Ensino Médio • Uno Modular • Química • Módulo 5
423
1
MÓDULO DE
QUÍMICA
Autores: Eduardo
Leite do Canto
e Francisco (Tito)
Miragaia Peruzzo
MÓDULO
5
TÓPICO
1
Tipos de reações
inorgânicas, 2
TÓPICO
A Química é a ciência da transformação. Podemos dizer
que toda a atividade dos químicos, no mundo, consiste
em estudar as propriedades das substâncias e as transformações químicas (ou reações químicas) das quais elas
podem ou não tomar parte. O presente módulo oferece
uma visão geral dos principais tipos de reações químicas
envolvendo substâncias inorgânicas. Vamos iniciá-lo apresentando a divisão das reações inorgânicas em quatro
grandes grupos: adição, decomposição, deslocamento e
dupla-troca. Finalizaremos o módulo discutindo a respeito da poluição dos ambientes aquáticos e das etapas do
tratamento da água.
2
CID
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
As transformações
e reações inorgânicas
Reações de
deslocamento, 6
TÓPICO
3
Reações de duplatroca, 10
TÓPICO
4
Outras reações de
importância, 18
▲ As conchas são produzidas por reações químicas envolvendo
substâncias inorgânicas.
Sistema de Ensino
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T Ó P I C O
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1
Perceba que, no início, o ferro se apresentava na
forma de substância simples e o hidrogênio, combinado com o cloro. Ao final, as situações se inverteram, ficando o ferro combinado e o hidrogênio na
forma de substância simples. Um processo desse
tipo é chamado de reação de simples troca ou de
deslocamento. No exemplo em questão, dizemos
que o ferro deslocou o hidrogênio.
Tipos de reações
inorgânicas
1. No flash descartável,
a reação de síntese, 2
2. No “vulcãozinho de dicromato”,
a reação de decomposição, 2
3. No ataque do HCl ao ferro, a
reação de deslocamento, 2
4. Na câmara de gás, a reação de
dupla-troca, 3
o sulfato; ao final, ambos trocaram de “parceiro”.
Esse tipo de processo é chamado pelos químicos
de reação de dupla-troca.
HCN
Fe 1 2 HCl uuq H2 1 FeCl2
GÁS TÓXICO!
(MORTE POR ASFIXIA)
ODOR DE AMÊNDOAS
AMARGAS!
O ferro desloca o hidrogênio
2 Mg 1 O2
14243
Três produtos
2MgO
123
(NH4)2Cr2O7
Um único produto
Antes de utilizar o flash descartável, vemos um
filamento feito de magnésio metálico que depois do
uso se transforma, por reação com o oxigênio, em
óxido de magnésio.
Deve-se à energia liberada na reação a intensa
luz branca que chega a ofuscar nossos olhos.
Alguns foguetes sinalizadores de socorro para
aviões e navios também se baseiam nesse processo. Trata-se do que os químicos chamam de reação
de síntese ou de adição, aquela em que existem dois
ou mais reagentes e um único produto.
2. NO “VULCÃOZINHO DE
DICROMATO”, A REAÇÃO
DE DECOMPOSIÇÃO
Uma reação de efeito visual muito bonito é a decomposição térmica do dicromato de amônio
(NH4)2Cr2O7. Você pode fazer essa reação colocando duas colheres (das de sopa) desse composto
dentro de uma tampa de lata vazia. Aquecendo-a
com uma lamparina a álcool, começa, em poucos
minutos, uma reação que lembra a erupção de um
vulcão. Apague as luzes quando a reação começar
para melhor visualização.
ATENÇÃO! Mantenha distância e faça a experiência longe de materiais combustíveis.
Sistema de Ensino
Um só reagente
N2 1 Cr2O3 1 4 H2O
144424443
Lata
Lamparina
a álcool
Figura 1 Os químicos denominam um processo como esse,
com um único reagente e dois ou mais produtos, de reação de
decomposição ou de análise.
3. NO ATAQUE DO HCl AO FERRO,
A REAÇÃO DE DESLOCAMENTO
Jogando um pequeno prego de ferro dentro de
um copo com ácido clorídrico, verificamos a liberação de gás hidrogênio e, com o passar do tempo,
o desaparecimento do prego.
Prego de
ferro
H2
Bolhas de
hidrogênio
Fe
Ácido
clorídrico
aquoso
Prego
desaparecendo
As bolhas
saem da superfície
do ferro
Figura 2
Esse processo pode ser equacionado da seguinte maneira:
O gás cianídrico (HCN) mata por asfixia. É o responsável pelas mortes em câmaras de gás. Pode ser
obtido por meio da reação entre ácido sulfúrico
concentrado e cianeto de potássio (chamado antigamente de cianureto):
H2SO4 1 2 KCN uuq
Troca de “parceiros”
Figura 3
Acabamos de mostrar os quatro principais tipos de reações dentro da Química Inorgânica. Podemos resumi-los de forma esquemática da seguinte maneira:
• Reação de síntese ou de adição:
X 1 Y 1 ... uuq P
K2SO4 1 2 HCN
123
• Reação de decomposição ou de análise:
R uuq X 1 Y 1 ...
Produto gasoso
• Reação de deslocamento ou de simples troca:
X 1 YZ uq Y 1 XZ ou X 1 YZ uq Z 1 YX
• Reação de dupla-troca:
XY 1 ZW uuq ZY 1 XW
v
Dois reagentes
uuq
(NH4)2Cr2O7 uuq
14243
4. NA CÂMARA DE GÁS, A REAÇÃO
DE DUPLA-TROCA
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Os flashes fotográficos descartáveis, bastante
difundidos há alguns anos, são fabricados com um
filamento de magnésio metálico que, na hora do
“clic”, sofre uma reação com o oxigênio do ar:
A reação em questão pode ser representada pela
seguinte equação química:
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1. NO FLASH DESCARTÁVEL,
A REAÇÃO DE SÍNTESE
Como você pode notar, no início, o potássio estava combinado com o cianeto, e o hidrogênio, com
Atividades
1 Ao jogar uma moeda de cobre em uma solução de nitrato
de prata, observa-se a formação de um depósito de prata
metálica sobre a moeda. Uma análise química revela que
também houve passagem do cobre da superfície da moeda para a solução, formando nitrato de cobre (II).
a) Equacione essa reação.
Inicialmente devemos ler atentamente o enunciado para descobrir quais são os reagentes e os produtos da reação. Devemos, a
seguir, escrever suas respectivas fórmulas.
Reagentes: Cobre metálico (moeda), Cu
Nitrato de prata, [Ag1]1[NO32]1
Produtos: Prata metálica (depósito sobre a moeda), Ag
Nitrato de cobre (II), [Cu21]1[NO32]2
A seguir, escrevemos a equação química com essas fórmulas e
fazemos o balanceamento:
Cu 1 2 AgNO3 uq 2 Ag 1 Cu(NO3)2
Confira que, de cada lado da equação balanceada, temos 1 átomo de cobre, 2 átomos de prata, 2 átomos de nitrogênio e 6 átomos de oxigênio (os átomos de nitrogênio e de oxigênio tomam
parte dos íons nitrato, dois de cada lado).
b) Classifique-a de acordo com seu tipo.
É um processo do tipo X 1 YZ uq
deslocamento ou simples troca.
Y 1 XZ, ou seja, reação de
2 Um método para obter gás nitrogênio em laboratório consiste em aquecer o sal nitrito de amônio. Ao aquecê-lo,
ele se transforma no gás nitrogênio e em vapor de água.
Equacione essa reação e classifique-a quanto a seu tipo.
Inicialmente escrevemos as fórmulas de reagente e produtos:
2
Reagente: Nitrito de amônio, [NH1
4 ]1[NO2 ]1
Produtos: Gás nitrogênio, N2
Vapor de água, H2O
A seguir, escrevemos a equação utilizando essas fórmulas e fazemos
o balanceamento:
NH4NO2 uq N2 1 2 H2O
Nesse processo um reagente origina mais de um produto
(R uq X 1 Y). Portanto, é uma reação de decomposição.
3 Um método para obter gás hilariante (N2O) em laboratório consiste em aquecer o sal nitrato de amônio. Ao aquecê-lo, ele produz água e o gás mencionado.
Equacione essa reação e classifique-a quanto a seu tipo.
NH4NO3 uq
N2O 1 2 H2O, reação de decomposição
Fe 1 2 HCl uuq H2 1 FeCl2
Sistema de Ensino
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uq
2 Mg 1 O2
4 (Esan-SP) Assinale a seqüência que representa, respectivamente, reações de síntese, decomposição, simples
troca e dupla-troca:
I. Zn 1 Pb(NO3)2 uq Zn(NO3)2 1 Pb
II. FeS 1 2 HCl uq FeCl2 1 H2S
III. 2 NaNO3 uq 2 NaNO2 1 O2
IV. N2 1 3 H2 uq 2 NH3
a) I, II, III, IV
b) III, IV, I, II
c) IV, III, I, II
d) I, III, II, IV
e) II, I, IV, III
7 Uma das maneiras de obter industrialmente o NaHCO3 é
por meio do chamado Processo Solvay, que consta da
seguinte seqüência de reações:
S
CaO 1 CO2
Primeira etapa: CaCO3 uq
Segunda etapa: CO2 1 H2O 1 NH3 uq NH4HCO3
Terceira etapa: NaCl 1 NH4HCO3 uq NaHCO3 1 NH4Cl
a) Dê nome ao NaHCO3.
