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Professora Cristiane Forte GOVERNO DO ESTADO DO CEARÁ Secretaria da Ciência Tecnologia e Educação Superior Universidade Estadual do Ceará - UECE Centro de Ciência e Tecnologia - CCT Curso de Licenciatura em Química GOVERNO DO ESTADO DO CEARÁ Secretaria da Ciência Tecnologia e Educação Superior Universidade Estadual do Ceará - UECE Centro de Ciência e Tecnologia - CCT Curso de Licenciatura em Química 1 3.1 Evidências de reações químicas 2 3.2 Tipos de Reações químicas Reação Ácido-Base Reação de precipitação 3 Formação de complexos: Reações de oxidação-redução: 3.2 Tipos de Reações químicas 4 3.4 Sensibilidade, Especificidade e Seletividade das Reações Analíticas Sensibilidade Condições para que uma reação ocorra: Meio adequado Ex.: Se um precipitado for solúvel tanto em soluções ácidas como em soluções básicas, o mesmo só poderá ser formado em meio neutro. Temperatura da solução 5 3.4 Sensibilidade, Especificidade e Seletividade das Reações Analíticas Concentração do íon a identificar na solução: para que as reações ocorram é necessário que a concentração do íon que será identificado seja suficientemente elevada. Composto com S precipita em baixas concentrações reações sensíveis; Composto com S precipita em elevadas concentrações reações pouco sensíveis; A sensibilidade das reações se caracteriza quantitativamente por dois índices interdependentes: limite de sensibilidade e a diluição limite. 6 3.4 Sensibilidade, Especificidade e Seletividade das Reações Analíticas Limite de sensibilidade ou quantidade mínima detectável: é a menor quantidade de substância ou de íon que se pode ser detectada por meio de uma dada reação, em condições estabelecidas. Como esta quantidade é muito pequena, o resultado é expresso em microgramas (μg). Diluição ou Concentração Limite (D.L): caracteriza a menor concentração da substância ou do íon que dá sempre uma reação positiva. A diluição limite é expressa pela seguinte proporção: D.L. = 1 / G Onde G igual à quantidade em peso do solvente correspondente a uma unidade de peso da substância ou íon a identificar. 7 Exemplo: Para determinar a sensibilidade de uma reação para o Fe+3 foi preparada uma solução contendo 1,0 g de ferro por litro. Encontrou-se que o teste não dá bons resultados quando a diluição ultrapassa 1000 vezes. Sabendo-se que o teste foi executado com 2 mL da solução de ferro diluída. Calcular a diluição limite e a quantidade mínima detectável. 8 3.4 Sensibilidade, Especificidade e Seletividade das Reações Analíticas A sensibilidade das reações que servem para identificar um mesmo íon pode ser muito variada, como pode ser observado para o exemplo do cobre: 9 3.4 Sensibilidade, Especificidade e Seletividade das Reações Analíticas Especificidade e Seletividade das reações Especificidade das reações: As reações específicas são aquelas que permitem identificar o íon na presença de outros. Um exemplo deste tipo de reação é a reação de identificação do íon amônio (NH4+) por ação de uma base, a quente, que é acompanhada de uma liberação de amônia que pode ser reconhecida facilmente pelo seu odor. Seletividade das reações: As reações seletivas são aquelas que produzem resultados idênticos ou muito parecidos com um número reduzido de íons em determinadas condições. Quanto menor é o número de íons em que a reação dá um resultado positivo, maior é o grau de seletividade de uma reação. 10 3.5 Eletrólitos e Não Eletrólitos As substâncias solúveis são representadas em equações na forma iônica enquanto as substâncias pouco solúveis ou insolúveis são representadas na forma molecular Os eletrólitos fortes são sólidos iônicos que, em solução aquosa, se ionizam completamente, transformando-se em íons carregados Os eletrólitos fracos são substâncias presentes em solução em geral na forma molecular, com apenas uma pequena fração na forma de íons 11 12 • Classificação dos eletrólitos 13 3.6 Reação Iônica Essencial As equações químicas representam as reações químicas, esta representação deve se aproximar o mais fielmente possível da verdadeira reação que se processa, necessitamos, portanto da reação iônica essencial, ou seja, a reação que realmente ocorre retirando destas os íons expectadores, para que saibamos disto é necessário antes consultarmos a tabela de solubilidade e a partir daí escrever as reações. 14 Sumário de solubilidade em água 15 Regras para se escrever a equação química de uma reação iônica essencial: 1. Eletrólitos fortes em solução devem ser escritos nas suas formas iônicas; 2. São escritos nas formas moleculares: a) Todos os sólidos presentes ou formados na reação (AgCl) b) Todos os sólidos presentes ou formados na reação (H2(g)); c) Todos os eletrólitos fracos solúveis; d) Todos os não eletrólitos. 16 Exemplos: 1. Nitrato de prata com cromato de potássio; 2. Ácido acético com hidróxido de sódio; 3. Cloreto de alumínio com hidróxido de amônio; 4. Ácido acético com hidróxido de sódio. 17 Balanceamento de reações iônicas Balanceamento pelo método do íon-elétron: 1. Identificar quais as espécies que estão sofrendo variação de Nox; 2. Escrever separadamente as equações parciais de semirreações de oxidação e redução, mostrando: Agentes oxidantes – forma reduzida (ganhou é); Agente redutor – forma oxidada (perda é). 3. Fazer o balanço das massas dos elementos que sofreram variação no Nox, por tentativa. 18 Balanceamento de reações iônicas 4. Para os elementos Hidrogênio e Oxigênio, seguir as seguintes orientações: Se a reação ocorre em meio ácido, adiciona-se H+ no membro da equação onde houver predominância de átomos de oxigênio; e H2O, no outro membro da equação. Se a reação ocorre em meio básico (alcalino), adicione OH- no lado da equação onde houver deficiência de átomos de oxigênio; e H2O, no lado oposto. 19 5. Balancear eletricamente cada equação parcial com adição de elétrons; 6. Por multiplicação cruzada, fazer o número de elétrons perdidos em uma equação igual ao número de elétrons ganho na outra; 7. Somar as duas equações parciais e cancelar elétrons, H+, H2O, OH -, tanto quanto possível. Não deve haver elétrons na equação final; 8. Para ter certeza de que a equação esteja balanceada, verificar: (1) se o número de átomos de cada elemento é igual; (2) se a soma das cargas iônicas é igual em ambos os lados da reação 20 Exemplos: 1. Sn2+ + Hg2+ + Cl– → Sn4+ + Hg2Cl2 2. Cr2O7 2-(aq) + Sn2+(aq) → Cr 3+ (aq) + Sn 4+ (aq) (meio ácido) 3. MnO4 - + H2O2 MnO2 + O2 (meio básico) 21 Valores de Nox para metais e não metais 22
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