QUÍMICA GERAL

1. QUÍMICA GERAL REAÇÕES QUÍMICAS Prof. Jair Alberto

2. Química Geral REAÇÕES QUÍMICAS O QUE É UMA REAÇÃO QUÍMICA? É processo de mudanças químicas, onde ocorre a conversão de uma substância, ou mais, em outras substâncias. A + B C + D REAGENTES PRODUTOS Sódio + Água Hidróxido de Sódio + Hidrogênio Na + H2O NaOH + H2 As reações químicas estão classificadas em:

3. Reações de Síntese: Duas ou mais substância originam somente uma como produto. A     +     B     =>     AB H2     +     S     =>     H2S C     +     O2     =>     CO2

4. Reações de análise ou decomposição: Formam-se duas ou mais substâncias a partir de uma outra única. AB     =>     A     +     B NaCl     =>     Na     +     Cl2 CaCO3     =>     CaO     +     CO2

5. Reações de deslocamento ou simples troca: • Substância simples desloca um elemento de uma substância composta, originando outra substância simples e outra composta. • A     +   BC     =>     AC     +     B • Quando a substância simples  (A) é um metal, ela deverá ser mais reativa (eletropositiva) que B, para poder deslocá-lo. Para isso, devemos nos basear na fila de reatividade ou eletropositividade. Reatividade ou eletropositividade aumenta Cs  Li  Rb  K  Ba  Sr  Ca  Na  Mg  Be  Al  Mn  Zn  Cr   Fe  Co  Ni  Sn  Pb  H  Sb  As  Bi  Cu  Ag  Hg  Pt  Au  • Um metal que vem antes na fila desloca um que vem depois. • Na     +     FeCl2     =>     NaCl    +     Fe • A reação ocorre pois o Na é mais reativo que o Fe.

6. Quando a substância simples é um não metal, a reação ocorre se o não metal (C) for mais reativo (eletronegativo)  que o não metal A. Para isso, devemos nos basear na fila de reatividade ou eletronegatividade. Reatividade ou eletronegatividade aumenta F     O     N     Cl     Br     I     S     C     P • Não metal que vem antes na fila é mais reativo (eletronegativo) e desloca um que vem depois. • Cl2     +    H2S    =>     HCl     +     S

7. Reações de substituição ou dupla troca: Duas substância compostas são formadas a partir de outras duas. Substituem-se mutuamente cátions e ânions. AB     +     CD     =>     AD     +     CB As reações de neutralização são exemplos característicos de rações de dupla troca. HCl     +     KOH     =>     KCl     +     H2O • Para a ocorrência das reações de dupla troca, deve ocorrer uma das condições: • forma-se pelo menos um produto insolúvel • forma-se pelo menos um produto menos ionizado (mais fraco) • forma-se pelo menos um produto menos volátil.

8. Química Geral LEI DA CONSERVAÇÃO DAS MASSAS A massa total de uma reação química é constante. Os átomos não são criados nem destruídos em uma reação química, simplesmente eles mudam de parceiro. Como os átomos não são criados nem destruídos em uma reação química, os químicos multiplicaram as fórmulas por fatores para mostrar o mesmo número de átomo de cada elemento em cada lado da reação. Este artifício matemático é conhecido como BALANCEAMENTO. EQUAÇÃO NÃO BALANCEADA Na + H2O NaOH + H2 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 EQUAÇÃO BALANCEADA COEFICIENTE ESTEQUIOMÉTRICO

9. Química Geral Em uma equação química representa-se os estados físicos de cada reagente e produto. (s) – Sólido; (l) – Líquido; (g) – Gasoso; (aq) – Aquoso; Para indicar que a reação requer calor (Temperatura) utiliza-se a letra grega Δ. Para indicar que a reação precisa de um catalisador utiliza-se a fórmula do catalisador sobre a flecha da reação. 2 Na(s) + 2 H2O(l)2 NaOH(aq) + H2(g) CaCO3(s)ΔCaO(s) + CO2(g) 2 SO2(g) + O2 (g) V2O5 2 SO3(g)

10. Química Geral Uma equação química balanceada simboliza as mudanças qualitativas e quantitativas que ocorrem em uma reação química. Os coeficientes estequiométricos nos dão os números relativos de mols dos reagentes e produtos que fazem parte de uma reação. BALANCEAMENTO Os coeficientes estequiométricos são utilizados para mostrar que os átomos não são criados nem destruídos. As equações químicas podem ser balanceadas por dois métodos: - Ácido base – sem transferência de elétrons. Por tentativa; - Redox – ocorre a transferência de elétrons. Reações de Oxidação e Redução;

