Relátorio 06 - Reações Quimicas

Prévia do material em texto

Introdução 
A reação química é uma transformação de matéria que se distingui de uma mudança física pela profundidade da modificação que gera, por seu caráter permanente e pela quantidade de energia envolvida. É o processo em que uma substância é transformada em outra (ou outras). Ao se levar em consideração à forma com que os átomos se organizam, as reações químicas podem ser classificadas em cinco tipos: de síntese ou combinação, de decomposição, de deslocamento ou troca, de dupla troca e de reagrupamento interno, numa combinação, duas ou mais substâncias se unem para formar um único composto. Várias dessas reações químicas estão presentes no nosso dia-a-dia, como a ferrugem e o fogo por exemplo. Cada reação química tem suas condições próprias que devem ser seguidas a fim de obter uma possível realização. Uma reação muito comum é a que envolve as substâncias inorgânicas como: os ácidos, bases, sais e óxidos. Uma das mais utilizadas e observadas são a reação de neutralização podendo ser total ou parcial no qual envolve um ácido e uma base e seus respectivos produtos serão teoricamente um sal e água.
De acordo com o número de substâncias que reagem e que são produzidas, as reações podem ser classificadas como: 
1. Reação de síntese: são aquelas representadas genericamente por uma do tipo A + B → AB, onde AB podem ser substâncias simples ou compostas, formadas a partir da combinação dos seus reagentes. Porém quando os reagentes são simples denominamos reação de síntese total, quando pelo menos um dos reagentes é composto chamamos de síntese parcial;
2. Reação de análise ou decomposição: são aquelas em que uma única substância é decomposta em duas ou mais substâncias distintas, sendo representado genericamente por uma equação do tipo AB → A + B, onde AB pode ser substância simples ou composta. Essas por sua vez são divididas em três tipos: pirólise, eletrólise e fotólise que são provocadas por calor, eletricidade e luz respectivamente;
3. Reação de deslocamento ou simples troca: se caracteriza por uma oxirredução. São aquelas nas quais uma substância simples reage com uma substância composta, originando uma substância simples e outra composta, são representadas genericamente por uma equação do tipo A + BC → AC + B, em que o elemento A é mais reativo que o seu íon correspondente, onde BC e AC são substâncias compostas, enquanto A e B são substâncias simples.
4. Reação de dupla troca: ocorrem entre duas substâncias compostas. Nestas reações, conforme ilustra a equação genérica A+B- + C+D- → AD + BC, duas substâncias trocam entre si dois elementos: os extremos unem-se entre si, ocorrendo o mesmo com os elementos centrais por consequência da oposição das cargas de cada elemento. O resultado dessa reação sempre apresentará a formação de um produto insolúvel (sal ou base), ou um produto gasoso (ácido ou base) ou um produto menos ionizado (ácido ou água).
Objetivo 
Identificar e reconhecer os diferentes tipos de reações químicas e classificá-las.
Materiais e Reagentes 
- Bico de Bunsen 
- Tripé 
- Tela de amianto 
- Tubos de ensaio
- Béquer 
- Pinça
- Balão Volumétrico 100 ml 
- Pipetas graduadas 10 ml
- Peróxido de hidrogênio 4% (H2O2)
- Dicromáto de amônio ((NH4)2Cr2O7)
- Magnésio sólido 
- Solução de cloreto de sódio (NaCl)
- Solução de nitrato de prata (AgNO3)
- Iodeto de potássio
- Detergente 
- Vinagre 
Bico de Bunsen – É a fonte de aquecimento mais empregada em laboratório. Apresenta uma base, um tubo cilíndrico, um anel móvel e uma válvula. Para se fazer um bom aquecimento deve-se regular a entrada de ar através do anel móvel. A chama do bico deve ser a azul (oxidante), pois não deixa resíduos nos materiais;
Tripé – Sustentáculo para efetuar aquecimentos de soluções em vidrarias diversas de laboratório. É utilizado em conjunto com a tela de amianto;
Tela de Amianto – Tela de amianto ou também rede de amianto é uma tela quadrada, com amianto prensado no centro no formato de um círculo. Tem a função de dar apoio a materiais de laboratório sobre tripés ou anéis em suporte e distribuir uniformemente o calor quando em aquecimento por bico de Bunsen ou mesmo aquecedores elétricos;
Béquer – Serve para fazer reações entre soluções, dissolver substâncias sólidas, efetuar reações de precipitação e aquecer líquidos;
Pinça – São usadas para segurar, cadinhos, cápsulas, etc., quando aquecidos;
Balão volumétrico – É um frasco utilizado para preparação e diluição de soluções com volumes precisos e pré-fixados. Possui um traço de aferição no gargalo. Este tipo de vidraria é usado na preparação de soluções que precisam ter concentrações definidas (concentração expressa em uma grandeza por unidade de volume). Os balões volumétricos pode ter volumes de 50 mL a 2.0 mL;	
Pipeta – Usada para medir e transferir volumes de líquidos, não se pode aquecer;
