REAÇÕES EM SOLUÇÕES AQUOSAS E ESTEQUIOMETRIA. Prof. Dr. Cristiano Torres Miranda Disciplina: Química Geral QM81A Turmas Q13 e Q14

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1 REAÇÕES EM SOLUÇÕES AQUOSAS E ESTEQUIOMETRIA Prof. Dr. Cristiano Torres Miranda Disciplina: Química Geral QM81A Turmas Q13 e Q14

2 CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES EM SOLUÇÕES AQUOSAS Reações em soluções aquosas Sem transferência de elétrons Com transferência de elétrons Precipitação Complexação Oxi-redução 2

3 PROPRIEDADES GERAIS DE SOLUÇÕES AQUOSAS Propriedades Eletrolíticas Algumas soluções aquosas tem o potencial de conduzir eletricidade. Esta habilidade de bom condutor está relacionada com o número de íons disponíveis em solução. Há três tipos de soluções: - Eletrólitos fortes. - Eletrólitos fracos - Não eletrólitos. 3

4 PROPRIEDADES GERAIS DE SOLUÇÕES AQUOSAS Propriedades Eletrolíticas Eletrólitos fortes: Dissociam-se completamente quando em solução. Eletrólitos fracos: Produzem uma pequena concentração de íons em solução, quando dissociam-se. Esses íons estão em equilíbrio com a substância não dissociada. Não eletrólitos: Não se dissociam em seus respectivos íons quando em solução. 4

5 REGRAS GERAIS DE SOLUBILIDADE DE ALGUNS COMPOSTOS EM ÁGUA 1. Todos os ácidos inorgânicos são solúveis. 2. Todos os compostos de metais alcalinos são solúveis, exceto alguns compostos de lítio. 3. Todos os nitratos (NO 3- ) são solúveis. 4. A maioria dos acetatos (C 2 H 3 O 2- ) são solúveis, exceto AgC 2 H 3 O 2 e Hg 2 (C 2 H 3 O 2 ) A maioria dos sulfatos (SO 4 2- ) são solúveis, exceto CaSO 4, SrSO 4, BaSO 4, PbSO 4, Ag 2 SO 4 e Hg 2 SO A maioria dos haletos comuns são solúveis, exceto cloretos, brometos e iodetos de Ag(I), Pb(II) e Hg(II); HgI 2 ; fluoretos de Mg, Ca, Sr, Ba e Pb(II). 7. A maioria dos carbonatos (CO 3 2- ), cromatos (CrO 4 2- ), oxalatos (C 2 O 4 2- ) e fosfatos (PO 4 3- ) são insolúveis. Exceto itens 1 e 2 acima. 8. A maioria dos hidróxidos são solúveis, exceto LiOH, que é insolúvel e Sr(OH) 2 e Ba(OH) 2 que são parcialmente solúveis. 5

6 Ácidos Bases REGRAS GERAIS DE FORÇAS DE ALGUNS ELETRÓLITOS EM ÁGUA Ácidos fortes comuns são HCl, HNO 3 e H 2 SO 4 (esse pela primeira perda do próton). A maioria dos ácidos são fracos. Um ácido não familiar deve ser considerado fraco. Ex.: HSO 4 -, HCO 3 -, H 2 PO 4-. Um ânion formado quando um ácido poliprótico perde alguns prótons é fraco. As bases fortes comuns são os hidróxidos dos metais alcalinos e dos metais alcalinos terrosos, exceto Be(OH) 2. É difícil generalizar sobre outros hidróxidos, normalmente os consideramos como fortes. Uma base fraca comumente encontrada é NH 3, também conhecida como NH 4 OH. 6

7 REGRAS GERAIS DE FORÇAS DE ALGUNS ELETRÓLITOS EM ÁGUA Sais Quase todos os sais são eletrólitos fortes. Um sal não familiar deve ser considerado forte. Alguns são fracos, tais como HgCl 2, CdSO 4 e Pb(C 2 H 3 O 2 ) 2. A água é um eletrólito fraco. Íons complexos são eletrólitos fracos. Ex.: [Ag(NH 3 ) 2 ] +, [CuCl 4 ] 2-. 7

8 REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO O produto é pouco solúvel em água. Se a concentração do produto excede à solubilidade da referida substância, têm-se que qualquer quantidade a mais desse produto precipita da solução. Portanto, sempre que íons de um eletrólito insolúvel são introduzidos separadamente em uma solução, se sua concentração final for maior que sua solubilidade, parte desse eletrólito precipita da solução. 8

9 REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO Exemplo BaSO 4 tem solubilidade de 4,0 x 10-5 moll -1. Há formação de precipitado se misturamos 500 ml de uma solução de BaCl 2 a 1,0 moll -1 com 500 ml de Na 2 SO 4 a 1,0 moll -1? n adicionado Ba 2+ = 1,0 moll -1 x 0,5 L = 0,5 mol n adicionado SO 4 2- = 1,0 moll -1 x 0,5 L = 0,5 mol C final BaSO 4 = 0,5 mol/1,0l = 0,5 moll -1. BaCl 2(aq) + Na 2 SO 4(aq) BaSO 4(s) + NaCl (aq) Na + (aq) + Cl - (aq) 9 9

10 EXERCÍCIOS O fluoreto de bário, BaF 2, é utilizado em metalurgia como um agente de soldagem. Sua solubilidade é de 3,6 x 10-3 mol/l. a) Qual é a sua solubilidade em g/l? b) Quantos gramas de BaF 2 são necessários para preparar 298 ml de uma solução saturada de BaF 2? 10

11 REAÇÕES DE COMPLEXAÇÃO O produto é um íon complexo solúvel. Complexo é um agregado formado por um íon metálico coordenado por vários ligantes ao seu redor. Os ligantes podem ser íons ou moléculas. Ligantes podem ser removidos ou substituídos por outros ligantes em um complexo. A hidratação de um íon pode ser considerada um tipo de complexação. O íon complexo formado é dito: aquo-complexo. 11

12 REAÇÕES DE COMPLEXAÇÃO Exemplo AgNO 3(aq) + NaCl (aq) AgCl (s) + Na + (aq) + NO 3 - (aq) Precipitado Branco NH 3(l) Ag(NH 3 ) 2 + (aq) + Cl - (aq) Complexo Incolor 12

13 CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS

14 CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Para efetuarmos os cálculos estequiométricos devemos conhecer as proporções existentes entre os elementos que formam as diferentes substâncias. Por isso é importante sabermos escrever a equação química que representa a reação em estudo. 14

15 ESTEQUIOMETRIA ÁCIDO-BASE Quantos mililitros de uma solução de NaOH a 0,1 moll -1 são necessários para neutralizar 20,0 ml de uma solução de 0,05 moll -1 de HCl? 15

16 Quantos mols de KOH podem ser neutralizados por a) 0,300 mol de HBr? b) 0,150 moi de H 2 CO 3? c) 0,075 mol de H 3 PO 4? 16

17 Quantos litros de NaOH 0,148 mol/l são necessários para a completa neutralização de 144x10-3 L de H 2 SO 4 0,109 mol/l? 17

18 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RUSSEL, J. B.: Química Geral. 2ª Ed. Editora Pearson Makron Books, Vol. 1, KOTZ, J. C.; Treicher, P. M.: Química Geral e Reações Químicas. 5ª Ed. Editora Cenage Learning, Vol. 1,