COMPOSTOS INORGÂNICOS- 4

1. Reações químicas

Geralmente as reações químicas são classificadas em:

Reações de:

- Análise ou decomposição;

- adição ou síntese;

- deslocamento ou simples troca;

- dupla-troca;

- oxidorredução;

Os próximos itens a serem estudados nesta unidade serão: reações de decomposição, de síntese e de dupla-troca.

2. Reações de decomposição ou de análise
Quando um único reagente cede dois ou mais produtos, dizemos que a reação é de análise ou de decomposição. Observe:

Y → X + Z + W
Pirólise: é a reação de decomposição ocasionada pela ação do calor.

Fotólise: a reação de decomposição ocasionada pela ação da luz.

Por exemplo:

3. Reação de síntese ou de adição

Quando duas ou mais substâncias cedem um só produto, ocorre a reação de síntese ou e adição. Observe:

X + Z + W → Y

Por exemplo:

N₂ + 3H₃ → 2NH₃

CaO + CO₂ → CaCO₂ 
S + O₂ → SO₂ 

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

4. Solubilidade dos sais

Os sais solúveis são os que sofrem o processo de dissolução no qual uma grande quantidade de íons fica na solução. Os sais solúveis,são aqueles que um grande número de íons vai para a solução, já os sais insolúveis ou pouco solúveis, são aqueles que uma pequena quantidade de íons vai para a água, fazendo com que a maior parte dele fique coeso.

Por exemplos

O cloreto de potássio é um tipo de sal muito solúvel.
O cloreto de prata é um tipo de sal pouco solúvel.

Para que ocorra uma melhor compreensão dos estudos das reações de dupla-troca é de extrema importância o contato com a tabela de solubilidade dos sais na água.

Regra de solubilidade dos sais na água

Regra 1 – solúveis: sais dos metais alcalinos e do amônio

Regra 2 – solúveis: nitratos

Regra 3 – solúveis: os acetatos
Exceção dos acetatos: CH3 COOAg

Regra 4 – solúveis: os cloretos (Cl^-), brometos (Br^-) e iodetos (I^-);

Exceções que não são solúveis:
- PbCl₂, AgCl e Hg₂Cl₂ (insolúveis)
- PbBr₂, AgBr e Hg₂Br₂ (insolúveis)
- PbI₂, AgI, Hg₂, I₂ (insolúveis)

Regra 5 – solúveis: os sulfatos (SO²_-4);
Principais exceções:
CaSO₄, SrSO₄, BaSO₄, PbSO₄ (insoluveis)

Regra 6 – solúveis: os sulfetos (S²-)
Principais exceções:
- sulfeto dos metais alcalinos e de amônio. (solúveis)
- sulfeto dos metais alcalino-terrosos. (solúveis)

Regra 7 – insolúveis: os carbonatos (CO²_-3), os fosfatos (PO³-4), os sais dos outros ânions que não foram citados são quase todos insolúveis.
Exceções: sais dos alcalinos e do ânion.

É importante sabermos que nas reações de dupla-troca pode ocorrer a formação de um sal que seja insolúvel na água, portanto podemos dizer que esse sal ele precipita, e conseqüentemente forma-se um precipitado.

5. Solubilidade das bases As bases que possuem solubilidade são as dos alcalinos, do bário, do cálcio e do amônio: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ba(OH)_2, Ca(OH)₂ e NH₄OH.

O restante das bases são insolúveis, como por exemplo: AgOH, Fe(OH)₃, Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Mg(OH)₂ etc.

7. Ácidos fixos e ácidos voláteis

Ácido fixo: é quando um ácido possui ponto de ebulição alto.

Por exemplo: H₂SO₄, H₃PO₄, H₃BO₃.

Ácido Volátil: é quando um ácido possui ponto de ebulição baixo.

Por exemplo: HCl, Hbr, HI, H₂S, HCN, HNO₃.

