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E-books PCNA

Vol. 1

ELEMENTAR

CAPÍTULO 3 – REAÇÕES INORGÂNICAS

QUÍMICA

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1 QUÍMICA ELEMENTAR – CAPÍTULO 3

SUMÁRIO

Apresentação -------------------------------------------- 3

Capítulo 3 ------------------------------------------------ 4

3. Reações Inorgânicas ------------------------------ 4

3.1. Reação Química ---------------------------------------- 4

3.2. Tipos De Reação --------------------------------------- 4

3.3. Solubilidade Em Água -------------------------------- 5

3.4. Regras De Solubilidade ------------------------------- 6

3.5. Indícios Da Ocorrência De Uma Reação: ----------- 6

3.6. Reação De Neutralização ----------------------------- 6

3.6.1. Reação de neutralização total e síntese de sais -- 6

3.6.2. Neutralização parcial do ácido: -------------------- 7

3.6.3. Neutralização parcial da base: --------------------- 7

3.6.4. Reações Dos Óxidos--------------------------------- 8

3.6.5. Casos particulares ---------------------------------- 10

3.7. Reações De Óxi-Redução ---------------------------- 10

3.7.1. Oxidação --------------------------------------------- 10

3.7.2. Redução --------------------------------------------- 11

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3.7.3. Número de oxidação (nox) ----------------------- 11

3.7.4. Cálculo do nox: ------------------------------------- 11

3.8. Balanceamento Estequiométrico ----------- 11

3.8.1. Regra geral (macho) -------------------------------- 11

3.8.2. Balanceamento redox ------------------------------ 12

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Apresentação

Ao chegar à UFPA, você tem a possibilidade de

cursar gratuitamente cursos de nivelamento em Ciências

Básicas (Física, Química e Matemática). Assistindo às aulas

no próprio ambiente em que cursará sua graduação, isso

auxiliará você a adquirir o conhecimento necessário para

enfrentar melhor o programa curricular do seu curso.

Então seja Bem-vindo ao Curso de Nivelamento em

Química Elementar do PCNA. Este é o terceiro de uma série

de o i t o E-books que vão lhe acompanhar durante o

curso, o professor utilizará este material como apoio às

suas aulas e é fundamental que você o leia e acompanhe as

atividades propostas.

A série “E-books PCNA-Química” foi desenvolvida

com o propósito de apresentar o conteúdo do curso de

Química Elementar.

Neste fascículo você irá encontrar o conteúdo de

Reações Inorgânicas. É bom lembrar que não se pode

aprender Química sem alguns pré-requisitos, que muitas

vezes não valorizamos por acharmos simples e

descomplicados, todavia, atenção e compreensão se fazem

necessária.

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Capítulo 3

3. Reações Inorgânicas

3.1. Reação Química

Reação química é a união de dois ou mais átomos, moléculas ou íons, união esta que resulta em uma alteração química.

3.2. Tipos De Reação

• Síntese ou adição:

𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 → 𝑐𝐶 • Decomposição ou análise:

𝑐𝐶 → 𝑎𝐴 + 𝑏𝐵

• Deslocamento ou Reação de simples

troca:

𝐴𝐵 + 𝐶 → 𝐴𝐶 + 𝐵 (𝐶 é 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝐵)

𝐴𝐵 + 𝐶 → 𝐶𝐵 + 𝐴 (𝐶 é 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝐴)

• Reação de dupla troca:

𝐴𝐵 + 𝐶𝐷 → 𝐴𝐷 + 𝐶𝐵

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A reação de dupla troca ocorre quando AD e/ou CB

for:

- menos solúvel

- eletrólito mais fraco

- mais volátil que AB e/ou CD.

3.3. Solubilidade Em Água

Metais:

• Metais alcalinos fazem reação muito violenta

(perigo!) com a água, mesmo a frio.

• Metais alcalino-terrosos fazem reação branda com a

água, a frio.

