REAÇÕES QUÍMICAS
Reação Química é o processo de transformação da matéria, no qual determinadas substâncias chamadas reagentes são transformadas em outras chamadas produtos.
As reações químicas podem ser representadas teoricamente por uma equação química.
Equação Química é a escrita teórica do fenômeno químico, através do uso dos símbolos das
substâncias envolvidas na reação. Representação geral:
REAGENTES PRODUTOS
As substâncias que irão sofrer a transformação são denominadas REAGENTES e sempre estão antes da seta.
As substâncias formadas são denominadas PRODUTOS e sempre estão depois da seta.
Esta seta () utilizada na equação química simboliza “transformação” e sempre apontará para as substancias formadas (produtos).
Por exemplo: para obter a água o hidrogênio e o oxigênio têm que interagir.
Escrevendo na forma de equação química, temos: H2 + O2 H2O
As substâncias reagentes são (H2 + O2) a substância produto a (H2O). Perceba a seta apontando para o produto.
Note que na representação acima sobra um átomo de oxigênio, isto ocorre porque a quantidade total de cada elemento químico nos reagentes é diferente da quantidade dos respectivos elementos nos produtos.
Para solucionar este problema devemos balancear a equação multiplicado o gás hidrogênio (H2) por dois, assim teremos duas moléculas de hidrogênio (num total de 4 átomos de hidrogênio e 2 de oxigênio nos reagentes), e, depois, multiplicamos a água também por dois, ficando com duas moléculas de água (num total de 4 átomos de hidrogênio e 2 de oxigênio nos produtos).
2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l)
Dessa forma, podemos dizer que essa equação está balanceada, porque contêm o mesmo número de átomos de cada elemento em ambos os lados da equação.
número de átomos dos reagentes = número de átomos dos produtos
Para o balanceamento adicionamos números chamados coeficiente estequiométrico que multiplicam as fórmulas químicas envolvidas na reação, de modo que a equação mostre a mesma quantidade de átomos de cada elemento de cada um dos lados da seta.
Para facilitar o balanceamento segue-se um conjunto de regras:
“Essas regras não são fixas servem apenas como orientação”
1º Passo: atribuir o coeficiente estequiométrico igual a 1 para a substância que tiver o metal com maior atomicidade. No caso de substâncias com o metal com valores de atomicidade iguais, escolher aquela que tiver o maior número de átomos.
2º Passo: balancear os demais elementos a partir da substância já acertada, começando pelos metais.
3° Passo: balancear os ametais, deixando por último o carbono, hidrogênio e oxigênio.
Exemplo 1: A queima do álcool quando vamos fazer um churrasco é descrita pela seguinte equação química.
C2H6O + O2 CO2 + H2O
1º Passo: atribua coeficiente estequiométrico igual a 1 para a substância que contém o maior número de átomos.
1 C2H6O + O2 CO2 + H2O
2º Passo: Multiplicando o índice do carbono pelo coeficiente 1 teremos 2 carbonos nos reagentes. Logo devemos ter 2 carbonos no produto.
1 C2H6O + O2 2 CO2 + H2O
3º Passo: Agora fazemos o balanceamento do hidrogênio, como temos 6 hidrogênios nos reagentes devemos ter 6 hidrogênios nos produtos. Sendo assim, atribuindo coeficiente 3 para a água teremos 6 H.
1 C2H6O + O2 2 CO2 + 3 H2O
4º Passo: Como o oxigênio aparece duas vezes no lado dos reagentes deixemos o balanceamento dele por último. Temos 4 oxigênios pertencentes ao CO2 e 3 oxigênios da água, somando um total de 7 oxigênios do lado dos produtos e apenas 3 do lado dos reagentes (1 átomo de oxigênio na C2H6O e 2 átomos na O2). Como faltam 6 átomos de oxigênio nos reagentes, multiplicamos o O2 por 3:
C2H6O + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O Exemplo 2: Balancear a equação química:
CaO + P2O5 Ca3(PO4)2
1º Passo: o cálcio (Ca) na substância Ca3(PO4)2 possui o maior índice de atomicidade, logo, atribuiremos coeficiente estequiométrico 1 para esta substância.
CaO + P2O5 1 Ca3(PO4)2
Multiplicando o coeficiente 1 pela atomicidade 3, ficamos com 3 cálcios no produto. Logo, devemos ter 3 cálcios nos reagentes.
2° Passo: balanceamos o átomo de Ca nos reagentes, multiplicando a substância CaO por 3. 3 CaO + P2O5 1 Ca3(PO4)2
Os elementos entre os parênteses são multiplicados assim, multiplicamos o coeficiente estequiométrico pelo índice fora dos parênteses e o resultado pelo índice do fósforo.
Logo temos 2 fósforos no produto, portanto, devemos ter 2 fósforos nos reagentes. Sendo assim, colocaremos coeficiente estequiométrico 1 em frente a substância P2O5.