Bicarbonato de sódio (ou hidrogeno-carbonato de sódio ou, ainda, carbonato ácido de sódio).
2 MgO, reação de adição
b) Classifique cada etapa de acordo com o tipo de
reação.
uq
N2 1 Cr2O3 1 4 H2O, reação de decomposição
6 Há um tipo de bomba incendiária que é feito dissolvendo-se fósforo branco (P4) em sulfeto de carbono (CS2).
Quando um frasco contendo essa solução é quebrado,
assim que o sulfeto de carbono evapora completamente, o fósforo branco reage com o oxigênio do ar formando P4O10 num processo chamado de combustão espontânea.
Equacione essa combustão espontânea e diga de que tipo
de reação se trata.
P4 1 5 O2
8 A partir do NaHCO3 (do exercício anterior), pode-se
fabricar o composto X (cujo nome popular é soda ou
barrilha).
S
X 1 CO2 1 H2O
2 NaHCO3 uq
Uma das aplicações de X é na obtenção de soda cáustica por meio da reação com a cal hidratada, Ca(OH)2:
X 1 Ca(OH)2 uq 2 NaOH 1 Y
a) Escreva a fórmula e o nome de X e Y.
X é o carbonato de sódio, Na2CO3, e Y é o carbonato de cálcio,
CaCO3.
b) Classifique as duas reações de acordo com seu tipo.
Comentário: A segunda reação é chamada de caustificação da soda (reação com cal). Daí surgiu a expressão
soda cáustica para designar o hidróxido de sódio (NaOH),
produto dessa reação.
A primeira é decomposição e a segunda, dupla-troca.
uq P4O10, reação de adição
➔
Exercícios
Complementares
1 A fabricação do gás cloreto de hidrogênio (HCl) é feita
por meio da reação entre gás hidrogênio e gás cloro.
Equacione o processo de fabricação desse gás e diga que
tipo de reação é essa.
Comentário: O cloreto de hidrogênio é geralmente comercializado em solução aquosa. Nesse caso ele recebe o
nome de ácido clorídrico ou ácido muriático.
2 O gás oxigênio pode ser obtido em
laboratório mediante o aquecimento de clorato de potássio
(KClO3). O gás é coletado como
mostra a figura, sendo que o outro produto também formado é um
sal não-oxigenado.
Sistema de Ensino
Exercícios complementares: 1 a 12
Gás
oxigênio
a) Equacione a reação em questão.
b) Classifique-a segundo seu tipo.
3 A aparelhagem ilustrada abaixo permite realizar a reação química entre gás hidrogênio e óxido de cobre (II),
CuO. Um dos produtos da reação é cobre metálico, que
permanece no interior da aparelhagem, podendo ser
identificado pela sua coloração avermelhada característica. O outro produto é água, que sai na forma de vapor.
Equacione essa transformação química e diga de que tipo
de reação se trata.
Água
5 (F. Visconde de Cairu-BA) Balanceando-se as equações
químicas com os menores coeficientes estequiométricos
inteiros, obtêm-se, respectivamente, em
01) I: 1, 2, 1, 2.
02) II: 3, 2, 1, 3.
03) III: 1, 1, 1, 1.
04) I e III: 2, 2, 1, 2.
05) II e III: 3, 2, 1, 1.
6 (F. Visconde de Cairu-BA) Com relação aos compostos, é
correto afirmar:
01) LiI e LiCl são iônicos.
02) CuSO4 e Al2(SO4)3 são moleculares.
03) FeCl2 e HCl são ácido e sal, respectivamente.
04) Al e Cu são substâncias com baixo ponto de fusão.
05) Cl2 e I2 são substâncias gasosas à temperatura ambiente.
7 (F. Visconde de Cairu-BA) As reações I e II podem ser
classificadas como de
01) adição.
02) síntese.
03) neutralização.
04) dupla-troca.
05) simples troca.
8 (Mackenzie-SP) 2NaOH 1 2NO2 uq NaNO2 1 H2O 1 NaNO3
Dentre os reagentes e os produtos da equação acima, é
correto afirmar que:
a) estão representados somente óxidos.
b) está representado um único sal.
c) estão representados dois hidróxidos.
d) estão representados dois ácidos oxigenados.
e) estão representados uma base e dois sais.
9 (Mackenzie-SP) O bromato de potássio, ao ser aquecido, decompõe-se em brometo de potássio e gás oxigênio. A equação dessa decomposição, corretamente balanceada, é:
KBrO3 uq KBr 1 O3
2 KBrO3 uq 2 KBr 1 3 O2
3 KBrO3 uq KBr 1 3 O2
KBrO3 uq KBr 1 O2
2 KBrO3 uq KBr 1 3 O2
10 (Mackenzie-SP)
I. 2 NaI 1 Cl2 uq 2 NaCl 1 I2
S
II. CaCO3 uq
CaO 1 CO2
III. 3 CaO 1 P2O5 uq Ca3(PO4)2
IV. SO3 1 H2O uq H2SO4
A respeito dos produtos obtidos pelas reações acima
equacionadas, é incorreto afirmar que há:
a) dois sais.
b) dois óxidos.
c) um gás.
d) somente uma substância simples.
e) dois ácidos.
11 (Mackenzie-SP) O petróleo pode conter alto teor de enxofre, que deve ser removido nas refinarias de petróleo.
Mesmo assim, na queima de combustíveis fósseis, forma-se dióxido de enxofre. Esse óxido liberado para a atmosfera é um dos poluentes que, da mesma forma que o
pentóxido de dinitrogênio, causa a chuva ácida. Belos
monumentos de mármore estão sendo destruídos pela
corrosão causada pela chuva ácida.
Dentre as equações abaixo, a única que não representa
qualquer passagem descrita é:
a) CaCO3 1 H2SO3 uq CaSO3 1 CO2 1 H2O
b) SO2 1 H2O uq H2SO3
c) 2 Ca 1 O2 uq 2 CaO
d) N2O5 1 H2O uq 2 HNO3
S
e) S 1 O2 uq
SO2
12 (Cepet-PR) O século XX foi marcado por grandes transformações tecnológicas em todas as áreas do conhecimento humano. Uma das áreas que mais ganharam com
esses avanços foi a indústria química, que já vinha se
desenvolvendo desde meados do século anterior, principalmente na Alemanha, com a chamada escola de Liebig, formadora de grandes químicos que se preocupavam em aplicações industriais para as novas descobertas. O desenvolvimento da indústria química esteve intimamente ligado à pesquisa de novas substâncias que
pudessem melhorar a produção agrícola, ou seja, obtenção de fertilizantes artificiais. Os fertilizantes artificiais
são obtidos a partir de rochas fosfáticas que são compostas basicamente de fosfatos de cálcio. A rocha fosfática também é matéria-prima para a obtenção de ácido
fosfórico, utilizado em protetores para corrosão, “fermentos” não-biológicos, acidulante alimentício etc. A reação
de obtenção do ácido fosfórico, a partir da rocha fosfática pode ser simplificada pela reação:
Ca3(PO4)2(s) 1 H2SO4(conc) 1 H2O(l) uq
uq H3PO4(l) 1 CaSO4 · 2H2O(s)
A soma dos menores coeficientes estequiométricos da
reação é igual a:
a) 09
c) 15
e) 21
b) 12
d) 18
Vapor
de água
Gás
hidrogênio
KClO3
Analise as seguintes equações químicas não balanceadas
I. LiI 1 Cl2 uq LiCl 1 I2
II. CuSO4 1 Al uq Al2(SO4)3 1 Cu
III. FeCl2 1 H2SO4 uq FeSO4 1 HCl
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
(NH4)2Cr2O7
Enunciado comum às questões 5 a 7.
As três etapas são, respectivamente, decomposição, adição e dupla-troca.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
5 Ao aquecer dicromato de amônio, (NH4)2Cr2O7, ele se
transforma em gás nitrogênio, trióxido de dicromo e água.
É liberada uma luz alaranjada característica, que, por lembrar a erupção de um vulcão, fez com que essa experiência ficasse conhecida como o “vulcãozinho de dicromato”.
Equacione essa transformação química e diga de que tipo
de reação se trata.
a)
b)
c)
d)
e)
uq
4 Os flashes fotográficos usados nos primórdios da fotografia (freqüentemente retratados em filmes de época)
envolviam a combustão do magnésio. Neles, um pavio
aceso desencadeava a reação entre pó de magnésio metálico e gás oxigênio, que produz óxido de magnésio. Simultaneamente, é produzida intensa luz branca, usada
para iluminar a cena fotografada.
Equacione esse acontecimento químico e diga que tipo
de reação é essa.