8. Ácidos instáveis

Ácidos instáveis, H₂CO₃, H₂SO₃, se decompõem da seguinte forma:

< H₂CO₃> → CO₂ + H₂O
< H₂CO₃> → SO₂ + H₂O

9. Força das bases São fortes e solúveis os hidripedlink2 dos metais alcalinos e alcalinoterrosos, ou seja, toda a base esta misturada na água se decompõe.

O restante das bases são fortes e também insolúveis: Fe (OH)₃, Zn(OH)₂, Al(OH)₃ etc., onde a pequena quantidade de base que se mistura na água se decompõe por completo.
Já se tratando do hidripedlink3 de amônio, podemos dizer que ele é considerado solúvel, porém fraco, mistura-se em grande extensão, porém continuando em sua maior parte na forma molecular.

10. Reações de dupla-troca

As reações de dupla-troca são: AB + CD → AD + CB.

Em solução aquosa é que ocorrem essas reações, elas acontecem na água, dissociados ou ionizados é o estado dos reagentes, AB e CD podendo ser ácidos, bases ou sais.

A+B- + C+D- → A+D- + C+B-

Como acontece uma reação de dupla-troca

Considerando a reação existente entre AgNO₃ e NaCl, teremos dois sais misturados em água, como nos mostra a figura abaixo:




As duas soluções apresentam aspecto de água pura, por ambos serem sais solúveis.

O AgCl é um sal insolúvel que surge da reação dos dois sais, e apresentando um aspecto turvo, pois o sal formado contêm pequenos cristais que ficam suspensos na água.

Regras para ocorrer reação

Para que aconteça uma reação de dupla troca existem algumas condições que devem ocorrer, pelo menos uma delas, observe abaixo:

- AD e/ou CB é menos solúvel que AB e/ou CD.
- AD e/ou CB é um eletrólito mais fraco que AB e/ou CD.
- AD e/ou CB é mais volátil que AB e/ou CD.
- É necessário que haja formação de gás.


Precipitado no fundo do tubo de ensaio

Exemplos:



13. Procedimento para equacionar as reações de dupla-troca

- É necessário que os reagentes sejam dissociados ou ionizados, para saber os íons participantes.

- Utilizando a dupla-troca escreva os produtos que foram formados.

- sem os coeficientes, escreva a equação.

- É necessário acertar os coeficientes, e verifique se a condição será favorável para que aconteça a reação.

Por exemplo:

1) KCl + AgNO3 →

1ª) KCl → K+ + Cl-

AgNO3 → Ag+ + NO-3

2ª) K+ NO3 e Ag+ Cl-

3ª) KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3

4ª) KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3 (ocorre)

solúvel solúvel insolúvel

Pb(NO3)2 + 2KI → PbI2 + 2KNO3


2) Pb(NO3)2 + KI →

1ª) Pb(NO3)2 → Pb2+ + 2NO-3
KI → K+ + I-

2ª) Pb2+ + 2I → PbI2
K+ + NO-3 + → KNO3

3ª) Pb(NO3)2 + KI → PbI2 + KNO3

4ª) Pb(NO3)2 + 2KI → PbI2 + 2KNO3 (ocorre)
solúvel solúvel insolúvel

3) FeCl3 + KOH →

1ª) FeCl3 → Fe3+ + 3Cl-
KOH → K+ + OH-

2ª) Fe3+ + 3OH → Fe(OH)3
K+ + Cl- + → KCl

3ª) FeCl3 + KOH → Fe(OH)3 + KCl


4ª) FeCl3 + 3KOH → Fe(OH)3 + 3KCl (ocorre)
solúvel solúvel insolúvel


FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3KCl

Surge um precipitado vermelho-ferrugem de Fe(OH)3, que foi produzido pela reação.

Equação iônica Na equação iônica escrevem-se somente as partículas que de alguma forma sofreram alteração. Lembrando que ela é considerada uma equação simplificada.

