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QUMICA GERAL E INORGNICA

Prof. Me. Juliane Maria Bergamin BocardiEngenharia de Alimentos

Ministrio da EducaoUNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARANCampus Medianeira1O QUE UMA REAO QUMICA? processo de mudanas qumicas, onde ocorre a converso de uma substncia, ou mais, em outras substncias.REAES QUMICAS A + B C + DREAGENTES PRODUTOS Sdio + gua Hidrxido de Sdio + Hidrognio Na + H2O NaOH + H2As reaes qumicas esto classificadas em:- Normais: Eletrosfera;- Nucleares;Reaes QumicasTransformao da matria, na qual ocorrem mudanas qualitativas na composio qumica de uma ou mais reagentes, resultando em um ou mais produtos.

Acompanhada de evidncias Reaes qumicas Como saber se uma reao ocorreu?

Mudana de cor Formao de gases Formao de slidos Alterao de temperaturaComo exemplo temos:O cozimento dos alimentos;

O azedamento do leite;

Imagem: three fried eggs / Violetriga / GNU Free Documentation LicenseImagem: Butter making / Searobin / GNU Free Documentation LicenseReaes Qumicas5- A queima de fogos de artifcio;

- O processo da fotossntese realizado pelas plantas.

Imagem: Fireworks 4 / Thomas Hawk / Creative Commons Attribution 2.0 Generic

Imagem: Leaf / Jon Sullivan / Public DomainReaes Qumicas6 Equao qumica a representao grfica (no papel) de uma reao qumica .

1HCl(l) + 1NaOH(l) 1H2O(l) + 1NaCl(aq) 1 membro (reagentes) 2 membro (produtos)Alguns smbolos importantes (s),(l),(g),(aq),,,,, Em uma equao qumica representa-se os estados fsicos de cada reagente e produto.(s) Slido; (l) Lquido; (g) Gasoso; (aq) Aquoso; 2 Na(s) + 2 H2O(l) 2 NaOH(aq) + H2(g) CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)Para indicar que a reao requer calor (Temperatura) utiliza-se a letra grega .2 SO2 (g) + O2 (g) V2O5 2 SO3(g)Para indicar que a reao precisa de um catalisador utiliza-se a frmula do catalisador sobre a flecha da reao.CLASSIFICAO DAS REAES QUMICASDevido quantidade e variedade de reaes qumicas, necessrio fazer sua classificao sobre diferentes aspectos.As reaes qumicas podem ser classificadas segundo vrios critrios:

9 Quanto liberao ou absoro de calor:

Reaes Exotrmicas: so as que liberam calor.Exemplo:C(s) + O2(g) CO2(g) + calor

b) Reaes Endotrmicas: so as que absorvem calor.

Exemplo:N2(g) + O2(g) + calor 2 NO(g)

CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS10 Quanto velocidade da reao:

Reaes lentas

Exemplo: 4 Fe(s) + 3 O2(g) 2 Fe2O3(s) O ferro demora anos para enferrujar.

Imagem: Rusty Valve / Pete / Creative Commons Attribution 2.0 GenericCLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS11b) Reaes rpidas

Exemplo: C2H5OH() + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(g) O lcool comum queima rapidamente.

Imagem: Flametail / Vale / Creative Commons Atribuio 2.5 GenricaCLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS12 Quanto reversibilidade:

Reaes reversveis: so as que ocorrem nos dois sentidos ( o que indicado por duas flechas).

Exemplo: H2(g) + I2(g) 2 HI(g)

b) Reaes irreversveis: so as que ocorrem apenas num sentido.Exemplo: S(s) + O2(g) SO2(g)CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS13 Quanto variao do Nox dos elementos:Reaes de oxi-reduo: so aquelas em que ocorre variao de Nox de um ou mais elementos.

Exemplo: Zn(s) + Cu+2(aq) Zn+2(aq) + Cu(s)

Semi-reao de oxidao:

Zn(s) Zn+2(aq)+ 2 eltrons Nox do Zn = 0 para +2

Semi-reao de reduo:

Cu+2(aq) + 2 eltrons Cu(s) Nox do Cu = +2 para 014 Quanto variao do Nox dos elementos:Reaes de oxi-reduo: so aquelas em que ocorre variao de Nox de um ou mais elementos.Exemplo: Zn(s) + Cu+2(aq) Zn+2(aq) + Cu(s)

Semi-reao de oxidao:Zn(s) Zn+2(aq)+ 2 eltrons Nox do Zn = 0 para +2 Semi-reao de reduo:

Cu+2(aq) + 2 eltrons Cu(s) Nox do Cu = +2 para 0CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS15b) Reao sem oxi-reduo: aquelas em que no h variao de Nox de nenhum elemento envolvida na reao.Exemplo: CaO(s) + CO2(g) CaCO3(s)Nox do Ca = +2Nox do C = +4Nox do O = -2

Os elementos qumicos desta reao no apresentaram variao de Nox.

CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS16 Quanto variao de complexidade das substncias envolvidas:

Reaes de sntese ou adio: so aquelas em que duas ou mais substncias reagem, produzindo uma nica substncia mais complexa.

