Introdução
Reações químicas ocorrem quando dois ou mais compostos são misturados e existe um rearranjo entre as moléculas ou íons formando diferentes substâncias no produto. Este rearranjo pode ser percebido macroscopicamente pelas mudanças de coloração, odor, temperatura, liberação de gás, precipitação, aparecimento de luminosidade, etc. Essas mudanças indicam a evidência de que houve reação entre as substâncias. As reações químicas são representadas de forma abreviada pelas equações químicas, e indicam a mistura de diferentes reagentes formando diferentes produtos. Contudo, uma vez que os átomos não são formados nem destruídos em uma reação, a equação deve conter o mesmo número de átomos de cada elemento no reagente e no produto. 1 As evidências das reações permitem compreender como os átomos são rearranjados, e quais novas substâncias são transformadas no produto de acordo com determinada mist mi stur uraa de reag reagen ente tes. s. Anal Analis isan ando do as mu muda danç nças as ocor ocorri rida dass pode pode-s -see veri verifi fica carr as propriedades dos átomos de acordo com as características características obtidas. Objetivo
Verificar, se houver, as mudanças ocorridas em misturas de diferentes reagentes aquosos e se existe evidências de reação e qual a característica observada para concluir o fenômeno observado. Procedimento Experimental
Materiais utilizados: •
Tubo de ensaio
•
Pipeta
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Termômetro
•
Bico de Bunsen
•
Termômetro
1
Reagentes: 2,3 HCl(aq) (Ácido clorídrico)
•
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Na2SO4(aq) (Sulfato de sódio)
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NaOH(aq) (Hidróxido de sódio)
•
KNO3(aq) (Nitrato de potássio)
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Na2CO3(aq) (Carbonato de sódio)
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CuSO4(aq) (Sulfato de cobre(II))
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NaC2H3O2(aq) (Acetato de sódio)
•
NH4OH(aq) (hidróxido de amônio)
•
K 2CrO4(aq) (Cromato de potássio)
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Fe(s) (Ferro) - Prego
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Zn(s) (Zinco)
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FeCl3(aq) (Cloreto de ferro(III))
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Cu(s) (Cobre)
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KSCN(aq) (Tiocianato de potássio)
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BaCl2(aq) (Cloreto de bário)
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CaCl2(aq) (Cloreto de cálcio)
Procedimento: Foi medido 1mL com a pipeta (uma para cada solução para evitar contaminação) e colocado em diferentes tubos de ensaio cada um dos reagentes utilizados. Em seguida foram observadas as misturas descritas na Tabela 1. Tabela 1. Misturas analisadas no experimento. 5 No 01 02 03 04 05 06 07
Mistura de 1mL + 1mL HCl + NaOH (*) HCl + Na2CO3 HCl + NaC2H3O2 (∆) HCl + K2CrO 4 HCl + Zn HCl + Cu BaCl2 + Na2SO4
08 09 10 11 12 13 14 15
BaCl2 + KNO3 BaCl2 + K 2CrO4 CuSO4 + NH4OH (**) CuSO4 + NH4OH CuSO4 + Fe FeCl3 + NaOH FeCl3 + KSCN Na2CO3 + CaCl2
OBS.: (*) = medir a temperatura inicial e final; (**) = aplicar hidróxido de amônio escassamente; (∆) = aquecer mistura
Concentração das soluções HCl e NaOH = 1,0 mol.L -1
Acetato de sódio = 0,5 mol.L -1 2
Outras soluções: 0,2 mol.L -1 Resultados e Discussão
Para cada substância analisada foi observado as evidências de reação descrito na Tabela2. Tabela 2. Mistura e evidência analisada No 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15
Mistura de 1mL + 1mL HCl + NaOH (*) HCl + Na2CO3 HCl + NaC2H3O2 (∆) HCl + K2CrO 4 HCl + Zn HCl + Cu BaCl2 + Na2SO4 BaCl2 + KNO3 BaCl2 + K 2CrO4 CuSO4 + NH4OH (**) CuSO4 + NH4OH CuSO4 + Fe (prego) FeCl3 + NaOH FeCl3 + KSCN Na2CO3 + CaCl2
Evidência Alteração de temperatura (antes: 26 oC; depois: 30 oC) Liberação de gás Alteração de odor (p/ cheiro de vinagre) Mudança de cor (guaraná) Efervescência em torno do Zinco Nada observado Formação de precipitado (branco) Nada observado Formação de precipitado (amarelo) Precipitado azul na superfície de contato Mudança de cor (azul) com precipitado azul Ferro sofre oxidação Formação de precipitado (marrom) Mudança de cor (vermelho sangue) Nada observado
Das evidências analisadas, pode-se observar as seguintes reações:
1,2,4
Reação de precipitação: é a reação entre dois solutos dá origem a um produto sólido insolúvel. Um precipitado é este sólido formado por uma reação em solução. (Ex. no experimento: soluções 07, 09, 10, 13). Reação de solubilidade iônica: é a reação em que na solução iônica, os ânions são fortemente atraídos por cátions formando um composto iônico. (Ex. no experimento: soluções 01, 03, 07, 11, 13, 14). Reação de oxirredução: os elétrons são transferidos entre reagentes. (Ex. no experimento: soluções 05, 12). Reação ácido-base: os ácidos são as substâncias que se ionizam em soluções aquosas para formar íons H+. As bases são substâncias que normalmente produzem OH - e reagem com os íons H +. (Ex. no experimento: soluções 01, 02, 03, 04) 3
Conclusão:
A maioria das substâncias arranjadas obteve alguma alteração visível, evidenciando a reação obtida entre os reagentes. Assim, pode-se afirmar que houve uma nova combinação de moléculas e íons que formaram diferentes compostos no produto. Contudo algumas reações possuem características distintas na atração entre as moléculas, ou seja, possuem um tipo de ligação característico de alguns compostos.
