Transcript Reações Químicas

Aula 3
QUÍMICA GERAL
Ana Luisa Daibert Pinto
Sumário: Aula 3
• Propriedades da Matéria
– Comparação entre Gases, Líquidos e Sólidos
– Mudanças de Estado Físico
– Diagrama de Fases
• Fenômenos Físicos e Químicos
Sumário: Aula 3
• Reações Químicas
– Classificação
• quanto ao calor envolvido
• quanto ao sentido
• quanto à velocidade
– Reações de adição ou síntese
– Reações de análise ou decomposição
– Reações de deslocamento ou simples troca
– Reações de substituição ou dupla troca
Classificações da Matéria
Estados Físicos da Matéria
Característica
Sólido
Líquido
Gasoso
Forma
própria
a do recipiente
a do recipiente
Volume
constante
constante
o do recipiente
Arranjo das
partículas
ordenadas, muito
próximas
desordenadas,
próximas
muito desordenadas,
muito distantes
Agregação das
partículas
muito forte
forte
praticamente
nenhuma
Movimento das
partículas
pouca liberdade
relativa liberdade
grande liberdade
Nível
microscópico
Uma Comparação entre
Gases, Líquidos e Sólidos
Propriedades da Matéria
Mudanças de Estado Físico
Propriedades da Matéria
Mudanças de Estado Físico
• Evaporação
- Forma lenta;
- Temperatura ambiente;
- Sem formação de bolhas.
Vaporização
Ex: roupa secando no varal.
LG
• Ebulição
- Forma rápida;
- Com aquecimento;
- Há formação de bolhas.
- Ex: Fervura
Propriedades da Matéria
Mudanças de Estado Físico
Exemplo de Aplicação
• Nos automóveis, há no vidro traseiro, filamentos
que servem como desembaçadores. Ao apertar
um botão no painel, esses filamentos se
aquecem e o vidro é desembaçado. Qual
mudança de estado físico explica tal fato.
Vaporização. Os filamentos aquecem o vidro e
provocam a vaporização (LG) da água líquida que
está na sua superfície, desembaçando-o.
•
Propriedades da Matéria
Ponto de Fusão (PF) e Ponto de Ebulição (PE)
• PF: é a temperatura na qual determinada substância
sofre fusão (durante o aquecimento) ou solidificação
(durante o resfriamento)
- Ex: A água sofre fusão e solidificação a 0°C.
• PE: é a temperatura na qual determinada substância
sofre ebulição (durante o aquecimento) ou
condensação (durante o resfriamento)
- Ex: A água sofre ebulição e condensação a 100°C.
Propriedades da Matéria
Previsões a partir dos valores de PF e PE
79°C
Água – líquido;
Etanol – gasoso;
Naftaleno – sólido.
Propriedades da Matéria
Previsões a partir dos valores de PF e PE
Exemplo de Aplicação
• Uma churrasqueira é feita de ferro. Sabendo
que o ponto de fusão do ferro é 1.538°C, o que
você pode afirmar sobre a temperatura do
carvão em brasa que está na churrasqueira,
durante o preparo do churrasco? Explique.
É inferior a 1.538°C, pois o ferro não chega a sofrer
fusão.
Propriedades da Matéria
Diagramas de Mudanças de Estado Físico
Gráfico de Substância: 2 patamares
Propriedades da Matéria
Diagramas de Mudanças de Estado Físico
Gráfico de Mistura: sem patamares
• Mistura azeotrópica:
- PF variando
- PE constante
Ex: álcool hidratado
• Mistura eutética:
- PF constante
- PE variando
Ex: mistura entre metais
Propriedades da Matéria
Diagrama de Fases
• É o gráfico que representa as fases da matéria
em função da pressão e da temperatura.
Propriedades da Matéria
Diagrama de Fases
Curva de Fusão
Curva de
Vaporização
Curva de
Sublimação
Fenômenos Físicos e Químicos
Este fenômeno é classificado como
FENÔMENO FÍSICO
Propriedades da Matéria
Mudanças Físicas
• A substância inicialmente presente possui as mesmas
propriedades da substância presente no final.
• Apenas sua aparência física muda.
– Gelo derrete;
– Cano de ferro é serrado;
– Copo é quebrado;
– Folha é rasgada;
– Prego é fincado na madeira.
Fenômenos Físicos e Químicos
Este fenômeno é classificado como
FENÔMENO QUÍMICO
Propriedades da Matéria
Mudanças químicas
• Quando uma substância muda sua composição.
• Novas substâncias são formadas a partir de outras.
• Evidências:
–
–
–
–
liberação de gases
formação de precipitado
mudança de cor
alterações de calor
• Ferrugem na palha de aço, produção de húmus no
solo, queima da vela, queima de gás num fogão e de
gasolina, álcool ou diesel no motor de um veículo.
Reações Químicas
• Os fenômenos químicos são denominados de
Reações Químicas.