Peróxido de hidrogênio – É um líquido incolor à temperatura ambiente apresenta característico sabor amargo, poderoso oxidante cuja fórmula química é H2O2. Quantidades pequenas de peróxido de hidrogénio gasoso ocorrem naturalmente no ar. O peróxido de hidrogénio é instável e quando perturbado, rapidamente se decompõe (através da enzima catalase, presente em nosso corpo), de H2O2, em água (H2O) e oxigênio (O2) com libertação de calor. Deste modo, quando ele é transformado em água e oxigénio pela catalase, acaba por matar bactérias e vírus anaeróbicos (que não sobrevivem à presença de oxigênio), pois libera oxigénio puro, tendo a função de "desinfetante oxidante". Embora não seja inflamável, é poderoso agente oxidante que pode sofrer combustão espontânea em contato com matéria orgânica ou alguns metais como o cobre ou o bronze;
Dicromáto de amônio – Cristais sólidos ou pó; laranja à vermelho, sem odor; afunda e mistura com água. Composto inorgânico com a fórmula (NH4)2Cr2O7, neste composto, e em todos os cromatos e dicromatos, cromo está no seu estado de oxidação +6, comumente conhecido como cromo hexavalente;
Magnésio – é um metal de símbolo Mg, número atômico 12 (12 prótons e 12 elétrons) com massa de 24 u, de cor branco-prateado, bastante resistente, duro e leve (aliás, em estado puro, é o mais leve de todos os metais  conhecidos). É um metal alcalino-terroso, pertencente ao grupo (ou família) 2 (anteriormente chamada IIA), sólido nas condições ambientais. Quando pulverizado, entra facilmente em ignição ao ser aquecido, exibindo uma chama ofuscante. Já quando sofre oxidação, é capaz de perder seu brilho, com o surgimento de leves manchas, quando em simples contato com o ar, dando origem ao composto hidróxido de magnésio, que libera hidrogênio. É empregado principalmente como elemento de liga com o alumínio. Outros usos incluem flashes fotográficos, pirotecnia e bombas incendiárias. O magnésio foi descoberto em 1755 pelo escocês Joseph Black;
NaCl – Consiste em um dois mais importantes e conhecidos sais da química inorgânica, e apresenta em sua estrutura um cátion, derivado do elemento químico sódio,  e um ânion, derivado do elemento químico cloro, monovalentes, que confere à molécula uma relativa hidrossolubilidade e solubilidade na maior parte dos solventes polares. Em geral, os sais formam cristais. São frequentemente solúveis em água, onde os dois iões se separam. O sal tem um alto ponto de fusão, reduzida dureza e pouca compressibilidade;
Nitrato de prata – É um composto químico de fórmula molecular AgNO3. Comercialmente, costuma chamar-se também de "cáustico lunar", ainda que para uso como reagente analítico em grau de pureza de 99,8% ponderal. É sal inorgânico, sólido à temperatura ambiente, de coloração esbranquiçada, sensível à luz. É venenoso e forte agente oxidante, a ponto de causar queimaduras por contato direto, e irritação por inalação ou contato com a pele, mucosas ou olho. É bastante solúvel em água, formando soluções incolores. Por ser forte oxidante, pode inflamar materiais combustíveis, e é explosivo quando misturado com materiais orgânicos ou outros materiais também oxidantes. A temperatura elevada pode decompor-secom emissão de gases tóxicos. É usado em fotografia convencional (fotoquímica, não digital), em eletrodeposição, na fabricação de vidros e espelhos, como germicida. Soluções fracas são usadas em tintas capilares e em antissépticos;
Iodeto de potássio – É um sal branco cristalino de fórmula química KI, usado em fotografia e tratamento radioterápico. Encontra larga aplicação como fonte de iodo por ser menos higroscópico que o iodeto de sódio, tornando-o mais fácil de manipular. KI pode tornar-se amarelo sob aquecimento ao ar ou por exposição ao ar úmido por longos períodos, por causa da oxidação do iodeto a iodo. Iodeto de potássio comporta-se como um simples sal iônico, K+I−. Dado que o íon iodeto é um mediano agente redutor, I− é facilmente oxidado a I2 por agentes oxidantes poderosos, obtido da reação do hidróxido de potássio com o iodo;
Detergente – São substâncias surfactantes com propriedades anfifílicas, ou seja, apresentam em sua estrutura molecular uma parte polar e outra apolar, o que dá a estas moléculas a propriedade de acumularem-se em interfaces de dois líquidos miscíveis ou na superfície de um líquido. Na prática diária se entende como detergente apenas as substâncias como sabões e similares, que emulsificam as gorduras ou matérias orgânicas devido a propriedade de suas moléculas possuírem uma parte hidrófila (que atrai moléculas de água) e uma parte lipófila (que é hidrófoba). Esta propriedade é obtida ao oxidar um ácido graxo de cadeia longa como, por exemplo, palmítico, esteárico ou oleico com uma base alcalina, frequentemente de sódio, potássio ou cálcio. Este processo é denominado saponificação. O extremo da molécula que contém o ácido graxo é lipófilo, e o que contém o átomo alcalino. O detergente mais comum é o sal para - Dodecil-benzeno-sulfonato de sódio, que se origina através da reação de soda com ácido sulfônico (dodecil-alquil-benzil-sulfônico). O primeiro detergente (saponáceo) foi fabricado na Alemanha em 1907. Consistia numa mistura de sabão tradicional com perborato e silicatos sódicos. Ficou conhecido por PERSIL que são as três primeiras letras dos produtos da mistura.