Questões:
1.
Diferencie equação química de reação química.
A reação química acontece quando dois diferentes compostos no reagente formam diferentes produtos (contudo com os mesmos elementos e números de átomos) através de ligações químicas. A equação química indica simbolicamente a reação. 1, 5 2.
Dê as equações químicas balanceadas das reações realizadas. HCl + NaOH NaCl + H2O 2HCl + Na2CO3 2NaCl + CO2 4
HCl + NaC2H3O2 (∆) NaCl + CH3COOH HCl + K 2CrO4 2KCl + H2CrO4 2HCl + Zn ZnCl2 + H2 HCl + Cu Não há reação BaCl2 + Na2SO4 2NaCl + BaSO 4 BaCl2 + KNO3 2KCl + Ba(NO3)2 BaCl2 + K 2CrO4 BaCrO4(s) + 2KCl CuSO4 + 4NH4OH Cu(NH4OH)4 + SO4 CuSO4 + Fe Cu + FeSO4 FeCl3 + 3NaOH 3NaCl + Fe(OH)3 FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCL Na2CO3 + CaCl2 2NaCl + CaCO 3 3.
Em algumas misturas realizadas não se observa evidência de reação.
Explique. Quando não há evidencia visuais da ocorrência de uma reação, pode-se identificar se houve reação através da mudança de temperatura do sistema que foi observado na reação no 01 ou mudança na alcalinidade ou acidez da solução, ou seja, mudança no pH. Porém a reação n o 06 não há reação devido a reatividade impossibilitada entre os elementos. 4.
Que tipo de ligação química ocorre em cada reação?
Os íons que são interagidos, o composto formado e o tipo de ligação estão descritos na Tabela 3. Tabela 3. Íons em solução, Composto formado e tipo de ligação em ordem do n o de cada experimento. 1-4 No
Íons em solução
Composto formado
Tipo de ligação
01
H+(aq) + OH-(aq)
H2O(aq)
Molecular
Cl-(aq) + Na+(aq)
NaCl(aq)
Iônica
2H+(aq) + CO32-(aq)
H2O(aq) + CO2(g)
Molecular
02
5
2Na+(aq) + 2Cl-(aq)
2NaCl(aq)
Iônica
H+(aq) + CH3COO-(aq)
CH3COOH(g)
Molecular
Cl-(aq) + Na+(aq)
NaCl(aq)
Iônica
2H+(aq) + CrO42-(aq)
H2CrO4(aq)
Molecular
2K +(aq) + 2Cl-(aq)
2KCl(aq)
Iônica
2H+(aq)
H2(g)
Covalente
Zn2-(s) + 2Cl-(aq)
ZnCl2(s)
Covalente
06
H+(aq) + Cu+(s)
Sem reatividade
-
07
Ba2+(aq) + SO42-(aq)
BaSO4(s)
Molecular
2Na+(aq) + 2Cl-(aq)
2NaCl(aq)
Iônica
Ba2+(aq) + 2NO3-(aq)
Ba(NO3)2(aq)
Molecular
2K +(aq) + 2Cl-(aq)
2KCl(aq)
Iônica
Ba2+(aq) + CrO42-(aq)
BaCrO4(s)
Molecular
2K +(aq) + 2Cl-(aq)
2KCl(aq)
Iônica
03
04
05
08
09
10
*
11
**
12
Cu+(aq)
Cu+(aq)
-
Fe+2(aq) + SO4-2(aq)
FeSO4(aq)
Molecular
Fe3+(aq) + 3OH-(aq)
Fe(OH)3(s)
Molecular
3Na+(aq) + 3Cl-(aq)
3NaCl(aq)
Iônica
Fe3+(aq) + 3SCN-(aq)
Fe(SCN)3(aq)
Molecular
3K +(aq) + 3Cl-(aq)
3KCl(aq)
Iônica
2Na-(aq) +2Cl-(aq)
2NaCl(aq)
Iônica
Ca2+(aq) + CO32-(aq)
CaCO3(aq)
Molecular
13
14
15
OBSV2,3: (*) Experimento 10: Solução de amônia, quando escassamente adicionada: precipitado azul de um sal básico (sulfato básico de cobre) 2Cu2+ + SO42- + 2NH3 + OH- → Cu(OH)2 . CuSO4 ↓ +2NH4+ 6
(**)Experimento 11: Solúvel em excesso de reagente, obtendo-se uma coloração azul intensa, devido a formação de íons complexos tetraminocuprato (II) Cu(OH)2 . CuSO4 ↓ + 8NH3+ → 2[Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OHSe a solução contém sais de amônio, não ocorre a precipitação, mas, de qualquer forma, aparece uma coloração azul. 2
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BROWN, Theodore L.; LEMAY, Eugene; Jr., BURSTEN, Bruce Jr., Química – A ciência central , 9a ed., São Paulo: Pearson
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SCHIAVON, Marco Antônio; SANTOS, José Mauro da Silva; MANO, Valdir, Química Geral Experimental I ,
São João Del Rei: Apostila – Universidade
Federal de São João Del Rei, Departamento de Ciências Naturais, 2005.
7
