Nessa representação da combustão do etanol, os sinais de mais (+) podem ser lidos como e. A seta ( ) pode ser lida como reagem para formar.

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Estudo das Reações Químicas

Todos os dias, o dia inteiro, ocorrem reações químicas, não só ao nosso redor mas também no nosso organismo, de tal maneira que se pode dizer que a manutenção da vida depende de uma série de reações. Algumas delas são muito comuns:

Fonte: Química – volume único Exemplos de reação química Combustão do etanol

Para haver a combustão do etanol (álcool comum), é necessária a presença de oxigênio (por exemplo, do ar). Ambas as substâncias transformam-se, durante a combustão, em duas novas substâncias: água e gás carbônico.

Nessa representação da combustão do etanol, os sinais de mais (+) podem ser lidos como “e”. A seta (→) pode ser lida como “reagem para formar”.

Os químicos identificam essas substâncias por meio de suas propriedades. São elas que confirmam que, de fato, as substâncias existentes no estado final são diferentes das presentes no estado inicial. Veja algumas dessas propriedades:

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Av. Higienópolis, 769 – Sobre Loja – Centro – Londrina – PR. – CEP: 86.020-080 Reação entre ferro e enxofre

Se pó de enxofre for adicionado a pó de ferro, obteremos uma mistura heterogênea, na qual cada um dos componentes mantém suas propriedades. Isso torna possível usar um ímã para separar o pó de ferro do pó de enxofre, como ilustra a figura (A), a seguir.

Fonte: Química no cotidiano – volume 1

Mas, se essa mistura for aquecida num recipiente apropriado durante alguns minutos, como mostra a figura (B), ocorrerá uma reação química na qual enxofre e ferro se transformarão num sólido preto. Determinando as propriedades do sólido formado, é possível identificá-lo como uma substância diferente das inicialmente presentes. Alguns químicos o chamam de sulfeto ferroso. Ocorreu, portanto, uma reação química.

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Alguns exemplos cotidianos de reação química

Existem muitos exemplos de reações químicas no cotidiano. Dentre eles estão a formação da ferrugem num pedaço de palha de aço, o apodrecimento dos alimentos, a produção de húmus no solo, a queima de gás num fogão e de gasolina, álcool ou óleo diesel no motor de um veículo.

A ocorrência de uma reação química nem sempre é fácil de perceber. Algumas só podem ser percebidas em laboratórios suficientemente equipados para separar componentes das misturas obtidas e determinar suas propriedades.

Há, contudo, algumas evidências que estão, de modo geral, associadas à ocorrência de reações químicas e que são, portanto, pistas que podem indicar sua ocorrência. Entre essas evidências estão:

• liberação de calor — por exemplo, nas combustões (foto A);

• mudança de cor — por exemplo, quando um alvejante é derrubado, por descuido, numa roupa colorida (foto B);

• mudança de odor — por exemplo, quando frutas, carnes e outros alimentos se estragam (foto C);

• liberação de gás — por exemplo, ao jogar um comprimido efervescente em água (foto D);

• formação de um sólido ao misturar duas soluções diferentes (fotos E, F e G).

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Essas reações podem ser representadas por equações químicas, as quais envolvem reagentes e produtos, que, por sua vez, são representados por fórmulas.

As equações químicas podem nos fornecer outras informações, tais como:

• gás (g) vapor (v) líquido (l) sólido (s) cristal (c)

• presença de moléculas ou íons em solução aquosa (aq) • desprendimento de gás

• formação de precipitado

• necessidade de aquecimento (Δ) • presença de luz (λ)

• ocorrência de reações reversíveis

É importante destacar que tais equações precisam estar devidamente balanceadas, ou seja, o número total de átomos dos reagentes deve ser igual ao número total de átomos dos produtos.

Balanceamento de equações químicas

Existem várias maneiras de fazermos o balanceamento de uma equação química. Geralmente, a maneira mais usada de determinar os coeficientes de uma equação é o método das tentativas.

Apesar de o nome "método das tentativas" dar ideia de algo totalmente aleatório, esse método é bastante simples e eficiente na determinação dos coeficientes de um grande número de equações químicas, desde que sejam seguidos alguns procedimentos básicos.

