química elementar – capítulo 3

E-books
PCNA
Vol. 1
QUÍMICA
ELEMENTAR
CAPÍTULO 3 – REAÇÕES INORGÂNICAS
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
SUMÁRIO
Apresentação --------------------------------------------3
Capítulo 3------------------------------------------------ 4
3. Reações Inorgânicas ------------------------------ 4
3.1. Reação Química ---------------------------------------- 4
3.2. Tipos De Reação --------------------------------------- 4
3.3. Solubilidade Em Água -------------------------------- 5
3.4. Regras De Solubilidade ------------------------------- 6
3.5. Indícios Da Ocorrência De Uma Reação: ----------- 6
3.6. Reação De Neutralização ----------------------------- 6
3.6.1. Reação de neutralização total e síntese de sais -- 6
3.6.2. Neutralização parcial do ácido: -------------------- 7
3.6.3. Neutralização parcial da base: --------------------- 7
3.6.4. Reações Dos Óxidos--------------------------------- 8
3.6.5. Casos particulares ----------------------------------10
3.7. Reações De Óxi-Redução ----------------------------10
3.7.1. Oxidação ---------------------------------------------10
3.7.2. Redução --------------------------------------------- 11
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
3.7.3. Número de oxidação (nox) ----------------------- 11
3.7.4. Cálculo do nox: ------------------------------------- 11
3.8. Balanceamento Estequiométrico ----------- 11
3.8.1. Regra geral (macho)-------------------------------- 11
3.8.2. Balanceamento redox ------------------------------ 12
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
Apresentação
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Básicas (Física, Química e Matemática). Assistindo às aulas
no próprio ambiente em que cursará sua graduação, isso
auxiliará você a adquirir o conhecimento necessário para
enfrentar melhor o programa curricular do seu curso.
Então seja Bem-vindo ao Curso de Nivelamento em
Química Elementar do PCNA. Este é o terceiro de uma série
de o i t o E-books que vão lhe acompanhar durante o
curso, o professor utilizará este material como apoio às
suas aulas e é fundamental que você o leia e acompanhe as
atividades propostas.
A série “E-books PCNA-Química” foi desenvolvida
com o propósito de apresentar o conteúdo do curso de
Química Elementar.
Neste fascículo você irá encontrar o conteúdo de
Reações Inorgânicas. É bom lembrar que não se pode
aprender Química sem alguns pré-requisitos, que muitas
vezes não valorizamos por acharmos simples e
descomplicados, todavia, atenção e compreensão se fazem
necessária.
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
Capítulo 3
3. Reações Inorgânicas
3.1. Reação Química
Reação química é a união de dois ou mais átomos,
moléculas ou íons, união esta que resulta em uma alteração
química.
3.2. Tipos De Reação
•
Síntese ou adição:
𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 → 𝑐𝐶
•
Decomposição ou análise:
𝑐𝐶 → 𝑎𝐴 + 𝑏𝐵
•
troca:
Deslocamento ou Reação de simples
𝐴𝐵 + 𝐶 → 𝐴𝐶 + 𝐵 (𝐶 é 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝐵)
𝐴𝐵 + 𝐶 → 𝐶𝐵 + 𝐴 (𝐶 é 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝐴)
•
Reação de dupla troca:
𝐴𝐵 + 𝐶𝐷 → 𝐴𝐷 + 𝐶𝐵
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
A reação de dupla troca ocorre quando AD e/ou CB
for:
- menos solúvel
- eletrólito mais fraco
- mais volátil que AB e/ou CD.
3.3. Solubilidade Em Água
Metais:
• Metais alcalinos fazem reação muito violenta
(perigo!) com a água, mesmo a frio.
• Metais alcalino-terrosos fazem reação branda com a
água, a frio.
• O magnésio faz reação muito lenta com a água fria;
com a água quente é mais rápida, porém branda.
• Os metais menos reativos que o Mg e mais reativos
que o H só reagem com vapor de água a alta temperatura.
• Os metais menos reativos que o H não reagem com a
água em nenhuma condição.
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
3.4. Regras De Solubilidade
As regras de solubilidade estão expostas na tabela 3.1.
Tabela 3.1: Solubilidade em água.
Solúveis
(como regra)
Nitratos (NO3-)
Acetatos (CH3 - COO-)
Cloretos (Cl-)
Brometos (Br-)
Iodetos (I-)
Sulfatos (S2-)
Solubilidade em água
Insolúveis
Insolúveis
(principais exceções) (como regra)
Solúveis
(principais exceções)
Ag+,
Sulfetos (S2-)
Pb2+,Hg22+
Metais alcalinos,
alcalinos-terrosos
e amônio (NH+4)
Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+
3.5. Indícios Da Ocorrência De Uma Reação:
• Mudança de coloração
• Liberação
no sistema e/ou
de gás (efervescência) e/ou
• Precipitação (formação
de composto insolúvel).
3.6. Reação De Neutralização
3.6.1. Reação de neutralização total e síntese de sais
Cada H+ do ácido é neutralizado por cada OH- da base.
𝐻 + + 𝑂𝐻 − → 𝐻2 𝑂
2𝐻 + + 2𝑂𝐻 − → 2𝐻2 𝑂
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
Para equacionar a neutralização total corretamente,
devemos:
1º Igualar n° de H+ igual número de OH- que é igual
ao número de H2O.
2°Escrever a fórmula do sal formado.
EXEMPLOS:
𝐻𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂
𝐻2 𝑆𝑂4 + 2𝐾𝑂𝐻 → 𝑘2 𝑆𝑂4 + 2𝐻2 𝑂
2𝐻3 𝑃𝑂4 + 3𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 𝐶𝑎3 (𝑃𝑂4 )2 + 6𝐻2 𝑂
𝐻2 𝐶𝑂3 + 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2 → 𝐹𝑒𝐶𝑂3 + 2𝐻2 𝑂
3.6.2. Neutralização parcial do ácido:
Ocorre quando há ácido em excesso.
