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Química geral reações
- 1. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Misturas e soluções soluç Solução Soluç • Solução é uma mistura de duas ou mais substâncias. O • Os materiais não são feitos, em geral, nem de elementos puros componente da solução que está em maior quantidade é nem de compostos puros, logo, não são substâncias (forma simples chamado de solvente e as substâncias dissolvidas encontradas e pura da matéria). Eles são misturas de substâncias mais simples. em pequenas quantidades são chamadas de soluto. Peça de granito: mistura heterogênea de várias •Soluções aquosas; substâncias. •Soluções não aquosas; •Soluções gasosas; •Soluções sólidas. Classificação das misturas Classificaç Precipitação Precipitaç Cristalização Cristalizaç Separação rápida do soluto Separação lenta do soluto • As misturas têm as propriedades de seus constituintes e nisso eles na forma de cristal diferem dos compostos. As misturas são classificadas como homogênea ou heterogênea. As soluções são misturas homogêneas. Misturas homogêneas: (a) ar – mistura de vários gases; (b) solução de NaCl em água e (c) liga metálica. Pb(NO3)2 + KI → PbI2
- 2. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Técnicas de separação separaç Cromatografia • As técnicas físicas comuns de separação são: decantação (≠ densidade), filtração (≠ solubilidade), cromatografia (≠ adsorção) e ≠ a destilação (≠ ponto de ebulição). Diferença de adsorção Molaridade • A concentração molar (c) de um soluto em uma solução, usualmente chamada de molaridade de soluto, é a quantidade de moléculas do soluto ou fórmulas unitárias (em mols) dividida pelo volume da solução (em litros) Molaridade = quantidade de soluto / volume da solução c = n (mols) / V (L) Filtração Destilação Preparo de solução Diferença de solubilidade Diferença de ponto de ebulição Bureta
- 3. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Diluição de uma solução Diluiç soluç Soluções em água e Precipitação Soluç Precipitaç • Para diluir uma solução até a concentração desejada, primeiro • Substância solúvel – dissolve em grande quantidade em usamos uma pipeta para transferir o volume apropriado da solução determinado solvente; para um balão volumétrico e em seguida adicionamos solvente suficiente para levar o volume da solução até o valor final. • Substância insolúvel – não se dissolve significativamente em um solvente especificamente. Normalmente considera-se insolúvel quando ela não se dissolve mais do que 0,1 mol/L. Natureza do soluto • A natureza do soluto pode ser iônica ou molecular. Para identificar a natureza desse soluto, podemos verificar se a solução conduz eletricidade ou não. A adição de solvente não altera o no de mols do soluto • Solução eletrolítica – soluções de eletrólitos, que se dissolvem para formar soluções condutoras de eletricidade, incluem as soluções iônicas; n = c1V1 = c2V2 • Eletrólito forte – solução composta quase que 100% por íons – exemplo NaCl; • Eletrólito fraco – Solução composta por moléculas pouco ionizadas, como por exemplo ácido acético; • Um não-eletrólito é uma substância que se dissolve para dar uma solução que não conduz eletricidade. Etapas envolvidas na diluição Solução eletrolítica Solução não eletrolítica
- 4. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Força de um eletrólito Forç eletró Nonelectrolyte does not conduct electricity? No cations (+) and anions (-) in solution H2O C6H12O6 (s) C6H12O6 (aq) nonelectrolyte weak electrolyte strong electrolyte 4.1 Strong Electrolyte – 100% dissociation H2O NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq) Weak Electrolyte – not completely dissociated CH3COOH CH3COO- (aq) + H+ (aq) Reações de precipitação Reaç precipitaç • Em uma reação de precipitação, forma-se um produto insolúvel Ionization of acetic acid (precipitado) quando duas soluções eletrolíticas fortes são misturadas CH3COOH CH3COO- (aq) + H+ (aq) AgNO3 (aq) + NaCl (aq) AgCl (s) + NaNO3 (aq) Ag+ + NO3- + Na+ + Cl- AgCl (s) + Na+ + NO3- Ag+ + Cl- AgCl (s) A reversible reaction. The reaction can occur in both directions. Acetic acid is a weak electrolyte because its ionization in water is incomplete. PbI2