A + B AB vrias substncias nica substncia CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS17Exemplo: O magnsio reage com o oxignio do ar, produzindo xido de magnsio:

2 Mg(s) + 1O2(g) 2 MgO(s)

Essa reao utilizada em flashes fotogrficosdescartveis e foguetes sinalizadores.

Reao entre magnsio e oxignio.

Imagem: Magnesium ribbon / capt. John Yossarian / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 UnportedCLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS18As reaes de sntese so denominadas:

Sntese total: quando partimos apenas das substncias simples.

C(s) + O2(g) CO2(g) A queima do carvo.CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS19Sntese parcial: quando, dentre os reagentes, j houve no mnimo uma substncia composta.

CaO(s) + H2O() Ca(OH)2(aq)

Observao: O CaO a cal virgem, comprada em lojas de material de construo. O produto Ca(OH)2 a cal hidratada (ou cal extinta), que usada pelos pedreiros, para preparar a argamassa de assentar tijolos, nas construes.CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS20b) Reaes de anlise ou decomposio: so aquelas em que uma substncia se divide em duas ou mais substncias de estruturas mais simples.

Exemplo:

AB A + Bnica substncia vrias substncias CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS21Exemplo: Um composto de sdio (NaN3(S)) utilizado nos air-bags dispositivos de segurana presentes em muitos automveis. Quando esses dispositivos so acionados, a rpida decomposio do NaN3(S) origina N2(g), e esse gs infla os air-bags.

2 NaN3(s) 3 N2(g) + 2 Na(s)

Imagem: Airbag / Daymler Chrysler AG / GNU Free Documentation LicenseCLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS22Certas reaes de anlise ou decomposio recebem nomes especiais como:Pirlise: decomposio pelo calor (representada numa equao qumica por ). Exemplo: 2 Cu(NO3)2(s) 2 CuO(s) + 4 NO2(g) + O2(g) slido azul slido preto gs vermelho gs incolorCLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS23Fotlise: decomposio pela luz.Exemplo: LuzH2O2 H2O + O2gua oxigenada gua gs oxignio

Imagem: hydrogen peroxide / Yanachka/ Public DomainCLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS24- Eletrlise: decomposio pela eletricidade.

Eletricidade H2O H2 + O2 gua gs hidrognio CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS25c) Reaes de deslocamento ou de substituio ou de simples troca: quando uma substncia simples reage com uma composta, originando uma nova substncia simples e outra composta.

Exemplo:

A + XY AY + X Substncia Substncia Substncia Substnciasimples composta composta simples

CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS26Exemplo: Mergulhe um prego (ferro) numa soluo de sulfato de cobre (CuSO4); retire o prego aps alguns minutos; ele estar avermelhado uma camada de cobre.Fe(s) + CuSO4(aq) FeSO4(aq) + Cu(s)CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS27

d) Reaes de dupla troca ou de dupla substituio: quando duas substncias compostas reagem, originando duas novas substncias compostas.

Exemplo:

AB + XY AY + XBsubstncia substncia substncia substnciacomposta composta composta compostaCLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS29Exemplo: Misturar uma soluo de nitrato de prata (AgNO3) com uma soluo de cloreto de potssio (KC) resultar numa soluo de nitrato de potssio (KNO3) e um precipitado de cloreto de prata (AgC).

AgNO3(aq) + KC(aq) AgC(s) + KNO3(aq)CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS30Observao: As vrias reaes estudadas no se excluem mutuamente. De fato, existe a queima do carvo:

C(s) + O2(g) CO2(g),

Por exemplo:

Pode ser classificada, ao mesmo tempo, como reao exotrmica, rpida, irreversvel, de oxi-reduo e de sntese.

