Introdução a Química Analítica e ao Conceito de Equilíbrio Químico

Aula: 01
Temática: Introdução a Química Analítica
e ao Conceito de Equilíbrio Químico
Olá! Nesta aula irei apresentar a você uma breve introdução da Química Analítica e o conceito de equilíbrio químico.
Acompanhe!
Química Analítica
A química analítica aborda a análise de produtos, ou seja, faz a apreciação e encontra características de um elemento. Como exemplo, podemos
citar uma linha de produção de uma fábrica, onde inspecionamos se um
produto é manipulado conforme as especificações, ou até mesmo numa
investigação criminal, onde se analisa os resíduos da “cena do crime”.
Analisar, na química analítica, significa decompor algo em partes, e assim
concluir o estudo.
Podemos classificar os métodos da química analítica da seguinte maneira:
• De acordo com o tipo: análise quantitativa ou análise qualitativa. É
feita uma análise de uma amostra quanto a sua composição e quanto
a sua quantidade de substâncias. Ao nos depararmos com uma amostra não reconhecida, torna-se necessário fazer uma análise qualitativa
antes da análise quantitativa.
• De acordo com a forma de execução da análise: podemos utilizar a
análise clássica ou instrumental, as técnicas, que em geral, utilizam reagentes em fase líquida ou gasosa para classificar quantitativamente
uma substância. A instrumentação laboratorial utilizada é simples, e
na maioria dos casos, são destrutivas.
• De acordo com o elemento procurado: análise orgânica ou mineral. A
análise mineral pode ser aplicada aos elementos não orgânicos, assim
como aos minerais contidos nos produtos orgânicos como, por exemplo, o mercúrio na água.
• De acordo com o a quantidade de amostras utilizada: pode ser macro
ou microanálise. O processo utilizado pode chegar à escala fracionária
de miligrama até a de gramas. Processos de microanálise servem para
desempenhar uma análise qualitativa.
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QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA I
• De acordo com a conservação posterior da amostra: a apreciação
pode ser destrutiva ou não. A análise clássica, em geral.
• De acordo com a automaticidade: a análise pode ser feita manualmente ou mecanicamente. A análise mecânica é utilizada na indústria
para especificações regulamentadas de um processo, por exemplo,
o teor de dióxido de alumínio em um desodorante. Podemos encontrar em laboratórios que manipulam muitas amostras do mesmo tipo,
como por exemplo, de fitopatologia.
Química Analítica Qualitativa
Como proceder para identificar?
Consiste em fazer reações químicas e encontrar possíveis variações na
propriedade da substância.
O atuante na reação é o reagente, que interage quimicamente com o elemento a ser analisado. O reagente pode ser físico, como a luz, o calor e a
eletricidade, ou ser um reagente químico (sólido ou líquido).
Técnicas de identificação: o afastamento analítico que visa encontrar
íons utiliza técnicas baseadas nos princípios químicos gerais, diferenciando na quantidade de reagentes e aparelhos utilizados. As principais escalas utilizadas em uma analise qualitativa, são o micro, a semimicro e o
macro. A macro-análise, amostras de ordem de 0,5 g a 1, 0 g de sólido ou
50 ml a 100 ml de solução, é utilizada comumente em laboratório.
Na micro-análise, uma gota ou uma pequeníssima porção sólida, bastam
para fazer a analise. A manipulação criteriosa do microscópio pode dar
maior precisão na macro-análise. As amostras da semimicro análise, são
de ordem de 1 ml em solução ou de 10 mg a 100 mg em estado sólido.
Não podemos fazer distinção total das técnicas de análise. A semimicro
está próxima da micro-análise, no método em que é manipulado, diferenciando-se na utilização de soluções de concentração maiores sem o uso
do microscópico.
No principio geral dos esquemas analítico qualitativo incidem:
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I.
Afastar os íons em aglomerados, compostos por elementos que tenham propriedades comuns;
II. Subdividir cada aglomerado em subgrupos para facilitar a identificação
e a separação de cada íon;
III. Afastar e identificar o íon da amostra por meio de reagentes específicos e gerais.
Os íons são agrupados em subdivisões analíticas, em função da sua composição conforme sua classificação na tabela química. A dissociação se
dá em distintas medidas de solubilidade de seus hidróxidos e sais.
Quando a substância se encontra em estado sólido convém citar a necessidade de interagi-la com um meio aquoso para identificar suas propriedades qualitativas, de modo que essa dissolução seja manipulada cuidadosamente.
Equilíbrio Químico
Uma reação química é demonstrada conforme segue, com um indicador
mostrando o sentido da reação, onde os reagentes ficam à esquerda e, o
produto da reação à direita:
Reagentes → Produtos
A+B → C+D
Utilizam-se duas setas em sentidos opostos quando uma reação está equilibrada, ou não se completa.
Reagentes ↔ Produtos
A+B ↔ C+D
A existência do equilíbrio químico dinâmico demonstra que a reação química pode não se finalizar, e alguns reagentes e produtos simplesmente
coexistem no sistema.
O equilíbrio dinâmico é um estado onde as reações químicas ocorrem comumente em velocidades rápidas.
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QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA I
Podemos classificar as soluções como reversíveis ou irreversíveis de acordo com o sentido da reação. Nas reações irreversíveis as substâncias reagentes se alteram formando os produtos da reação, entre elas não há
afinidade, e a reação é sem volta, nenhum equilíbrio se estabelece, ou
seja, não é reversível.
Em uma espécie química sempre existe equilíbrio com outras formas de
si mesma.
Outras formas podem ser encontradas em quantidades não perceptíveis,
porém, estarão sempre presentes. Estas outras formas se originaram devido à desordem natural, ou seja, entropia (perfeição impossível).
A água pura é um exemplo de composto molecular e íons dissociados que
convive em equilíbrio:
H2O(l) ↔ H+(aq) + OH–(aq)
O subscrito (l) se refere ao estado líquido, e o subscrito (aq) se refere aos
íons em solução aquosa.
Numa reação química em equilíbrio, as concentrações de reagentes e de
produtos estão em uma condição estacionária, ou seja, eles não variam.
De qualquer forma, é importante lembrar que no nível molecular as substâncias reagentes (moléculas, átomos ou íons) ainda estão formando produtos, e substancias de produtos estão retornando aos reagentes.
No equilíbrio, a taxa em que os reagentes se transformam em produtos é
igual a taxa da reação inversa onde os produtos se transformam em reagentes. A figura acima mostra um precipitado de PbCrO4 em estado sólido
e em equilíbrio com íons Pb2+ e CrO42– em solução.
As concentrações dos íons em solução são constantes no equilíbrio. Íons
Pb2+ e CrO42– ainda formam PbCrO4 sólido, e PbCrO4 sólido ainda se dissolvem. Por causa da taxa de precipitação e dissolução serem iguais, não
ocorre variação nas concentrações dos íons em solução. Este equilíbrio
pode ser representado da seguinte maneira:
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PbCrO4(s) ↔ Pb2+(aq) + CrO42–(aq)
A flecha dupla (para a esquerda e para a direita) na equação da reação
demonstra que as reações ainda ocorrem, mas que as concentrações atingiram um equilíbrio, ou seja, um estado estacionário.
Vimos nesta aula o conceito de Química analítica e de equilíbrio químico. Na próxima aula veremos a Lei de Ação das
Massas. Até lá!
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