Vinagre – O ácido acético (do latim acetum, azedo), CH3COOH, oficialmente chamado ácido etanoico, é um ácido carboxílico (especificamente, um ácido monocarboxílico), saturado e de cadeia aberta. Em sua forma impura, é popularmente conhecido como vinagre (±7% de ácido acético em solução aquosa). O microorganismo Mycoderma aceti produz uma enzima alcooloxidase que catalisa soluções alcoólicas, principalmente o vinho, produzindo uma solução aquosa de ácido acético denominado vinagre.
CH3 - CH2 - OH + O2 ( ar ) + enzima → CH3 - COOH + H2O ( vinagre )
Procedimentos 
Experimento I
Colocou- se 2 ml de solução de NaCl em um tubo de ensaio;
Adicionou mais 2 ml de solução de AgNO3 em outro tubo;
Misturaram-se os dois compostos e observou a reação.
Experimento II
Mediu-se 10 ml de H2O2 e transferiu para o balão volumétrico;
Acrescentou-se 3 gotas de detergente; 
Adicionou-se 3 cristais de KI e observou-se.
Experimento III 
Pegou-se uma fita de Mg (Magnésio) com ajuda de uma pinça;
Prosseguiu com a combustão da mesma no bico de Bunsen;
Mediu-se 10 ml de água destilada em um béquer e colocou o material dentro do mesmo;
Adicionaram-se gotas indicadoras vermelho pombo e observou-se a reação.
Experimento IV
Colocou-se a tela de amianto sobre o bico de Bunsen;
Depositou-se sobre a tela de amianto uma pequena quantidade de (NH4) 2Cr2o7.
Discursão de Resultados 
Experimento I
Os sais nitrato de prata e cloreto de sódio estão presentes no tubo de ensaio como íons de seus elementos combinados, ou seja, Ag+, NO3-, Na+ e Cl-. Ao se juntarem os dois sais, os íons Ag+ e Cl- se combinam, formando uma molécula do sal cloreto de prata, que, sendo sólido, precipitam-se para o fundo do tubo de ensaio. Isto é uma reação de precipitação. Os íons Na+ e NO3- permanecem em suspensão aquosa no tubo, combinados no sal nitrato de sódio. Verifica-se que houve duas trocas de elementos nesta reação, chamada reação de dupla troca, onde as duas substâncias trocam entre si dois elementos, criando assim dois novos compostos: cloreto de prata e nitrato de sódio, conforme a reação abaixo: 
NaCl(aq.)+AgNO3(aq.) NaNO3(aq.)+AgCl(s) (dupla-troca) 
Experimento II 
O iodeto de potássio atua como catalisador na decomposição do H2O2 (água oxigenada) em água e oxigênio. O oxigênio liberado forma uma espuma espessa colorida com o detergente, que infla e transborda do recipiente.
H2O2(aq.)  KI (aq.) H2O(aq.) + O2(g) (reação de decomposição)
O KI atua como catalisador. Primeiramente ele é oxidado pelo H2O2 a KIO (hipoiodito de potássio), que posteriormente reage com mais H2O2 regenerando o KI e liberando oxigênio.