CLASSIFICAO DAS REAES QUMICAS31Cl2 + MgBr2 MgCl2 + Br22HI H2 + I2 C + O2 CO2 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 NaOH + HCl NaCl + H2O 6C + 6H2 + 3O2 C6H12O6 CaO + H2O Ca(OH)2 AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO36C + 6H2 + 3O2 C6H12O6 Classificar as reaesLEI DA CONSERVAO DAS MASSASA massa total de uma reao qumica constante. Os tomos no so criados nem destrudos em uma reao qumica, simplesmente eles mudam de parceiro.Como os tomos no so criados nem destrudos em uma reao qumica, os qumicos multiplicaram as frmulas por fatores para mostrar o mesmo nmero de tomo de cada elemento em cada lado da reao. Este artifcio matemtico conhecido como BALANCEAMENTO. Na + H2O NaOH + H2 2Na + 2H2O 2NaOH + H2EQUAO NO BALANCEADAEQUAO BALANCEADACOEFICIENTE ESTEQUIOMTRICOObserve a ligao qumicaentre os tomos deSDIO (1A) e CLORO (7A)ClNa+O tomo de sdioPERDEU1 eltronO tomo de cloroGANHOU1 eltronOxidao a PERDA de ELTRONSReduo o GANHO de ELTRONSOxidao e Reduo o nmero que mede a CARGA REALouAPARENTE de uma espcie qumicaNox = + 1Nox = 1ClNa+Em compostos covalentes H Cl H H +Nox = + 1Nox = 1Nox = ZERONox = ZERONmero de Oxidao (NOX)OXIDAOREDUO a perda de eltronsouaumento do Nox o ganho de eltronsoudiminuio do Nox1 regraSubstancias simples...FeAlH2Br2Nox = 0O nox do elemento e zero;2 regraons monoatmicos...Fe+2Al+3H+1Br-2Nox = +2O nox do elemento e sua carga;Nox = +3Nox = +1Nox = -23 regraPara elementos de nox fixos...Classificao Elementos Nox observaesAlcalinosLi, Na, K, Rb, Cs, Fr, (Ag)+1constanteAlcalinos TerrososBe, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, (Zn, Cd)+2constanteFamlia do BoroB, Bi, Al+3constanteOxignio O -2-1MaioriaPerxidos Halognios F Cl, Br, I-1-1Constante Sem oxignio Hidrognio H -1+1Hidretos metlicosCom. Moleculares 4 regraEm molculas, a soma total do Nox e zero.HClH2OCaSO4HMnO45 regraEm ions compostos, a soma total dos Nox dos elementos corresponde a sua carga:SO4-2NO3-1S2O3-2PtCl6-4Determine o nox do elementos em destaque:H2HIO4H3PO4H4P2O7BrO3-3AlO2-1Reao RedoxNuma equao, elementos tanto dos reagentes como dos produtos podem sofrer oxidao ou reduo, ao mesmo tempo.Observe:Quem aumentou e quem diminuiu?2Na + 2HCl 2NaCl + H20-1+1+1-10Note que o sdio tinha nox = 0 e foi para nox = +1. O que aconteceu? Aumentou, o que significa que sofreu uma...OxidaoJ o sdio tinha nox = +1 e foi para nox = 0. O que aconteceu? Diminuiu, logo sofreu uma...ReduoLembre-se...ElementoPerde EltronsGanhar EltronsSofreReduoSofreoxidaoAumente o noxDiminui o noxAgente RedutorAgente OxidanteEssa regra muito importante. Pois a falta de ateno pode confundir tudo.MnO + H2O MnO2 + H2Balanceamento de Oxi-reduo

Esse mtodo fundamenta-seno fato deque o total de eltrons cedidos igual ao total deeltrons recebidos P + HNO3 + H2O H3PO4 + NOAs regras prticas a serem seguidas so:a) Descobrir todos os elementos que sofreram oxidao e reduo, isto , mudaram o nmero de oxidao.+2+5+50OXIDAOREDUOP :N : = (+5) 0 = 5 = (+5) (+2) = 3c) Multiplicamos a variao do Nox do elemento, na substncia escolhida, pela sua atomicidade. Teremos, neste caso, a variao total do Nox.d) Dar a inverso dos resultados para determinar os coeficientes.33525b) Calculemos agora as variaes de Nox desses elementos, que chamaremos de (delta). Criamos ento dois ramais; o de oxidao e o de reduo PHNO3Ramal de oxidao: Ramal de reduo: t = 5 x 1 = 5 t = 3 x 1 = 33 P 5 HNO3 474701) Acertando os coeficientes estequiomtricos da reao abaixo com os menores nmeros inteiros possveis, teremos como soma de todos os coeficientes:a) 25.b) 30.c) 35.d) 40.e) 42.KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 +7+2 10+1+1+1+1 1 1 2 2REDUO= (+7) (+2) = 5KMnO4= 5 X 1 = 5Cl2= 1 X 2 = 22KMnO45Cl2TT2522816

2 + 16 + 2 + 2 + 8 + 5 = 35= (0) (-1) = 1

OXIDAO02) Os coeficientes estequiomtricos para a reao a seguir so, respectivamente:a) 1, 3, 1, 1, 3.b) 1, 4, 4, 8, 1.c) 2, 8, 8, 16, 1.d) 3, 5, 6, 1, 3.H2S + Br2 + H2O HBr + H2SO4 4903) Ao se balancear corretamente a semi-reao abaixo:MnO4 + NO2 + H+ Mn 2+ + NO3 + H2Oencontrar-se-, respectivamente, os seguintes coeficientes:a) 2 , 5 , 6 , 2 , 5 ,3.b) 2 , 5 , 5 , 2 , 5 , 2.c) 2 , 5 , 6 , 2 , 5 , 6.d) 1 , 2 , 3 , 1 , 2 , 3.e) 2 , 5 , 6 , 2 , 6 , 2.MnO4 + NO2 + H + Mn 2+ + NO3 + H2O+1+7+3 2+2 2+5 2+1 2REDUO= (+7) (+2) = 5OXIDAO= (+5) (+3) = 2MnO4= 5 X 1 = 5NO2= 2 X 1 = 22MnO45NO2TT522536ExercciosFAA O BALANCEAMENTO DAS REAES DE OXIRREDUO

a) HNO3 + HI NO + I2 + H2O

b) Cr2O7-2 + Cl- + H+ Cr+3 + H2O + Cl2