Fenômenos Químicos ou Reações Químicas

6. Trabalho Experimental
Fenômenos Químicos ou Reações Químicas
6.1 Introdução
Os fenômenos químicos ou transformações químicas são também chamados de
reações químicas.
Numa reação química ou transformação química uma ou mais substâncias (os
reagentes) são transformados em uma ou mais diferentes substâncias (os produtos), com
diferentes propriedades físicas tais como cor, ponto de fusão e solubilidade.
Quando uma vela acesa é posta em contato com um balão cheio de gás hidrogênio
A explosão de uma mistura de hidrogênio/oxigênio
o calor da chama fará o balão romper e o hidrogênio irá se misturar com o oxigênio do
ar atmosférico provocando uma explosão e formando água.
Numa reação química, no nível molecular, ocorre a produção de um novo arranjo de
átomos (nova substância), sem ganho ou perda no número de átomos de cada espécie
envolvida no fenômeno. As moléculas presentes depois da reação (produtos) são diferentes
daquelas presentes antes da reação.
No exemplo citado moléculas de hidrogênio e de oxigênio reagem para formar
moléculas de água.
Esta apresentação simbólica da transformação química é denominada
equação
química. Os símbolos usados numa equação química são representados na tabela 6.1
Símbolos de uma Reação Química
Símbolo
Significado
Produz
+
Reage com
Δ
Calor
s
Sólido
g
Gasoso
l
Líquido
aq.
Solução aquosa
Como não há nem criação nem destruição de átomos, uma equação química deve ter o
mesmo número de átomos de cada elemento nos dois membros. Quando esta igualdade existe,
a equação está equilibrada.
Para escrevermos a equação química de uma reação temos que determinar, pela
experiência, quais os reagentes e os produtos. Com as fórmulas químicas dos reagentes e
produtos, podemos escrever a equação química não equilibrada. Depois, equilibramos a
equação pela introdução de coeficientes que proporcionam a igualdade dos números de cada
átomo em cada membro da equação.
Exemplos:
a) CH4(g) + O2(g)
CH4(g) + 2 O2(g)
CO2(g) + H2O(g) (não equilibrada)
CO2(g) + 2 H2O(g) (equilibrada)
b) Na(s) + H2O(l)
2 Na(s) + 2 H2O(l)
NaOH(aq) + H2(g) (não equilibrada)
2 NaOH(aq) + H2(g) (equilibrada)
6.2 Classificação das Reações Químicas
Existem vários tipos de reações químicas, mas é conveniente agrupá-las em quatro
categorias gerais.
6.2.1 Reações de Combinação ou Síntese
Duas ou mais substâncias reagem para formar um só produto. Muitos elementos
reagem desta maneira com outros elementos, formando compostos.
Exemplos:
6.2.2 Reações de Decomposição
Um único reagente se decompõe para formar duas ou mais substâncias. Muitos
compostos reagem desta maneira ao serem aquecidos.
Exemplos:
6.2.3 Reações de Simples Deslocamento ou Simples Troca
Um elemento muito ativo quimicamente desloca um elemento menos ativo de um
composto.
Exemplos:
6.2.4 Reações de Duplo Deslocamento ou Dupla Troca
Íons positivos e negativos de um composto trocam com íons de outro composto
quando um produto insolúvel (precipitado) é formado ou quando se forma um produto
fracamente ionizado como água, ácido acético, ácido carbônico ou ácido cítrico.
Exemplos:
È interessante observar que a equação química não mostra as condições em que a
experiência é realizada ou se alguma energia sob a forma de calor ou luz está envolvida.
Finalmente a equação não nos informa se a reação ocorre em alguns segundos ou se demora
100 anos para se completar.
6.3 PARTE EXPERIMENTAL
Materiais:
Reagentes:
Fósforo
H2O2 10 volumes
Pinças metálicas e de madeira
Placas de Fe e Zn
Bico de Bunsen
Fitas de Mg
Tubos de ensaio
MnO2 em pó
Espátulas
HgO(s)
Filtro e suporte
CaO(s)
Papel de filtro
HCl 1,0 mol/L
NaOH 1,0mol/L
FeCl3 0,5 mol/L
AgNO3 0,5mol/L
ZnSO4 0,5mol/L
1ª Experiência: Reações de Combinação Direta (Síntese)
a) Usando uma pinça metálica, segure uma chapa de cobre (Cu) e a mantenha sob
aquecimento na chama de um Bico de Bunsen por 2 minutos.
b) Aqueça uma pequena fita de magnésio (Mg). Retire do aquecimento logo que a reação se
inicie.
c) Preencha a tabela abaixo:
Reação ocorrida
Metal
Aspecto inicial do metal
Cu
Mg
d) Compare as duas reações ocorridas.
