Solucoes Aquosas - Química Geral

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Química Geral para Engenharia 
 
Soluções Aquosas 
SOLUÇÃO 
É uma mistura homogênea (de átomos, íons ou moléculas) de duas ou 
mais substâncias, em que uma é geralmente considerada o 
solvente, o meio em que a outra substância – o soluto – está 
dissolvida 
SOLUTO 
Substância dissolvida ou substância presente 
em menor quantidade na solução. 
SOLVENTE 
Substância que dissolve ou a substância 
presente em maior quantidade. 
Solução aquosa: solução que utiliza água como solvente 
Soluto: substância a ser dissolvida; 
Solvente: substância que efetua a dissolução;. 
Íons em Solução Aquosa: Eletrólitos 
A água que se bebe diariamente e os oceanos contêm concentrações 
pequenas de muitos íons, a maioria dos quais resulta da dissolução 
de materiais sólidos presentes no ambiente. 
PROCESSO DE DISSOLUÇÃO DE UM SÓLIDO IÔNICO EM ÁGUA 
Composto iônico que se 
dissolve na água 
O
HH
O
HH
O
H H
O
H H
O
H H
H
O
H
O
H
H
O
HH
H
O
H
O
H
H






O
H H
H
O
H
O
H
H
H
O
H
O
H
H
O
HH
Propriedades eletrolíticas 
 
• As soluções aquosas - em água - têm o potencial de conduzir 
eletricidade. 
• A habilidade da solução em ser um bom condutor depende do 
número do seu número de íons. 
Compostos cujas soluções aquosas conduzem eletricidade são 
chamados de eletrólitos, e todos os compostos iônicos que são 
solúveis em água são eletrólitos. 
Propriedades eletrolíticas 
 
• As soluções aquosas - em água - têm o potencial de conduzir 
eletricidade. 
• A habilidade da solução em ser um bom condutor depende do 
número do seu número de íons. 
 
Há três tipos de eletrólitos: 
 
• eletrólitos fortes, 
• eletrólitos fracos e 
• não-eletrólitos. 
NaCl(s) → Na
+
(aq) + Cl
-
(aq) 
 
100% de dissociação 
CH3CO2(aq) → CH3CO2
-
(aq) + H
+
(aq) 
 
ácido acético < 5% ionizado 
sacarose - C12H22O11, etanol – CH3CH2OH 
 
dissolvem em água, mas não se ionizam. 
Pouco solúvel 
Exercício: prever a solubilidade de alguns compostos em água... 
 
Classificação das Reações em Solução Aquosa 
Tipo de Reação Força Motriz 
Precipitação Formação de um composto 
insolúvel 
Ácido-base, neutralização Formação de sal e água, 
transferência de próton 
Formação de gás Liberação de gás insolúvel em água 
(como o CO2) 
Oxirredução Transferência de elétrons 
Classificação das Reações em Solução Aquosa 
Tipo de Reação Força Motriz 
Precipitação Formação de um composto insolúvel 
Ácido-base Formação de sal e água, transferência de próton 
Formação de gás Liberação de gás insolúvel em água 
Oxirredução Transferência de elétrons 
Reações de Dupla Troca 
reagentes trocam de parceiros 
Classificação das Reações em Solução Aquosa 
Tipo de Reação Força Motriz 
Precipitação Formação de um composto insolúvel 
Ácido-base Formação de sal e água, transferência de próton 
Formação de gás Liberação de gás insolúvel em água 
Oxirredução Transferência de elétrons 
Reações de Transferência 
de Elétrons 
reagentes trocam elétrons 
Reações de dupla troca (metáteses) 
 
• As reações de dupla troca envolvem a troca de íons em solução: 
 
 
AX + BY  AY + BX 
 
 
Exercícios: 
Escrevendo a equação para uma reação de precipitação 
 
Reações de Precipitação 
Pouco solúvel 
Reações Ácido-Base 
100% ionizado 
< 100% ionizado 
Reações Ácido-Base 
100% ionizado 
< 100% ionizado 
Reações Ácido-Base 
Reações Ácido-Base 
Ácidos e bases fortes e fracos 
 
• Ácidos e bases fortes são eletrólitos fortes. 
– Eles estão completamente ionizados em solução. 
 