Experimento III
Existem dois tipos de reação, na primeira reação, forma-se o óxido de magnésio:
2 Mg (s) + O2 (g) 2MgO(s) (reação de síntese)
Em seguida pegaram-se essas cinzas (óxido de magnésio) e colocou- se no béquer com água, como esse óxido é básico, reagiu-se então com a água, formando o hidróxido de magnésio:
MgO(s) + H2O(aq.) Mg(OH)2 (aq.) (reação de síntese)
O produto dessa reação foi o hidróxido de magnésio que apesar de ser pouco solúvel dissolve-se em uma pequena parte, formando uma base, adicionou-se indicador vermelho pombo que deixou a reação com uma cor vermelho escuro, depois de adicionado o vinagre a reação ficou violeta, confirmando-se que era uma base, pois os mesmos se neutralizaram formando um Acetato de Magnésio (sal de magnésio do ácido acético) e água, segundo a reação:
Mg(OH)2 (aq.) + 2CH3COOH(aq.) Mg(CH3COO)2(aq.) + 2H2O(aq.) (reação de dupla-troca)
Experimento IV
O aquecimento do dicromato de amônio causa sua decomposição em óxido de cromo (Cr2O3), gás nitrogênio (N2) e água. O sólido em pó, inicialmente de coloração alaranjada, sofre uma reação violenta após o aquecimento, transformando-se em cinzas levemente esverdeadas, volumosas, de baixa densidade e cancerígenas (óxido de cromo) e liberando substâncias no estado gasoso (nitrogênio e vapor de água). A decomposição ocorre segundo a seguinte reação:
(NH4)2Cr2O7(s) Cr2O3(s) + N2(g) + 4H2O(g) (reação de decomposição)
Conclusão 
Tendo em vista os aspectos observados conclui-se que há vários tipos de reações químicas no meio em que vivemos, que existem várias maneiras de se identificar uma reação, nos experimentos apresentados podemos observar que algumas são bem percebíveis, como mudança de cor ou estado da matéria, outras nem tanto. 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. Este resultado vai depender da natureza dos reagentes envolvidos na reação. Confirma-se assim verdadeira a frase do pai da química moderna Lavoisier onde se diz “Na Natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. 
Bibliografia 
Química Geral e Reações Químicas - Kotz - Vol 1
http://pt.wikipedia.org/
http://www.infoescola.com/
http://www.brasilescola.com/
http://www.mundoeducacao.com/
Respostas Folha 
a – Reação de dupla-troca 
b – homogênea (antes)/ heterogênea (depois), Cloreto de prata em cima (leve camada esbranquiçada) e nitrato de sódio em baixo.
c – NaCl(aq.)+AgNO3(aq.) NaNO3(aq.)+AgCl(s) 
d – Nitrato de sódio 
e – Essa reação ocorre quando duas substâncias composta trocam entre si dois elementos, para que essa reação ocorra é necessário que algum dos dois compostos tenha pelo menos uma das seguintes características: mais fraco que o reagente, mais volátil ou seja menos solúvel que o reagente. 
a – Reação de decomposição
b – H2O2(aq.)  KI (aq.) H2O(aq.) + O2(g)
c – Iodeto de potássio, água e oxigênio. 
d – O volume do qual falamos se refere à quantidade de peróxido de hidrogênio contido na fórmula, quanto maior a concentração, maior a liberação de gás oxigênio, e maior o volume de água oxigenada.
a – Reação de dupla-troca 
b – Mg(OH)2 (aq.) + 2CH3COOH(aq.) Mg(CH3COO)2(aq.)+ 2H2O(aq.) 
c – Acetato de magnésio
d – Exotérmica
e – Primeiro foi formado hidróxido de magnésio uma base fraca da reação, sabemos disso pois quando foi adicionado o corante ele ficou vermelho e logo em seguida com a adição de vinagre (ácido acético) ele ficou violeta, porque se neutralizaram formando um sal (acetato de magnésio). 
a – Reação de decomposição 
b – (NH4)2Cr2O7(s) Cr2O3(s) + N2(g) + 4H2O(g)
c – Óxido de cromo, nitrogênio e vapor de água.
d – Como a reação transformou o dicrómato de amônio em óxido de cromo (Cr2O3), gás nitrogênio (N2) e água, houve então liberação gasosa, a massa do experimento diminuiu, apesar de parecer que aumentou. Na verdade, houve aumento do volume que foi provocado pela liberação dos gases.
e – Compostos hexavalentes (Cromo VI), têm uma  ação irritante e corrosiva no corpo humano. A exposição do cromo hexavalente pode ocorrer, geralmente, através da inalação contato com a pele e ingestão. A inalação, por exemplo, além de causar grave irritação das vias respiratórias, já foi reconhecida como um carcinogênico humano.