EXPERIÊNCIA 4 REAÇÕES E EQUAÇÕES QUÍMICAS

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1 CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT Departamento de Ciências Básicas e Sociais - DCBS Disciplina Química Experimental QEX Prof. Sivaldo Leite Correia EXPERIÊNCIA 4 REAÇÕES E EQUAÇÕES QUÍMICAS 1. INTRODUÇÃO 1.1. Reações e equações químicas Reações químicas entre substâncias resultam na formação de novas substâncias com propriedades físicas diferentes, tais como cor, solubilidade e ponto de fusão. Tais mudanças químicas podem ser observadas pelo desenvolvimento de calor ou luz, a formação de um gás ou substância insolúvel durante o desenvolvimento da reação. As substâncias iniciais de uma reação química são chamadas de reagentes a as novas substâncias formadas são chamadas de produto. Na reação: 2 H2 O2 2H2O calor hidrogênio e oxigênio são reagentes e a água é o produto. Diversos símbolos são utilizados nas equações químicas, com o objetivo de representar o que está ocorrendo. Alguns destes símbolos são mostrados a seguir: sentido das reação desprendimento de um gás uma substância insolúvel aquecimento Para a reação CaCO 3 CaO CO2, os símbolos indicam que o sistema é aquecido, formando óxido de cálcio e o gás CO 2.

2 Balanceamento de equações químicas As reações químicas são descritas por equações químicas balanceadas que indicam o número de átomos, íons ou moléculas envolvidas na reação.balancear uma equação significa seguir a lei de conservação de massa que diz que a massa total de um sistema fechado deve permanecer constante. Para fazer o balanceamento de uma equação química, os passos são os seguintes: a) Escrever corretamente as fórmulas de cada substância da reação. Uma vez escrita a fórmula correta, não mudar o índice pois isso invalidaria a fórmula. b) Balancear a equação mudando somente os coeficientes. O mesmo número de átomos de cada elemento deve aparecer em ambos os lados da equação. O coeficiente se refere a todos os átomos da fórmula Classificação das reações químicas 1) Reação de síntese ou adição: Um único produto é formado a partir de dois reagentes A B C 2) Reação de análise ou decomposição: Um único reagente se decompõe em dois ou mais produtos AB A B 3) Reação de simples troca ou deslocamento: Esta reação segue o modelo: A BC AB C 4) Reação de dupla troca: Ocorrem quando dois íons positivos e negativos de um composto trocam de lugar com íons de um outro composto, nos seguintes casos: a) quando se forma um produto insolúvel; b) quando se forma um produto iônico e um molecular, ou seja, pouco ionizado, ou; c) quando se forma um produto gasoso. Estas reações seguem o modelo: AB CD AC BD

3 3 2. OBJETIVOS No final desta experiência o aluno deverá ser capaz de: Escrever e balancear equações químicas das reações; Identificar os produtos formados em uma reação 3. MATERIAIS Béquer Pinça Tubos de ensaio Fio de cobre Zinco metálico Tiras de magnésio Dióxido de manganês Sulfato de zinco 0,25 mol.l -1 Sulfato de sódio 0,1 mol.l -1 Peróxido de hidrogênio 3% Sulfato de cobre 0,25 mol.l -1 Nitrato de prata 0,1 mol.l -1 Ácido clorídrico 1,0 mol.l -1 Hidróxido de sódio 1,0 mol.l -1 Nitrato de bário 0,10 mol.l -1 Carbonato de sódio 1,0 mol.l PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Reações de Síntese Usando um par de tenazes, prenda um pedaço de cinco centímetros de fio de cobre, lixado, na parte quente do bico de Bunsen durante dois minutos Reações de análise Coloque 10 ml de peróxido de hidrogênio 3% num Becker pequeno. Adicione uma pequena quantidade do catalisador MnO 2 e observe o que acontece Reações de simples troca Em cinco tubos de ensaio:

4 4 a) Adicione um pouco de zinco metálico a 1 ml de sulfato de cobre 0,25 mol.l -1. Depois de alguns minutos observe algumas mudanças. b) Junte um pouco de cobre metálico a l ml de sulfato de zinco 0,25 mol.l -1. Após alguns minutos observe quaisquer mudanças. c) Junte a tira de magnésio a 1 ml de nitrato de prata 0,1 mol.l -1. Observe quaisquer mudanças. d) Junte uma tira de magnésio conforme item (c) a 1 ml de ácido clorídrico 1,0 mol.l -1. Observe quaisquer mudanças. e) Junte um pouco de cobre metálico a 1 ml de ácido clorídrico 1,0 mol.l -1. Observe quaisquer mudanças Reações de dupla troca Em dois tubos de ensaio: a) Junte 1 ml de nitrato de bário 0,1 mol.l -1 a 1 ml de sulfato de sódio 0,1 mol.l -1. Observe quaisquer mudanças. b) Junte rapidamente 1 ml de HC1 1,0 mol.l -1 a 1 ml de carbonato de sódio 1,0 mol.l -1. Observe quaisquer mudanças. c) Num Becker pequeno coloque 20 ml de ácido clorídrico 1,0 mol.l -1. Anote a temperatura. Adicione 20 ml de hidróxido de sódio 1,0 mol.l -1 e observe quaisquer mudanças de temperatura.

5 5 FOLHA DE DADOS Equipe: Turma: Data: / / Complete e faça o balanceamento de todas as equações seguintes: 1. Reação de síntese: 2. Reações de análise: Cu + O 2 H 2 O 2 + Catalisador 3. Reações de simples troca: a) Zn (s) + Cu +2 (aq) + SO 4-2 (aq) b) Cu (s) + Zn +2 (aq) + SO 4-2 (aq) c) Mg (s) + Ag +1 (aq) + NO 3-1 (aq) d) Mg (s) + H +1 (aq) + Cl -1 (aq) e) Cu (s) + H +1 (aq) + Cl -1 (aq)

6 6 4. Reações de dupla troca: a) Ba NO Na +1 + SO 4-2 b) H +1 + Cl -1 + Na +1 + OH -1 c) Na +1 + CO H +1 + Cl -1 PRÉ-LABORATÓRIO 1. Verificar se ocorre ou não a reação representada por (sugira uma explicação para o fato de ocorrer ou não): a) Mg (s) + H 2 SO 4(aq) MgSO 4(aq) + H 2(g) b) Ag (s) + Fe(NO 3 ) 2(aq) AgNO 3(aq) + Fe (s) c) Cl 2(g) + NaI (aq) NaCl (aq) + I 2(aq) Em cada caso faça o balanceamento da equação química. QUESTIONÁRIO 1. Explique os resultados da adição de cobre ao sulfato de zinco. 2. Explique qualquer diferença entre a adição de magnésio ao ácido clorídrico e a adição de cobre ao ácido clorídrico. 3. Como você detectaria a ocorrência de reação química entre HCl e NaOH? 4. Quatro metais, A, B, C e D, têm as seguintes propriedades:

7 7 a) Somente A e C reagem com ácido clorídrico 1,0 M para dar H 2(g). b) Quando C é adicionado a soluções dos íons dos outros metais, há formação de B, D e A metálicos. c) O metal D reduz B n+1 para dar o metal B e íons D n+1. Com base nessas informações disponha os quatro metais numa seqüência crescente da capacidade redutora. 4. Especifique o agente oxidante e o agente redutor e descubra, pelo método de oxidaçãoredução, os coeficientes das equações (mostre como chegou nos resultados): a) FeSO 4 + H 2 SO 4 + HNO 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 + NO + H 2 O b) H 2 S + MnO H + S + Mn 2+ + H 2 O

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