3 CaO + 1 P2O5 1 Ca3(PO4)2
4° Passo: conferimos a quantidade de átomos de cada elemento nos reagentes e produtos para verificarmos a igualdade. Estando a quantidade de átomos dos reagentes iguais a dos produtos a euqção se encontra balanceada.
3 CaO + P2O5 Ca3(PO4)2
Reagentes Produtos
CaO P2O5 Ca3(PO4)2
Ca⤳ 3 x 1 = 3 O ⤳ 3 x 1 = 3
P ⤳ 1 x 2 = 2 O ⤳ 1 x 5 = 5
Ca ⤳ 1 x 3 = 3 P ⤳ 1 x 2 x 1 = 2 O ⤳ 1 x 2 x 4 = 8 SOMANDO E COMPARANDO
3 Ca nos reagentes 2 P nos reagentes 8 O nos reagentes
3 Ca nos produtos 2 P nos reagentes 8 O nos reagentes
Obs.: Perceba que omitimos os coeficientes e os índices de atomicidade iguais a 1, a química normalmente omite os coeficientes e os índices de atomicidade iguais a 1.
EXERCÍCIOS
1) Faça o balanceamento das equações abaixo pelo método das tentativas.
a) Ag2O Ag + O2 b) CaO + P2O5 Ca3(PO4)2 c) Al + O2 Al2O3 d) CH4 + O2 CO2 + H2O e) Al(OH)3 + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2O f) Cr + O2 Cr2O3
g) BaCl2 + H2SO4 HCl + BaSO4 h) Cu + O2 CuO
i) BaO + As2O5 Ba3(AsO4)2 j) Cu(OH)2 + H4P2O7 Cu2P2O7 + H2O k) C2H4 + O2 CO2 + H2O l) Fe + H2O Fe3O4 + H2
EXERCÍCIOS EXTRAS
a) C2H6O + O2 → CO2 + H2O
b) Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
c) C6H12O6 → C2H6O + CO2
d) C4H10 + O2 → CO2 + H2O
e) FeCl3 + Na2CO3 → Fe2(CO3)3 + NaCl
f) NH4Cl + Ba(OH)2 → BaCl2 + NH3 + H2O
g) Ca(OH)2 + H3PO4 → Ca3(PO4)2 + H2O
h) Fe2(CO3)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O + CO2
i) Na2O + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + H2O + NH3
j) FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
k) NH3 + O2 → NO + H2O
l) KMnO4 + H2SO4 → Mn2O7 + K2SO4 + H2O
m) CS2 + O2 → CO2 + SO2
n) H3PO4 + CaO → Ca3(PO4)2 + H2O
o) Na2CO3 + H3PO4 → Na3PO4 + H2O + CO2
p) KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
q) Na + KNO3 → Na2O + K2O + N2
r) Ni(CO)4 → Ni + CO
ATIVIDADE DE PRODUÇÃO
Aluno: ___________________________________________________ Professor: __________________ Data: ___ / ___ / ______ Nota: ________
Como se comportam os átomos numa reação química?
Não podemos manipular átomos, mas podemos compará-los a pequenas esferas, como propunha o modelo atômico de Dalton. Então, por analogia, iremos desenvolver uma réplica para percebermos melhor o significado dos coeficientes de uma equação.
Material necessário:
Clipes coloridos ou;
Bolinhas de isopor coloridas e palitos de dente ou; Massa de modelar de cores variadas.
Réplica (uma simulação)
Quais os coeficientes da equação química de formação da água?
Como seria a reação entre as substâncias hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) para formar a substância água (H2O)? No modelo que adotaremos os átomos de hidrogênio serão representados pela cor preta e os de oxigênio pela cor branca.
1) Utilizando esferas ou clipes coloridos represente 4 moléculas de oxigênio e 4 de hidrogênio e disponha-os em uma folha de papel dentro de um círculo. (conforme esquema abaixo)
2) Imagine que os átomos tenham reagido e represente, montando moléculas de água a partir de moléculas de oxigênio e hidrogênio, a quantidade máxima de moléculas formadas.
3) Preencha a tabela abaixo e responda as questões a seguir:
Simulação da reação de formação da água
Reação Reagentes Produtos
Hidrogênio Oxigênio Hidrogênio
Representação das moléculas
Quantidade de átomos envolvidos
Quantidade de moléculas Coeficientes:
quantidades mínimas de moléculas para formas o produto
a) Quantas moléculas de água puderam ser formadas?
b) Para formar essa quantidade de moléculas de água, quantas moléculas de oxigênio e de hidrogênio foram consumidas?
c) Sobraram moléculas de algum dos reagentes? Por quê?
e) Ao simplificar os coeficientes, dividindo-os pelo menor deles, quais são os novos valores de a, b e c?
f) Substitua os valores dos coeficientes na equação e você terá a equação química balanceada.
Esquema
Oxigênio
Hidrogênio