Aspecto final
(equação química)
2º Experiência: Reação de Decomposição (Análise)
I) Usando H2O2 10 volumes como reagente:
a) Em um tubo de ensaio coloque aproximadamente 2mL de H2O2 10 volumes e adicione
uma pequena quantidade de MnO2(s) em pó (catalisador). Observe
b) Introduza um palito de fósforo em brasa na boca do tubo de ensaio. Observe.
II) Usando HgO como reagente:
a) Adicione uma pequena quantidade (cerca de 0,2g ) de óxido de mercúrio (HgO) em um
tubo de ensaio. Segurando o tubo com uma pinça de madeira, aqueça cuidadosamente na
chama de um bico de Bunsen. Observe.
b) Ao notar mudança de cor do HgO, introduza um palito de fósforo em brasa na boca do
tubo de ensaio. Observe.
III) usando CaO como reagente:
a) Proceda como no item II e observe.
b) Preencha o quadro abaixo:
Composto
Aspecto antes da Aspecto após a Eq. química da reação
reação
reação
ocorrida
Comparação
entre as reações
H2O2
HgO
CaO
3ª Experiência: Reações de Simples Deslocamento.
I) Reações com solução de AgNO3 0,1mol/L
a) Adicione aproximadamente 2mL de solução de nitrato de prata em um tubo de ensaio e
coloque um pequeno pedaço de fio de cobre. Não agite o tubo.
b) Observe após três minutos.
II) Reação com solução de HCl 1,0mol/L
a) Adicione cerca de 2mL de ácido clorídrico ao tubo de ensaio e jogue dentro do tubo
pedaços de Zn em placa.
b) Observe o que ocorre.
III) a) Coloque cerca de 2ml de ácido clorídrico em um tubo de ensaio e jogue dentro do tubo
pedaços de Cu metálico.
c) Espere alguns minutos e observe.
IV) a) Proceda como nos itens anteriores usando solução de sulfato de zinco 1,0mol/L e
pedaços de Cu.
b)Preencha o quadro abaixo:
Experiência
Equação química da reação
Observações
ocorrida
I
II
III
IV
4ª Experiência: Reações de Duplo Deslocamento
a) Coloque aproximadamente 2mL de solução de cloreto férrico num tubo de ensaio.
Adicione cerca de 2mL de solução de hidróxido de sódio e agite.
b) Com cuidado aqueça o tubo até a ebulição e deixe esfriar.
c) Filtre o precipitado e recolha o líquido filtrado em outro tubo de ensaio.
d) Por ebulição cuidadosa, concentre o líquido filtrado. Observe.
e) Complete a tabela:
Equação da reação
Precipitado formado
Fenômeno ocorrido no item “d”
Substância formada no item “d”
Anotações:
Questionário:
1) Explique porque o palito de fósforo em brasa inflama quando introduzido nos tubos de
ensaio da 2ª experiência. Dê a reação química ocorrida.
2) Faça a previsão dos produtos formados pelo aquecimento de : KclO3(s), AuO2(s) e CaCO3(s).
3) Faça a previsão dos produtos formados nas reações de:
a) Na3PO4(aq) + Ba(NO3)2(aq)
b) Mg(s) + Cu(NO3)2(aq)
c) Cu(s) + Mg(NO3)2(aq)
d) Fe(s) + HCl(aq)
e) Zn(s) + H2SO4(aq)
Equilibre as equações acima.
4) Cite a lei da conservação da massa.
5) Na reação de Cu(s) com solução de nitrato de prata (AgNO3) indique a substância que se
formou sobre o Cu e explique porque a solução que era incolor ficou azul.
6) Pesquise o significado dos termos usados:
- Reação de pirólise.
- Reação de eletrólise.
- Reação de fotólise.