Consideremos, como exemplo, a reação de combustão completa do gás metano (CH4). Essa reação é representada pela equação a seguir:

Fonte: Química – volume único

Como você pode perceber, o número de átomos dos reagentes não é igual ao dos produtos.

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Para fazer o balanceamento, vamos efetuar as seguintes etapas:

1) Observe a substância na equação toda com maior número de átomos na fórmula:

CH4: 1 átomo de C e 4 átomos de H

2) A essa substância atribuiremos o coeficiente 1, e ela servirá de referência para o acerto de todos os outros coeficientes.

Agora só falta acertar o coeficiente do O2. No segundo membro, com coeficientes já definidos, temos:

Assim, no primeiro membro devemos ter 4 átomos de O, ou seja: 2O2. Finalmente, temos:

Agora, já temos a equação devidamente balanceada.

Para verificar se esses coeficientes estão realmente corretos, contamos o número de átomos de cada substância nos dois lados da equação (reagentes e produtos). Conferindo:

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Av. Higienópolis, 769 – Sobre Loja – Centro – Londrina – PR. – CEP: 86.020-080 Classificação das Reações Químicas

Há várias maneiras de classificar as reações. Uma delas relaciona o número de substâncias que reagem e o número de substâncias produzidas. De acordo com esse critério, podemos ter os seguintes tipos de reação:

Reações de síntese ou adição

Quando duas ou mais substâncias originam um único produto. Exemplo: O magnésio reage com o oxigênio do ar, produzindo óxido de magnésio:

Essa reação é utilizada em flashes fotográficos descartáveis e foguetes sinalizadores.

Fonte: Química no cotidiano – volume 1 Reações de análise ou decomposição

Quando uma única substância origina dois ou mais produtos. Exemplo: Um composto de sódio (NaN3(s)) é utilizado nos air-bags — dispositivos de segurança presentes em muitos automóveis. Quando esses dispositivos são acionados, a rápida decomposição do NaN3(s) origina N2(g), e esse gás infla os air-bags.

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Reações de simples troca ou deslocamento

Quando uma substância simples reage com uma composta, originando uma nova substância simples e outra composta. Exemplo: Quando introduzimos uma lâmina de zinco numa solução aquosa de ácido clorídrico, ocorre a formação de cloreto de zinco e a liberação do gás hidrogênio:

Dizemos, então, que o zinco deslocou o hidrogênio. Reações de dupla troca

Quando duas substâncias compostas reagem, originando duas novas substâncias compostas. Exemplo: O ácido sulfúrico reage com o hidróxido de bário, produzindo água e sulfato de bário, que é um sal branco insolúvel:

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Av. Higienópolis, 769 – Sobre Loja – Centro – Londrina – PR. – CEP: 86.020-080 Fonte: Química no cotidiano – volume 1

Condições para a ocorrência das reações químicas Reações de simples troca ou deslocamento

Para que essas reações ocorram, é necessário que as substâncias simples sejam mais reativas do que o elemento da substância composta que será deslocado.

Essa substância simples, genericamente chamada A, pode ser um metal ou um ametal.

Se introduzirmos uma lâmina de zinco numa solução aquosa de sulfato de cobre, verificaremos que a solução descolore e que surge um depósito avermelhado de cobre sobre a lâmina de zinco. Essa reação pode ser assim representada:

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_{Como os sais em solução aquosa se encontram dissociados, a reação} poderá ser representada na forma iônica:

Isso nos indica que o zinco é mais reativo que o cobre. Mediante a realização de uma série de reações semelhantes a esta, foi possível estabelecer uma fila de reatividade comparativa dos metais, que pode ser representada genericamente por:

Os metais menos reativos que o hidrogênio — Cu, Hg, Ag, Pt, Au — são denominados metais nobres. Essa fila de reatividade pode ser expressa de maneira simplificada:

Pela consulta à fila de reatividade, pode-se prever a ocorrência ou não de uma reação de deslocamento.

Em foco...

Reatividade do ouro

O ouro é um dos metais menos reativos que existe, pois não reage com ácidos isolados. Ele reage somente com uma mistura formada por três partes (volumes) de HCl e uma parte de HNO3, conhecida como água régia.