CuO
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2
T Ó P I C O
Reações de metais com ácidos
Considere quatro copos contendo soluções aquosas de HCl. Vamos colocar em cada um deles um
metal diferente e observar se ele será ou não corroído pelo ácido.
Reações de
deslocamento
1. Reações de deslocamento
envolvendo metais, 6
2. Reações de deslocamento
envolvendo não-metais, 7
Observações macroscópicas
HCl(aq)
ZnSO4(aq)
CuSO4(aq)
HCl(aq)
S
o
l
u
ç
õ
e
s
Zn
Ni
Cu
ZnSO4
—
Não ocorre
reação
Não ocorre
reação
NiSO4
Ocorre
reação
—
Não ocorre
reação
CuSO4
Ocorre
reação
Ocorre
reação
Observa-se a formação de um depósito de cobre na
superfície da placa. Uma análise mostra que ocorre
também a passagem de zinco, na superfície da placa
para a solução, na forma de ZnSO4.
—
Como podemos perceber, a placa de zinco possui maior tendência para reagir que as demais; já a
de cobre possui a menor tendência das três.
Zn . Ni . Cu
Aumenta a tendência de o metal reagir
ZnSO4(aq)
ZnSO4(aq)
Cu
Cu
Não se observa evidência de reação.
Figura 1
Vamos chamar de reatividade de um metal a capacidade que ele possui para deslocar outro em uma
reação de deslocamento. Assim:
Análise microscópica
Cu 1 ZnSO4
Reatividade Zn . Ni
Reatividade Zn . Cu
Reatividade Ni , Zn
Reatividade Ni . Cu
Reatividade Cu , Zn
Reatividade Cu , Ni
O zinco consegue deslocar o cobre
Já no segundo caso, o cobre da placa não desloca o zinco da solução:
Cu 1 ZnSO4
uuq não há reação
O cobre não consegue deslocar o zinco
Podemos executar uma experiência mais ampla,
semelhante à que acabamos de descrever, mas que
envolve outros metais. Assim, por exemplo, utilizando
Sistema de Ensino
Figura 2 Ao mergulhar um fio de cobre numa solução aquosa de nitrato de prata, forma-se um depósito de prata metálica
sobre o fio. A reação permite comparar a reatividade do cobre à
da prata. É o tema da questão 3 (atividades).
Figura 3
O que aconteceu nos quatro casos pode ser representado como segue, sendo que, onde ocorreu
reação, podemos dizer que o hidrogênio do ácido
em solução foi deslocado pelo metal.
Zn 1 2 HCl uq H2 1 ZnCl2
Fe 1 2 HCl uq H2 1 FeCl2
Cu 1 2 HCl uq não ocorre
Au 1 2 HCl uq não ocorre
NaCl(aq)
(incolor)
Aqui não
se observará
evidência
de reação
Figura 4
Análise microscópica
Zinco e ferro
conseguem deslocar
o hidrogênio; cobre
e ouro, não.
FILA DE REATIVIDADE DOS METAIS
Análise microscópica
No primeiro copo ocorreu reação formando bromo (Br2), comprovando-se que o cloro deslocou o
bromo, sendo, portanto, mais reativo que ele:
Cl2 1 2 NaBr uq Br2 1 2 NaCl
Reatividade Cl . Br
O cloro consegue deslocar o bromo
Já no segundo copo não houve reação, evidenciando-se que o bromo é menos reativo que o cloro
e, dessa forma, não consegue deslocá-lo:
Br2 1 2 NaCl uq não ocorre
Reatividade Cl . Br
O bromo não consegue deslocar o cloro
Fundamentados em experiências desse tipo, os
químicos construíram uma fila de reatividade para
os ametais.
Reatividade aumenta
Li . K . Ca . Na . Mg . Al . Zn . Cr . Fe . Ni . Sn . Pb . H . Cu . Hg . Ag . Au
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Zn 1 CuSO4 uuq
Zn 1 NiSO4 uq Ni 1 ZnSO4
Zn 1 CuSO4 uq Cu 1 ZnSO4
Ni 1 ZnSO4 uq não ocorre
Ni 1 CuSO4 uq Cu 1 NiSO4
Cu 1 ZnSO4 uq não ocorre
Cu 1 NiSO4 uq não ocorre
Br2(aq)
Aqui aparecerá uma
coloração alaranjada, NaBr(aq)
evidenciando a formação (incolor)
de bromo (Br2)
Com cobre e ouro não se
observa evidência de reação
Conclui-se facilmente com esses resultados experimentais que zinco e ferro são mais reativos que
o hidrogênio, e cobre e ouro, menos.
Através de muitas experiências desse tipo, os
químicos puderam construir uma fila de reatividade envolvendo os metais e o hidrogênio.
Zn . Ni . Cu
Aumenta a reatividade do metal
No primeiro caso, ocorreu uma reação química,
na qual o zinco da placa passou para a solução e o
cobre da solução, para a placa. Dizemos que o zinco deslocou o cobre.
Au
Cu
Cu
Zn
“Água de
bromo”
(alaranjada)
“Água de cloro”
(amarelo-clara)
Cl2(aq)
144424443
Observações macroscópicas
Observações macroscópicas
Placas metálicas
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Considere as seguintes experiências:
• colocar uma placa de zinco metálico numa solução aquosa de CuSO4;
• colocar uma placa de cobre metálico numa solução aquosa de ZnSO4.
Fe
Observa-se desprendimento de bolhas de gás
hidrogênio da superfície do zinco e do ferro
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1. REAÇÕES DE DESLOCAMENTO
ENVOLVENDO METAIS
2. REAÇÕES DE DESLOCAMENTO
ENVOLVENDO NÃO-METAIS
Considere dois copos contendo soluções de NaBr
e NaCl. Vamos adicionar Cl2 ao primeiro e Br2 ao
segundo.
Zn
placas de zinco, níquel e cobre e soluções de ZnSO4,
NiSO4 e CuSO4, podemos, experimentalmente, construir a tabela a seguir:
Os metais mais nobres (menos reativos) que o
hidrogênio (Cu, Hg, Ag, Au) não são deslocados por
ele, ou seja, não reagem com ácidos como o HCl.
1442443 144424443
Alcalinos e
alcalino-terrosos
Metais mais comuns
no nosso cotidiano
1442443
Metais nobres
14444444244444443
1442443
Reagem com HCl
Não reagem
com HCl
Aumenta a nobreza
Entende-se por nobreza a característica de um
metal não apresentar tendência a tomar parte em
reações de deslocamento. Assim, podemos dizer
que nobreza é o oposto de reatividade.
FILA DA REATIVIDADE DOS NÃO-METAIS
F . O . Cl . Br . I . S
Reatividade aumenta
É muito importante você perceber que o que rege as
reações de deslocamento se resume em duas filas de
reatividade: a dos metais e a dos não-metais. Um membro de uma dessas filas, se for mais reativo, deslocará
outro elemento, membro da mesma fila. Um membro
de uma fila nunca deslocará um membro da outra.
Sistema de Ensino
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431
Exercícios
Atividades
1 Preveja se as seguintes reações ocorrem ou não:
a) Zn 1 2 AgNO3 uq 2 Ag 1 Zn(NO3)2
4 Equacione as seguintes reações, caso ocorram:
a) Mg 1 ZnSO4 uq
1 Dispondo de soluções aquosas de Cu(NO3)2, Mg(NO3)2 e
Pb(NO3)2 e de placas dos metais cobre, magnésio e chumbo, um estudante fez experiências colocando as placas
dentro das soluções. Com os resultados, ele montou a
seguinte tabela:
Mg 1 ZnSO4 uq Zn 1 MgSO4
Para responder a essa questão, devemos verificar se o elemento
que está sendo deslocado é menos reativo que aquele que o está
deslocando, pois essa é a condição necessária para a ocorrência
de uma reação de deslocamento.
Zn 1 2 AgNO3 uq 2 Ag 1 Zn(NO3)2
O zinco está deslocando a prata
Consultando a fila de reatividade dos metais, vemos que Zn é
mais reativo que Ag. Assim, essa reação ocorre.
b) Au 1 NaCl uq
Placas metálicas
Não ocorre, pois o ouro não é mais reativo que o sódio.
Cu
c) Zn 1 Cr2(SO4)3 uq
3 Zn 1 Cr2(SO4)3 uq 2 Cr 1 3 ZnSO4
S
o
l
u
ç
õ
e
s
d) alumínio metálico 1 cloreto de cobre (II) uq
e) zinco metálico 1 ácido clorídrico uq
Zn 1 2 HCl uq H2 1 ZnCl2
f) cobre metálico 1 ácido fosfórico uq
Não ocorre, pois o cobre não é mais reativo que o hidrogênio.
2 Faz parte da metodologia científica elaborar previsões
baseadas em conceitos já estabelecidos.
