QUMICA GERAL E INORG NICA Reaes Qumicas Prof

QUÍMICA GERAL E INORG NICA Reações Químicas Prof. Dr. Ary da Silva Maia Ambiente: DQ-LACOM, entrada lateral, 2º andar. arymaia@quimica. ufpb. br http: //www. quimica. ufpb. br/arymaia

Reações Químicas O que é? É a transformação de uma substância em uma nova, que apresenta uma identidade química diferente. Por que ocorre? Alcançar níveis energéticos mais favoráveis no sistema. Como ocorre? Através da interação física entre as espécies reagentes. Como evidenciar? 2

Reações Químicas Principais evidências de que uma reação química está ocorrendo: liberação entrada mudança de cor mudança de cheiro produção de gás ou sólido entrada ou liberação de energia dificuldade para reverter 3

Reações Químicas Como representar? Através de uma equação química. Reagentes → Produtos � A equação precisa representar fatos conhecidos. � A equação precisa conter fórmulas moleculares corretas para os reagentes e os produtos. � Átomos não mudam sua identidade. � A Lei da Conservação de Massa precisa ser satisfeita. 4

Reações Químicas Indica o resultado da reação Usado para indicar uma reação reversível (s) Um reagente ou produto no estado sólido, também usado para indicar um precipitado Alternativo ao (s), mas usado somente para precipitado (l) (aq) (g) Um reagente ou produto no estado líquido Um reagente ou produto em uma solução aquosa (dissolvido em água) Um reagente ou produto no estado gasoso

Reações Químicas Alternativo ao (g), usado somente para indicar um produto gasoso D Reagentes são aquecidos 2 atm pressão 0 o. C Pressão na qual a reação se processa, (2 atm) Pressão na qual a reação se processa, maior que Patm Temperatura na qual a reação se processa, (0 °C) Mn. O 2 Fórmula de um catalisador, usado pra alterar a velocidade de uma reação, (Óxido de Manganês IV) + Separa mais de um reagente ou produto

Reações Químicas Equações químicas N 2 (g) 3 H 2 (g) + 2 NH 3 (g) + “visão microscópica” 1 molécula N 2 + “visão macroscópica” 1 mol N 2 + Condições experimentais 3 moléculas H 2 3 mol H 2 Reagentes 2 moléculas NH 3 2 mol NH 3 Produtos Excesso Reagente limitante Antes da reação 1 mol N 2 + 3 mol H 2 2 mol NH 3 2 moléculas N 2 3 moléculas H 2 0 moléculas NH 3 1 moléculas N 2 0 moléculas H 2 2 moléculas NH 3 Depois da reação http: //www. unit 5. org/chemistry/Equations. html 7

Reações Químicas Balanceamento de equações químicas: 1. Escrever o esqueleto da equação P 4(s) + O 2(g) P 2 O 5(s) 2. Contar os átomos dos elementos nos reagentes 4 átomos P, 2 átomos O 3. Contar os átomos dos elementos nos produtos 2 átomos P, 5 átomo O 4. Igualar a quantidade de cada elemento mudando o coeficiente estequiométrico 2 P 4(s) + 10 O 2(g) 4 P 2 O 5(s) 5. Escrever o coeficiente no menor valor possível P 4(s) + 5 O 2(g) 2 P 2 O 5(s) 6. Conferir o resultado 8

Reações Químicas Classificação das Reações Químicas: Reação de síntese (combinação) A + B AB AB A + B Reação de decomposição Reação de simples troca* (deslocamento) A + BC AC + B Reação de dupla troca** AB + CD AD + CB Reação de neutralização HX + BOH BX + HOH Reação de combustão (hidrocarboneto) Reação de polimerização *Usar CH + O 2 CO 2 + H 2 O Monômero + … Polímero série de atividade para predição **Produto facilmente separado dos demais – volátil, precipitado, água. 9

Reações Químicas �Série de atividade (cátions) Zn(s) + Cu. SO 4(aq) Zn. SO 4(aq) + Cu(s) + Zn. SO 4(aq) Cu. SO 4 + Zn(s) 10

Reações Químicas �Série de atividade (ánions) Cl 2(g) + 2 Na. Br(aq) 2 Na. Cl(aq) + Br 2(l) Cl 2(g) + 2 Na. Br(aq) 11

Reações Químicas Volatilidade Ácidos instáveis são voláteis: 12

Reações Químicas Tabela de solubilidade em água http: //www. dreamstime. com/royalty-free-stock-images-solubility-water-table-image 19922339 13

