Reações envolvendo substâncias em solução aquosa: (reações por via úmida) e reações por via seca (substâncias não dissolvidas em solventes)

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1 Reações envolvendo substâncias em solução aquosa: (reações por via úmida) e reações por via seca (substâncias não dissolvidas em solventes) OBJETIVO: é possível fazer generalizações a respeito da ocorrência de reações em solução? O que ocorre quando um sólido iônico é dissolvido em um líquido, (geralmente água)? as interações com o solvente conduzem à formação de íons solvatados, com características bastante distintas das exibidas no retículo iônico.

2 Reações em solução aquosa : íons em solução aquosa: Eletrólitos fortes ou fracos bons condutores baixa condução nãoeletrólitos: dissolve em água mas não ionizam ( açúcar, etanol, etilenoglicol, etc...)

3 Compostos iônicos pouco solúveis: a concentração de seus íons, na solução, é baixa. Pode levar a reações chamadas de precipitação. quando pelo menos um dos íons é introduzido na solução em quantidades mais altas do que as produzidas normalmente pela dissolução parcial do sal, o que se verifica é uma rápida associação do mesmo com o contraíon préexistente na solução, formando um composto pouco solúvel. Na 2 SO 4 (aq) 2Na + (aq) + SO 4 2 (aq) Pb(NO 3 ) 2 (aq) Pb +2 (aq) + 2NO 3 (aq) Precipita : PbSO 4 (s)

4 Solubilidade de sais em água: compostos solúveis exceções quase todos os sais de Na +, K +, NH + 4 sais de nitrato, NO 3 clorato, ClO 3 perclorato, ClO 4 acetato, CH 3 CO 2 quase todos os sais de: Cl haletos de Ag +, Hg 2+ 2, Pb 2+ Br haletos de Ag +, Hg 2+ 2, Pb 2+ I AgI, Hg 2 I 2, HgI 2, Cu 2 I 2, PbI 2 (solúvel a quente), BiI 3 e SnI 2 compostos que contêm F fluoretos de Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Pb 2+ sais de sulfatos, SO 2 4 sulfatos de Mg 2+, Ca 2+ (parcial), Sr 2+ Ba 2+, Pb 2+, Hg(I), Ag +

5 Solubilidade de sais em água: compostos insolúveis exceções todos os sais de carbonato, CO 3 2 sais do grupo I e NH 4 + fosfato, PO 4 3 oxalato, C 2 O 4 2 cromato, CrO 4 2 a maioria dos sulfetos metálicos, S 2 { sais de NH + 4 e dos cátions de metais alcalinos, de cálcio, estrôncio, magnésio, manganês, zinco, ferro e cobre a maioria dos hidróxidos e óxidos metálicos hidróxidos de metais alcalinos e NH 4 + ; cálcio, estrôncio( parc) magnésio pouco solúvel

6 Muitos compostos covalentes são capazes de produzir íons em solução, de maneira semelhante aos compostos iônicos: os ácidos e as bases fracas são exemplos quando a extensão em que ocorre a ionização é baixa, os compostos são ditos pouco dissociados. Neste caso, a mistura de quantidades excessivas desses íons em solução é sempre acompanhada de sua rápida associação, formando o produto pouco dissociado. Produtos pouco dissociados podem ser água, ácidos e bases fracas. Força de ácidos e de bases 1. Ácidos Fortes: HCl, H 2 SO 4, HNO Ácidos Fracos: HAc, H 3 BO 3, H 2 CO 3 (decompõese em CO 2 e H 2 O) Bases Fortes: NaOH, KOH, Ca(OH) 2, Ba(OH) Bases Fracas: NH 4 OH...

7 Ao lado das reações de associação ou de combinação (também denominadas metatéticas), os íons, átomos e moléculas podem perder ou ganhar elétrons, oxidandose ou reduzindose, respectivamente. Estas transformações exigem sempre a presença simultânea de um doador e de um receptor de elétrons e são denominadas reações de oxirredução. a queima: determinado metal + O 2 óxido do metal reação por via seca!