𝐻2 𝐶𝑂3 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 + 𝐻2 𝑂
NaHCO3: Hidrogeno carbonato de sódio
carbonatomonoácido de sódio ou bicarbonato de sódio.
ou
O NaHCO3 é um sal ácido, ou hidrogenossal, pois
apresenta hidrogênio ionizável.
3.6.3. Neutralização parcial da base:
Ocorre quando há base em excesso.
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
𝐻𝐶𝑙 + 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 → 𝑀𝑔(𝑂𝐻)𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂
Mg(OH)Cℓ: hidróxicloreto
cloretobásico de magnésio.
(OH-).
de
magnésio
ou
O Mg(OH)Cℓ é um sal básico, pois apresenta hidroxila
NaCℓ é um sal neutro ou normal, não apresenta
hidrogênio ionizável nem hidroxila. CuSO4.5H2O é um sal
hidratado.
KAℓ(SO4)2 é um sal duplo, pois apresenta dois cátions:
K+ e Aℓ+3.
3.6.4. Reações Dos Óxidos
O caráter dos óxidos esta ligado aos tipos de reações
que produzem.
• Óxidos básicos: são óxidos de acentuado caráter
iônicos. Reagem com água produzindo base e com ácidos
produzindo sal e água.
• Óxidos ácidos: são óxidos de acentuado caráter
covalentes, reagem com água produzindo acido e reagem
com base produzindo sal e água.
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
• Óxidos anfóteros: são ácidos de caráter
intermediário, entre o iônico e o covalente, tendendo para o
covalente. Possuem um comportamento ambíguo, pois
reagem com ácidos produzindo sal e água e reagem com
bases produzindo os mesmos produtos.
• Óxidos neutros: são óxidos que não possuem
caráter básico nem ácido. São todos covalentes e não reagem
com base, ácido ou água.
NOX
0
+1
+2
+3
-1
-2
ELEMENTOS
Substâncias simples
Alcalinos, Ag e H
Alcalinos terrosos, Zn e Cd
Alumínio
Família 7
Família 6
Exceções:
Exceções
NOX ELEMENTOS
-1
H+ metal
-1
Oxigênio nos peróxidos
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
3.6.5. Casos particulares
O H3PO3 apresenta apenas dois hidrogênios
ionizáveis, basta apenas duas hidroxilas para que sua
neutralização seja total.
𝐻3 𝑃𝑂3 + 2𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎2 𝐻𝑃𝑂3 + 2𝐻2 𝑂
Na2HPO3 (fosfito de sódio) é um sal neutro ou normal,
pois não apresenta hidrogênio ionizável.
O H3PO2 apresenta apenas um hidrogênio ionizável,
basta apenas uma hidroxila para que sua neutralização seja
total.
𝐻3 𝑃𝑂2 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐻2 𝑃𝑂3 + 𝐻2 𝑂
NaH2PO3 (hipofosfito de sódio) é um sal neutro ou
normal, pois não apresenta hidrogênio ionizável.
3.7. Reações De Óxi-Redução
É a reação na qual o elemento sofre variações no seu
número de oxidação devido a ocorrência de transferência de
elétrons.
Em uma reação, a espécie que sofre oxidação é
chamada de agente redutor e a espécie que sofre redução é
chamada de agente oxidante.
3.7.1. Oxidação
É o fenômeno que indica que uma espécie química
perdeu elétrons, tendo aumento do seu número de oxidação.
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
3.7.2. Redução
É o fenômeno que indica que uma espécie química
ganhou elétrons, tendo diminuição do seu número de
oxidação.
3.7.3. Número de oxidação (nox)
É o número que indica a carga real, para os íons ou
carga parcial para átomos em ligações covalentes.
3.7.4. Cálculo do nox:
Segue algumas tabelas que mostram regras que
facilitarão o estudo a respeito de nox.
Nos íons formados por um elemento, o nox é igual a
carga.
ÍON NOX
Cu+2 Cu = + 2
Fe+3 Fe = + 3
3.8. Balanceamento Estequiométrico
3.8.1. Regra geral (macho)
Usualmente se usa a ordem de balanceamento a
seguir: Metais, Ametais, Carbono, Hidrogênio e Oxigênio.
Porém, nem sempre é possível balancear reação
usando a regra acima, então iremos mostrar mais duas:
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
3.8.2. Balanceamento redox
a) Calcular o NOX de cada entidade química que
participa da reação, determinando quais sofreram oxidação
e redução.
b) Escolher qualquer um dos dois membros da
equação para iniciar o balanceamento.
c) A partir do membro escolhido, calcular o número de
elétrons que foram perdidos e ganhos, da seguinte maneira:
• O número de elétrons perdidos é igual à variação do
NOX da entidade química que sofreu oxidação, multiplicada
pelo número de vezes que esta entidade química aparece na
fórmula da substância redutora, no membro escolhido.
• O número de elétrons ganhos é igual à variação do
NOX da entidade química que sofreu redução, multiplicada
pelo número de vezes que esta entidade química aparece na
fórmula da substância oxidante, no membro escolhido.
d) Caso seja possível, simplificar o número total de
elétrons perdidos e ganhos.
e) Para igualar o número de elétrons perdidos com o
número de elétrons ganhos, fazemos:
• O coeficiente da substância redutora igual ao
número de elétrons ganhos.
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QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3
• O coeficiente da substância oxidante igual ao
número de elétrons perdidos.
f) Os coeficientes das demais substâncias são
calculados com base na conservação dos átomos.
Obs.: Peça ajuda de um professor para exemplificar
este método.
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