Aula 15 QUÍMICA GERAL Ana Luisa Daibert Pinto Sumário: Aula 15 • Fenômenos Físicos e Químicos • Reações Químicas – Classificação • quanto ao calor envolvido • quanto ao sentido • quanto à velocidade – Reações de adição ou síntese – Reações de análise ou decomposição – Reações de deslocamento ou simples troca – Reações de substituição ou dupla troca Fenômenos Físicos e Químicos Este fenômeno é classificado como FENÔMENO FÍSICO Recordando: Propriedades da Matéria Mudanças Físicas • A substância inicialmente presente possui as mesmas propriedades da substância presente no final. • Apenas sua aparência física muda. – Gelo derrete; – Cano de ferro é serrado; – Copo é quebrado; – Folha é rasgada; – Prego é fincado na madeira. Fenômenos Físicos e Químicos Este fenômeno é classificado como FENÔMENO QUÍMICO Recordando: Propriedades da Matéria Mudanças químicas • Quando uma substância muda sua composição. • Novas substâncias são formadas a partir de outras. • Evidências: – – – – liberação de gases formação de precipitado mudança de cor alterações de calor • Ferrugem na palha de aço, produção de húmus no solo, queima da vela, queima de gás num fogão e de gasolina, álcool ou diesel no motor de um veículo. Reações Químicas • Os fenômenos químicos são denominados de Reações Químicas. • Reação Química é o processo de mudanças químicas, onde ocorre a conversão de uma substância, ou mais, em outras substâncias. • Quando representamos um fenômeno químico por fórmulas e símbolos teremos um Equação Química. A + B Reagentes C + D Produto Reações Químicas • As reações químicas fazem parte do nosso dia-adia. • 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. Reações Químicas • 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. Reações Químicas • As reações químicas quanto ao calor envolvido podem ser: – ENDOTÉRMICAS São reações que ocorrem absorvendo calor. – EXOTÉRMICAS São reações que ocorrem liberando calor. Reações Químicas • Toda reação ocorre com absorção ou liberação de calor. Essa energia é dada pela unidade caloria por mol (cal/mol): – Exotérmica: libera calor C + O2 CO2 ΔH = - 94.100 cal C + O2 CO2 + 94.100 cal – Endotérmica: absorve calor N2 + O2 2 NO ΔH = + 21.600 cal N2 + O2 + 21.600 cal 2 NO Reações Químicas • As reações químicas quanto ao sentido podem ser: – REAÇÕES REVERSÍVEIS São reações em que reagentes e produtos são consumidos e produzidos ao mesmo tempo. N2O4 (g) ↔ 2 NO2 (g) – REAÇÕES IRREVERSÍVEIS São reações que ocorrem em um único sentido. C(s) + O2 (g) CO2 (g) Reações Químicas • As reações químicas quanto à velocidade podem ser: – LENTA A formação dos produtos é muito lenta. 4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3 – RÁPIDA Aquela cujo tempo gasto, desde o momento em que os reagente são colocados em contato ate a formação dos produtos, é pequeno. AgNO3 (aq) + NaCl (aq) NaNO3 (aq) + AgCl ↓ Classificação das Reações • Reações de adição ou síntese • Reações de análise ou decomposição • Reações de deslocamento ou simples troca • Reações de substituição ou dupla troca Reações de adição ou síntese • É quando duas ou mais substâncias reagentes produzem apenas uma única substância como produto. A + B AB CaO + H2O Ca(OH)2 N2 + 3 H2O 2 NH3 Reações de análise ou decomposição • É quando uma única substância reagente produz duas ou mais substâncias. AB A + B 2 H2O 2 H2 + O2 CaCO3 CaO + CO2 Reações de análise ou decomposição • Em função do agente que provoca a decomposição as reações são classificadas em: – ELETRÓLISE Decomposição provocada pela corrente elétrica. – PIRÓLISE Decomposição provocada pelo calor. – HIDRÓLISE Decomposição provocada pela água. – FOTÓLISE Decomposição provocada pela luz. Reações de deslocamento ou simples troca • A substância simples desloca um elemento de uma substância composta, originando outra substância simples e outra composta. A + BC AC + B A + BC AB + C Reações de deslocamento ou simples troca A + BC AC + B • Quando a substância simples (A) é um metal, ela deverá ser mais reativa (eletropositiva) que B, para poder deslocá-lo. Para isso, devemos nos basear na fila de reatividade ou eletropositividade. Cs > Li > Rb > K > Ba > Sr > Ca > Na > Mg > Be > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Co > Ni > Sn > Pb > H > Sb > As > Bi > Cu > Ag > Hg > Pt > Au – Um metal que vem antes na fila desloca um que vem depois. Reações de deslocamento ou simples troca A M + BC + MAm AC + B Na + FeCl2 NaCl + Fe • A reação ocorre pois o Na é mais reativo que o Fe. Reações de deslocamento ou simples troca A + BC AB + C • Quando a substância simples é um ametal, a reação ocorre se o ametal (A) for mais reativo (eletronegativo) que o ametal (C). Para isso, devemos nos basear na fila de reatividade ou eletronegatividade. F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P – Ametal que vem antes na fila desloca um que vem depois. Reações de deslocamento ou simples troca A + BC Am + MAm AB + C Cl2 + 2 NaBr Br2 + 2 NaCl • A reação ocorre pois o Cl é mais reativo que o Br. Reações de substituição ou dupla troca • É quando duas substâncias compostas trocam entre si partes de suas estruturas, formando duas novas substâncias compostas. • Substituem-se mutuamente cátions e ânions. AB + CD AD + CB 2 KI + Pb(NO3)2 2 KNO3 + PbI2 Reações de substituição ou dupla troca • Para a ocorrência das reações de dupla troca, deve ocorrer uma das condições: – Formação de um precipitado (produto insolúvel) 2 KI + Pb(NO3)2 2 KNO3 + PbI2 ↓ – Formação de uma substância volátil NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 ↑ – Formação de uma substância mais fraca HClO4 + KCN KClO4 + HCN (ácido mais fraco) Resumo: Classificação das Reações • Reações de adição ou síntese A + B AB • Reações de análise ou decomposição AB A + B • Reações de deslocamento ou simples troca AB + C AC + B • Reações de substituição ou dupla troca AB + CD AD + CB Aula 15 Exercícios de Fixação REAÇÕES QUÍMICAS Atividades 1) Quando se adiciona HNO3 a NaOH, temperatura do sistema eleva-se. Pode-se concluir que a reação ocorrida é a) de simples troca com liberação de calor. b) de substituição com absorção de calor. c) de dupla troca com liberação de calor. d) de adição com absorção de calor. a Atividades 2) Considerando as reações químicas representadas pelas equações da coluna I, faça associação com os dados da coluna II: Coluna I (1) CaCO3 CaO + CO2 (2) CO2 + H2O + NH3 NH4HCO3 (3) NaCℓ + NH4HCO3 NaHCO3 +NH4Cℓ (4) Fe + 2HCℓ FeCℓ2 + H2 a) 1 - II; 2 - III; 3 - I; 4 - III b) 1 - II; 2 - I; 3 - IV; 4 - III c) 1 - I; 2 - II; 3 - III; 4 - IV d) 1 - I; 2 - III; 3 - II; 4 - IV Coluna II (I) reação de síntese (II) reação de análise (III) reação de deslocamento (IV) reação de dupla troca Atividades 3) Das reações químicas que ocorrem: I. nos flashes fotográficos descartáveis II. com o fermento químico para fazer bolos III. no ataque de ácido clorídrico ao ferro IV. na formação de hidróxido de alumínio usado no tratamento de água representadas respectivamente pelas equações: I. 2Mg + O2 2MgO II. NH4HCO3 CO2 + NH3 + H2O III. Fe + 2 HCℓ FeCℓ2 + H2 IV. Aℓ2(SO4)3 + 6NaOH 2Aℓ(OH)3 + 3Na2SO4 Classifique cada reação. Atividades 4) Uma reação de deslocamento simples, de cátion, é mostrada na equação: a) H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2H2O b) SO3 + H2O H2SO4 c) Cu + 2 AgNO3 Cu(NO3)2 + 2 Ag d) 2 KBrO3 3 O2 + 2 KBr e) 2 KBr + Cℓ2 2 KCℓ + Br2 Atividades 5) A reação: é classificada como reação de: a) análise. b) deslocamento. c) dupla troca. d) síntese. e) simples troca. Atividades 6) A decomposição da reação foi devido à: a) Eletrólise b) Pirólise c) Hidrólise d) Fotólise Atividade de Aprendizagem Orientada 04 Óxidos e o Meio Ambiente Data da entrega: 21 de novembro de 2012