• Ácidos e bases fracas são eletrólitos fracos. 
– Eles estão parcialmente ionizados em solução. 
 
Reações Ácido-Base 
Bases 
Identificando eletrólitos fortes e fracos 
Reações Ácido-Base 
Bases 
Identificando eletrólitos fortes e fracos 
 
Exercícios: 
Escrevendo a equação para uma reação ácido-base 
 
Reações Ácido-Base 
Reações Ácido-Base 
Óxidos Metálicos 
Óxidos Não-metálicos 
SO3 + H2O  H2SO4 
Na2O + H2O  2 NaOH Óxidos Básicos 
Óxidos Ácidos 
Existem muitas bases além do OH
-
 que reagem com o H+ para formar 
compostos moleculares... 
Reações que Formam Gases 
Existem muitas bases além do OH
-
 que reagem com o H+ para formar 
compostos moleculares... 
Os íons sulfeto/ito e carbonato/bi podem reagir com H+ de uma 
maneira similar ao OH. 
 
Reações que Formam Gases 
Reações que Formam Gases 
Reações que Formam Gases 
Reações que Formam Gases 
Reações que Formam Gases 
Reações que Formam Gases 
Reações que Formam Gases 
Reações de Oxidação-Redução 
2 Na + Cℓ2 → 2 NaCℓ 
Entre as primeiras reações estudadas estavam aquelas que envolviam o 
oxigênio... 
 - a combustão de combustíveis e as reações dos metais com o oxigênio 
para formar óxidos eram descritas pela palavra oxidação; 
- A remoção do oxigênio dos óxidos metálicos para formar metais nas suas 
formas elementares era descrita como redução. 
Reações de Oxidação-Redução 
Entre as primeiras reações estudadas estavam aquelas que envolviam o 
oxigênio... 
 - a combustão de combustíveis e as reações dos metais com o oxigênio 
para formar óxidos eram descritas pela palavra oxidação; 
- A remoção do oxigênio dos óxidos metálicos para formar metais nas suas 
formas elementares era descrita como redução. 
Casos especiais de um Fenômeno muito mais geral: 
TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS 
Reações de Oxidação-Redução 
REAÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS 
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO 
(reações redox) 
Reações de Oxidação-Redução 
REAÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS 
2 Na + Cℓ2 → 2 NaCℓ 
Envolve a perda de elétrons pelo sódio (oxidação do sódio) e 
ganho de elétrons pelo cloro (redução do cloro) 
2 Na → 2 Na+ + 2 e- 
Cl2 + 2 e
- → 2Cl- 
Oxidação 
Redução 
Reações de Oxidação-Redução 
2 Na → 2 Na+ + 2 e- Oxidação 
Cl2 + 2 e
- → 2Cl- Redução 
Substância que doa elétrons oxida 
Substância que recebe elétrons reduz 
Reações de Oxidação-Redução 
2 Na → 2 Na+ + 2 e- Oxidação 
Cl2 + 2 e
- → 2Cl- Redução 
Substância que doa elétrons oxida 
Substância que recebe elétrons reduz 
Agente redutor 
Agente oxidante 
Reações de Oxidação-Redução 
2 Na → 2 Na+ + 2 e- Oxidação 
Cl2 + 2 e
- → 2Cl- Redução 
Quem oxida – “da” 
Quem reduz – “recebe” 
Reações de Oxidação-Redução 
Reações de Oxidação-Redução 
Uma reação redox é uma reação química na qual ocorrem 
mudanças nos números de oxidação 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esquematicamente temos: 
 
 
 
 
 
 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Nox. 
 
 
 
Oxidação 
Redução 
Existem vários tipos de reações redox 
 
 
- Os metais são oxidados quando reagem com ácidos 
- Um metal mais ativo deslocará um metal menos ativo de 
seus compostos 
- Oxigênio molecular é um poderoso agente oxidante 
Série de atividade 
 