Preveja, consultando a fila de reatividade, se as seguintes reações podem ocorrer ou não:
a) Cu 1 NiCl2 uq Ni 1 CuCl2
Não, pois cobre não é mais reativo que níquel.
b) Mg 1 SnSO4 uq Sn 1 MgSO4
g) ferro metálico 1 ácido bromídrico uq
Fe 1 2 HBr uq H2 1 FeBr2
h) alumínio metálico 1 ácido clorídrico uq
Informação necessária: Na reação de um metal com ácido, liberando hidrogênio, se o metal possuir duas cargas iônicas diferentes, ele aparecerá nos produtos com
a carga menor.
2 Al 1 6 HCl uq 3 H2 1 2 AlCl3
Sim, pois magnésio é mais reativo que estanho.
c) Ni 1 HgCl2 uq NiCl2 1 Hg
Sim, pois níquel é mais reativo que mercúrio.
d) Mg 1 2 HCl uq MgCl2 1 H2
Sim, pois magnésio é mais reativo que hidrogênio.
e) CaBr2 1 2 Ag uq Ca 1 2 AgBr
Não, pois prata não é mais reativa que cálcio.
f) 6 Au 1 2H3PO4 uq 3 H2 1 2 Au3PO4
Não, pois ouro não é mais reativo que hidrogênio.
g) 2 HCl 1 Sn uq H2 1 SnCl2
Sim, pois estanho é mais reativo que hidrogênio.
3 Analise a foto da página 6 e responda às questões.
a) A ocorrência dessa reação permite comparar a reatividade do cobre à da prata. Compare-as sem recorrer
à fila de reatividade.
O cobre deslocou a prata e, portanto, o cobre é mais reativo que
a prata.
b) Equacione a reação envolvida.
Cu 1 2 AgNO3 uq 2 Ag 1 Cu(NO3)2
Sistema de Ensino
5 Preveja, com base na fila de reatividade, se as seguintes
reações podem ocorrer ou não:
a) I2 1 2 NaBr uq Br2 1 2 NaI
Não, pois iodo não é mais reativo que bromo.
b) Br2 1 2 KCl uq Cl2 1 2 KBr
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
2 Ag 1 H2SO4 uq H2 1 Ag2SO4
A prata está deslocando o hidrogênio
Consultando a fila de reatividade dos metais, vemos que Ag não
é mais reativa que H. Assim, essa reação não ocorre.
2 Al 1 3 CuCl2 uq 3 Cu 1 2 AlCl3
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
b) 2 Ag 1 H2SO4 uq H2 1 Ag2SO4
Complementares
Cu(NO3)2
Mg
Pb
Ocorre
reação
—
Ocorre
reação
Mg(NO3)2
Não ocorre
reação
—
Não ocorre
reação
Pb(NO3)2
Não ocorre
reação
Ocorre
reação
—
Baseado na tabela (sem consultar a fila de reatividade):
a) coloque esses metais em ordem crescente de reatividade;
b) coloque esses metais em ordem crescente de nobreza.
2 A, B, C e D são quatro metais dos quais apenas A e B
reagem com ácido clorídrico produzindo gás hidrogênio.
Sabendo que, em reações de simples troca, C é capaz de
deslocar D e B é capaz de deslocar A, determine qual
desses metais é o:
a) mais reativo;
b) mais nobre.
3 (PUC-PR) Adicionando-se 10 mL de HCl(aq) em quatro tubos de ensaio contendo respectivamente Zn, Mg, Cu e
Ag conforme esquema a seguir:
HCl
10 mL
A
Não, pois bromo não é mais reativo que cloro.
HCl
10 mL
B
HCl
10 mL
C
HCl
10 mL
D
c) Cl2 1 Na2S uq 2 NaCl 1 S
Sim, pois cloro é mais reativo que enxofre.
d) 3 F2 1 2 AlCl3 uq 2 AlF3 1 3 Cl2
Zn
Mg
Cu
Cl2 1 2 NaBr uq Br2 1 2 NaCl
b) Br2 1 NaI uq
Br2 1 NaI uq I2 1 2 NaBr
c) I2 1 KCl uq
Não ocorre, pois iodo não é mais reativo que cloro.
d) F2 1 CaBr2 uq
F2 1 CaBr2 uq Br2 1 CaF2
➔
5 (FMTM-MG) Uma demonstração utilizada em feiras de
ciências é feita mergulhando-se um fio limpo de cobre
metálico, dobrado no formato de um pinheiro, numa
solução incolor de AgNO3. Após algum tempo, observase a deposição de agulhas esbranquiçadas sobre o fio
de cobre, formando um belo conjunto, semelhante a uma
árvore de Natal. Simultaneamente, observa-se que a solução, inicialmente incolor, adquire coloração azulada.
a) Discuta o que ocorreu quimicamente no sistema.
b) Identifique a substância que forma as agulhas brancas sobre o fio de cobre e a substância responsável
pela coloração azulada conferida à solução.
6 (UEPG-PR) O cloro é largamente usado como anti-séptico na purificação da água para consumo, ou nas piscinas, onde habitualmente é aplicado na forma de hipoclorito de sódio. Podemos testar a presença de cloro na
água utilizando o iodeto de potássio. Sobre essa reação
é correto afirmar:
a) Trata-se de uma reação de síntese, em que o produto
obtido é o cloreto de potássio.
b) A ação do cloro sobre o KI indica que o cloro apresenta maior reatividade que o iodo e tem a capacidade
de substituí-lo em seus compostos.
c) O cloreto de potássio formado é um sal insolúvel em
água e, portanto, precipita.
d) Haverá formação da substância simples I2, comprovando ser uma reação de análise ou decomposição.
e) É uma reação de dupla-troca.
7 (UEL-PR) O iodo pode ser obtido a partir dos iodetos
naturais, tais como NaI, ao se tratar soluções aquosas
do iodeto com
a) cal extinta
b) cloreto de sódio
c) ácido clorídrico
d) soda cáustica
e) cloro
Ag
Sim, pois flúor é mais reativo que cloro.
6 Equacione as seguintes reações, caso ocorram (consulte a fila de reatividade):
a) Cl2 1 NaBr uq
Essas características correspondem às da substância:
a) cobre
c) platina
b) magnésio
d) prata
Podemos afirmar que ocorre reação:
a) somente nos tubos A, B e C.
b) nos tubos A, B, C e D.
c) somente nos tubos C e D.
d) somente no tubo A.
e) somente nos tubos A e B.
4 (Fefisa-SP) Considere as seguintes características de certas substâncias simples:
— é branca;
— conduz bem a eletricidade no estado sólido;
— possui brilho metálico;
— reage com HCl diluído produzindo H2.
8 (Unimep-SP) Quando introduzimos um pedaço de sódio
em água, ocorre uma reação violenta, desprendendo-se
um gás. O gás em questão é:
a) oxigênio
b) cloro
c) cloridreto de hidrogênio
d) óxido de sódio
e) hidrogênio
9 (Uema) Uma reação de deslocamento simples, de cátion,
é mostrada na equação:
a) 2 KBrO3 uq 3 O2 1 2 KBr
b) 2 KBr 1 Cl2 uq 2 KCl 1 Br2
c) SO3 1 H2O uq H2SO4
d) Cu 1 2 AgNO3 uq Cu(NO3)2 1 2 Ag
e) H2SO4 1 Ca(OH)2 uq CaSO4 1 2 H2O
Exercícios complementares: 1 a 9
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437
Exercícios
Atividades
4 Durante a década de 1990, um atentado não concretizado no metrô de Tóquio envolveu a tentativa de produzir
um gás extremamente tóxico. Veja um texto de jornal da
época:
“Duas malas com substâncias químicas usadas na produção de um gás venenoso foram encontradas ontem
pela polícia japonesa no banheiro da estação Shinjuku
— uma das mais movimentadas do metrô de Tóquio, com
uma circulação diária de 1 milhão de passageiros. Uma
das malas continha cianeto de sódio e a outra, ácido
sulfúrico diluído — substâncias que, se misturadas, produzem o gás de cianeto, altamente tóxico” (O Estado de
S. Paulo, 6 maio 1995. p. A-11.).
a) Equacione a reação mencionada.
1 Ao misturar soluções aquosas de Pb(NO3)2 e NaCl, observa-se a formação de um precipitado. Equacione essa
reação, identificando nela o precipitado.
Comentário: Ao contrário dos problemas anteriores, este
e os próximos envolvem o conhecimento da tabela de
solubilidade. Consulte uma.
8 Ao aquecermos em um tubo de ensaio uma mistura de
NH4NO3 e NaOH em solução, ocorre o desprendimento
de um gás irritante, que consegue fazer um pedaço de
papel úmido de tornassol vermelho ficar azul. Esse gás,
dissolvido em água, faz a fenolftaleína passar de incolor
a rósea.
Equacione a reação envolvida e identifique o gás.
3 Ao misturar soluções aquosas de Pb(NO3)2 e (NH4)2SO4,
observa-se a formação de um precipitado. Equacione
essa reação, identificando nela o precipitado.
Ca3(PO4)2
b) Equacione a reação em questão.
