Seminário de Química Reações em solução e estequiometria de soluções Elisa C Guida José N P Neto Engenharia Ambiental

Água: Solvente Universal Dissolução da água subterrânea contendo dióxido de carbono. CaCO3(S) + H2O(l) + CO2(aq) → Ca(HCO3)2(aq)

Propriedades das Soluções Aquosas ● Concentração em Quantidade de Matéria Quantidade de matéria Volume da solução ● Conversões Obtenção da quantidade de matéria: Mol = Litros x Mol/Litros Obtenção do volume: Litros = Mol x Litros/Mol

Propriedades das Soluções Aquosas ● Diluição Invariabilidade da quantidade em mols de soluto Cinicial x Vinicial = Cfinal x Vfinal

Propriedades dos solutos em meio aquoso - A condução da eletricidade - Substâncias iônicas (por exemplo o cloreto de sódio) em meio aquoso conduzem corrente elétrica. São, por isso, conhecidas como eletrólitos. Substâncias moleculares (por exemplo a sacarose) em meio aquoso não conduzem corrente elétrica. São, por isso, conhecidas como não eletrólitos.

Propriedades dos solutos em meio aquoso - A condução da eletricidade - Solução de sacarose Solução de NaCl

A polaridade da molécula H2O Mesmo a água sendo uma substância eletricamente neutra, suas moléculas possuem uma carga parcialmente positiva (lado dos H) e uma carga parcialmente negativa (lado do O)

Compostos iônicos em meio aquoso. O NaCl na água O cloreto de sódio em meio aquoso se dissocia em íons Na+ e Cl-. Esses íons são estabilizados pela molécula de água não havendo uma recombinação entre eles.

Comportamento do NaCl na água

Compostos moleculares em meio aquoso Compostos moleculares em água se dissolvem em moléculas individuas mantendo-se a integridade molecular.

Reações de Dupla Troca ou Metáteses AX + BY → AY + BX Observação: Muitas reações de ácido-base e reações de precipitação obedecem ao padrão das reações de dupla troca.

Reações de Precipitação Temos uma reação de precipitação quando esta resulta na formação de um produto insolúvel. Pb(NO)3(aq) + 2 KI(aq) → PbI2(s) + 2 KNO3

Solubilidade de uma Substância A solubilidade de uma substância é quantidade dessa substância que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade de um solvente. Para solubilidade em compostos iônicos temos: - Compostos iônicos solúveis: Ex: Aqueles que contém: I-, Br-, Cl-, NO3-, C2H3O2-, SO42- - Compostos iônicos insolúveis: Ex: Aqueles que contém: S2-, CO32-, OH-, PO43-

NH3(aq) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH-(aq) Ácidos e Bases Ácidos: substâncias que, em solução aquosa, se ionizam formando íons hidrogênio. HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq) H2SO4(aq) → H+(aq) + HSO4-(aq) HSO4-(aq)  H+(aq) + SO42-(aq) Bases: substâncias que reagem com os íons hidrogênio. NH3(aq) + H2O(l)  NH4+(aq) + OH-(aq)

CURIOSIDADE: ANTIÁCIDOS

A força dos eletrólitos Existem dois tipos de eletrólitos: Eletrólitos fortes: Em meio aquoso se encontram total ou quase totalmente ionizados (compostos iônicos e alguns moleculares). Utiliza-se seta simples em suas equações. HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)

A força dos eletrólitos Eletrólitos fracos: Em meio aquoso apresentam uma pequena quantidade de íons. Utiliza-se seta dupla em suas equações. HC2H3O2(aq)  H+(aq) + C2H3O2-(aq)

As equações iônicas É conveniente em uma reação química mostrar como as substâncias se apresentam (se em íons ou moléculas). HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O (l) + NaCl(aq) (equação molecular) Podemos ter as equações iônicas completas H+(aq) + Cl -(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) → H2O(l) + Na+(aq) + Cl-(aq)

As equações iônicas e equações iônicas líquidas: H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l) Nas equações iônicas líquidas omitem-se os íons espectadores.

Reações de Oxirredução ● Oxidação: Ocorre quando um íon ou molécula se torna mais positivamente carregado ● Redução: Ocorre quando um íon ou molécula se torna mais negativamente carregado Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Reações de Oxirredução Regras para a determinação do número de oxidação (NOX) ● Átomos em sua forma elementar tem sempre nox zero ● Íons monoatômicos tem nox igual à carga do íon ● Não-metais geralmente apresentam nox negativo, podendo no entanto ser positivos algumas vezes ● A soma dos números de oxidação de todos os átomos em um composto é igual a zero ● A soma dos números de oxidação em um íon poliatômico é igual a carga do íon

Determinação das quantidades de reagentes ou produtos em meio aquoso – Estequiometria de soluções Conhecendo-se as equações químicas de ionização das substâncias dissolvidas, é possível por meio da estequiometria apresentada no capítulo 3, conhecermos as quantidades de produtos ou reagentes envolvidos na reação.

Exemplo Que quantidade de água se forma na neutralização completa, pelo NaOH, de 25 mL de solução de H2SO4 0,1 mol/L? H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O M = η / V(L) 0,1 = η/25 x 10-3 η = 2,5 x 10-3 (mol de H2SO4) η(água) = 2 x 2,5 x 10-3 = 5 x 10-3 mol de H2O.

Reações de Neutralização e Sais Ocorrem quando a solução de um ácido e a solução de uma base são misturadas, sendo que seus produtos não apresentam características de soluções básicas nem de soluções ácidas. Em geral, uma reação de neutralização entre um ácido e uma base produz água e sal.

→ Titulações Utilizando-se uma solução de concentração conhecida (solução padrão), é possível determinar-se a concentração de uma outra solução. Tal procedimento é conhecido como titulação.

Referências Bibliográficas www.cerebromente.org.br www.irrigarte.hpg.ig.com.br http://www.ionizers.org/water.html Brown, Theodore L; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E. Quimica: A ciência central. 7ª ed.. Rio de Janeiro: LTC, 1999. Brown, Theodore L; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E. Quimica: A ciência central. 9ª ed.. Pearson, 2005. http://pt.wikipedia.org/wiki/Titulação http://br.geocities.com/chemicalnet/quantitativa/titulacao.htm