UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E DE TECNOLOGIA T ECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
REAÇÕES ENTRE ÍONS EM SOLUÇÃO AQUOSA
Nicole Mami de Oliveira Paola Slobodzian do Vale Tharik Cristian Pankevicz
PONTA GROSSA 2016
1 RESULTADOS E DISCUSSÃO ‘’Os
compostos sólidos e iônicos e suas soluções aquosas contêm íons positivos e negativos. A água que bebemos contém concentrações pequenas de muitos íons, e a maioria deles resulta da dissolução de materiais sólidos presentes nos ambientes com os quais a água interage. A água é uma boa substância para dissolução de compostos iônicos, pois cada molécula de água tem uma extremidade positivamente carregada e outra negativamente carregada. Assim, uma molécula de água pode atrair um íon positivo (cátion) à sua extremidade negativa e outro negativo (ânion) à sua extremidade positiva. Eletrólitos fortes são exemplos de solução boas condutoras de eletricidade são consideradas pois apresentam uma grande quantidade de íons livres em solução. Já as substâncias que se solubilizam apenas parcialmente são eletrólitos fracos. Sendo assim, nem todos os compostos iônicos dissolvem-se completamente em água. Os eletrólitos das soluções aquosas possibilitam a ocorrência de muitas reações químicas, como quando uma solução forma um sólido. Esse sólido é chamado de precipitado, que deriva dessa reação de oxidação, que é uma evidência que houve uma transformação química.’’
1.2 Primeiramente foram selecionados 6 compostos principais que seriam utilizados em 15 reações. Seguem os compostos:
1. 2. 3. 4. 5. 6.
NaOH Na2CO3 H2SO4 CuSO4 Na2S CH3COO-Zn
As seguintes reações trariam os resultados posteriores, que foram observados nos experimentos realizados em laboratório, ajudando a descobrir e explicar o que aconteceu em cada um dos 15 tubos de ensaio utilizados na prática das reações entre íons.
1. 2. 3. 4. 5. 6.
NaOH + Na2CO3 NaOH + H2SO4 NaOH + CuSO4 NaOH + Na2S NaOH + CH3COO-Zn Na2CO3 + H2SO4
7. Na2CO3 + CuSO4 8. Na2CO3 + Na2S 9. Na2CO3 + CH3COO-Zn 10. H2SO4 + CuSO4 11. H2SO4 + Na2S 12. H2SO4 + CH3COO-Zn 13. CuSO4 + Na2S 14. CuSO4 + CH3COO-Zn 15. Na2S + CH3COO-Zn Após a montagem das reações, foi solicitado para que fosse dado o produto de cada uma delas. Abaixo, mostra-se cada uma das reações (já balanceadas), e seus respectivos íons resultantes:
1. NaOH (aq) + Na2CO3 (aq) → NaCO3(aq) + Na2OH(aq) 2. 2 NaOH (aq) + H2SO4 (aq) → Na2SO4 (aq) + 2H2O(l) 3. NaOH(aq) + CuSO4 (aq) → Na2SO4(aq) + CuOH(s) 4. NaOH(aq) + Na2S(aq) → Na2S(aq) + NaOH(aq) 5. NaOH(aq) + CH3COO-Zn(aq) → ZnOH(s) + CH3COO Na(aq) 6. Na2CO3(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + H2CO3 (aq) 7. Na2CO3(aq) + CuSO4(aq) → Na2SO4 (aq) + CuCO3 (s) 8. Na2CO3(aq) + Na2S (aq) → Na2S(aq) + Na2CO3 (aq) 9. Na2CO3(aq) + CH3COO-Zn(aq) → ZnCO3(aq) + CH3COO Na 2(aq) 10. H2SO4(aq) + CuSO4(aq) → H2SO4(aq) + CuSO4(aq) 11. H2SO4 (aq) + Na2S(aq) → H2S(aq) + Na2SO4(aq) 12. H2SO4(aq) + CH3COO-Zn (aq) → ZnSO4 (aq) + CH3COO- H2(aq) 13. CuSO4(aq) + Na2S → Na2SO4(aq) + CuS(s) 14. CuSO4 (aq) + CH3COO-Zn(aq) → ZnSO4(aq) + CH3COO-Cu(aq) 15. Na2S(aq) + CH3COO-Zn(aq) → ZnS(s) + CH3COO Na 2(aq) Em seguinte, foram desenvolvidos os experimentos utilizando os compostos e observando o que acontece a cada junção de íons. Seguem explicações sobre o que ocorreu em cada reação:
1. Não houve mudança de cor e nenhuma reação, pois os cátions (Na) eram iguais. 2. Não houveram mudanças pois o Na2SO4 é decahidratado e a reação também produz água, não ocorrendo assim mudanças na coloração. 3. Formou-se precipitado de CuOH de coloração azul. 4. Não houve mudanças na coloração pois os íons cátions (Na) eram iguais. 5. Formou-se precipitado de ZnOH de coloração branca. 6. Não houveram mudanças pois o Na2SO4 é decahidratado e o ácido carbônico se decompõe em bolhas de água. 7. Formou-se precipitado de CuCO3 (carbonato de cobre, insolúvel) de coloração azul.
