Engenharia de Produção Mecânica Leonardo A. de Carvalho Cassio Shiomi Capítulo 4: Reações em solução e estequiometria de soluções 4.1 Composição das soluções 4.2 Propriedades dos solutos em soluções aquosas 4.3 Ácidos, bases e sais 4.4 Equações iônicas 4.5 Reações da metátese 4.6 Introdução ás reações de oxidação-redução 4.7 Estequiometria de soluções e análise 4.1 Composição das soluções Uma solução é uma mistura homogênea de um soluto em um solvente. São encontradas em quaisquer dos três estados físicos: sólido, líquido e gasoso Concentração = A mais usada é a concentração molar que relaciona quantidade de soluto com litros de solução. Container de tintas e seus conteúdos 4.2 Propriedades dos solutos em soluções aquosas Compostos iônicos em água Solubilização do NaCl em água Compostos moleculares em água O metanol, composto molecular, dissolve-se sem haver formação de íons Eletrólitos fortes e eletrólitos fracos Eletrólitos fortes: compostos (iônicos e moleculares) que estão na solução, completa ou quase completamente na forma de íons. Ex: HCl (molecular), NaCl (iônico). Eletrólitos fracos: compostos moleculares que dissolvem pouco Ex: ácido acético. 4.3 Ácidos e bases Ácidos: ionizam formando íons de hidrogênio Bases: substâncias que reagem com íons hidrôgenio (H)A A- + (H+) Materiais contendo ácidos usados no dia-a-dia B(OH) B+ + (OH-) Produto de limpeza Reações de neutralização e sais A reação de neutralização ocorre da junção de um ácido e uma base e resulta geralmente em um sal e água. Sal: composto iônico cujo cátion provém de uma base e o ânion provém de um ácido. 4.4 Equações iônicas Quando há eletrólitos fortes na solução, o mais correto é escrever a equação química mostrando que há ionização completa em solução: A equação que possui todos os eletrólitos fortes solúveis dissociados é uma equação iônica completa: 4.5 Reações de metátese No geral, há três processos químicos que podem provocar a remoção de íons de uma solução e que operam como forças motrizes de reação de metátese: 1. Formação de produto insolúvel (precipitado) 2. Formação de eletrólito fraco ou de não-eletrólito 3. Formação de gás que escapa da solução. Reação de precipitação Formação de sólido insolúvel. Reações com formação de eletrólito fraco ou de não-eletrólito Reação em que os íons reagem e formam um eletrólito fraco, ou não-eletrólito, que fica dissolvido na solução, por exemplo: Reação em que há desprendimento de gás Ocorre quando um produto da reação da metátese é um gás que tem pequena solubilidade em água, por exemplo: 4.6 Introdução às reações de oxidaçãoredução Se considera que uma substância se oxida quando perde elétrons e que se reduz quando os ganha. Uma substância não pode se oxidar se outra não se reduzir, pois os fenômenos de oxidação e redução envolvem sempre uma transferência de elétrons. oxidação Fe+2 + 1 Ce+4 1 Fe+3 + Ce+3 redução Porta do carro oxidada 4.7 Estequiometria de soluções e análise química Titulação: Processo no qual é determinada a concentração de uma solução. - - Solução padrão solução com concentração conhecida Ponto de equivalência ponto no qual se misturam quantidades estequiometricamente equivalentes da duas soluções. Indicadores corantes que indicam se uma solução é acida ou básica Referências bibliográficas Química: A Ciência Central Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce E. Bursten Editora PEARSON EDUCATION EPR 2008