Exercícios

Exercícios

1)

Dentre as reações químicas abaixo, qual delas pode ser identificada como reação de dupla troca?

a)      C + O2  → CO2

b)      2 NaN3 → 2 N+ 2 Na

c)      CuSO+ 2 NaOH → Na2SO+ Cu(OH)2

d)     Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2

e)      6 H2O + 6 CO2 → 6O2 +  C6H12O6

2)

Equacione as reações de dupla troca que ocorrem entre os compostos abaixo:

a)      H3PO+ Na2S

b)      NaNO3 + H2SO4

c)      NH4OH + NaCl

d)     Al(OH)­3 + NH4Cl

e)      H3PO+ NaCN

RESPOSTAS

1) Letra C.

Alternativa “c”.

a)      Reação de Síntese ou Adição.

b)      Reação de decomposição.

c)      Reações de dupla troca.

d)     Reações de simples troca.

e)      Reações de Oxirredução.

2)

a)      2 H3PO+ 3 Na2S → 2 Na3PO+ 3 H2S

b)      Não ocorre.

c)      Não ocorre.

d)     Al(OH)­3 + 3 NH4Cl → 3 NH4OH + AlCl3

e)      H3PO+ 3 NaCN → Na3PO+ 3 HCN

Dupla troca

As reações de dupla troca são aquelas que ocorrem entre substâncias compostas (formadas por mais de um tipo de elemento químico), havendo uma troca de espécies químicas que resulta na formação de novas substâncias compostas.

Genericamente, temos: AB + CD → AD + CB.

Essas reações também são chamadas de reações de metátese porque, em grego, methatesis significa transposição, que é o que ocorre com os átomos ou grupos de átomos dos compostos que reagem: eles são trocados.

A equação a seguir representa a reação química que ocorre entre o nitrato de chumbo e o iodeto de sódio:

Pb(NO3)2(aq) + NaI(aq) → PbI2(s) + 2 NaNO3(aq)

Veja que os átomos e grupos de átomos foram permutados. O produto em amarelo é o sal iodeto de chumbo. No momento da reação, ele pode ser visto porque forma um precipitado amarelo, como mostra a ilustração no início deste artigo.

Para que as reações de dupla troca ocorram, pelo menos um dos produtos formados deve satisfazer um dos três requisitos mostrados a seguir:

1- O produto deve ser menos insolúvel que os reagentes:

Isso é o que ocorreu no caso da reação acima entre o nitrato de chumbo e o iodeto de sódio. Visto que o iodeto de chumbo formado é menos insolúvel que os reagentes, ele precipitou-se.

2- O produto deve ser mais volátil:

Isso quer dizer que o produto passa mais facilmente para o estado gasoso ou que ele é um gás. O bicarbonato de sódio (carbonato ácido de sódio ou hidrogenocarbonato de sódio – NaHCO3), por exemplo, é um sal usado em antiácidos estomacais. A acidez estomacal ocorre em razão da presença do suco gástrico, que é constituído principalmente de ácido clorídrico (HCl). Observe a reação que ocorre entre esses dois componentes:

3- O produto deve ser mais fraco:

A força de um ácido e de uma base é definida pelo grau de ionização e pelo grau de dissociação, respectivamente. Essa grandeza mostra a quantidade de partículas que, de fato, ionizaram-se ou se dissociaram.

Assim, o produto formado deve ionizar-se ou se dissociar menos para que a reação de dupla troca ocorra. Isso acontece, por exemplo, no caso das reações de neutralização. Essas reações ocorrem entre uma base e um ácido, com formação de um sal e água.

Veja um exemplo:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

O grau de dissociação do hidróxido de sódio (NaOH) é igual a 95% a 18ºC, sendo um composto iônico por natureza. O grau de ionização do ácido clorídrico (HCl) é igual a 92%. Já a água formada é uma substância pouco ionizada.

Balanceamento

Reações químicas são representadas por meio de equações. As quantidades reagentes e formadas em uma equação são representadas por números e ajustadas por meio do balanceamento da equação química.

Balancear uma equação química é garantir que os átomos presentes na equação estarão em mesmo número nos reagentes e produtos.

Como os átomos não podem ser criados ou destruídos, as substâncias inciais são rompidas e transformadas em novas substâncias, mas a quantidade de átomos permanece a mesma.

Balanceamento químico

Uma equação química apresenta informações qualitativas e quantitativas das reações. As fórmulas representam as substâncias envolvidas na reação, enquanto que os coeficientes à frente delas apresentam a quantidade de cada componente da reação química.

Reação balanceada

Quando os reagentes se transformam em produtos, os átomos presentes na reação continuam os mesmos, só que rearranjados, como podemos observar a seguir.

Um átomo de carbono reagiu com dois átomos de oxigênio para formar uma molécula de dióxido de carbono. As quantidades são iguais nos dois termos da equação, mas houve uma transformação. Com esse exemplo demonstramos o que enuncia a lei de lavoisier.

Reação não balanceada

Quando uma reação química não está balanceada a quantidade de átomos é diferente nos dois membros da equação.

Métodos de balanceamento

Para uma equação química estar correta ela deve obedecer à lei de conservação das massas, ou seja, o número de átomos de cada elemento deve ser igual nos dois membros da equação.

O primeiro passo a seguir é escrever a equação química não balanceada.

Após ter visto quem são os reagentes da reação (à esquerda) e os produtos formados (à direita) é a hora de balancear a equação, ou seja, ajustar os coeficientes para que as proporções estejam corretas.

