Reações Químicas

As reações químicas fazem parte do nosso dia-a-dia. Por exemplo, quando vamos esquentar a água para preparar o café da manhã, estamos realizando uma reação química, pois o gás do fogão reage com o oxigênio do ar para produzir o calor que utilizamos para cozinhar os alimentos. Sabemos que para o carro andar devemos colocar gasolina. Mas o que a gasolina tem a ver com o movimento do carro? 

Isso só é possível devido a uma reação química. A gasolina utilizada nos veículos é uma mistura de vários compostos. Um deles é o octano, composto formado por carbono e hidrogênio, cuja fórmula química é C₈H₁₈. Quando a gasolina reage com o oxigênio do ar produz dióxido de carbono (CO₂), água (H₂O) e a energia que é utilizada para fazer com que o carro entre em movimento. 

Você percebeu como as reações químicas estão presentes em nosso dia-a-dia? Vamos aprender como podemos nos expressar através das reações químicas. Vamos lá! 

Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Envolve mudanças relacionadas à mudança nas conectividades entre os átomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes ou ainda na Interconversão entre dois tipos de isômeros. Resumidamente, pode-se afirmar que uma reação química é uma transformação da matéria em que pelo menos uma ligação química é criada ou desfeita.

Quais são os tipos importantes de Reações Químicas?

• Reação de Síntese ou Combinação Direta é a reação onde duas ou mais substâncias se combinam diretamente para formar um novo composto químico.
  Fórmula Geral: A + B ---> AB
  Exemplo: Fe + S ---> FeS
  i.e., Ferro + Enxofre ---> Sulfeto de Ferro
• Reação de Decomposição é a reação onde um composto químico se quebra (decompõe) em duas ou mais substâncias. Se a decomposição requer uma fonte de calor, a mesma é chamada decomposição térmica.
  Fórmula Geral: AB ---> A + B
  Exemplo: ZnCO₃ ---> ZnO + CO₂
  i.e., Carbonato de Zinco (+ Calor) ---> Óxido de Zinco + Dióxido de Carbono
• Reação de Simples Troca é a reação onde um elemento substitui outro em um composto químico para produzir um novo composto e o elemento deslocado.
  Fórmula Geral: A + BC ---> AC + B
  Exemplo: Fe + CuSO₄ ---> FeSO₄ + Cu
  i.e., Ferro + Sulfato de Cobre ---> Sulfato de Ferro + Cobre
• Reação de Dupla Troca é a reação onde dois compostos químicos trocam seus radicais para formar dois novos compostos.
  Fórmula Geral: AB + CD ---> AD + CB
  Exemplo: KCl + AgNO₃ ---> KNO₃ + AgCl
  i.e., Cloreto de Potássio + Nitrato de Prata ---> Nitrato de Potássio + Cloreto de Prata

Balanceamento

Balancear uma equação significa demonstrar que os átomos não desaparecem e não foram criados durante uma transformação. Na verdade, ocorre apenas um rearranjo dos átomos, isto é, algumas ligações iônicas ou covalentes são rompidas e outras são formadas.

O balanceamento das reações onde não há transferência de elétrons pode ser feito diretamente pelo ‘’ método das tentativas ‘’. Nas reações em que a transferência de elétrons ocorre, os elétrons devem ser balanceados previamente.

Método das tentativas

Consiste em acertar os coeficientes da equação simplesmente contando o numero de átomos de cada elemento participante dos reagentes e produtos. Não é adequado para ser aplicado diretamente às reações com transferência de elétrons, pois não deixa claro quantos elétrons foram cedidos e quantos foram recebidos, embora isso ocorra no caso de reações que envolvam poucos reagentes e produtos.

Exemplo:

Balancear as equações químicas:

 Aℓ(OH)3 + H2S → Aℓ2S3 + H2O

1º Passo) Ajustar o alumínio

2Aℓ(OH)3 + H2S → Aℓ2S3 + H2O

2º Passo) Ajustar o enxofre

2Aℓ(OH)3 + 3H2S → Aℓ2S3 + H2O

3º Passo) Ajustar o hidrogênio

2Aℓ(OH)3 + 3H2S → Aℓ2S3 + 6H2O

4º Passo) Observe que o oxigênio ficou automaticamente

ajustado

2Aℓ(OH)3 + 3H2S → Aℓ2S3 + 6H2O

Método Redox (oxi – redução)

Reações químicas podem ocorrer quando elétrons são transferidos de um átomo para o outro. Elas são conhecidas como reação redox, pois, ao mesmo tempo em que o átomo perde elétrons- oxidação- outro os recebe- redução.

Variação do numero de oxidação

O elemento que cede elétrons, isto e, sofre oxidação, provoca a redução do outro. Isto significa que ele é o agente redutor. O que recebe elétrons, por outro lado, provoca a oxidação, então ele é chamado de agente oxidante.

Quem se oxida (oxidação)

*Perde elétrons

*nox aumenta

*é redutor

Quem se reduz (redução)

*ganha elétrons

*nox diminui

*é oxidante

Métodos para balanceamento Redox

*determinamos a variação no nox dos elementos que sofreram redução ou oxidação.