- 5. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Utilidades das reações de precipitação reaç precipitaç • Na produção de compostos; • Na análise qualitativa e quantitativa; • Na análise gravimétrica. Base de Arrhenius Íon hidrônio = próton hidratado pró Reação ácido e base em solução aquosa Reaç soluç • A definição proposta pelo químico sueco Svante Arrhenius, por volta de 1884 diz que: (a) ácido é um composto que contém hidrogênio e reage com a água para formar íons hidrogênio; (b) base é um composto que produz íons hidróxido na água. a) Suco de limão; b) água mineral com gás; c) refrigerante; d) vinagre; e) amônia; f) soda cáustica; g) leite de magnésia; h) detergente em água – indicador repolho roxo – rosa = ácido, azul Ácido de Arrhenius = base
- 6. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco • A definição proposta pelos químicos Thomas Lowry (na Inglaterra) e Johannes Bronsted (na Dinamarca), independentemente, por volta de 1923 definiram ácido e base como: (a) ácido é qualquer espécie capaz de doar próton; (b) base é qualquer espécie capaz de receber próton. Monoprotic acids HCl H+ + Cl- Strong electrolyte, strong acid HNO3 H+ + NO3- Strong electrolyte, strong acid CH3COOH H+ + CH3COO- Weak electrolyte, weak acid Diprotic acids H2SO4 H+ + HSO4- Strong electrolyte, strong acid HSO4- H+ + SO42- Weak electrolyte, weak acid Triprotic acids H3PO4 H+ + H2PO4- Weak electrolyte, weak acid H2PO4- H+ + HPO42- Weak electrolyte, weak acid HPO42- H+ + PO43- Weak electrolyte, weak acid
- 7. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Reação de neutralização Reaç neutralizaç Oxidantes e redutores Ácido + base → sal + água Zn (s) + CuSO4 (aq) ZnSO4 (aq) + Cu (s) Zn Zn2+ + 2e- Zn is oxidized Zn is the reducing agent Reação Redox Reaç Cu2+ + 2e- Cu Cu2+ is reduced Cu2+ is the oxidizing agent 2Mg (s) + O2 (g) 2MgO (s) 2Mg 2Mg2+ + 4e- Oxidation half-reaction (lose e-) O2 + 4e- 2O2- Reduction half-reaction (gain e-) 2Mg + O2 + 4e- 2Mg2+ + 2O2- + 4e- 2Mg + O2 2MgO 4.4 2NaBr(s) + Cl2(g) → 2NaCl (s) + Br2 (l)
- 8. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Número de oxidação oxidaç Tipos de reações redox reaç • É a carga que um átomo deverá ter em uma molécula (ou em um A+B C composto iônico) se elétrons forem completamente transferidos. Combinação Combinaç 0 0 +4 -2 S + O2 SO2 • O número de oxidação de um elemento não-combinado com outros elementos é zero; Na, Be, K, Pb, H2, O2, P4 = 0 C A+B Decomposição Decomposiç • A soma dos números de oxidação de todos os átomos em uma +1 +5 -2 +1 -1 0 espécie é igual a sua carga; 2KClO3 2KCl + 3O2 • O número de oxidação do átomo de hidrogênio é +1 quando Deslocamento combinado com não-metais e - 1 em combinação com metais; A + BC AC + B • O número de oxidação dos elementos dos grupos 1 e 2 é igual ao 0 +1 +2 0 Sr + 2H2O Sr(OH)2 + H2 Hydrogen Displacement números do seu grupo; +4 0 0 +2 • O número de oxidação de todos os halogênios é – 1, exceto quando TiCl4 + 2Mg Ti + 2MgCl2 Metal Displacement o halogênio está combinado com o oxigênio ou outro halogênio mais 0 -1 -1 0 pesado do grupo. O nox do flúor é sempre – 1; Cl2 + 2KBr 2KCl + Br2 Halogen Displacement • O número de oxidação do oxigênio é – 2 na maior parte de seus compostos. As exceções são seus compostos com flúor (caso em que Reação de deslocamento de H2 Reaç vale a regra anterior) e em peróxidos (O22-), superóxidos (O2-) e ozonídeos (O3-), nos quais valem as duas primeiras regras. M + BC AC + B M is metal BC is acid or H2O NaIO3 K2Cr2O7 B is H2 Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 Na = +1 O = -2 O = -2 K = +1 Pb + 2H2O Pb(OH)2 + H2 3x(-2) + 1 + ? = 0 7x(-2) + 2x(+1) + 2x(?) = 0 I = +5 Cr = +6 Deslocamento de halogênio ou desproporcionamento 0 +1 -1 Cl2 + 2OH- ClO- + Cl- + H2O
- 9. Química Geral Reações em solução aquosa Prof.: Sandro J. Greco Número de oxidação dos elementos químicos oxidaç quí