Ca3(PO4)2 1 3 H2SO4 uq 2 H3PO4 1 3 CaSO4
v
Ao misturar um pouco de solução de ácido clorídrico com amostras
dos três líquidos, teríamos evidências visuais diferentes nos três
casos, que nos permitiriam identificar os líquidos. As evidências são:
liberação de gás (CO2) no caso do Na2CO3 e formação de precipitado
(AgCl) no caso do AgNO3. Não se observaria precipitação nem liberação de gás no caso da água. As equações das duas reações envolvidas são:
2 HCl 1 Na2CO3 uq 2 NaCl 1 H2O 1 CO2
HCl 1 AgNO3 uq AgClb 1 HNO3
6 Quando uma solução de ácido é derrubada sobre uma
bancada, num laboratório, é procedimento usual eliminá-lo jogando bicarbonato de sódio em pó sobre o líquido. Equacione a reação envolvida, considerando que o
ácido derramado é o clorídrico.
10 Três frascos sem rótulo contêm líquidos incolores. Sabese que um desses líquidos é água, outro é uma solução
de CaCl2 e outro, uma solução de Na2CO3. Explique como
você faria para descobrir qual solução está em cada frasco, utilizando tubos de ensaio e solução de ácido sulfúrico.
7 É muito comum o uso de ácido muriático (HCl comercial) para lavar pisos e paredes. No entanto, pisos e paredes de mármore (carbonato de cálcio) não podem ser
lavados com esse ácido, pois ele reage com o carbonato
de cálcio, liberando um gás.
Equacione essa reação e diga qual é o gás liberado.
Comentário: É por isso que você não deve deixar cair
líquidos ácidos (suco de limão, vinagre etc.) em pias de
mármore.
Ao misturar um pouco de solução de ácido sulfúrico com amostras
dos três líquidos, teríamos evidências visuais diferentes nos três
casos, que nos permitiriam identificar os líquidos.
As evidências são: liberação de gás (CO2) no caso do Na2CO3 e formação de precipitado (CaSO4) no caso do CaCl2. Não se observaria
precipitação nem liberação de gás no caso da água.
As equações das duas reações envolvidas são:
H2SO4 1 Na2CO3 uq Na2SO4 1 H2O 1 CO2
H2SO4 1 CaCl2 uq CaSO4b 1 2 HCl
2 HCl 1 CaCO3 uq CaCl2 1 H2CO3
Substituindo H2CO3 por H2O 1 CO2, temos:
2 HCl 1 CaCO3 uq CaCl2 1 H2O 1 CO2
O gás liberado é o gás carbônico (CO2).
Professor: Esse exercício permite mostrar aos alunos uma importante conclusão: “carbonatos reagem com ácidos, liberando gás
carbônico”.
Sistema de Ensino
v
HCl 1 NaHCO3 uq NaCl 1 H2CO3
Substituindo H2CO3 por H2O 1 CO2, temos:
HCl 1 NaHCO3 uq NaCl 1 H2O 1 CO2
Professor: Esse exercício permite mostrar aos alunos uma importante conclusão: “bicarbonatos reagem com ácidos, liberando gás
carbônico”.
➔
Exercícios complementares: 9 a 26
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
5 O ácido fosfórico é obtido industrialmente por meio da
reação de um minério chamado apatita (fosfato de cálcio) com ácido sulfúrico.
a) Escreva a fórmula da apatita.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
b) O que é o “gás de cianeto”? Por que é perigoso?
9 Três frascos sem rótulo contêm líquidos incolores. Sabese que um desses líquidos é água, outro é uma solução
de AgNO3 e outro, uma solução de Na2CO3. Explique como
você faria para descobrir qual solução está em cada frasco, utilizando tubos de ensaio e solução de ácido clorídrico.
8 (Fuvest-SP) Para realizar um experimento, em que é produzido CO2 pela reação de um carbonato com ácido clorídrico, foi sugerida a aparelhagem da figura a seguir.
suporte
2 Ao misturar soluções aquosas de AgNO3 e KCl, observase a formação de um precipitado. Equacione essa reação, identificando nela o precipitado.
NH4NO3 1 NaOH uq NaNO3 1 NH4OH
Substituindo NH4OH por NH3 1 H2O, temos:
NH4NO3 1 NaOH uq NaNO3 1 NH3 1 H2O
O gás liberado é a amônia (NH3) que, ao se dissolver em água, produz solução alcalina (básica). Em solução alcalina, o tornassol fica
azul e a fenolftaleína, rósea.
2 NaCN 1 H2SO4 uq 2 HCN 1 Na2SO4
É o HCN (gás cianídrico), gás que mata por asfixia.
Complementares
4 Dois frascos sem rótulo contêm líquidos incolores. Sabese que um desses líquidos é uma solução aquosa de NaCl
e o outro, uma solução aquosa de CaCl2. Qual dos seguintes reagentes você poderia utilizar para descobrir
qual solução está em cada frasco?
I. Solução aquosa de KBr.
II. Solução aquosa de AgNO3.
IV. Solução aquosa de Na2SO4.
5 (Unicamp-SP) O tratamento da água é fruto do desenvolvimento científico que se traduz em aplicação tecnológica relativamente simples. Um dos processos mais
comuns para o tratamento químico da água utiliza cal
virgem (óxido de cálcio) e sulfato de alumínio. Os íons
alumínio, em presença de íons hidroxila, formam o hidróxido de alumínio que é pouquíssimo solúvel em água.
Ao hidróxido de alumínio formado adere a maioria das
impurezas presentes. Com a ação da gravidade, ocorre a
deposição dos sólidos. A água é então separada e encaminhada a uma outra fase de tratamento.
a) Que nome se dá ao processo de separação acima descrito que faz uso da ação da gravidade?
b) Por que se usa cal virgem no processo de tratamento
da água? Justifique usando equação(ões) química(s).
c) Em algumas estações de tratamento de água usa-se
cloreto de ferro (III) em lugar de sulfato de alumínio.
Escreva a fórmula e o nome do composto de ferro formado nesse caso.
6 (Fuvest-SP) Para distinguir uma solução aquosa de ácido sulfúrico de outra de ácido clorídrico, basta adicionar a cada uma delas:
a) um pouco de solução aquosa de hidróxido de sódio.
b) um pouco de solução aquosa de nitrato de bário.
c) raspas de magnésio.
d) uma porção de carbonato de sódio.
e) gotas de fenolftaleína.
7 (Vunesp) Ocorre reação de precipitação quando se misturam:
a) soluções aquosas de cloreto de potássio e de hidróxido de lítio.
b) solução aquosa de ácido nítrico e carbonato de sódio sólido.
c) soluções aquosas de cloreto de bário e de sulfato de
potássio.
d) soluções aquosas de ácido clorídrico e de hidróxido
de sódio.
e) solução aquosa diluída de ácido sulfúrico e zinco
metálico.
ácido
clorídrico
água
carbonato
Com essa aparelhagem,
I. não será adequado usar carbonatos solúveis em água.
II. o experimento não funcionará porque o ácido clorídrico deve ser adicionado diretamente sobre o carbonato.
II. parte do CO2 desprendido ficará dissolvido na água.
IV. o gás recolhido conterá vapor d’água.
Dessas afirmações, são corretas, apenas
a) I, II e III
c) II e IV
e) III e IV
b) I, III e IV
d) II e III
9 (Ceeteps-SP) Recentemente, ocorreu a morte de muitas
pessoas que realizaram exames radiológicos, após a ingestão de uma suspensão aquosa que deveria ser de
sulfato de bário (BaSO4), não tóxico. Testes posteriores
mostraram que a suspensão utilizada continha grande
quantidade de carbonato de bário (BaCO3) — uma substância altamente venenosa.
Sobre esse episódio, são feitas as seguintes afirmações:
I. O sulfato de bário é praticamente insolúvel em água
(e, portanto, também nos fluidos corpóreos), enquanto o carbonato de bário é solúvel.
II. O que provocou a morte das pessoas foi a presença,
em solução, dos íons carbonato (CO322), e não a presença dos íons de bário (Ba21).
III. Sulfato de bário pode ser produzido por precipitação, adicionando-se solução aquosa diluída de ácido
sulfúrico (H2SO4) sobre uma solução de carbonato de
bário.
Dessas afirmações
a) somente II é correta.
b) somente I e II são corretas.
c) somente II e III são corretas.
d) somente I e III são corretas.
e) I, II e III são corretas.
10 (Mackenzie-SP) Dispõe-se de 5 tubos de ensaio, contendo respectivamente:
I. H2O
II. solução aquosa de NaCl
III. solução aquosa de NaNO3
IV. solução aquosa de NaCO3
V. solução aquosa de Na2SO4
Adicionando-se HCl (gota a gota) a cada um dos tubos, observa-se que somente em um deles ocorre efervescência.
Essa efervescência é conseqüência da reação do HCl com:
a) a solução IV.
d) a água pura.
b) a solução III.
e) a solução II.
c) a solução V.