8 Como reconhecer reações que formam produtos pouco solúveis? escreva as reações: Na 2 SO 4 (aq) com Pb(NO 3 ) 2 (aq) Na 2 SO 4 (aq) 2Na + (aq) + SO 4 2 (aq) Pb(NO 3 ) 2 (aq) Pb +2 (aq) + 2NO 3 (aq) Na tabela verifique a solubilidades dos sais envolvidos : 2Na + (aq) e 2NO 3 (aq) solúveis Pb +2 (aq) + SO 4 2 (aq) pouco solúvel Pb +2 (aq) + SO 4 2 (aq) PbSO 4 (s) ppt

9 Como reconhecer compostos pouco dissociados? Eletrólitos fracos: O O Ácido acético H 3 CC (aq) H + (aq) + H 3 C C (aq) OH O uma característica é: equilíbrio químico? a velocidade de dissociação = a velocidade de associação A concentração é a mesma para todos as espécies envolvidas quando existe o equilíbrio?

10 Como reconhecer a formação de complexos? íon alumínio hidratado quando um sal de alumínio se dissolve em água: Al H 2 O Al(H 2 O) 6 3+ complexos consistem de um único átomo metálico central ou íon (ácido de Lewis), ao qual estão ligados várias moléculas ou ânions (bases de Lewis) água.. H Al 3+ : O H

11 Grupo denominação para os complexos NH 3 F H 2 O Cl CN CO OH NO 2 AMINO FLUOR AQUO CLORO CIANO CARBONILO HIDROXI NITRO SCN TIOCIANATO O 2 OXO

12 Produtos pouco dissociados podem ser complexos: complexos consistem de um único átomo metálico central ou íon, ao qual estão ligados várias moléculas ou ânions Cores de Alguns Íons Complexos (em solução) 1. [Ag(NH 3 ) 2 ] + Incolor 2. [Co(H 2 O) 6 ] 2+ Rosa 3. [CoCl 4 ] 2 Azul 4. [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ Vermelho Claro 5. [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ Alaranjado 6. [Cu(H 2 O) 4 ] 2+ Azul Claro 7. [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ Azul Escuro 8. [Ni(H 2 O) 6 ] 2+ Verde Claro 9. [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ Azul Escuro 10. [Fe(SCN) 6 ] 3 Vermelho Sangüíneo

13 Efeito do íon comum Quando se dissolve um sal numa solução que já contém um dos seus íons, sua solubilidade é menor do que em água pura. A redução da solubilidade na presença de um íon comum é chamada efeito do íon comum. ácido acético H + + OAc KOAc (acetato de potássio)

14 Reações entre Ácidos e Bases Ácido e Base fortes, resulta em um sal e água, ph neutro; A reação de HCl e NaOH: H 3 O + + Cl + Na + + OH 2 H 2 O + Na + + Cl A equação iônica de interesse é: H 3 O + (aq) + OH (aq) 2 H 2 O (l) é a reação inversa da autoionização da água, e portanto se considerarmos um equilíbrio: K = 1/ K w = 1.0 x bastante favorável a formação dos produtos.

15 Ácido fraco e Base forte, resulta em água e uma base fraca, ph básico: H 2 PO 4 (aq) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + HPO 4 2 (aq), K a = 6.2 x 10 8 H 3 O + (aq) + OH (aq) 2 H 2 O (l), K = 1/K w = 1.0 x A soma das duas resulta em: H 2 PO 4 (aq) + HO (aq) H 2 O (l) + HPO 4 2 (aq), K= K a. 1/ K w = 6.2 x10 6 solução levemente básica.

16 Ácido forte e Base fraca, resulta em ácido fraco, ph ácido: A reação de ácido HCl (existente no estômago) e bicarbonato de sódio (antiácido): HCO 3 (aq) + H 2 O (l) H 2 CO 3 (aq) + OH (aq) K b = 2.4 x 10 8 H 3 O + (aq) + OH (aq) 2 H 2 O (l) K = 1/K w = 1.0 x Fazendo a soma das duas reações resulta: HCO 3 (aq) + H 3 O + (aq) H 2 CO 3 (aq) + H 2 O (l) K= K b. 1/K w = 2.4 x 10 6 Favorece a formação do ácido carbônico (fraco) que dissocia em: H 2 CO 3 (aq) H 2 O (l) + CO 2 (g) solução levemente ácida Ácido fraco e Base fraca, resulta em base ou ácido fraco: ph depende de K a ou K b.