Aprendendo Química: Reação Química

Reações químicas

1. Reações Químicas

Quando uma barra de ferro é exposta à ação do ar notamos que ela enferruja.

Observe: Ferro + Oxigênio → Ferrugem

Quando o vinho azeda, transforma-se em vinagre.

Observe: Vinho + ar → Vinagre

Esses são exemplos de reações químicas.

Reação química é qualquer fenômeno em que uma ou mais substancias químicas se transformam, formando uma ou mais substancias diferentes das substancias inicias.

Nos exemplos de acima as substancias que aparecem antes da seta são chamadas de reagentes: o ferro e o ar no primeiro exemplo, o vinho e o ar no segundo exemplo. As substancias que são formadas e aparecem depois da seta são chamadas de produtos: nos exemplos acima, ferrugem e vinagre.

No nosso dia-a-dia podemos observar varias reações químicas ocorrendo: uma fruta amadurecendo ou apodrecendo, um parafuso enferrujando, um sal de fruta borbulhando em um copo d’água, o leite azedando, um papel queimando, etc. E outras reações químicas importantes ocorrem, mesmo sem podermos observá-las: a digestão dos alimentos em nosso estomago e intestino, a combustão da gasolina ou álcool nos automóveis, etc.

Para representar uma reação química utilizaremos uma equação. Observe o esquema a seguir:

Agora observe outro esquema de reação química com substancias reais.

No esquema anterior o cálcio (Ca) e o gás oxigênio (O₂) são os reagentes e o oxido de cálcio (CaO) é o produto. Esta equação é chamada de equação química, e a diferença entre uma equação matemática e uma equação química é que no lugar do sinal de igual temos uma seta. A seta indica em que sentido a reação está se realizando.

Outro exemplo:

Neste exemplo. O H₂ e o Cl₂ são os reagentes e, o HCl é o produto.

Outro exemplo:

Neste exemplo, o CaCO₃ é o reagente e o CaO e o CO₂ são os produtos.

Nas equações químicas são utilizados alguns sinais que precisamos conhecer.

(g) indica que o estado físico da substancia que participa da reação é gasoso;

(l) indica que o estado físico da substancias que participa da reação é líquido;

(s) indica que o estado físico da substancia que participa da reação é sólido;

(aq) indica que a substancia está misturada com água (solução aquosa);

↑ Significa que a reação química esta produzindo uma substancia gasosa que esta sendo liberada para a atmosfera;

↓ Significa que a reação química está produzindo uma substancia insolúvel ( que não se dissolve). Esta substancia se precipita, quer dizer, vai para o estado sólido e se deposita no fundo do recipiente;

Δ Significa que está havendo aquecimento das substancias que participam da reação;

↔ Significa que a reação pode seguir dois sentidos.

1.2 Indicadores de reações químicas

As reações químicas podem ser percebidas ou observadas das seguintes maneiras:

A – LIBERAÇÃO DE GÁS

Ocorre quando os eagentes são substancias não gasosas e pelo menos um dos produtos é gasoso. Durante a reação química notamos a liberação deste gás pela formação de bolhas. No exemplo da figura 1, quando adicionamos o sal de fruta (sólido) em água (líquida), notamos a formação de bolhas. As bolhas indicam que uma substancia gasosa está sendo liberada.

B – MUDANÇA DE COLORAÇÃO

Ocorre quando os reagentes apresentam coloração diferente dos produtos. Durante a reação química notamos a mudança de cor. No exemplo da figura 2, quando adicionamos uma solução de KI (iodeto de potássio – substancia incolor) a uma solução de Pb(NO₃)₂ (nitrato de chumbo – substância incolor), forma-se PbI₂ ( iodeto de chumbo – substância amarelo canário).

C – FORMAÇÃO DE PRECIPITADO (SÓLIDO DEPOSITADO)

Ocorre quando os reagentes são solúveis (dissolvem-se em água) e pelo menos um dos produtos é insolúvel (não se dissolve em água). Durante a reação química notamos a precipitação (deposição de um solido no fundo do recipiente). No exemplo da figura 3, quando adicionamos uma solução de AgNO₃ (nitrato de prata) em ua solução de NaCl (cloreto de sódio), forma-se o solido AgCl, que se precipita no fundo do recipiente por não ser solúvel em água.

1.2 Reação de síntese

Reação de síntese é toda reação em que duas ou mais substância reagem formando uma única substância.

Por exemplo, na reação de síntese da água, temos o gás hidrogênio e o gás oxigênio unindo-se para formar uma única substância, a água:

Outro exemplo. Você já deve ter se perguntado por que o ferro enferruja. Quando o ferro enferruja, suas características iniciais mudam. Concluímos então que ocorreu uma reação química. A reação ocorre entre o gás oxigênio que se encontra no ar e o ferro:

A reação de formação da ferrugem é uma reação de síntese em que duas substancias (gás oxigênio e ferro) reagem para formar uma única substancia (oxido de ferro III – ferrugem).