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439
13 (PUC-RS) O hidrogeno-carbonato de sódio, conhecido
comercialmente como bicarbonato de sódio, é usado
como antiácido estomacal por ser capaz de reagir com o
excesso de ácido clorídrico, presente no suco gástrico,
resultando em um sal e um gás responsável pela eructação (“arroto”). O nome do sal e a função química do gás
são, respectivamente:
a) cloreto de sódio e óxido
b) carbonato de sódio e ácido
c) clorato de sódio e sal
d) carbeto de sódio e base
e) clorito de sódio e ácido
14 (Unicamp-SP) Antiácido é um produto farmacêutico utilizado para reduzir a acidez estomacal provocada pelo
excesso de ácido clorídrico, HCl. Esse produto farmacêutico pode ser preparado à base de bicarbonato de
sódio, NaHCO3. Escreva a reação do bicarbonato com o
ácido clorídrico.
15 (Vunesp) A soda, Na2CO3, é um composto utilizado na
indústria têxtil como mordente, fixando a tinta ao tecido. Ocasionará a formação de um gás a reação deste
composto com solução aquosa de
d) NaOH
a) PbCl2
e) H2SO4
b) Ba(OH)2
c) KNO3
16 (Fuvest-SP) Ácido clorídrico pode reagir com diversos
materiais, formando diferentes produtos, como mostrado no esquema abaixo:
produtos
solução
aquosa
de AgNO3
raspas
de Al
HCl(aq)
I
III
suspensão aquosa
de Mg(OH)2
produtos
Sistema de Ensino
produtos
II
a)
b)
c)
d)
e)
Instruções: Para responder às questões de 17 a 19, considere as substâncias químicas representadas pelas fórmulas:
I. Mg(OH2)
II. NaHCO3
III. NaOH
IV. HCl
V. KCl
17 (Uesb-BA) São classificadas como sais somente as substâncias
a) I e II
b) II e III
c) II e V
d) III e IV
e) IV e V
18 (Uesb-BA) São empregadas em medicamentos antiácidos
estomacais as substâncias
a) I e II
b) I e IV
c) II e V
d) III e IV
e) III e V
19 (Uesb-BA) Observa-se efervescência, quando reagem entre si soluções aquosas concentradas das substâncias
a) I e II
b) I e III
c) II e IV
d) II e V
e) IV e V
25 (Enem-MEC) A água do mar pode ser fonte de materiais
utilizados pelo ser humano, como os exemplificados no
esquema abaixo.
NaHCO3, apenas.
Mg(OH)2, apenas.
CH3COOH, apenas.
NaHCO3 e Mg(OH)2, apenas.
NaHCO3, Mg(OH)2 e CH3COOH.
água do mar
23 (UFPE) Três frascos A, B e C, contendo soluções incolores ácida, básica e neutra, não estão identificados. Para
identificar tais soluções, um analista fez alguns testes,
usando fenolftaleína e carbonato de sódio. O resultado
dos testes está na tabela abaixo.
cloreto de sódio I
cloro
soda cáustica
carbonato de sódio
II
Em presença de
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
b
12 (Funrei-MG) As chuvas ácidas compreendem um dos
mais sérios problemas ecológicos da sociedade contemporânea. Em alguns lugares, como nos países da Escandinávia, ela já matou os peixes dos lagos e rios e, na Alemanha, dizimou florestas. Em Atenas, na Grécia, a superfície de mármore do Parthenon foi transformada em
gesso. Que equação química, abaixo, corresponde ao que
ocorreu no Parthenon?
a) 2HCl 1 CaSO4 uq H2SO4 1 CaCl2
b) H2SO4 1 CaCO3 uq CaSO4 1 H2O 1 CO2
c) Na2CO3 1 H2SO4 uq Na2SO4 1 H2O 1 CO2
d) Ca(OH)2 1 2 HCl uq CaCl2 1 2 H2O
Os seguintes sinais evidentes de transformações químicas: liberação de gás, desaparecimento parcial ou total
de sólido e formação de sólido são observáveis, respectivamente, em:
a) I, II e III
b) II, I e III
c) II, III e I
d) III, I e II
e) III, II e I
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
v
11 (Mackenzie-SP)
CaCO3 1 H2SO4 uq H2O 1 CO2 1 CaSO4
A equação acima representa a transformação que ocorre quando o mármore das estátuas reage com o ácido
sulfúrico presente na chuva ácida.
Dessa reação, é correto afirmar que:
a) é de simples troca.
b) produz somente substâncias sólidas.
c) um dos produtos é o sulfato de cálcio.
d) é de decomposição.
e) é de adição.
Solução
Carbonato de sódio
Fenolftaleína
A
Não há liberação de gás
Adquire cor rósea
B
Não há liberação de gás
Permanece incolor
C
Há liberação de gás
Permanece incolor
Podemos afirmar que:
a) a solução A é ácida e a B é básica.
b) a solução A é neutra e a C é básica.
c) a solução B é neutra e a A é ácida.
d) a solução B é ácida e a C é neutra.
e) a solução C é ácida e a A é básica.
24 (F. Belas Artes-SP) Aquecendo a solução resultante da
mistura de soluções aquosas de KOH e NH4I o gás desprendido é o:
a) HI
c) O2
b) NH3
d) I2
hipoclorito de sódio III
bicarbonato de sódio IV
Os materiais I, II, III e IV existem como principal constituinte ativo de produtos de uso rotineiro. A alternativa
que associa corretamente água sanitária, fermento em
pó e solução fisiológica com os materiais obtidos da água
do mar é:
solução
fisiológica
água
sanitária
fermento
em pó
a)
II
III
IV
b)
III
I
IV
c)
III
IV
I
d)
II
III
I
e)
I
IV
III
20 (Vunesp) Quando se coloca ácido clorídrico sobre uma
concha do mar, ela é totalmente dissolvida e há desprendimento de um gás. Este gás é o mesmo exalado na respiração animal. Portanto, o sal insolúvel que constitui a
carapaça da concha do mar é
a) CaCO3
b) CaSO4
c) CaF2
d) Ca(NO3)2
e) Ca(OH)2
21 (Mackenzie-SP) A fórmula molecular do gás incolor e inodoro que não é combustível nem comburente e, portanto, pode ser usado para apagar incêndios, é:
a) H2S
b) O2
c) H2
d) CO2
e) CH4
22 (UFSCar-SP) Dentre as substâncias cujas fórmulas são
fornecidas a seguir
NaHCO3, Mg(OH)2 e CH3COOH,
pode(m) ser empregada(s) para combater excesso de
acidez estomacal
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Compostos orgânicos
Agrotóxicos, sabões e detergentes
Nutrientes de algas
Fosfatos (aditivos de detergentes)
Íons metálicos
Pb21 e Hg21
Materiais em suspensão
Terra e areia
O Al(OH)3 formado, que é insolúvel em água, tem
o aspecto de flocos de algodão. Esse composto retém em sua superfície muitas das impurezas presentes na água, arrastando-as consigo para o fundo
do tanque, onde a reação é feita.
• desinfecção: a adição de hipoclorito de sódio
(NaClO) livra a água dos microrganismos presentes, pois o íon ClO2 é bactericida (mata bactérias) e fungicida (mata fungos). A água está pronta para ser consumida.
Sistema de Ensino
Esquema de uma vela de filtro.
Voltemos a um exemplo já discutido anteriormente:
Zn(s) 1 CuSO4(aq) uq Cu(s) 1 ZnSO4(aq)
–
Cu
2+
SO42
Zn
Figura 1 Utilizando métodos físicos e químicos apropriados,
as estações de tratamento de água conseguem o “milagre” de
transformar água contaminada em água potável.
Para reações químicas que envolvam íons em
solução aquosa, a equação iônica é a melhor maneira de representar o processo.
Outros exemplos são:
Zn(s) 1 2 HCl(aq) uq H2(g) 1 ZnCl2(aq)
Zn 1 2 H1 1 2 Cl2 uq H2 1 Zn21 1 2 Cl2
Equação iônica
Ag1 1 NO23 1 Na1 1 Cl2 uq Na1 1 NO23 1 AgCl
Ag1(aq) 1 Cl2(aq) uq AgCl(s) Equação iônica
Os metais alcalinos e alcalino-terrosos (exceto
Mg) reagem rapidamente com a água, à temperatura ambiente, produzindo hidrogênio gasoso e liberando muito calor. Trata-se de uma reação na qual
esses metais muito reativos deslocam o hidrogênio
da água:
2. REAÇÕES QUÍMICAS NA FORMA
IÔNICA
Tratamento primário
1
1
uq Cu(s) 1 Zn2(aq)
Equação iônica
Zn(s) 1 Cu2(aq)
3. OUTRAS REAÇÕES
DE IMPORTÂNCIA
Figura 2
Para que a água possa ser consumida pela população, ela precisa passar por um processo que elimine todos os poluentes nela contidos. O tratamento da água possui fundamentalmente duas fases: o
tratamento primário e o secundário.
Essa última equação química é chamada de
equação iônica. Nela aparecem os verdadeiros
participantes da reação: a placa de zinco e os íons
Cu21 como reagentes e o cobre metálico e os íons Zn21
como produtos.