Reações Químicas �Equação Global: Ag. NO 3(aq) + Na. Cl(aq) → Ag. Cl(s) + Na. NO 3(aq) �Equação Iônica Completa: Ag+(aq)+ NO 3 -(aq)+ Na+(aq)+ Cl-(aq) → Ag. Cl(s)+ Na+(aq)+ NO 3(aq) �Equação Iônica Líquida: Ag+(aq)+ Cl-(aq) → Ag. Cl(s) 14

Reações Químicas �Exemplos: Determine os casos em que a reação ocorre e escreva a equação balanceada: a) Ag. NO 3 + K 2 CO 3 b) Pb(NO 3)2 + Na. CH 3 CO 2 c) NH 4 NO 3 + Ca. Cℓ 2 d) Mg. CO 3 + HNO 3 e) Na 2 SO 4 + Ba. Cℓ 2 f) Cℓ 2 + Na 2 S g) Fe. Cℓ 3 + I 2 h) F 2 + KI i) K + H 2 O j) Li + S k) Ca + Br 2 Para as reações de a) até e) escreva as equações iônicas completas e líquidas. 15

Reações Químicas �Reações de Oxi-redução Número de Oxidação (nox): (Redox): �Carga assumida por uma espécie química ao buscar sua estabilidade eletrônica. Oxidação: �Processo no qual uma espécie química perde elétrons. �Aumento do seu número de oxidação. Redução: �Processo no qual uma espécie química ganha elétrons. �Diminuição do seu número de oxidação. 16

Reações Químicas �Reações de Oxi-redução (Redox): ◦ Uma reação eletroquímica é composta por duas semi-reações. �Semi-Reação de Oxidação (SRO): �Onde uma determinada espécie química sofre oxidação → perda de elétrons no meio reacional. �Semi-Reação de Redução (SRR): �Onde uma determinada espécie química sofre redução → ganho de elétrons no meio reacional. ◦ As duas semi-reações ocorrem simultaneamente, uma dependentemente da outra. 17

Reações Químicas • Balanceamento de semi-reações redox: �Etapa 1: �Balancear a quantidade do elemento principal em ambos os termos da semireação. �Etapa 2: �Representar o total de elétrons envolvidos na semi-reação, no termo adequado. �Etapa 3: �Equilibrar a carga total em cada termo da semi-reação, pela adição de H+ ou OH- de acordo com o meio. �Etapa 4: �Balancear a quantidade de H com H 2 O no termo conveniente. �Etapa 5: �Checar o balanceamento de O. 18

Reações Químicas • Balanceamento de semi-reações redox: Fe 2+ + Cr 2 O 72 - Fe 3+ + Cr 3+ Semi-reação de Redução (SRR) Meio Ácido Semi-reação de Oxidação (SRO) Cr 2 O 72 - Cr 3+ Fe 2+ Fe 3+ Cr 2 O 72 - 2 Cr 3+ Fe 2+ Fe 3+ + 1 e- Cr 2 O 72 - + 6 e- 2 Cr 3+ 6 Fe 2+ 6 Fe 3+ + 6 e- Cr 2 O 72 - + 6 e- + 14 H+ 2 Cr 3+ + 7 H 2 O Cr 2 O 72 - + 6 e- + 14 H+ + 6 Fe 2+ 2 Cr 3+ + 7 H 2 O +6 Fe 3+ + 6 e. Cr 2 O 72 - + 14 H+ + 6 Fe 2+ 2 Cr 3+ + 7 H 2 O +6 Fe 3+ 19

Reações Químicas • Balanceamento de semi-reações redox: I- + Mn. O 4 - I 2 + Mn. O 2 Semi-reação de Redução (SRR) Meio Básico Semi-reação de Oxidação (SRO) Mn. O 4 - Mn. O 2 I- I 2 Mn. O 4 - + 3 e- Mn. O 2 2 I - I 2 Mn. O 4 - + 3 e- Mn. O 2 + 4 OH- 2 I - I 2 + 2 e - Mn. O 4 - + 3 e- + 2 H 2 O Mn. O 2 + 4 OH- 6 I - 3 I 2 + 6 e - 2 Mn. O 4 - + 6 e- + 4 H 2 O 2 Mn. O 2 + 8 OH 2 Mn. O 4 - + 6 e- + 4 H 2 O + 6 I- 2 Mn. O 2 + 8 OH- + 3 I 2 + 6 e 2 Mn. O 4 - + 4 H 2 O + 6 I- 2 Mn. O 2 + 8 OH- + 3 I 2 20