• Reação Química é o processo de mudanças
químicas, onde ocorre a conversão de uma
substância, ou mais, em outras substâncias.
• Quando representamos um fenômeno químico por
fórmulas e símbolos teremos um Equação Química.
A + B 
Reagentes
C + D
Produto
Reações Químicas
• As reações químicas fazem parte do nosso dia-adia.
• Por exemplo, quando vamos esquentar a água
para preparar o café da manhã, estamos
realizando uma mudança física (a água ao ser
esquentada, passará do estado líquido para o
gasoso) e uma reação química, pois o gás do
fogão reage com o oxigênio do ar para produzir o
calor que utilizamos para cozinhar os alimentos.
Reações Químicas
• Sabemos que para o carro andar devemos colocar
gasolina. Mas o que a gasolina tem a ver com o
movimento do carro?
• Isso só é possível devido a uma reação química. A
gasolina utilizada nos veículos é uma mistura de
vários compostos. Um deles é o octano, composto
formado por carbono e hidrogênio, cuja fórmula
química é C8H18. Quando a gasolina reage com o
oxigênio do ar produz dióxido de carbono (CO2),
água (H2O) e a energia que é utilizada para fazer
com que o carro entre em movimento.
Reações Químicas
• As reações químicas quanto ao calor envolvido
podem ser:
– ENDOTÉRMICAS
São reações que ocorrem
absorvendo calor.
– EXOTÉRMICAS
São reações que ocorrem
liberando calor.
Reações Químicas
• Toda reação ocorre com absorção ou liberação de
calor. Essa energia é dada pela unidade caloria por
mol (cal/mol):
– Exotérmica: libera calor
C + O2  CO2 ΔH = - 94.100 cal
C + O2  CO2 + 94.100 cal
– Endotérmica: absorve calor
N2 + O2  2 NO
ΔH = + 21.600 cal
N2 + O2 + 21.600 cal  2 NO
Reações Químicas
• As reações químicas quanto ao sentido podem
ser:
– REAÇÕES REVERSÍVEIS
São reações em que reagentes e produtos são
consumidos e produzidos ao mesmo tempo.
N2O4 (g) ↔ 2 NO2 (g)
– REAÇÕES IRREVERSÍVEIS
São reações que ocorrem em um único sentido.
C(s) + O2 (g)  CO2 (g)
Reações Químicas
• As reações químicas quanto à velocidade podem
ser:
– LENTA
A formação dos produtos é muito lenta.
4 Fe + 3 O2  2 Fe2O3
– RÁPIDA
Aquela cujo tempo gasto, desde o momento em
que os reagente são colocados em contato ate a
formação dos produtos, é pequeno.
AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  NaNO3 (aq) + AgCl
Classificação das Reações
• Reações de adição ou síntese
• Reações de análise ou decomposição
• Reações de deslocamento ou simples troca
• Reações de substituição ou dupla troca
Reações de adição ou síntese
• É quando duas ou mais substâncias reagentes
produzem apenas uma única substância como
produto.
A + B  AB
CaO + H2O  Ca(OH)2
N2 + 3 H2O  2 NH3
Reações de análise ou decomposição
• É quando uma única substância reagente produz
duas ou mais substâncias.
AB  A + B
2 H2O  2 H2 + O2
CaCO3  CaO + CO2
Reações de análise ou decomposição
• Em função do agente que provoca a decomposição
as reações são classificadas em:
Corrente
Elétrica
– ELETRÓLISE
Decomposição provocada pela corrente elétrica.
– PIRÓLISE
Decomposição provocada pelo calor.
– HIDRÓLISE
Água
Decomposição provocada pela água.
– FOTÓLISE
Luz
Decomposição provocada pela luz.
Reações de deslocamento ou simples troca
• A substância simples desloca um elemento de uma
substância composta, originando outra substância
simples e outra composta.
A
+ BC

AC
+
B
A
+ BC

AB
+
C
Reações de deslocamento ou simples troca
A + BC  AC + B
• Quando a substância simples (A) é um metal, ela
deverá ser mais reativa (eletropositiva) que B, para
poder deslocá-lo. Para isso, devemos nos basear
na fila de reatividade ou eletropositividade.
Cs > Li > Rb > K > Ba > Sr > Ca > Na > Mg > Be >
Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Co > Ni > Sn > Pb > H >
Sb > As > Bi > Cu > Ag > Hg > Pt > Au
– Um metal que vem antes na fila desloca um que vem depois.
Reações de deslocamento ou simples troca
A
M
+ BC 
+ MAm
AC
+
B
Na + FeCl2  NaCl + Fe
• A reação ocorre pois o Na é mais reativo que o Fe.
Reações de deslocamento ou simples troca
A
+ BC

AB
+
C
• Quando a substância simples é um ametal, a
reação ocorre se o ametal (A) for mais reativo
(eletronegativo) que o ametal (C). Para isso,
devemos nos basear na fila de reatividade ou
eletronegatividade.