AgNO3(aq) 1 NaCl(aq) uq NaNO3(aq) 1 AgCl(s)
Parede porosa
(retém areia e
outras partículas)
Carvão
ativo
Placa Solução
21
Zn(s) 1 2 H1
(aq) uq H2(g) 1 Zn (aq)
Entrada da
água “suja”
Saída da
água “limpa”
Tratamento da água
Os poluentes são eliminados por processos que
não envolvem reações químicas, isto é, processos
físicos:
• peneiramento: para remover grandes objetos;
• sedimentação: consiste em deixar que os grãos
maiores de sujeira se depositem lentamente no
fundo do recipiente;
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Vírus, bactérias e parasitas
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Microrganismos
Al2(SO4)3 1 3 Ca(OH)2 uq 2 Al(OH)3 1 3 CaSO4
O ozônio é um bactericida muito eficiente. Apesar disso, ele não costuma ser utilizado nas estações de tratamento, pois seu efeito não é muito prolongado, ao contrário do ClO2, cuja ação se estende mesmo depois de a água ter saído da estação de
tratamento.
CID
Fezes, restos de plantas e animais
Os poluentes são eliminados por processos que
envolvem reações químicas:
• coagulação ou floculação: adiciona-se cal hidratada [Ca(OH)2] à água e, a seguir, sulfato de alumínio [Al2(SO4)3]. Ocorre a seguinte reação química de dupla-troca:
Solução
144243
Restos em decomposição
3 O2 uq 2 O3
Placa
144243
Exemplos
Tratamento secundário
Zn 1 Cu21 1 SO422 uq Cu 1 Zn21 1 SO422
1
1
Zn(s) 1 Cu2(aq)
uq Cu(s) 1 Zn2(aq)
144243
Ao contrário do que se fala popularmente, água
potável não é sinônimo de água pura. Entende-se
por pura uma amostra de água que contenha apenas moléculas de H2O sem nenhuma outra substância misturada. Já água potável significa aquela que
pode ser ingerida sem riscos à saúde. Na água potável há muitas substâncias dissolvidas, entre elas
sais minerais, muitos deles necessários ao bom funcionamento do nosso organismo.
As águas dos rios, lagos e mares vizinhos às regiões metropolitanas são, em geral, poluídas porque
contêm substâncias que tornam sua ingestão prejudicial à saúde. Os principais tipos de poluentes do
ambiente aquático aparecem na tabela a seguir.
uq Cu(s) 1 ZnSO4(aq)
1442443
1. POLUIÇÃO DO AMBIENTE
AQUÁTICO
• filtração: com sucessivas camadas de areia e cascalho para remover partículas menores;
• aeração: na qual o ar é borbulhado através da
água, retirando H2S, óleos voláteis e outras substâncias que possam conferir mau cheiro à água.
Zn(s) 1 CuSO4(aq)
1442443
Outras reações
de importância
1. Poluição do ambiente
aquático, 18
2. Reações químicas na
forma iônica, 19
3. Outras reações de
importância, 19
Tipo
O ato de filtrar a água consiste em uma operação
muito importante para a eliminação de partículas
ou bactérias que eventualmente tenham entrado na
água após sua saída da estação de tratamento. Os
fabricantes costumam colocar dentro da vela do filtro pedaços de carvão ativo, preparado para reter
em sua superfície substâncias que causam mau cheiro à água.
Uma maneira ainda mais segura de eliminar microrganismos presentes na água é fervê-la (principalmente se ela provém de poço).
Outro modo consiste em usar um ozonizador.
Através de faíscas elétricas esse aparelho transforma o oxigênio do ar (O2) em ozônio (O3), que é borbulhado na água.
Como você pode perceber, os íons SO22
4 não participaram efetivamente da reação. Assim, não há
necessidade de colocá-los na equação química.
14243
4
Tratamento caseiro da água
14243
T Ó P I C O
Figura 3
SO42
Zn2
+
–
Cu
2 Na 1 2 HOH uq 2 NaOH 1 H2 Reatividade Na . H
Ca 1 2 HOH uq Ca(OH)2 1 H2 Reatividade Ca . H
O magnésio e os metais mais comuns em nosso
cotidiano (o zinco e o ferro, por exemplo) reagem
com a água quando aquecidos, formando óxido e
liberando hidrogênio.
S
Mg 1 H2O
uq MgO 1 H2
Zn 1 H2O
uq ZnO 1 H2
S
S
3 Fe 1 4 H2O uq Fe3O4 1 4 H2
Sistema de Ensino
Ensino Médio • Uno Modular • Química • Módulo 5
Ensino Médio • Uno Modular • Química • Módulo 5
442
443
2 NaOH 1 2 Al 1 2 H2O uq 2 NaAlO2 1 3 H2
Acondicionamento correto de ácidos
e bases
Ácidos podem ser guardados em frascos de vidro, pois, com exceção do HF, não reagem com ele.
Já o HF, devido à capacidade de corroer o vidro,
deve ser guardado em frascos plásticos. Atualmente há vários tipos de plástico que não são atacados
por ácidos e, portanto, podem também ser usados
para acondicioná-los.
Sistema de Ensino
Reagentes: Os íons Pb21 e CrO22
4 em solução
Produto:
O sal [Pb21]1 [CrO22
4 ]1 sólido
Portanto, a equação balanceada é:
Pb21(aq) 1 CrO22
4 (aq) uq PbCrO4(s)
[H2]1
B
[Na1]1
NaH
O cálcio é alcalino-terroso
[H2]2
B
[Ca21]1
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Deslocam
o H da
água, a frio
Deslocam o H do
vapor de água
Reatividade aumenta
Aumenta a nobreza
Deslocam o H de ácidos
como o clorídrico (HCl)
Metais
menos
reativos
que o H,
isto é,
mais
nobres que
oH
O sódio é alcalino
B
2 NaOH 1 Zn uq Na2ZnO2 1 H2 (analogamente
reagem Sn e Pb)
1
CO232
(aq) 1 2 H(aq) uq H2O(l) 1 CO2(g)
6 Equacione, na forma iônica, a reação química entre:
a) magnésio metálico e ácido bromídrico;
1
Mg(s)
Mg(s)
uq H2(g)
2 HBr(aq)
1 2
H1
(aq)
Mg(s)
1 2
Br2(aq)
uq H2(g)
1 2 H1
(aq) uq H2(g)
1
1
MgBr2(aq)
Mg2(1
aq)
1 2 Br2(aq)
1
1 Mg2(aq)
2 O sulfeto de zinco, pigmento branco utilizado na fabricação de tintas, é obtido por precipitação ao se misturar
uma solução que contenha cátions zinco e outra contendo ânions sulfeto. Equacione a reação de precipitação.
1
Zn2(aq)
1 S(22
aq) uq ZnS(s)
3 Um dos constituintes das pedras dos rins é o fosfato
de cálcio, que se forma, sob determinadas condições,
por meio da reação entre íons cálcio e íons fosfato dissolvidos no plasma sangüíneo. Equacione a reação em
questão.
b) zinco metálico e nitrato de prata.
Zn(s) 1
2 AgNO3(aq)
uq
2 Ag(s) 1
1442443
Hidretos são compostos formados por hidrogênio e um outro elemento. Os hidretos de metais alcalinos e alcalino-terrosos são iônicos, apresentando o hidrogênio com carga 21. Essa carga é fácil de
entender se percebermos que o hidrogênio é um
elemento mais eletronegativo que os metais e, portanto, recebe um elétron ao se combinar com eles.
B
Há alguns metais que, além de reagir com ácidos,
são também capazes de reagir com bases, através
de reações um tanto complicadas de entender.
Exemplos são o zinco, o alumínio, o estanho e o
chumbo.
5 Íons carbonato (CO22
3 ), em solução, também reagem com
soluções ácidas provocando a liberação de gás carbônico. Escreva a equação que representa esse fenômeno.
uq
2
2 Ag(s) 1 Zn2(1
aq) 1 2 NO3(aq)
uq
2 Ag(s) 1 Zn2(1
aq)
2
Zn(s) 1 2 Ag1
(aq) 1 2 NO 3(aq)
1
3 Ca2(aq)
1 2 PO342(aq) uq Ca3(PO4)2(s)
Zn(s)
1 2 Ag1(aq)
Zn(NO3)2(aq)
1442443
GÁS TÓXICO
CORRÓI O VIDRO
Reações de hidretos iônicos com água
Figura 4 Metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) são muito ativos e devem ser guardados mergulhados em querosene, para
evitar contato com oxigênio e água, com os quais reagem
imediatamente.
1 O cromato de chumbo (II), pigmento amarelo usado em
tintas, é um precipitado que se forma quando são misturadas uma solução contendo íons chumbo (II) e uma
solução contendo íons cromato (CrO22
4 ). Equacione a reação envolvida.
HF
Figura 5
METAIS ALCALINOS
EXPLOSIVOS EM CONTATO
COM A ÁGUA
Atividades
1442443
Li
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Cr
Fe
Ni
Sn
Pb
H
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
Frascos feitos com metais mais reativos que o H
não podem, obviamente, ser utilizados para guardar ácidos, pois são corroídos por eles. Já os metais nobres, como Cu, Ag e Au, que não são atacados por ácidos, são muito caros para serem usados
com tal finalidade.