1.3. Reação de Decomposição

Reação de decomposição é o nome dado às reações em que uma única substancia se dividem, originando duas ou mais substancia diferentes.

Por exemplo: o acido carbônico se decompõe, formando água e dióxido de carbono:

O dióxido de carbono apresenta o símbolo ↑, que indica que ele está sendo liberado na forma gasosa. É por esse motivo que as indústrias de bebidas usam este ácido na composição das bebidas, pois o acido carbônico se decompõe e forma dióxido de carbono, gás responsável pelas bolhas do refrigerante, da cerveja e do champanhe.

1.4 Reações de simples troca ou de deslocamento

São reações em que um átomo ou íon de uma substancia simples desloca um outro átomo ou íon de uma substancia composta e ocupa o seu lugar, formando uma substancia composta e outra simples diferentes da iniciais.

A – REAÇÃO DE SIMPLES TROCA PARA METAIS

Exemplo:

Ao colocarmos uma placa de zinco (Zn) em uma solução de sulfato de cobre (CuSO₄), o cobre (Cu) da solução deposita-se sobre a placa de zinco (Zn), cobrindo-a,e o zinco da placa passa para a solução, formando sulfato de zinco (ZnSO₄).

Reagentes

Zn: substancia simples

CuSO₄: substancia composta

Produtos

ZnSO₄: substancia composta

Cu: substancia simples

B – REAÇÕES DE DESLOCAMENTO PARA AMETAIS (não metais)

Exemplo:

Ao misturarmos “água de cloro” (Cl_2(aq)), em excesso, com uma solução de brometo de sódio (NaBr) notaremos o aparecimento de uma coloração alaranjada, que indica a formação de bromo (Br₂).

Reagentes

NaBr: substancia composta

Cl₂: substancia simples

Produtos

NaCl: substancia composta

Br₂: substancia simples

1.5 Reações de dupla-troca

São reações em que um íon de uma substancia composta troca de lugar com outro íon de outra substancia composta, formando duas novas substancias compostas.

Esse tipo de reação ocorre em tre situações:

Na formação de produtos menos solúveis que os reagentes, formando deposito de precipitado.

Na formação de um produto no estado gasoso.

Na formação de um produto menos dissociado ou menos ionizado.

Observação: quando estudar funções inorgânicas você entenderá melhor o que é dissociação iônica (dissociado) e ionização (ionizado).

2. Balanceamento de uma equação química

Balancear uma equação significa fazer com que a quantidade de átomos do reagente seja igual a quantidade de átomos do produto. Observe o exemplo a seguir, em que temos uma solução não balanceada e vamos balanceá-la:

Reagentes

Nos reagentes temos 1 átomo de carbono (no metano), 4 átomos de hidrogênio (também no metano) e 2 átomos de oxigênio (no gás oxigênio).

Produtos

Nos produtos temos 1 átomo de carbono (no dióxido de carbono), 2 átomos de hidrogênio (na água) e 3 átomos de oxigênio (2 que estão no dióxido de carbono e 1 que está na água).

Como as quantidades dos átomos de cada elemento no produto são diferentes das quantidades no reagente, concluímos que esta equação química não esta balanceada. Lembre-se: balancear uma equação química é igualar as quantidades dos átomos de cada elemento presente nos reagentes com as quantidades dos átomos dos mesmos elementos presentes nos produtos.

Para balancear uma equação utilizamos o método de tentativas. Esse método consiste em seguir as seguintes regras:

1º) ver qual das substancias tem maior numero de átomos;

2º) adotar como coeficiente para esta substância o numero 1 (lembre-se: o coeficiente é o numero que aparece na frente da representação do átomo ou da molécula);

3ª) a partir desta substancia, adotar os outros coeficientes que permitam o balanceamento da equação.

1ª Passo

Vamos colocar este conhecimento em pratica. Em nosso exemplo, a substancia que tem mais átomos é o metano (5 átomos). Para ela adota-se o coeficiente 1. Observe:

2ª Passo

Nos reagentes já sabemos que temos apenas 1 átomo de carbono ( do metano). Logo:

Adicionamos o coeficiente 1 para o dióxido de carbono, assim conseguimos igualar o numero de átomos de carbono dos reagentes e dos produtos.

Já sabemos também que nos reagentes temos 4 átomos de hidrogênio (no metano). Então, adicionamos o coeficiente 2 para a agua. Assim passamos a ter duas moléculas de água, e teremos então quatro átomos de hidrogênio.

Nota:

Multiplicando o coeficiente das moléculas pelo índice referente a cada átomo, obteremos o numero de átomo que participa da reação ( lembre-se: índice é o numero que aparece após a representação dos átomos).

3º Passo

Finalmente, temos que igualar os átomos, os de oxigênio.

Nos produtos temos 4 átomos de oxigênio. Esse valor é obtido somando-se 2 átomos de oxigênio do dióxido de carbono (1CO₂) com 1 átomo de oxigênio presente em cada uma das 2 moléculas de água (2H₂O).