• Alguns metais são facilmente oxidados; outros, não. 
• Série de atividade: é uma lista de metais organizados em ordem 
decrescente pela facilidade de oxidação. 
• Quanto mais no topo da tabela estiver o metal, mais ativo ele é. 
• Qualquer metal pode ser oxidado pelos íons dos elementos 
abaixo dele. 
Como determinamos seuma reação é de oxirredução? 
Podemos fazer isso mantendo-nos informados sobre 
os números de oxidação de todos os elementos 
envolvidos na reação 
Zn(s) + 2HCl (aq) ZnCl2(aq) + H2(g) 
Zn(s) + 2HCl (aq) ZnCl2(aq) + H2(g) 
Zn(s) + 2H
+
(aq) + 2Cl
-
 (aq) 
Zn2+(aq) + H2(g) + 2Cl
-
 (aq) 
 
Zn2+(aq) + H2(g) 
 
Zn(s) + 2H
+
(aq) 
Zn(s) + 2HCl (aq) ZnCl2(aq) + H2(g) 
Zn(s) + 2H
+
(aq) + 2Cl
-
 (aq) 
Zn2+(aq) + H2(g) + 2Cl
-
 (aq) 
 
Zn2+(aq) + H2(g) 
 
Zn(s) + 2H
+
(aq) 
Zn(s) + 2HCl (aq) ZnCl2(aq) + H2(g) 
Zn(s) + 2H
+
(aq) + 2Cl
-
 (aq) 
Zn2+(aq) + H2(g) + 2Cl
-
 (aq) 
 
+2 0 +1 0 
Zn Zn2+ + 2e- 2H+ + 2e- H2(g) 
+2 Nox 
Perda de e- 
Oxidação 
 
Aumento do Nox 
Ganho de e- 
Redução 
 
Diminuição do Nox 
0 +1 0 
Zn(s) + 2H
+
(aq) 
Zn2+(aq) + H2(g) 
 
+2 0 +1 0 
Exercícios 
• Atribuição de números de oxidação 
 
• Utilização de números de oxidação para 
acompanhar reações redox 
 
• Balanceamento de reações redox pelo 
método do íon-elétron 
Exercícios 
• Atribuição de números de oxidação 
 
• Utilização de números de oxidação para 
acompanhar reações redox 
 
• Balanceamento de reações redox pelo 
método do íon-elétron 
Balanceamento Reações Redox 
Método do íon-elétron 
Separação dos processos de oxidação e redução em 
equações individuais → meias-reações 
No balanceamento das meias-reações, temos de levar em conta que em 
muitas reações redox em soluções aquosas os íons H+ ou OH- 
desempenham papel importante, assim como moléculas de água 
Balanceamento Reações Redox 
Método do íon-elétron 
em solução ácida o MnO4- é reduzido ao íon Mn2+ 
em solução neutra ou levemente básica, o produto da redução é o MnO2(s) 
ex
em
p
lo
 
No balanceamento das meias-reações, temos de levar em conta que em 
muitas reações redox em soluções aquosas os íons H+ ou OH- 
desempenham papel importante, assim como moléculas de água 
Balanceamento Reações Redox 
Método do íon-elétron 
Assim, as reações redox geralmente são realizadas em soluções com grande 
excesso de ácido ou de base ao aplicarmos o método do íon-elétron, 
deve-se saber se a reação ocorre em uma solução ácida ou básica 
Exercícios 
• Atribuição de números de oxidação 
 
• Utilização de números de oxidação para 
acompanhar reações redox 
 
• Balanceamento de reações redox pelo 
método do íon-elétron 
Balanceamento Reações Redox 
Método do ìon-Elétron – Solução Ácida 
Etapa 1 - Separe a equação em duas meias-reações 
Etapa 2 - Balanceie os átomos diferentes do H e do O 
Etapa 3 - Balanceie o O adicionando H2O 
Etapa 4 - Balanceie o H adicionando H+ 
Etapa 5 - Balanceie a carga líquida adicionando e- 
Etapa 6 - Iguale o ganho de e- à perda; então some as duas meias-
reações 
Etapa 7 - Cancele qualquer coisa que seja igual em ambos os lados 
Balanceamento Reações Redox 
Método do ìon-Elétron – Solução Básica 
Etapa 1 a Etapa 7 (para solução ácida) 
Etapa 8 - Adicione a ambos os lados da equação o mesmo número de 
OH- (considere o número de H+ presente) 
Etapa 9 - Combine H+ e OH- para formar H2O 
Etapa 10 - Cancele o maior número possível de moléculas de H2O