Compreendendo as reações químicas 8º ano CSA - 2015 Transformações dos materiais Transformação Físicas Químicas Alteração das propriedades dos materiais Transformações Físicas dos materiais Mudança de forma Rasgar um papel Quebrar um vidro Dissolução de soluto em solvente Dissolver açúcar em água Mudanças de estado físico Fusão do gelo As mudanças de estado físico são exemplos de transformações físicas Sólido Líquido Gasoso Transformações Químicas dos materiais O ferro enferruja A fruta se decompõe O gás de cozinha (butano) queima Transformações dos materiais Transformações Físicas : Não há formação de novas substâncias Transformações Químicas : Há formação de novas substâncias. São chamadas de reações químicas Transformações Físicas e Químicas Nas transformações físicas, as substâncias continuam a ser as mesmas. Apenas o seu aspecto foi alterado, como, por exemplo, nos casos das mudanças de estado físico. Substâncias Transformação Física Mesmas substâncias Nas transformações químicas, há formação de novas substâncias, isto é, substâncias com propriedades diferentes das iniciais. Substâncias Transformação Química Novas substâncias Vamos classificar os fenômenos abaixo em FÍSICOS ou QUÍMICOS Fusão do ferro Cozimento do arroz Fermentação da cana de açúcar Degradação de monumentos pela erosão Enferrujamento do ferro Queimar uma folha de papel Mistura de água com um pouco de sal Equação Química H2O2(aq) H2O (ℓ) + O2(g) Estado Inicial Estado Final Reagente(s) Produto(s) É fácil reconhecer uma reação química? Em geral sim, pois quase sempre percebemos algumas manifestações (evidências). Evidências da ocorrência de reações químicas Liberação de gases Mudanças de cor Liberação de energia (calor, luz, explosão) Formação de um precipitado (sólido insolúvel) Velocidade das reações químicas As reações químicas podem ter velocidades diferentes? Fogos de artifício Oxidação do ferro Assar biscoitos Velocidade das reações químicas Velocidade de uma reação química é caracterizada pela rapidez com que os reagentes se consomem e os produtos se formam. Depende de: Natureza dos reagentes Condições em que ocorre Velocidade das reações químicas Em termos gráficos, significa que, no decorrer da reação química, a concentração dos reagentes diminui, ao mesmo tempo que a dos produtos aumenta. Fatores que influenciam a velocidade das reações químicas Temperatura Concentração dos reagentes Superfície de contato entre os reagentes Presença de catalisadores Como é que esses fatores afetam a velocidade das reações químicas? Temperatura X Velocidade da reação Maior temperatura Maior agitação Temperatura X Velocidade da reação • Um aumento da temperatura, normalmente, faz aumentar a velocidade da reação, porque provoca um aumento da agitação das moléculas, aumentando o número de colisões entre as moléculas dos reagentes. Maior temperatura Maior agitação Maior velocidade da reação Concentração X Velocidade da reação Maior concentração Mais colisões Concentração X Velocidade da reação • Quanto maior for a concentração dos reagentes, maior é a velocidade das reações químicas, porque aumenta o número de moléculas por volume, logo aumenta a frequência de colisões. Figura: o zinco em uma solução diluída (tubo à esquerda) de ácido sulfúrico e em uma solução concentrada (tubo à direita). Maior concentração Mais colisões Maior velocidade da reação Superfície de contato X Velocidade da reação Maior nº de divisões Maior área de contato Mais colisões Superfície de contato X Velocidade da reação • Quanto mais dividido estiver os reagentes, maior será a área/superfície de contato, maior será a velocidade da reação. Maior nº de divisões Maior área de contato Mais colisões Maior velocidade da reação Efeito da superfície de contato e temperatura Experimento com ferro metálico e solução de ácido clorídrico (HCℓ) SISTEMA Solução de HCℓ diluído (mL) Objetos Temperatura Número de feitos de (°C) bolhas em ligas 30s metálicas que contêm ferro 1 20 Prego ( 2 g) 20 4 2 20 Prego ( 2 g) 40 12 3 20 Esponja de aço (2 g) 40 40 Catalisadores X Velocidade da reação • Os catalisadores aumentam a velocidade das reações químicas. • Os catalisadores não são reagentes nem produtos da reação. Não são consumidos durante a reação química, tendo apenas como função alterar a velocidade com que esta ocorre. Catalisadores industriais Enzimas: catalisadores biológicos O que acontece com a massa de um sistema depois de ocorrer uma reação química? + Oxigênio Carbono C (s) + (12 g) + O2 (g) (16 + 16 = 32 g) Massa dos reagentes = 44 g Dióxido de carbono CO2 (g) (12 +16+16= 44 g) Massa do produto = 44 g “Nas reações ocorrem mudanças das substâncias, mas os elementos químicos continuam sendo os mesmos. Os elementos apenas se rearranjam, formando outras substâncias. ” Lei de Lavoisier A “Lei da Conservação da Massa”, também conhecida por “Lei de Lavoisier” diz que: “Numa reação química em sistema fechado, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos da reação” E nos sistemas abertos? O que acontece com a massa da reação? Em reações que envolvam produtos gasosos, se o sistema estiver aberto, ocorre a liberação dessas substâncias para a atmosfera. Assim, a conservação da massa não pode ser verificada, pois a massa dos gases não estará sendo considerada. Reações de Combustão As reações de combustão ocorrem entre uma substância combustível (ex.: madeira, carvão, etc.) e uma substância comburente (oxigênio), com liberação de energia. Combustão completa: CO2 , H2O e energia (essa energia pode se apresentar de várias formas: calor, luz, energia química, etc.) Combustão incompleta: CO, H2O, energia e fuligem Energia inicial: faísca, fósforo, atrito Exemplos de combustão Metano CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O (ℓ) + energia Combustão do hidrogênio H2(g) + ½ O2(g) → H2O(ℓ) + energia Combustão do Magnésio 2 Mg(s) + O2 (g) → 2 MgO(s) + energia Processos exotérmicos e endotérmicos Processos exotérmicos: liberam energia para o ambiente enquanto estão ocorrendo. Processos endotérmicos: absorvem energia do ambiente enquanto estão ocorrendo.