Por exemplo:

1) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃
Na⁺ (aq) + Cl^-(aq) + Ag⁺ (aq) + NO_-3(aq) →
→ Ag⁺ Cl^-(s) + Na⁺ (aq) + NO_-3(aq)

Equação iônica 
Ag⁺ (aq) + Cl^-(aq) → Ag⁺ Cl^-(s)


2) Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂ + 2KNO₃

Pb²⁺ + 2NO_-3 + 2K⁺ + 2I^- →
→ Pb₂(s) + 2K⁺ + 2NO_-3


Equação iônica
Pb²⁺(aq) + 2I^-(aq) → PbI₂(s)

Reações que foram compostos instáveis

Compostos instáveis: 
Ácidos carbônicos – H2CO3

Sulfuroso – H2O3

Tiossulfurico – H2S2O3

Hidróxido de amônio – NH4OH

↑
a) Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

↑
b) K2SO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + SO2

↑
c) Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + S↓ + SO2

↑
d) NH4Cl + NaOH → NaCl + H2O + NH3

Precipitados

Hidróxido ferroso – Fe(OH)2 verde.

Hidróxido de zinco – Zn (OH)2 branco.

Sulfato de bário – BaSO4 branco.

Hidróxido férrico – Fe (OH)3 vermelho ferrugem.

Hidróxido cúprico – Cu (OH)2 azul.

Iodeto de chumbo – PbI2 amarelo.

H3C – COOH + NaHCO3 → Na [H3C – COOH] + H2O

ácido bicarbonato acetato

acético de sódio de sódio

A reação que ocorre entre o vinagre e o fermento que contém bicarbonato de sódio libera gás carbônico.

16. As utilidades do bicarbonato de sódio (NaHCO3)

O bicarbonato de sódio está muito presente nos compostos que utilizamos no dia-a-dia, ele pode ser utilizado em fermentos, extintores de incêndio, e também como antiácido estomacal.

Antiácido estomacal

Para que ocorra a digestão, nosso estômago produz o ácido clorídrico.

Algumas pessoas ficam, por exemplo, nervosas, com hiperacidez (excesso de ácido clorídrico), para normalizar essa acidez deve-se tomar um tipo de base fraca e que não seja tóxica.

Os antiácidos mais comuns são:

NaHCO3 – Alka-Seltzer, Sonrisal
CaCO3 – Tums
Mg(OH2)2 - Leite de Magnésia
Al(OH)3 – Mylantra, Maalox

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O


Fermentos para pães e bolos

Esse é o fermento químico, ele é composto por NaHCO3, ou seja, um ácido orgânico, que pode ser cítrico ou tartárico, onde para que ele possa agir na massa fazendo-a crescer deve ser dissolvido em água ou em leite, desta forma ocorrerá a reação com o bicarbonato de sódio, e a liberação do gás carbônico, fazendo a massa crescer.

↑
NaHCO3 + HA → NaA + H2O + CO2
ácido

O bicarbonato de amônio também é usado como fermento, ele libera gás carbônico, amônia e água, isso ocorre quando se decompõe e por aquecimento.


NH4HCO3(s) → NH3(s) + CO2(s) + H2O(v)
∆

Fermento biológico
Leveduras são microorganismos que separam enzimas que catalisam a transformação do açúcar em álcool e gás carbônico.
Observe:

C6H12O6 enzima 2 C2H6O + CO2
glicose levedura etanol

Quando é liberado o CO2 a massa se expandi.

Extintor de incêndio de espuma química 
Este extintor funciona da seguinte forma: se invertido ele abre uma tampa que fica interna na garrafa, contendo H2SO4 o ácido é liberado e entra em contato com o NaHCO3.

2 NaHCO3(aq) + H2SO4(aq) →
→ Na2SO4(aq) + 2H2O(l) + 2 CO2(g)

Quando o CO2 é produzido ele provoca uma pressão e sai junto com a solução, o que resulta em uma espuma, evitando assim que o material que está em chamas não entre em contato com o oxigênio, porém ele não pode ser utilizado em situações de incêndio ligadas a rede elétrica, pelo fato de que a espuma conduz corrente elétrica, pois nela há íons.