11. Química Geral Balanceamento por Tentativa: Muitas equações podem ser balanceadas por tentativa. Exemplo: O butano (C4H10) é um dos ingrediente do gás natural. Ele queima na presença de oxigênio (O2) para formar dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). Para montarmos a equação balanceada para esta reação, primeiro devemos escrever a equação principal. C4H10(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l) C4H10(g) + O2(g)4 CO2(g) + 5H2O(l) Iniciar com a fórmula que tem o maior número de átomos ou maior número de elementos diferentes. Os átomos de Oxigênio são os únicos que não estão balanceados a esquerda da equação.

12. Química Geral Para remover a fração basta multiplicar todos os coeficientes estequiométricos por 2. 2 C4H10(g) + 13 O2(g)8 CO2(g) + 10 H2O(l) C4H10(g) + 13/2 O2(g)4 CO2(g) + 5 H2O(l) Exercício 1: Balancear a equação química que representa a queima do gás hidrogênio (H2) em presença de (O2) para formar água. H2 (g) + O2(g) H2O(l)

13. Química Geral Exercício 2: Balancear a equação química que representa a queima do gás metano (CH4) em presença de (O2) para formar dióxido de carbono e água. CH4 (g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l) Exercício 3: Balancear a equação química abaixo: Al(l) + BaO(s)Δ Al2O3(s) + Ba(l)

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15. Química Geral ESTEQUIOMETRIA DAS REAÇÕES Qualitativamente uma equação química descreve quais os reagentes e produtos que participam de uma reação. 4 Fe(s) + 3O2(g) 2 Fe2O3(s) Átomo de Ferro Molécula de Oxigênio Fórmula Unitária do Óxido Férrico Na reação acima, o átomo de ferro reage com a molécula de oxigênio para formar o óxido férrico. Quantitativamente uma equação química balanceada descreve a relação numérica entre átomos ou moléculas consumidas ou formadas em uma reação. 4 mols de átomos de Fe reagem com 3 mols de moléculas de O para formar 2 mols de moléculas de óxido férrico.

16. Química Geral Exercício 7: Na reação da amônia (NH3) com o (O2) para formar óxido nítrico (NO) e água. Quantas moléculas de NO podem ser formadas a partir de 3,60 x 1021 moléculas de O2? NH3 (g) + O2(g) NO(g) + H2O(l)

17. Química Geral Exercício 8: Na reação abaixo, quando 1,38 mols de N2 reagem, (a) quantos mols de H2são consumidos? (b) e quantos mols de NH3 são formados? N2 (g) + H2(g) NH3(g)

18. Química Geral Exercício 9: Determinequantas moléculas de NO podem ser formadas quando 6,98 mols de O2 são consumidos na reação: 4 NH3 (g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(l) Exercício 10: Quando o sulfeto de chumbo (PbS) e o óxido de chumbo (PbO) são aquecidos juntamente os produtos dessa reação são o chumbo metálico (Pb) e o dióxido de enxofre (SO2). Se 14 g de PbO reagem de acordo com a reação abaixo, determine: PbS(s) + 2 PbO(s) 3 Pb(l) + SO2(g)

19. Química Geral a) Quantos mols de átomos de chumbo são formados? b) Quantos gramas de chumbo são formados? c) Quantos átomos de chumbo são formados? d) Quantos gramas de dióxido de enxofre são formados? NÚMERO DE MOLS (no mol) = m (g) MM g.mol-1 1. Determinar o número de mols de PbO: a. Na equação balanceada temos:

20. Química Geral b. Quantos gramas de chumbo? c. Quantos átomos de chumbo?

21. d. Quantos gramas de dióxido de enxofre são formados?

22. Química Geral Exercício 11: O Xileno é um composto constituído somente de átomos de carbono e hidrogênio. Sua análise elementar (CHN) e a sua fórmula empírica pode ser determinada por uma técnica conhecida como análise de combustão, na qual, a amostra é queimada com excesso de oxigênio e os produtos formados, dióxido de carbono e vapor de água, são separados e pesados. Se a combustão da amostra de xileno produz 33,4 g de CO2 e 8,55 g de H2O determine a composição percentual e a formula mínima para o xileno. MM CO2 = 44 g.mol-1 MM H2O = 18 g.mol-1