Exercícios

1 – Utilizando a fila de reatividade, indique qual das reações de simples troca mostradas a seguir não ocorre:

a) Cu + NiCl2 → CuCl+ Ni

b) Zn + NiSO4 → ZnSO4 + Ni

c) Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

d) Ni + CuSO4 → NiSO4 + Cu

e) Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2 Ag

2 – (UFPA) O sódio é um metal mole, de cor prateada, que reage violentamente com a água, como está

equacionado abaixo:

2 Na(s) + 2 H2O(l) ® 2 NaOH(aq) + H2(g)

Esta reação química é identificada como:

a) adição;

b) análise;

c) dupla-troca;

d) simples-troca;

e) neutralização

RESPOSTAS:

1 – Alternativa “a”. O níquel é mais reativo que o cobre e, por isso, este não consegue deslocar o níquel do cloreto e realizar a reação de simples troca mostrada.

2 – Alternativa “d”. É uma reação de simples troca porque uma substância simples (Na) reage com uma composta (H2O), formando outra substância simples (H2) e outra composta (NaOH).

Simples troca ou deslocamento

Reações de deslocamento, também denominadas reações de substituição ou ainda de simples troca, são aquelas que ocorrem quando uma substância simples (formada por um único elemento) reage com uma substância composta, “deslocando” essa última em uma nova substância simples.

Genericamente, podemos defini-la da seguinte maneira:

Mas, para que isso ocorra, a substância simples, no caso simbolizada por A, deve ser mais reativa que o elemento que será deslocado do composto, transformando-se em uma nova substância simples (Y).

Vejamos um exemplo em que essa reação ocorre:

Observe o experimento abaixo em que se coloca uma lâmina de zinco (Zn) em uma solução aquosa de sulfato de cobre (CuSO4). Com o passar do tempo, nota-se que a solução de sulfato de cobre passa da coloração azul para um azul menos intenso, pois se descoloriu e houve um depósito de cobre sobre a lâmina de zinco.

Podemos representar essa reação por meio da seguinte equação química:

Note que o zinco deslocou o cobre, o que significa que o zinco é o mais reativo.

Visto que ambos são metais, podemos verificar se a reação de simples troca irá ocorrer ou não, analisando a fila de reatividade dos metais mostrada abaixo:

Observe que o cobre é realmente menos reativo que o zinco, portanto, se resolvêssemos fazer o contrário do experimento anterior e colocar uma lâmina de cobre em uma solução de sulfato de zinco, a reação não ocorreria, pois o cobre não conseguiria deslocar o zinco.

As reações de deslocamento são um tipo de reação de oxirredução, pois há transferência de elétrons da substância simples para a composta. No processo explicado anteriormente, o zinco estava inicialmente na sua forma neutra, que é a metálica, e passou a fazer parte de um composto em que ele apresenta a carga 2+, ou seja, cada átomo de zinco perdeu dois elétrons. Já com o cobre ocorre o contrário, ele recebe dois elétrons para passar para o estado metálico, sólido.

No caso de reação de simples troca com ametais, o mesmo é considerado: a reação só ocorrerá se o ametal mais reativo for a substância simples que poderá deslocar outro ametal menos reativo. A reatividade dos ametais é mostrada abaixo:

Classificações

Pode-se dizer que as reações químicas estudadas na Química Inorgânica são menos complexas do que aquelas vistas na Química Orgânica, ou seja, seguem um menor número de rotas distintas na formação dos produtos. Basicamente, pode-se classificar as reações inorgânicas em quatro grupos: síntese, análise, deslocamento e dupla-troca.

a) Síntese

Reações de síntese também são conhecidas como adição ou composição. Poderá ser total, quando os reagentes de partida forem substâncias simples, ou parcial, quando não forem. De modo geral, uma reação de síntese é caracterizada pela existência de uma menor complexidade dos reagentes e maior complexidade dos produtos, conforme mostrado abaixo:

A  +  B  → AB

Como exemplo de síntese total, pode-se mencionar a reação entre os gases hidrogênio e oxigênio, com formação de uma molécula de água; processo esse equacionado abaixo.

H2  +  1/2O2  →  H2O

b) Análise

Reações de análise também são conhecidas como decomposição ou subtração. Poderá ser total, quando os produtos gerados forem substâncias simples, ou parcial, quando não forem. De modo geral, uma reação de análise é caracterizada pela existência de uma maior complexidade dos reagentes e menor complexidade dos produtos, conforme mostrado abaixo:

AB  →  A  +  B

Como exemplo de uma análise parcial, pode-se mencionar a reação, na qual o carbonado de cálcio, quando aquecido, decompõe-se em óxido de cálcio e gás carbônico; processo esse equacionado abaixo:

CaCO3  →  CaO  +  CO2

c) Deslocamento

Reações de deslocamento também são conhecidas como simples-troca. Poderá ocorrer a substituição entre dois metais ou entre dois não metais, conforme os reagentes de partida. De modo geral, uma reação de deslocamento é caracterizada pela substituição de duas espécies entre os reagentes, estas de mesma carga elétrica (dois cátions ou dois ânions), conforme mostrado abaixo:

AB  +  C  →  AC  +  B

Como exemplo de um deslocamento entre ânions, pode-se mencionar a reação entre ácido clorídrico e gás flúor, com formação de ácido fluorídrico e liberação de gás cloro, mostrada abaixo:

2HCl  +  F →  2HF  +  Cl2

d) Dupla-troca

Reações de dupla-troca também são conhecidas como troca total. De modo geral, uma reação de dupla-troca pode ser identificada pela “junção” entre o cátion do primeiro reagente e o ânion do segundo e entre o cátions do segundo reagente e o ânion do primeiro, conforme mostrado abaixo:

AB  +  CD  →  AD  +  CB

Como exemplo de uma dupla-troca pode-se mencionar a neutralização entre ácido clorídrico e hidróxido de sódio, com formação de cloreto de sódio e água, mostrada em sua equação abaixo:

HCl  +  NaOH  →  NaCl  +  H2O