8. Não ocorreram mudanças no produto da reação pois os cátions eram iguais (Na) e os dois compostos formados no produto são solúveis na presença de água. 9. Não houveram mudanças na coloração pois o Acetato de sódio produz também água, que diluiu o pouquíssimo Sulfeto de Zinco formado. 10. Presença de cor azul devido ao Sulfato de Cobre. 11. Coloração branca/amarelada devido ao sulfeto de hidrogênio. 12. Não houveram mudanças de coloração devido às solubilidades dos produtos formados. 13. Formou-se precipitado de CuS de coloração preta. 14. Coloração azul devido ao Acetato de Cobre. 15. Formou-se precipitado de coloração branca devido ao ZnS.
1.3 REAÇÕES ENTRE ÍONS EM SOLUÇÃO AQUOSA Quando a reação química ocorre em meio aquoso com as espécies químicas dissociadas, pode-se representar esse tipo de reação por meio de equações iônicas. Por exemplo, numa solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl(aq)) existem os íons Na+(aq) e Cl-(aq). Já na solução aquosa de nitrato de prata (AgNO3(aq)) há os íons Ag+(aq) e NO3-(aq). Se misturarmos essas duas soluções, os íons Ag+(aq) do nitrato de prata irão reagir com os íons Cl-(aq) do cloreto de sódio, formando o precipitado cloreto de prata (AgCl(s)).
1.3.1 Solubilidade dos precipitados Um grande número de reações utilizadas em análise qualitativa inorgânica envolve a formação de precipitados. Um precipitado é uma substância que se separa de uma solução, formando uma fase sólida. A solubilidade depende de várias circunstâncias, tais como: temperatura, pressão, concentração de outros materiais na solução e da composição do solvente.
1.3.2 Solubilidade de sulfatos, SO 42Os sulfatos de bário, estrôncio e chumbo são praticamente insolúveis em água; os de cálcio e mercúrio são levemente solúveis e a maioria dos demais sulfatos metálicos é solúvel.
1.3.3 Solubilidade de acetatos, CH3COOTodos os acetatos normais, com exceção dos acetatos de prata e mercúrio que são escassamente solúveis, são facilmente solúveis em água. Alguns acetatos básicos, como por exemplo, de ferro, alumínio e cromo, são insolúveis em água.
1.3.4 Exame do resíduo insolúvel Pode muito bem acontecer que, após o tratamento da amostra com os vários solventes, algum resíduo insolúvel permaneça ou mesmo toda a amostra demonstre ser insolúvel. Os ensaios preliminares devem ser efetuados com esse resíduo insolúvel; tais ensaios podem fornecer valiosas informações quanto à composição da substância insolúvel.
Algumas informações quanto à solubilidade dos ânions sulfeto e sulfato: Sulfeto: são geralmente insolúveis; os de Ba, Sr e Ca são ligeiramente solúveis; os de Na, K e NH, são facilmente solúveis. Sulfato: são ligeiramente solúveis; os de Pb, Hg (I), Sr e Ba são insolúveis; os de Ag, Hg (II), Ca e alguns sulfatos básicos (Bi e Hg) são ligeiramente solúveis.
REFERÊNCIAS http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/reacoes-entre-ions-solucoes.htm Acesso em: 15 mai. 2016. www.quimicaemacao.com.br/tema Acesso em: 17 mai. 2016. VOGEL, Arthur, I. Química Analítica Qualitativa . São Paulo: Ed. Mestre Jou. 5 ed.
