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71 Capítulo 4Do macroscópico ao microscópico: átomos e moléculas R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 21. (Univali-SC) No esquema a seguir estão representados cinco sistemas, formados por moléculas constituídas por três tipos de átomos, representados por . Escolha a alternativa que identifica os sistemas I, II, III, IV e V corretamente. I II III VIV 3 Equação química 3.1 Uma equação química representa uma reação química Voltemos ao exemplo da decomposição da água. Levando em conta a composição das moléculas envolvidas, podemos representar essa reação como mostrado ao lado. A água, o reagente, é formada por moléculas H2O; o gás hidrogê- nio e o gás oxigênio, os produtos, têm fórmulas H2 e O2, respectiva- mente. Assim, poderíamos representar a reação usando as fórmulas do reagente e dos produtos: H2O # H2 1 O2 Nessa representação, falta, porém, a proporção correta entre as quantidades de moléculas envolvidas. Uma representação mais correta é: H2O + H2O # H2 + H2 + O2 ou seja 2 H2O # 2 H2 + O2 Agora, sim, está expressa a verdadeira proporção entre as quan- tidades de moléculas que participam da reação. água # hidrogênio + oxigênio # + Os números que indicam a proporção entre as quantidades de moléculas, numa equação química, são chamados de coeficientes ou coeficientes estequiométricos. A maneira de representar uma reação química é denominada equação química. Na equação química acima, o coeficiente da água é 2, o do hidro- gênio é 2 e o do oxigênio é 1 (que não precisa ser escrito). Em equação: 2 H2O # 2 H2 + O2 Em palavras: Duas moléculas de água reagem para formar duas moléculas de hidrogênio e uma de oxigênio. Ponha em prática o que aprendeu Usando moedas de diferentes valores, fichas coloridas, bolinhas de massa de modelar, círculos de papel colorido, bolinhas de isopor ou outro material que a imaginação sugerir, represente as moléculas dos reagentes e dos produtos das reações químicas cujas equações são: 2 H2O # 2 H2 + O2 C + O2 # CO2 N2 + O2 # 2 NO C + 2 H2 # CH4 N2 + 3 H2 # 2 NH3 N2 + 2 O2 # 2 NO2 CH4 + 2 O2 # CO2 + 2 H2O a) Substância pura simples, substância pura com- posta, mistura de 2 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. b) Substância pura simples, substância pura com- posta, mistura de 3 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. c) Mistura de 2 componentes, substância pura composta, mistura de 3 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. d) Substância pura composta, substância pura simples, mistura de 3 componentes, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes. e) Mistura de 2 componentes, substância pura composta, mistura de 3 componentes, mistura de 4 componentes, mistura de 4 componentes. il u S Tr a ç õ E S : a D il S O n S E C C O a D il S O n S E C C O (Representações esquemáticas sem escala; cores fantasiosas.) 72 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Outros exemplos de equações químicas são: Em equação: N2 + 3 H2 # 2 NH3 Em palavras: Uma molécula de nitrogênio reage com três de hidrogênio para formar duas de amônia. Em equação: C2H6O + 3 O2 # 2 CO2 + 3 H2O Em palavras: Uma molécula de etanol reage com três de oxigênio para formar duas de gás carbônico e três de água. 3.2 Balanceamento de equações químicas Por exemplo, a equação química N2 + O2 # NO não está corretamente balanceada, pois há menos átomos de N e de O no lado do produto. Contudo, essa equação ficará corretamente ba- lanceada se colocarmos o coeficien te 2 na frente da fórmula do produto: N2 + O2 # 2 NO. 4 Explicação para as leis de Lavoisier e de Proust A Teoria de Dalton é uma proposta (bem-sucedida) de explicação para a Lei de Lavoisier e a Lei de Proust, apresentadas no capítulo anterior. Numa reação química, os átomos apenas se recombinam. Então, já que os átomos não são destruídos nem formados, a massa de reagentes é sempre igual à dos produtos. Isso explica a Lei de Lavoisier. 2 H2O # 2 H2 + O2 Antes: • 4 átomos de H • 2 átomos de O Depois: • 4 átomos de H • 2 átomos de O Quando escrevemos uma equação química, ela deve estar corretamente balanceada, ou seja, os coeficientes devem estar corretamente indicados. Caso contrário, não estará sendo respeitado o fato de os átomos se conservarem. As moléculas de uma determinada substância são formadas por átomos que se unem numa proporção bem definida. Na água, por exemplo, sempre há dois átomos de hidrogênio para um átomo de oxigênio. Assim, não importa a quantidade da substância que consideremos, haverá sempre uma proporção constante entre os átomos dos elementos que a consti tuem. Ou seja, tanto em um grama quanto em um quilograma ou em uma tonelada de água, a proporção em que os ele- mentos hidrogênio e oxigênio estão presentes é sempre a mesma. E como a proporção em que os átomos estão presentes é sempre a mesma, então a com- posição da substância é fixa, o que explica a Lei de Proust. 2 H2O # 2 H2 + O2 Antes: • 4 átomos de H • 2 átomos de O Depois: • 4 átomos de H • 2 átomos de O # Antes: • 8 átomos de H • 4 átomos de O Depois: • 8 átomos de H • 4 átomos de O # (Representações esquemáticas sem escala; cores fantasiosas.) (Representações esquemáticas sem escala; cores fantasiosas.) IL U S TR A Ç Õ E S : A D IL S O N S E C C O A D IL S O N S E C C O John Dalton (1766-1844). Gravura de C. Turner, século XIX. Biblioteca da Universidade de Edimburgo, Escócia. TH E B R ID G E M A N A R T L IB R A R Y /K E Y S TO N E