• O magnésio faz reação muito lenta com a água fria;

com a água quente é mais rápida, porém branda.

• Os metais menos reativos que o Mg e mais reativos

que o H só reagem com vapor de água a alta temperatura.

• Os metais menos reativos que o H não reagem com a

água em nenhuma condição.

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3.4. Regras De Solubilidade

As regras de solubilidade estão expostas na tabela 3.1.

Tabela 3.1: Solubilidade em água.

Solubilidade em água

Solúveis

(como regra)

Insolúveis

(principais exceções)

Insolúveis

(como regra)

Solúveis

(principais exceções)

Nitratos (NO3-)

Acetatos (CH3 - COO-) -

Sulfetos (S2-)

Metais alcalinos,

alcalinos-terrosos

e amônio (NH+4)

Cloretos (Cl-)

Brometos (Br-)

Iodetos (I-)

Ag+, Pb2+,Hg22+

Sulfatos (S2-) Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+

3.5. Indícios Da Ocorrência De Uma Reação:

• Mudança de coloração no sistema e/ou

• Liberação de gás (efervescência) e/ou

• Precipitação (formação de composto insolúvel).

3.6. Reação De Neutralização

3.6.1. Reação de neutralização total e síntese de sais

Cada H+ do ácido é neutralizado por cada OH- da base.

𝐻+ + 𝑂𝐻− → 𝐻2𝑂 2𝐻+ + 2𝑂𝐻− → 2𝐻2𝑂

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Para equacionar a neutralização total corretamente, devemos:

1º Igualar n° de H+ igual número de OH- que é igual

ao número de H2O. 2°Escrever a fórmula do sal formado. EXEMPLOS:

𝐻𝐶𝑙 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2𝑂

𝐻2𝑆𝑂4 + 2𝐾𝑂𝐻 → 𝑘2𝑆𝑂4 + 2𝐻2𝑂

2𝐻3𝑃𝑂4 + 3𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2 + 6𝐻2𝑂

𝐻2𝐶𝑂3 + 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2 → 𝐹𝑒𝐶𝑂3 + 2𝐻2𝑂

3.6.2. Neutralização parcial do ácido:

Ocorre quando há ácido em excesso.

𝐻2𝐶𝑂3 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 + 𝐻2𝑂 NaHCO3: Hidrogeno carbonato de sódio ou

carbonatomonoácido de sódio ou bicarbonato de sódio. O NaHCO3 é um sal ácido, ou hidrogenossal, pois

apresenta hidrogênio ionizável.

3.6.3. Neutralização parcial da base:

Ocorre quando há base em excesso.

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𝐻𝐶𝑙 + 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2 → 𝑀𝑔(𝑂𝐻)𝐶𝑙 + 𝐻2𝑂

Mg(OH)Cℓ: hidróxicloreto de magnésio ou

cloretobásico de magnésio. O Mg(OH)Cℓ é um sal básico, pois apresenta hidroxila

(OH-). NaCℓ é um sal neutro ou normal, não apresenta

hidrogênio ionizável nem hidroxila. CuSO4.5H2O é um sal hidratado.

KAℓ(SO4)2 é um sal duplo, pois apresenta dois cátions:

K+ e Aℓ+3.

3.6.4. Reações Dos Óxidos

O caráter dos óxidos esta ligado aos tipos de reações que produzem.

• Óxidos básicos: são óxidos de acentuado caráter

iônicos. Reagem com água produzindo base e com ácidos

produzindo sal e água.

• Óxidos ácidos: são óxidos de acentuado caráter

covalentes, reagem com água produzindo acido e reagem

com base produzindo sal e água.

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• Óxidos anfóteros: são ácidos de caráter

intermediário, entre o iônico e o covalente, tendendo para o

covalente. Possuem um comportamento ambíguo, pois

reagem com ácidos produzindo sal e água e reagem com

bases produzindo os mesmos produtos.