F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P
– Ametal que vem antes na fila desloca um que vem depois.
Reações de deslocamento ou simples troca
A + BC 
Am + MAm
AB
+
C
Cl2 + 2 NaBr  Br2 + 2 NaCl
• A reação ocorre pois o Cl é mais reativo que o Br.
Reações de substituição ou dupla troca
• É quando duas substâncias compostas trocam
entre si partes de suas estruturas, formando duas
novas substâncias compostas.
• Substituem-se mutuamente cátions e ânions.
AB + CD  AD + CB
2 KI + Pb(NO3)2  2 KNO3 + PbI2
Reações de substituição ou dupla troca
• Para a ocorrência das reações de dupla troca, deve
ocorrer uma das condições:
– Formação de um precipitado (produto insolúvel)
2 KI + Pb(NO3)2  2 KNO3 + PbI2 ↓
– Formação de uma substância volátil
NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + CO2 ↑
– Formação de uma substância mais fraca
HClO4 + KCN KClO4 + HCN (ácido mais fraco)
Resumo: Classificação das Reações
• Reações de adição ou síntese
A + B  AB
• Reações de análise ou decomposição
AB  A + B
• Reações de deslocamento ou simples troca
AB + C  AC + B
• Reações de substituição ou dupla troca
AB + CD  AD + CB
Aula 3
Exercícios de Fixação
REAÇÕES QUÍMICAS
ATIVIDADES
1) Bolinhas de naftalina são utilizadas no combate
às traças. Qual mudança de estado físico explica
porque essas bolinhas diminuem de tamanho com o
passar do tempo?
a) Fusão.
b) Vaporização.
c) Sublimação.
d) Condensação.
ATIVIDADES
2) Às vezes, nos dias frios ou chuvosos, o lado
interno dos vidros dos carros, em que há alguém,
fica embaçado. Devido a qual mudança de estado
físico isso acontece?
a) Fusão.
b) Vaporização.
c) Solidificação.
d) Condensação.
ATIVIDADES
3) Dada a tabela abaixo:
Qual o estado físico dessas substâncias à:
ATIVIDADES
4) O diagrama de fases de certa substância é representado
abaixo. Assinale a alternativa correta:
a) No ponto Q é possível encontrar a substância somente nos
estados físicos sólido e líquido.
b) Na região III a substância se encontra na fase sólida.
c) Variando a pressão e/ou a temperatura, a substância pode
passar da fase sólida diretamente para a gasosa.
d) Ocorre a sublimação quando a substância passa de uma
região para outra delimitada pela linha MQ.
Atividades
5)
Quando se adiciona HNO3 a NaOH,
temperatura do sistema eleva-se.
Pode-se concluir que a reação ocorrida é
a) de simples troca com liberação de calor.
b) de substituição com absorção de calor.
c) de dupla troca com liberação de calor.
d) de adição com absorção de calor.
a
Atividades
6) Das reações químicas que ocorrem:
I. nos flashes fotográficos descartáveis
II. com o fermento químico para fazer bolos
III. no ataque de ácido clorídrico ao ferro
IV. na formação de hidróxido de alumínio usado no
tratamento de água
representadas respectivamente pelas equações:
I. 2Mg + O2  2MgO
II. NH4HCO3  CO2 + NH3 + H2O
III. Fe + 2 HCℓ  FeCℓ2 + H2
IV. Aℓ2(SO4)3 + 6NaOH  2Aℓ(OH)3 + 3Na2SO4
 Classifique cada reação.
Atividades
7) A reação:
é classificada como reação de:
a) análise.
b) deslocamento.
c) dupla troca.
d) síntese.
e) simples troca.
Atividades
8) A decomposição da reação foi devido à:
a) Eletrólise
b) Pirólise
c) Hidrólise
d) Fotólise
Atividades
9) A decomposição de uma substância provocada
pela eletricidade recebe o nome especial de:
a) pirólise.
b) hidrólise.
c) eletrólise.
d) fotólise.
Atividades
10) A sequência que representa, respectivamente,
reações de síntese, análise, simples troca e dupla
troca são:
I. Zn + Pb(NO3)2  Zn(NO3)2 + Pb
II. FeS + 2 HCl  FeCl2 + H2S
III. 2 NaNO3  2 NaNO2 + O2
IV. N2 + 3 H2  2 NH3
a) I, II, III e IV.
b) III, IV, I e II.
c) IV, III, I e II.
d) I, III, II e IV.
Atividades
11) Há reações químicas que só se processam sob
ação da luz como as reações da fotossíntese e a
decomposição natural da água oxigenada. Este tipo
de reação tem o nome especial de:
a) fotólise.
b) eletrólise.
c) pirólise.
d) hidrólise.
Próxima aula
AULA 4
26 de agosto de 2013
• Balanceamento de equações químicas
• Cálculo estequiométrico