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* * REAÇÕES QUÍMICAS Profa. Msc. Fernanda Almeida Nunes de Alcantara * * É o processo de mudança química, isto é, a conversão de uma ou mais substâncias em outras substâncias REAÇÕES QUÍMICAS Reagentes Produtos * * Um aspecto importante sobre uma reação química é a conservação da massa e o número de espécies químicas microscópicas (átomos e íons) presentes antes e depois da ocorrência da reação. Essas leis de conservação se manifestam macroscopicamente sob a forma das leis de Lavoisier, de Proust e de Dalton. * * Ao conjunto das características e relações quantitativas dos números de espécies químicas presentes numa reação dá-se o nome de estequiometria. Deve-se salientar que uma ligação química ocorre devido a interações entre as nuvens eletrônicas dos átomos, e que então reação química apenas envolve mudanças nas eletrosferas. No caso de ocorrer mudanças nos núcleos atômicos teremos uma reação nuclear. * * Ao passo que nas reações químicas a quantidade e os tipos de átomos sejam os mesmos nos reagentes e produtos, na reação nuclear, as partículas subatômicas são liberadas, o que causa redução de sua massa, sendo este um fato relacionado à existência de elementos isóbaros, isótonos e isótopos entre si. * * Um exemplo de uma reação química : NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl Nesta reação química, ao passo que o NaNO3 permanece em solução, formou-se uma ligação entre a prata (Ag) e o cloro (Cl) o que resultou em um produto sólido de cloreto de prata (AgCl), pode-se então dizer que houve uma reação química. * * Mudança de coloração no sistema; Liberação de gás (efervescência) ; Precipitação (formação de compostos insolúveis); Liberação de calor; Indícios de ocorrência de Reações Químicas * * Reações de Síntese Reações de Análise ou Decomposição Reações de Deslocamento ou Simples Troca Reação de Substituição ou Dupla Troca Reação de Oxirredução Tipos de Reações Químicas * * Reações de Síntese: Duas ou mais substâncias originam somente uma como produto. A + B => AB Exemplos: H2 + S => H2S C + O2 => CO2 TIPOS DE REAÇÕES QUÍMICAS * * Reações de decomposição: Formam-se duas ou mais substâncias a partir de uma outra única. AB A + B Exemplos: NaCl Na + ½ Cl2 CaCO3 CaO + CO2 * * Reações de decomposição com nomes especiais: Pirólise: decomposição pelo calor; Fotólise: decomposição pela luz; Eletrólise: decomposição pela eletricidade. * * Reações de deslocamento ou simples troca: São as que ocorrem quando uma substância simples reage com uma substância composta para formar outra substância simples e outra composta. A + BC AC + B Cl2(g) + 2NaBr(s) 2NaCl(s) + Br2(g) * * Reações de substituição ou dupla troca: É a reação iônica que ocorre entre duas substâncias compostas produzindo duas novas substâncias. AB + CD AD + CB Exemplos: NaCl(aq) + AgNO3(aq) NaNO3(aq) + AgCl(aq) H2SO4 + BaCl 2 BaSO4 + 2 HCl * * Reações de Oxi-Redução São reações químicas onde ocorrem transferências de elétrons entre duas espécies químicas. A perda de elétrons é chamada de oxidação e o ganho de elétrons é chamado de redução. * * Desenvolvimento esquemático de uma reação envolve duas etapas: Equacionamento: demonstra como a reação se processa. Balanceamento: revela em que proporções essa substâncias participam. H2SO4(aq) + AlCl3(aq) HCl(aq) + Al2(SO4)3(aq) * * REAÇÕES ÁCIDO-BASE ÁCIDO-BASE (ARRHENIUS) Ácido é toda substância que em solução aquosa libera H+ ou H3O+ HCl(g) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq) Base é toda substância que em solução aquosa libera o ânion OH- NaOH(s) Na+(aq) + OH-(aq) * * Limitada ao comportamento em soluções aquosas; Ignora muitas substâncias e outras espécies dissolvidas além dos íons OH- que se combinarão com os íons H+, e vice-versa; Muitas substâncias que não são compostos contendo hidrogênio ou hidróxido aumentam a concentração de H+ ou OH- quando adicionadas à água. LIMITAÇÃO DA TEORIA DE ARRHENIUS * * ÁCIDO-BASE (BRØNSTED-LOWRY) Em 1923, Brønsted (Dinamarca) e Lowry (Inglaterra), independentemente, sugeriram uma definição ácido-base muito útil: “Ácido é uma espécie que tende a doar um próton e base é uma espécie que tende a receber um próton.” Ex.: HCl * * ÁCIDO-BASE (LEWIS) Os ácidos e as bases de Lewis não precisam conter prótons. Ácido de Lewis: receptor de par de elétrons. Base de Lewis: doador de par de elétrons. Toda reação ácido-base de Lewis consiste na formação de uma ligação covalente coordenada. * * TIPOS DE REAÇÃO ÁCIDO-BASE * * Reação ente ácido forte e base forte Os ácidos e bases fortes são 100% ionizados em solução. Exemplo: HCl + NaOH H3O+ + Cl- + Na+ + OH- 2H2O + Na++ Cl- K = 1,0 1014 Indica que a reação é quantitativamente completa Esta reação recebe o nome de reação de neutralização * * Neste caso o ácido é 100% ionizado; O íon H3O+ é produzido pela reação do ácido com o íon OH- proveniente da base fraca. Exemplo: HCl + NH3 NH3 + H2O NH4++ OH- K = 1,8 109 Indica que a reação é quantitativamente completa Reação ente ácido forte e base fraca * * A reação entre quantidades molares de ácido fraco e base forte leva a formação de um sal cujo ânion é a base conjugada de um ácido fraco. O sal estará 100% dissociado em água; Exemplo: HCOOH + NaOH HCOOH + H2O H3O+ + HCOO- HCOOH + OH- H2O+ + HCOO- K = 1,0 1010 Reação ente ácido fraco e base forte * * Neste caso o pH da solução depende das constantes Ka e Kb do ácido conjugado e da base conjugada. Exemplo: CH3COOH + NH3 CH3COOH + NH3 NH4 + CH3COO- K = 3,2 X 104 Reação ente ácido fraco e base fraca * * REAÇÃO DE PRECIPITAÇÃO REAÇÃO DE COMPLEXAÇÃO ATIVIDADES PRÓXIMA AULA: * * MAHAN, B. M., MYERS, R. J. Química: um curso universitário. 4ª ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1995. RUSSEL, J. B. Química Geral. 2ª ed. Vol. I. São Paulo: Makron Books, 1994. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão Concisa. 5ª ed. São Paulo: Edgar Blücher, 1999. ATKINS, P. W.; JONES L. L. Princípios Química, questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.