• Óxidos neutros: são óxidos que não possuem

caráter básico nem ácido. São todos covalentes e não reagem

com base, ácido ou água.

NOX ELEMENTOS

0 Substâncias simples

+1 Alcalinos, Ag e H

+2 Alcalinos terrosos, Zn e Cd

+3 Alumínio

-1 Família 7

-2 Família 6

Exceções:

Exceções NOX ELEMENTOS -1 H+ metal -1 Oxigênio nos peróxidos

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3.6.5. Casos particulares

O H3PO3 apresenta apenas dois hidrogênios ionizáveis, basta apenas duas hidroxilas para que sua neutralização seja total.

𝐻3𝑃𝑂3 + 2𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎2𝐻𝑃𝑂3 + 2𝐻2𝑂

Na2HPO3 (fosfito de sódio) é um sal neutro ou normal,

pois não apresenta hidrogênio ionizável. O H3PO2 apresenta apenas um hidrogênio ionizável,

basta apenas uma hidroxila para que sua neutralização seja total.

𝐻3𝑃𝑂2 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎𝐻2𝑃𝑂3 + 𝐻2𝑂 NaH2PO3 (hipofosfito de sódio) é um sal neutro ou

normal, pois não apresenta hidrogênio ionizável.

3.7. Reações De Óxi-Redução

É a reação na qual o elemento sofre variações no seu

número de oxidação devido a ocorrência de transferência de

elétrons.

Em uma reação, a espécie que sofre oxidação é chamada de agente redutor e a espécie que sofre redução é chamada de agente oxidante.

3.7.1. Oxidação

É o fenômeno que indica que uma espécie química perdeu elétrons, tendo aumento do seu número de oxidação.

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3.7.2. Redução

É o fenômeno que indica que uma espécie química ganhou elétrons, tendo diminuição do seu número de oxidação.

3.7.3. Número de oxidação (nox)

É o número que indica a carga real, para os íons ou carga parcial para átomos em ligações covalentes.

3.7.4. Cálculo do nox:

Segue algumas tabelas que mostram regras que facilitarão o estudo a respeito de nox.

Nos íons formados por um elemento, o nox é igual a carga.

ÍON NOX Cu+2 Cu = + 2 Fe+3 Fe = + 3

3.8. Balanceamento Estequiométrico

3.8.1. Regra geral (macho)

Usualmente se usa a ordem de balanceamento a

seguir: Metais, Ametais, Carbono, Hidrogênio e Oxigênio.

Porém, nem sempre é possível balancear reação

usando a regra acima, então iremos mostrar mais duas:

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3.8.2. Balanceamento redox

a) Calcular o NOX de cada entidade química que

participa da reação, determinando quais sofreram oxidação

e redução.

b) Escolher qualquer um dos dois membros da

equação para iniciar o balanceamento.

c) A partir do membro escolhido, calcular o número de

elétrons que foram perdidos e ganhos, da seguinte maneira:

• O número de elétrons perdidos é igual à variação do

NOX da entidade química que sofreu oxidação, multiplicada

pelo número de vezes que esta entidade química aparece na

fórmula da substância redutora, no membro escolhido.

• O número de elétrons ganhos é igual à variação do

NOX da entidade química que sofreu redução, multiplicada

pelo número de vezes que esta entidade química aparece na

fórmula da substância oxidante, no membro escolhido.

d) Caso seja possível, simplificar o número total de

elétrons perdidos e ganhos.

e) Para igualar o número de elétrons perdidos com o

número de elétrons ganhos, fazemos:

• O coeficiente da substância redutora igual ao

número de elétrons ganhos.

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• O coeficiente da substância oxidante igual ao

número de elétrons perdidos.

f) Os coeficientes das demais substâncias são

calculados com base na conservação dos átomos.

Obs.: Peça ajuda de um professor para exemplificar

este método.

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