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Prof. Victor Maia Santos Reações Químicas Inorgânicas UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL COLÉGIO DE APLICAÇÃO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXATAS E DA NATUREZA QUÍMICA PROF. VICTOR SANTOS DATA: 08 / 10 / 2020 TURMA: 201 /202 REAÇÕES QUÍMICAS INORGÂNICAS (2ª Parte) 3. CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES QUÍMICAS As reações químicas, por razões didáticas, são classificadas em reações de síntese ou de adição, de análise ou de decomposição, de simples-troca ou de deslocamento e de dupla-troca. Além dessas, existem outros tipos de reações, como reações de combustão, de oxirredução e de neutralização. Todas as reações químicas sempre vão precisar de energia para a sua ocorrência, seja do tipo exotérmica (libera calor) ou endotérmica (ganha calor). 3.1 REAÇÕES DE SÍNTESE OU ADIÇÃO Esse tipo de reação também pode ser chamado de reação de composição, é caracterizada pela formação de um único produto a partir de dois ou mais reagentes. REAGENTES → PRODUTOS Veja o esquema: R1 + R2 + ... + Rn → P As reações de síntese ou adição podem ser classificadas em total ou parcial: • Síntese total: Quando as substâncias reagentes são simples, ou seja, são formadas por um único elemento químico. Exemplo: O gás hidrogênio (H2) reage com o gás nitrogênio (N2), originando a amônia (NH3), segundo a equação química a seguir: 3 H2 (g) + 1 N2 (g) → 2 NH3 (g) • Síntese parcial: Ocorre quando um ou mais reagentes são substâncias compostas (formadas por mais de um elemento químico). Exemplo: A amônia (NH3), é uma substância composta que, ao entrar em contato com o gás cloreto de hidrogênio (gás liberado pela solução de ácido clorídrico – HC , que também é uma substância composta), forma o cloreto de amônio (NH4C ), que é um vapor branco e altamente denso: HC (g) + NH3(g) → NH4C (s) 3.2 REAÇÕES DE ANÁLISE OU DECOMPOSIÇÃO Como o próprio nome diz, esse tipo de reação é o inverso da anterior (composição), ou seja, ocorre quando, a partir de um único reagente, são obtidos dois ou mais produtos. Veja o esquema: R → P1 + P2 + ... + Pn Prof. Victor Maia Santos Reações Químicas Inorgânicas Numa reação de decomposição, a molécula do reagente sofre uma quebra (lise), e as decomposições recebem nomes específicos. Quando a decomposição se dá pelo calor, a reação é denominada pirólise (piro = “fogo”; lise = “quebra”); quando é a eletricidade que promove a decomposição, há uma eletrólise (eletro = “eletricidade”; lise = “quebra”); e quando a decomposição é promovida pela luz, a reação é chamada de fotólise (foto = “luz”; lise = “quebra”). Em todos esses casos, temos alguns símbolos que auxiliam a identificação dessas reações: Pirólise (delta = △), fotólise (lambda = λ) e a eletrólise (raio = ϟ), todos esses símbolos ficam sob a seta. Exemplo de Pirólise: Quando o carbonato de cálcio (CaCO3) é aquecido, ele se decompõe originando o óxido de cálcio (CaO) e o dióxido de carbono (CO2): CaCO3(s) △ → CaO(s) + CO2(g) Exemplo de Fotólise: Moléculas orgânicas que se encontram na atmosfera, como o metanal (H2CO) sofre fotodissociação e se decompõe originando gás hidrogênio (H2) e o móxido de carbono (CO): H2CO(g) λ → H2(g) + CO(g) Exemplo de Eletrólise: O processo se baseia na passagem de uma corrente elétrica através de um sistema líquido que tenha íons presentes, gerando assim reações químicas, neste caso, o cloreto de sódio líquido (NaC ) recebe uma passagem de corrente elétrica até produzir sódio metálico (Na) e gás cloro (C ): 2 NaC ( ) ϟ → 2 Na(s) + C 2(g) 3.3 REAÇÃO DE SIMPLES TROCA Essas reações ocorrem quando uma substância simples reage com uma substância composta para formar uma substância simples e outra composta. Tais reações são também conhecidas como reações de substituição. Elas seguem o seguinte critério: • Se a substância simples (A) for um metal, então a reação será: A + BC → AC + B • Se a substância simples (A) for um ametal, a reação será: A + BC → BA + C Para que isto seja possível, deveremos ser capazes de entender e compreender a utilização das filas de reatividade químicas de metais e ametais OBS: O elemento que estiver mais à esquerda, sempre será mais reativo! Prof. Victor Maia Santos Reações Químicas Inorgânicas Vejamos as seguintes reações químicas quando a substância simples (A) é um metal: Mg + HCℓ → ??? Aℓ + HCℓ → ??? Zn + HCℓ → ??? Cu + HCℓ → ??? Quais dessas reações químicas ocorrem? Vejamos algumas regras: ✓ Primeiramente vamos observar a fila de reatividade dos metais para saber se a equação química possivelmente venha ocorrer ou não. ✓ Segundo, sabendo quais reações podem ocorrer, já conseguimos eliminar um conjunto de reações que não vão formar nenhum tipo de produto, no entanto, após escrever e balancear a equação química das reações que ocorrem, devemos verificar se há ocorrência de pelo menos um dos fatores de ocorrência de reação química (mudança de cor, liberação ou absorção de calor, liberação de odores, produção de luz, liberação de gases, formação de precipitado etc.). ✓ OBS: Seta para cima (↑) indica liberação de gás. Mg + HCℓ → Ocorre ! O Mg está à esquerda do hidrogênio e por isto é mais reativo, assim, o Mg vai trocar de lugar com o H. 1 Mg + 2 HCℓ → 1 MgCℓ2 + 1 H2 (↑) Apesar do MgCℓ2 ser um sal solúvel em água, existe liberação de gás hidrogênio que é um dos fatores de evidência de reação química, logo, essa reação química ocorre de fato. Aℓ + HCℓ → Ocorre ! O Aℓ está à esquerda do hidrogênio e por isto é mais reativo, assim, o Aℓ vai trocar de lugar com o H. 2 Aℓ + 6 HCℓ → 2 AℓCℓ3 + 3 H2 (↑) Apesar do AℓCℓ3 ser um sal solúvel em água, existe liberação de gás hidrogênio que é um dos fatores de evidência de reação química, logo, essa reação química ocorre de fato. Zn + HCℓ → Ocorre ! O Zn está à esquerda do hidrogênio e por isto é mais reativo, assim, o Zn vai trocar de lugar com o H. 1 Zn + 2 HCℓ → 1 ZnCℓ2 + 1 H2 (↑) Apesar do ZnCℓ2 ser um sal solúvel em água, existe liberação de gás hidrogênio que é um dos fatores de evidência de reação química, logo, essa reação química ocorre de fato. Cu + HCℓ → Não Ocorre ! O Cu está à direita do hidrogênio e por isto é menos reativo, assim, não haverá troca de lugar com o H. Prof. Victor Maia Santos Reações Químicas Inorgânicas Vejamos as seguintes reações químicas quando a substância simples (A) é um ametal: Cℓ2 + NaBr → ??? I2 + NaBr → ??? Quais dessas reações químicas ocorrem? Vejamos algumas regras: ✓ Primeiramente vamos observar a fila de reatividade dos ametais para saber se a equação química possivelmente venha ocorrer ou não. ✓ Segundo, sabendo quais reações podem ocorrer, já conseguimos eliminar um conjunto de reações que não vão formar nenhum tipo de produto, no entanto, após escrever e balancear a equação química das reações que ocorrem, devemos verificar se há ocorrência de pelo menos um dos fatores de ocorrência de reação química (mudança de cor, liberação ou absorção de calor, liberação de odores, produção de luz, liberação de gases, formação de precipitado etc.). Cℓ2 + NaBr → Ocorre ! O Cℓ está à esquerda do bromo e por isto é mais reativo, assim, o Cℓ vai trocar de lugar com o Br. 1 Cℓ2 + 2 NaBr → 2 NaCℓ + 1 Br2 O Cℓ2 quando se encontra em solução aquosa, recebe o nome de água de cloro e possui coloração amarela. Ao reagir com solução de NaBr (incolor) observa-se (na prática) formação de coloração alaranjada na solução devido a presença de bromo, o que indica que essa reação química ocorre de fato I2 + NaBr → Não Ocorre ! O I está à direita do bromo e por isto é menos reativo, assim, não haverá troca de lugar com o Br. (1) Verifique quais reações químicas ocorrem, indicando o nome dos produtos formados e a equação química balanceada: (Não é para entregar!) a) ( ) Zn + ( ) AgNO3 → b) ( ) Ag + ( ) H2SO4 → c) ( ) Au + ( ) HCℓ → d)( ) Mg + ( ) ZnSO4 → e) ( ) Ag + ( ) H3PO4 → f) ( ) Li + ( ) NaOH → g) ( ) Cu + ( ) AgCℓ → h) ( ) F2 + ( ) AℓCℓ3 → i) ( ) I2 + ( ) KCℓ → j) ( ) Br2 + ( ) Na2S → GABARITO: a) Zn + 2 AgNO3 → 2 Ag + Zn(NO3)2 // b) Ag + H2SO4 → Ø // c) Au + HC → Ø // d) Mg + ZnSO4 → Zn + MgSO4 // e) Ag + H3PO4 → Ø // f) Li + NaOH → Na + LiOH // g) Cu + 2 AgC → CuC 2 + 2 Ag // h) 3 F2 + 2 A C 3 → 3 C 2 + 2 A F3 // i) I2 + KC → Ø // j) Br2 + Na2S → S + 2 NaBr Se você quiser verificar a verificar a ocorrência de qualquer reação química, para comparar com a sua resposta, visite o site https://chemequations.com/pt/ Escreva a equação química no formato: A + B = O resultado da equação química já vai aparecer balanceado e com os devidos comentários. https://chemequations.com/pt/ REAÇÕES QUÍMICAS INORGÂNICAS (2ª Parte) 3. CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES QUÍMICAS 3.1 REAÇÕES DE SÍNTESE OU ADIÇÃO 3.2 REAÇÕES DE ANÁLISE OU DECOMPOSIÇÃO 3.3 REAÇÃO DE SIMPLES TROCA