 2), pois ao misturar as soluções notou-se a liberação do gás. TUBO 7 - SOLUÇÕES (2,4) Após homogeneizar a solução de carbonato de sódio 0,5 M (Na2CO3) com a solução de sulfato de cobre II 0,5 M (CuSO4), notou-se a formação de um precipitado azul. Portanto, trata-se de uma reação de precipitação. As equações que representam essa reação: Na2CO3 (aq) + CuSO4 (aq) → CuCO 3 (s) + Na2SO4 (aq) Na+ (aq) + CO32- (aq) + Cu 2+ (aq) + SO 42- (aq) → CuCO3 (s) + Na+ (aq) + SO 42- (aq) CO32- (aq) + Cu2+ (aq) → CuCO 3 (s) Possibilitou-se constatar a formação do sulfato de sódio aquoso e do precipitado carbonato de cálcio (CuCO3 (s)). O precipitado originou-se devido o sal carbonato normalmente ser insolúvel à solução. Ou seja, a insolubilidade do carbonato de cálcio resultou na ocorrência de um sal insolúvel. A insolubilidade deve-se à diferença entre as interações intermoleculares dos produtos. TUBO 8 – SOLUÇÕES (2,5) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de carbonato de sódio 0,5M (Na2CO3) com a solução de sulfeto de sódio 0,5M (Na2S). Após a homogeneização da mistura, verificou-se que não houve alteração, ou seja, nenhuma propriedade organoléptica foi observada. As equações que representam essa reação: Na2CO3 (aq) + Na2S (aq) → Na2CO 3 (aq) + Na2S (aq) Na+ (aq) + CO32- (aq) Na+ (aq) + S2- (aq) → Na+ (aq) + CO 32- (aq) Na+ (aq) + S2- (aq) A ausência de interação (reação) química entre os íons em solução deve-se ao fato que em ambas soluções há presença de um mesmo cátion, uma vez que a troca dos íons formaria os mesmos componentes iniciais, por isso, nessa interação não há uma equação iônica simplificada, pois ambos os íons são expectadores, sendo assim esses íons ficaram dispersos em solução. TUBO 9 – SOLUÇÕES (2,6) Após realizar a mistura entre carbonato de sódio 0,5 M (Na2CO3) e acetato de zinco 0,5 M (Zn(Ac-)2), observou-se a formação de um precipitado branco. Logo, é uma reação de precipitação. As equações que representam essa reação: Na2CO3 (aq) + Zn(Ac-)2 (aq) → ZnCO3 (s) + Na(Ac-) (aq) Na + (aq) + CO32- (aq) + Zn2+ (aq) + Ac- (aq) → ZnCO3 (s) + Na+ (aq) + Ac- (aq) CO32- (aq) + Zn2+ (aq) → ZnCO 3 (s) Foi possível verificar a formação de acetato de sódio aquoso e o precipitado carbonato de zinco (ZnCO3 (s)). O precipitado formou-se devido o sal carbonato geralmente ser insolúvel à solução. Isto é, a insolubilidade do carbonato de cálcio resultou na ocorrência de um sal insolúvel. A insolubilidade deve-se à diferença entre as interações intermoleculares dos produtos. TUBO 10 – SOLUÇÕES (3,4) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de ácido sulfúrico 0,5M (H2SO4) com a solução de sulfato de cobre II 0,5 M (CuSO4). Após a homogeneização da mistura, observou-se que houve alteração de cor da solução devido a solução de sulfato de cobre II se apresentar em uma coloração azulada. As equações que representam essa reação: H2SO4 (aq) + CuSO4 (aq) → H2SO4 (aq) + CuSO4 (aq) H+ (aq) + SO42- (aq) + Cu2+ (aq) + SO 42- (aq) → H + (aq) + SO42- (aq) + Cu2+ (aq) + SO 42- (aq) A ausência de interação (reação) química entre os íons em solução deve-se ao fato que em ambas soluções há presença de um mesmo ânion, uma vez que a troca dos íons formaria os mesmos componentes iniciais, por isso, nessa interação não há uma equação iônica simplificada, pois ambos os íons são expectadores, sendo assim esses íons ficaram dispersos em solução. TUBO 11 – SOLUÇÕES (3,5) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de ácido sulfúrico 0,5M (H2SO4) com a solução de sulfeto de sódio 0,5M (Na2S). Após a homogeneização da mistura, verificou-se que houve liberação de gás e alteração de cor, a solução apresentou coloração amarela. As equações que representam essa reação: H2SO4 (aq) + Na2S (aq) → Na2SO 4 (aq) + H 2S (g) H+ (aq) + SO42- (aq) + Na+ (aq) + S2- (aq) → Na+ (aq) + SO 42- (aq) + H2S (g) H + (aq) + S2- (aq) → H2S (g) Houve a formação do sal sulfato de sódio (Na2SO 4), no entanto não foi possível diferencia-lo em solução pois o mesmo é solúvel, ocasionando-se assim a dispersão desses íons espectadores em solução, sendo possível identificar o ácido sulfídrico (H 2S), pois ao misturar as soluções notou-se a liberação do gás, pois o mesmo apresentava um odor bem característico, por se tratar de um ácido fraco, quando em solução não se dissocia por completo, devido a esse fato ocorreu-se a mudança de coloração da solução e a liberação dogás sulfídrico. TUBO 12 – SOLUÇÕES (3,6) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de ácido sulfúrico 0,5M (H2SO4) com a solução de acetato de zinco 0,5 M (Zn(Ac-)2). Após a homogeneização da mistura, verificou-se que a reação permaneceu incolor, portanto não foi possível averiguar qualquer propriedade organoléptica. As equações que representam essa reação: H2SO4 (aq) + Zn(Ac-)2 (aq) → ZnSO4 (aq) + 2 H(Ac-) (aq) H+ (aq) + SO42- (aq) + Zn2+ (aq) + Ac- (aq) → Zn2+ (aq) + SO 42- (aq) + 2 H+ (aq) + 2 Ac- (aq) Nesse caso ocorreu o deslocamento do íon zinco, pois o mesmo é mais reativo do que o íon hidrogènio, ocasionando assim duas novas soluções, mas devido ambas soluções formadas tanto de ácido acético(CH3COOH) quanto a de sulfato de zinco(ZnSO4), são solúveis em meio aquoso, com isso ocasionou-se a dispersão desses íons em solução. TUBO 13 – SOLUÇÕES (4,5) Após a homogeneização de sulfato de cobre II 0,5 M (CuSO4) e sulfeto de sódio 0,5 M (Na2S), constatou-se a formação de um precipitado preto. Sendo assim, é uma reação de precipitação. As equações que representam essa reação: CuSO4 (aq) + Na2S (aq) → CuS (s) + Na2SO4 (aq) Cu2+ (aq) + SO42- (aq) + Na+ (aq) + S2- (aq) → CuS (s) + Na+ (aq) + SO42- (aq) Cu2+ (aq) + S2- (aq) → CuS (s) Foi possível averiguar a formação do sulfato de sódio aquoso e o precipitado sulfeto de cobre (CuS (s)). O precipitado formou-se devido o sal sulfeto carbonato geralmente ser insolúvel à solução. Ou seja, a insolubilidade do sulfeto de cobre resultou na ocorrência de um sal insolúvel. A insolubilidade deve-se à diferença entre as interações intermoleculares dos produtos. TUBO 14 – SOLUÇÕES (4,6) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução de sulfato de cobre II 0,5 M (CuSO4) com a solução de acetato de zinco 0,5 M (Zn(Ac-)2). Após a homogeneização da mistura, observou-se que a coloração da solução passou a ser azulada. As equações que representam essa reação: CuSO4 (aq) + Zn(Ac-)2 (aq) → ZnSO 4 (aq) + Cu(Ac-)2 (aq) Cu2+ (aq) + SO42- (aq) + Zn 2+ (aq) + Ac- (aq) → Zn2+ (aq) + SO42- (aq) + Cu2+ (aq) + Ac- (aq) Nesse caso ocorreu o deslocamento do íon zinco, pois o mesmo é mais reativo do que o íon cobre, ocasionando assim duas novas soluções, mas devido ambas soluções formadas tanto de acetato de cobre II (Cu(CH3COO)2) quanto a de sulfato de zinco(ZnSO4), são solúveis em meio aquoso, com isso ocasionou-se a dispersão desses íons em solução. TUBO 15 – SOLUÇÕES (5,6) Homogeneizou-se a mistura formada pela solução sulfeto de sódio 0,5 M (Na2S) com a solução de acetato de zinco 0,5 M (Zn(Ac-)2). Após a homogeneização da mistura, observou-se que houve alteração de cor, a solução passou a apresentar coloração branca. As equações que representam essa reação: Na2S (aq) + Zn(Ac-)2 (aq) → 2 Na(Ac-) (aq) + ZnS (s) 2 Na+ (aq) + S2- (aq) + Zn 2+ (aq) + 2 Ac- (aq) → 2 Na+ (aq) + 2 Ac- (aq) + ZnS(s) S2- (aq) + Zn2+ (aq) → ZnS(s) Nesse caso ocorreu o deslocamento do íon sódio, pois o mesmo é mais reativo do que o íon zinco, ocasionando assim dois novos compostos, mas a solução formada de acetato de sódio(NaCH3COO) é solúvel, ocasionando-se assim a dispersão desses íons espectadores em solução, sendo possível identificar o precipitado formado de sulfeto de zinco (ZnS), pois o mesmo resultou na ocorrência de um sal insolúvel. A insolubilidade deve-se à diferença entre as interações intermoleculares dos produtos. Tubo de Ensaio Precipitado Propriedades Organolépticas (1,2) ------------------ --------------------- (1,3) Na 2SO4(s) Solução supersaturada, ocasionando um sal branco (1,4) Cu(OH)2(s) Coloração azul do precipitado (1,5) ------------------ --------------------- (1,6) Zn(OH)2(s) Coloração branca do precipitado (2,3) ------------------ Liberação de CO2(g) (2,4) CuCO3(s) Coloração azul do precipitado (2,5) ------------------ ------------------ (2,6) ZnCO3(s) Precipitado branco (3,4) ------------------ ------------------ (3,5) ------------------ Liberação de H2S(g) e mudança de Coloração para amarela (3,6) ------------------ ------------------ (4,5) CuS(s) Precipitado escuro (4,6) ------------------ Coloração azulada (5,6) ZnS(s) Precipitado branco Conclusão: Com a prática, foi possível determinar a presença ou não de algumas propriedades organolépticas, entre elas se destacaram: a formação de precipitado, a mudança na coloração e a liberação de gases. Também, foi averiguado a solubilidade das substâncias utilizadas, e como consequência disso a existência ou inexistência de íons espectadores nas reações. Referências bibliográficas: BRONW, Theodore L; LEMAY, H. Eugene Jr; BURSTEN, Bruce E; BURDGE, Julia R. Química, a ciência central.9 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. FELTRE, Ricardo. Química Geral. 6 ed. São Paulo: Moderna,2004. MAIA, Daltamir Justino; J.C. de Bianchi. Química Geral: Fundamentos. 1ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007. QUESTÕES 1. H+ + Cl- Hg2+ + NO3- Na+ + NO3- Cu2+ + Cl- K+ + CO32- Na+ + CH3COO- NH4+ + HCO3- Ag+ + CrO42- K+ + MnO4- H+ + PO4-3 Na+ + SO42- Cr3+ + OH-3 K+ + ClO3- Na+ + ClO4- Na+ + SO32- Cu2+ + S2- Fe+3 + O-2 Na+ + Cr+6 + O-2 2. Ácido clorídrico, Nitrato de mercúrio (II), Nitrato de sódio, Cloreto de cobre (II), Carbonato de potássio, Acetato de sódio, Bicarbonato de amônia, Cromato de prata, Permanganato de potássio, Ácido fosfórico, Sulfato de sódio, Hidróxido de cromo (III), Hipoclorito de sódio, Clorato de potássio, Perclorato de sódio, Sulfito de sódio, Sulfeto de cobre, Óxido de ferro, Dicromato de sódio. 3. O eletrólito fraco produz uma solução em que o soluto sofre ionização incompleta, ou seja, uma pequena porção da molécula do soluto forma íons. Por outro lado, o eletrólito forte é uma substância que produz uma solução onde o soluto apresenta praticamente sua totalidade em forma de íons em solução.
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