Bases também podem ser acondicionadas em
frascos plásticos, mas não em frascos de vidro, pois
reagem com ele (o SiO2 presente no vidro é um óxido ácido). Frascos de zinco, alumínio, estanho e
chumbo também não podem ser usados.
1442443
Metais nobres, como ouro, por exemplo, não reagem com a água nem quando aquecidos.
A seguir, aparece um resumo esquemático da tendência de os metais reagirem com ácidos, vapor de
água e água fria.
CaH2
Esses hidretos iônicos são sólidos cristalinos
brancos, que reagem violentamente com a água, liberando gás hidrogênio e muito calor:
NaH 1 HOH uq NaOH 1 H2
CaH2 1 2 HOH uq Ca(OH)2 1 2 H2
Essas reações, especialmente com hidretos de
metais alcalinos, chegam a ser explosivas.
H2: Íon hidreto presente nos hidretos iônicos.
4 Íons bicarbonato (HCO23 ), em solução, reagem com soluções ácidas provocando a liberação de gás carbônico.
Escreva a equação que representa esse fenômeno.
HCO23(aq) 1 H1
(aq) uq H2O(l) 1 CO2(g)
➔
Exercícios complementares: 1 a 7
Sistema de Ensino
Ensino Médio • Uno Modular • Química • Módulo 5
Ensino Médio • Uno Modular • Química • Módulo 5
444
22
445
QUÍMICA
R E S P O S TA S
AS TRANSFORMAÇÕES E REAÇÕES INORGÂNICAS
TÓPICO 1 • Tipos de reações inorgânicas
Exercícios complementares
Complementares
2 (Unifor-CE) A formação de hidróxido de alumínio resultante da reação de um sal desse metal com uma base
pode ser representada por:
a) Al1 1 OH2 uq Al(OH)
b) Al21 1 2 OH2 uq Al(OH)2
c) Al31 1 3 OH2 uq Al(OH)3
d) Al41 1 4 OH2 uq Al(OH)4
e) Al51 1 5 OH2 uq Al(OH)5
6 (UniFEI-SP) Têm-se quatro tubos de ensaio contendo, respectivamente, soluções com íons dos seguintes metais:
Al, Cu, Mg e Zn. Uma amostra de um desses metais é
dividida em quatro partes, que são colocadas nos tubos de ensaio citados. Observou-se reação com precipitação de metal em três tubos de ensaio. A amostra escolhida é do metal:
a) Al
b) Mg
c) Zn
d) Cu
e) Não dá para determinar.
b) Ag1
(aq)
e) Na1(aq)
c) Ca2(1aq)
4 (PUC-Campinas-SP) Cátions de metais pesados como
Hg21 e Pb21 são alguns dos agentes da poluição da água
de muitos rios. Um dos processos de separá-los pode
ser pela precipitação como hidróxido (OH2) e cromato
(CrO22
4 ).
As fórmulas desses precipitados são:
a) Hg2(OH)2 e Pb2CrO4
b) Hg2OH e PbCrO4
c) Hg(OH)3 e Pb2(CrO4)3
d) Hg(OH)2 e Pb(CrO4)2
e) Hg(OH)2 e PbCrO4
5 (ITA-SP) Quando soluções aquosas de sulfeto de sódio e
de nitrato de prata são misturadas, observa-se uma lenta turvação da mistura, que com o passar do tempo é
sedimentada na forma de um precipitado preto.
Qual das equações químicas é mais indicada para descrever a transformação química que ocorre?
a) Na2S 1 2 AgNO3 uq 2 NaNO3 1 Ag2S
2
b) Na1
(aq) 1 NO 3(aq) uq NaNO3(s)
22
1
c) S (aq) 1 2 Ag (aq) uq Ag2S(s)
2
2
d) 2 Na1(aq) 1 S2(aq)
1 2 Ag1
(aq) 1 2 NO3(aq) uq
uq 2 NaNO3(s) 1 Ag2S(s)
e) Na2S 1 2 AgNO3 uq 2 NaNO3 1 Ag2S b
Benzeno
Solução
Adicionando algumas gotas de água de cloro (Cl2(aq)) e
agitando bem o tubo de ensaio, notamos que a fração
correspondente ao benzeno se torna roxa. Assinale a alternativa que contém, respectivamente, a espécie química que reagiu com o cloro e a que coloriu o benzeno.
a) I2 e HI
b) I2 e I2
c) NO32 e NO2
d) Cl2 e ClO2
e) KOH e HI
Comentário dos autores: O benzeno é um líquido incolor,
formado por moléculas apolares.
1. H2 1 Cl2 uq 2 HCl, reação de adição.
1. Pb(NO3)2 1 2 NaCl uq 2 NaNO3 1 PbCl2b
2. a) 2 KClO3 uq 2 KCl 1 3O2
2. AgNO3 1 KCl uq KNO3 1 AgClb
3. Pb(NO3)2 1 (NH4)2SO4 uq 2 NH4NO3 1 PbSO4b
3. H2 1 CuO uq Cu 1 H2O, reação de deslocamento.
4. c
7. 05
10. e
5. 02
8. e
11. c
6. 01
9. b
12. c
4. Usando I nada se observará; usando II se observará
precipitação em ambos os casos, usando III se observará precipitação em apenas um dos casos
(CaCl2 1 Na2SO4 uq 2 NaCl 1 CaSO4b), permitindo a
diferenciação.
5. a) Sedimentação ou decantação.
TÓPICO 2 • Reações de deslocamento
b) CaO(s) 1 H2O(l) uq Ca(OH)2(aq);
Exercícios complementares
7 (Fuvest-SP) Em um tubo de ensaio contendo água, dissolveu-se NaI, KOH, LiCl e NH4NO3 e cobriu-se a superfície da solução com uma camada de benzeno, conforme
o esquema abaixo.
3 (UFS-SE) Há formação de precipitado quando uma solução diluída de ácido clorídrico é adicionada a uma solução que contém íons:
d) Mg2(1aq)
a) H1
(aq)
Exercícios complementares
b) Reação de decomposição.
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
1 (Vunesp) O magnésio pode ser obtido da água do mar. A
etapa inicial desse processo envolve o tratamento da
água do mar com óxido de cálcio. Nessa etapa, o magnésio é precipitado na forma de:
d) MgSO4
a) MgCl2
b) Mg(OH)2
e) Mg metálico
c) MgO
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Exercícios
TÓPICO 3 • Reações de dupla-troca
3 Ca(OH)2(aq) 1 Al2(SO4)3(aq) uq 2 Al(OH)3(s) 1 CaSO4(s)
1. a) Cu , Pb , Mg
b) Mg , Pb , Cu, pois nobreza é oposto da reatividade.
2. a) B é o mais reativo
b) D é o mais nobre (menos reativo)
c) Fe(OH)3, hidróxido de ferro (III) ou hidróxido férri2
co. Fe3(1
aq) 1 3 OH (aq) uq Fe(OH)3(s)
6. b
8. b
10. a
12. b
7. c
9. d
11. c
13. a
1
1 HCO23(aq) uq H2O(l) 1 CO2(g)
14. H(aq)
3. e
4. b
5. a) Ocorreu uma reação química entre o nitrato de prata da solução, AgNO3(aq), e o cobre metálico, Cu(s),
do fio. Nesse processo, o cobre deslocou a prata,
de acordo com a equação:
15. e
18. a
21. d
24. b
16. c
19. c
22. d
25. c
17. c
20. a
23. e
TÓPICO 4 • Outras reações de importância
Cu(s) 1 2 AgNO3(aq) uq 2 Ag(s) 1 Cu(NO3)2(aq)
b) A prata metálica formada, Ag(s), se deposita sobre
o fio, correspondendo às “agulhas brancas” observadas. O nitrato de cobre, também produzido, fica
dissolvido na água, conferindo à solução a coloração azulada.
6. b
7. e
8. e
9. d
Exercícios complementares
1. b
5. c
2. c
6. b
3. b
7. b
4. e
BIBLIOGRAFIA
CIPRIANI, J.; HASMONAY, H. Cours de chimie. Paris: Vuibert, 1986.
COCH, N. K.; EBBING, D. D. General chemistry. Boston: Houghton Mifflin, 1993.
FAUGHN, J.; FREEMANTLE, M. Chemistry in action. London: Macmillan, 1987.
GARRITZ, A.; CHAMIZO, J. A. Química. Wilmington: Addison-Wesley, 1994.
JOESTEN, M. D.; WOOD, J. L. World of chemistry. Orlando: Saunders, 1996.
KOTZ, J. C. et al. The chemical world. Orlando: Saunders, 1994.
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. M. Chemistry & chemical reactivity. Orlando: Saunders, 1996.
MASTERTON, W. L.; HURLEY, C. N. Chemistry principles & reactions — A core text. Orlando:
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SNYDER, C. H. The extraordinary chemistry of ordinary things. New York: John Wiley, 1995.
STOKER, H. S. Chemistry — A science for today. New York: Macmillan, 1989.
Sistema
Sistema de
de Ensino
Ensino