A reação pode ser representada pela equação:

Au(s) + 3 HNO3(aq) + 4 HCl(aq) HAuCl4(aq) + 3 H2O(l) + 3 NO2(g)

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À temperatura ambiente, os metais alcalinos e alguns alcalino-terrosos (Ca, Sr, Ba e Ra) reagem com a água, produzindo gás hidrogênio e o hidróxido correspondente:

2 Na(s) + 2 HOH(l) 2 NaOH(aq) + H2↑(g)

Fonte: Química no cotidiano – volume 1 Reatividade dos ametais

Ao misturarmos uma solução aquosa de Cl2 (água de cloro) a outra solução aquosa de KI, verificamos o aparecimento de uma coloração castanha devido à formação do I2.

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Como o cloro (Cl) deslocou o iodo (I), pode-se concluir que ele é mais reativo que o iodo. Por meio de reações semelhantes, foi determinada uma fila de reatividade dos ametais:

Reações de dupla troca

Para que essas reações ocorram, é necessário que pelo menos um dos produtos, quando comparado com os reagentes, apresente no mínimo uma das características a seguir:

• seja mais fraco (menos ionizado ou dissociado);

• seja mais volátil (passa com maior facilidade para o estado gasoso ou produz um gás);

• seja menos solúvel (ocorre a formação de um precipitado). Formação de um produto mais fraco

Nesse caso devemos ter:

Veja alguns experimentos em que essa condição pode ser verificada. 1º Experimento

Uma das reações de dupla troca mais comuns são as neutralizações, que ocorrem entre ácidos e bases:

Exemplo: O ácido clorídrico (HCl) reage com o hidróxido de sódio (NaOH), formando o cloreto de sódio (NaCl) e água (H2O).

2º Experimento

Outro exemplo de reação de dupla troca é a que ocorre quando são misturadas uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) e uma solução aquosa de sulfato de alumínio [Al2(SO4)3].

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Av. Higienópolis, 769 – Sobre Loja – Centro – Londrina – PR. – CEP: 86.020-080 Formação de um produto mais volátil

Nesse caso devemos ter:

Uma das reações mais comuns que satisfaz essa condição ocorre quando se adiciona um ácido a um sal do tipo carbonato (CO32–) ou bicarbonato (HCO3–).

Um dos produtos formados é o ácido carbônico (H2CO3), muito instável e fraco, que se decompõe liberando gás carbônico (CO2).

Essas reações podem ser genericamente representadas por: • ácido + carbonato

• ácido + bicarbonato

Esse tipo de reação ocorre, por exemplo, quando se usa o bicarbonato de sódio (NaHCO3) para diminuir a acidez estomacal, pois ele reage com o ácido clorídrico presente no estômago:

Mediante a realização de um experimento simples, você pode reproduzir a reação que ocorre entre o bicarbonato de sódio e o ácido clorídrico. Pegue um pires e coloque nele um punhado de bicarbonato de sódio. Depois, adicione ao bicarbonato algumas gotas de vinagre ou suco de limão. As bolhas indicam a formação de gás carbônico (CO2). Este mesmo gás, quando formado no estômago, poderá ser liberado por eructação ("arroto").

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Quando gotejamos, por exemplo, uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4) a outra solução aquosa de sulfeto de sódio (Na2S), essas substâncias reagem e liberam o H2S(g):

A ocorrência dessa reação nem sempre é perceptível a olho nu, mas pode ser percebida pelo odor característico do H2S(g): ovos podres.

Formação de um produto menos solúvel ou insolúvel Nesse caso devemos ter:

Um exemplo dessa reação pode ser observado quando misturamos duas soluções aquosas de nitrato de chumbo [Pb(NO3)2] e iodeto de sódio (NaI):

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Av. Higienópolis, 769 – Sobre Loja – Centro – Londrina – PR. – CEP: 86.020-080 Referências Bibliográficas

NÓBREGA, Olívio Salgado; SILVA, Eduardo Roberto; SILVA, Ruth Hashimoto. Química - Volume único. Ed. Ética, São Paulo, 2007.

PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite. Química na abordagem do cotidiano. Ed. Moderna, v.2, São Paulo, 2010.

SANTOS, Wildson; MOL, Gerson. Química Cidadã. Ed. Nova Geração, v.2, São Paulo, 2010.

USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química – Volume único. Ed. Saraiva, São Paulo, 2013.