*em seguida, multiplicamos cada valor pelo maior numero de átomos do elemento que efetivamente sofreram variação.

OBS: Quando esses dois coeficientes de referências forem múltiplos, devem ser simplificados.

*invertendo os dois totais, obtemos igualdade no número de elétrons ganhos e perdidos.

*a substância que recebe o coeficiente é aquela que possui o maior número de átomos que efetivamente se oxidaram ou se reduziram.

*equilibramos a seguir os elementos que sofreram variação.

*Finalmente, completamos o balanceamento por tentativas, seguindo a ordem já mencionada.

Observações importantes:

1-    Quando da reação participar água oxigenada (H2O2) considere:

*o oxigênio variando de -1 para 0, se na reação há formação de O2.

*o oxigênio variando de -1 para -2, se na reação não há formação de O2.

2- Em casos de equações iônicas, um balanço de cargas precisa ser feito:

O total de cargas dos íons  do primeiro membro da equação.= O total das cargas dos íons do segundo membro da equação.

Para saber se uma reação é redox, isto é, se há transferência de elétrons, é preciso conhecer ou calcular o número de oxidação de todos os átomos que participam da reação nos reagentes e produtos.

Exemplo:

Faça o balanceamento da reação de oxirredução representada pela equação abaixo:

     +1     +7     -2               +1  -1                    +1  -1                  +2    -1                  +1    -2            0

 KMnO4   +   HBr   →   KBr   +  MnBr2     +   H2O  + Br2

 

Espécies que sofreram variação do Nox:

                                     Redução

Mn                        +7     →     +2   ∆Nox = 5

 

                                    Oxidação

Br                          -1     →        0   ∆Nox = 1

Observando a equação, podemos perceber que o Mn e o Br, no primeiro membro da

equação, apresentam índice 1. No segundo membro da equação, o Mn continua com

índice 1, porém, o Br apresenta índice 2. Sendo assim, devemos escolher o segundo

membro pra iniciar o balanceamento, não nos esquecendo de efetuar a multiplicação dos

∆Nox pelos índices. Observe:

Mn   ∆Nox = 5 x 1 = 5Br    ∆Nox = 1 x 2 = 2

 

KMnO4   +   HBr   →   KBr   +  2MnBr2     +   H2O  + 5Br2

Continuamos o balanceamento por tentativa, seguindo, se possível, a ordem abaixo ao

acertar os coeficientes: metais, ametais, hidrogênio e oxigênio.

KMnO4   +   HBr   →   KBr   +  2MnBr2     +   H2O  + 5Br2

                         ↑                                    ↑

2 2

                                                                    ↓  

2KMnO4   +   HBr   →   2KBr   +  2MnBr2     +   H2O  + 5Br2

                                                ↑                                 

                                               16             2Br            4Br                        10Br

  

                                                             2+4+10 = 16                            

2KMnO4   +   16HBr   →   2KBr   +  2MnBr2     +   H2O  + 5Br2

                                                                                                        ↑                                  

                          8 O               16 H                                                 8

Logo, a equação balanceada será:

   2KMnO4   +   16HBr   →   2KBr   +  2MnBr2     +  8H2O  + 5Br2

Experimento com reação química

A amônia (NH3) é uma base fraca e solúvel em água, podendo ser utlizada para fazer a brincadeira conhecida como "sangue do diabo", um líquido rosa que, ao ser borrifado sobre um tecido brando, perde rapidamente sua cor.

Materiais

- Meio copo de água (cerca de 150 mL)
- 4 gotas de limpador com amoníaco (ex: Ajax)
- 1 comprimido de Lacto-purga
- Meio copo de álcool (etanol)


Para realizar essa experiência você vai precisar de uma solução de fenolftaleína. Prepare-a como indicado na experiência "Preparando indicadores ácido-base.


Para fazer o sangue do diabo dissolva em meio copo de água: 4 gotas de limpador com amoníaco (Ajax) e 10 gotas da solução de fenolftaleína. Agora borrife essa solução em um tecido branco e veja o que acontece!


O tecido branco irá ficar rosa, mas logo após a cor desaparecerá. A explicação está no fato de que a amônia é uma base volátil. Inicialmente o meio é básico e a fenolftaleína é rosa. Quando o líquido é jogado sobre uma roupa, a amônia evapora e o meio passa a ficar neutro, o que faz a fenolftaleína voltar a ficar incolor.

 Uma delas é bem simples basta pegar qualquer ácido forte (pequena quantidade) e colocar em uma bureta resistente e adicionar um pouquinho de água, essa reação explode então tome cuidado. Outra é colocar um pouco de sódio metálico (pedacinho pequeno) num recipiente e colocar um pouquinho de água que explode também.

Porque devemos balancear uma reação química?

Porque não há nada perdido nem criado na equação. O balanceamento só equaliza a quantidade de material que entra com o que sai.

Se estiver desigual, o balanceamento foi feito de modo errado ou a equação não é possível.

Por exemplo, se em certa transformação entrarem 3 moléculas de oxigênio, obrigatoriamente existirão 3 moléculas de oxigênio do outro lado da equação, mesmo que organizadas de maneira diferente.