Reações em soluções aquosas

Apresentação em tema: "Reações em soluções aquosas"— Transcrição da apresentação:

1 Reações em soluções aquosas
As reações ácido-base A definição de Arrhenius Ácido: substância contendo hidrogênio que produz H+. Base: substância que produz OH-. Neutralização: combinação entre H+ e OH-: Soluções diluídas de ácido forte, quando neutralizadas por soluções diluídas de bases fortes, liberam uma mesma quantidade de calor. Alguns calores de neutralização molares são muito menores que esta quantidade: por exemplo, quando soluções de HCN e NaOH são misturadas (H =-10,3 kJ mol-1. HCN é ácido fraco., Por Ácido: substância contendo hidrogênio que produz H+. Limitações da definição de Arrhenius: (a) limitada ao comportamento em soluções aquosas; (b) ignora muitas substâncias e outras espécies dissolvidas além dos íons OH- que se combinarão com os íons H+ e muitas outras além dos íons H+ que se combinarão com os íons OH-; (c) ignora que muitas substâncias que não são compostos contendo hidrogênio ou hidróxido aumentam a concentração de íons H+ ou OH- quando adicionadas em água. 1

2 Reações em soluções aquosas
As reações ácido-base A definição pelo sistema solvente Ácido: substância que aumenta a concentração de cátions relacionados com o solvente. Base: substância que aumenta a concentração de ânions relacionados com o solvente. Exemplos: 2

3 Reações em soluções aquosas
As reações ácido-base A definição de Bronsted-Lowry Ácido: espécie que tende a doar um próton. Base: espécie que tende a receber um próton. Espécie não precisam estar presente em um solvente. Reação ácido-base envolve a competição por um próton entre duas bases. Par ácido-base conjugado: 3

4 Reações em soluções aquosas
As reações ácido-base A definição de Bronsted-Lowry Força de um ácido: sua tendência a doar um próton. Força de uma base: sua tendência para receber um próton. Quanto mais forte é um ácido, mais fraca será sua base conjugada. Quanto mais é uma base, mais fraco será seu ácido conjugado. Efeito nivelador: ácidos chamados fortes (Arrhenius) estão acima da água; devido à basicidade da água, cada uma das reações na tabela ao lado alcança uma posição de equilíbrio deslocada para a direita. 4

5 Reações em soluções aquosas
As reações ácido-base A definição de Bronsted-Lowry Em solvente menos básico, a tendência de cada ácido em transferir seu próton é menor. Exemplo, ácido acético como solvente. Solvente diferenciador: solvente que distingue as forças de ácidos. Por exemplo: a condutividade das soluções ácido ao lado (soluto) + ácido acético (solvente) varia. 5

6 Reações em soluções aquosas
As reações ácido-base A definição de Lewis Ácido: receptor de par de elétrons. Base: doador de par de elétrons. Reação ácido-base: formação de uma ligação covalente coordenada. Última reação ao lado: não pode ser classificada como uma reação ácido-base de acordo com Arrhenius e Bronsted-Lowry. 6

7 Reações em soluções aquosas
As reações de precipitação e complexação Reação de precipitação: produto é uma fase condensada (sólida ou líquida). Reação de complexação: produto é um íon complexo solúvel. A precipitação Preparação de solução de sulfato de Bário pela dissolução direta do sal. Preparação de solução de sulfato de Bário pela adição dos dois íons separadamente. 7

8 Reações em soluções aquosas
As reações de precipitação e complexação A precipitação Equações iônicas simplificadas  Definição: equação que apresenta do lado esquerdo somente substâncias e espécies em solução que reagem (são usadas), e do lado direito as que são formadas.

9 Reações em soluções aquosas
As reações de precipitação e complexação A complexação Íon complexo: um agregado formado quando um íon metálico (ou, algumas vezes, um átomo) se liga a vários outros íons ou moléculas que se aglomeram ao seu redor (ligantes ou agentes complexantes). Ligantres podem ser emvoidos ou substituídos por ouyros ligantes. Complexação: reação envolvendo a formação de um íon complexo. Exemplo:

10 Reações em soluções aquosas
As reações de transferência de elétrons A oxidação e a redução Oxidação: reação na qual uma substância ou espécie perde elétrons. Redução: reação na qual uma substância ou espécie ganha elétrons. Oxidação – Estrutura de Lewis Redução – Estrutura de Lewis Oxidação – Número de oxidação Redução – Número de oxidação 10

11 Reações em soluções aquosas
As reações de transferência de elétrons A oxidação e a redução Agente oxidante: substância ou espécie que ganha elétrons. Agente redutor: substância ou espécie que perde elétrons. Exemplos:

12 Reações em soluções aquosas
As reações de precipitação e complexação A complexação Aquo-complexo: íon complexo formado na hidratação de íon, Exemplo: Complexação como reação ácido-base segundo Lewis. Exemplo: 12

13 Reações em soluções aquosas
Equações simplificadas para reações em soluções aquosas Tipos de reações Desvantagem: muitas reações podem pertencer a diferentes categorias. Para usar a classificação acima, deve-se conhecer: (1) solubilidades; (2) forças de eletrólitos; e, para reações de transferências de elétrons, forças de agentes oxidantes e redutores. 13 13

14 Reações em soluções aquosas
Equações simplificadas para reações em soluções aquosas Equações para reações de precipitação 14 14 14

15 Reações em soluções aquosas
Equações simplificadas para reações em soluções aquosas Equações para formação de eletrólitos fracos 15 15 15 15

16 Reações em soluções aquosas
Equações simplificadas para reações em soluções aquosas Usando as generalizações “Equação molecular” Equação iônica total Equação simplificada 16 16 16 16 16

17 Reações em soluções aquosas
Equações simplificadas para reações em soluções aquosas Usando as generalizações - Limitação da equação iônica simplificada: enfatiza reagentes e produtos; os passos ou etapas intermediárias em uma reação são ignorados. 17 17 17 17 17 17

18 Reações em soluções aquosas
Balanço de cargas, Parte II: números de oxidação Reações de óxido-redução ou redox: reação com transferência de elétrons entre átomos. Nem sempre. Número de oxidação ou estado de oxidação. Número de oxidação: método 1 Elétrons compartilhados são designados para o átomo mais eletronegativo. Soma dos números de oxidação na molécula deve dar zero. 18 18 18 18 18 18 18

19 Reações em soluções aquosas
Balanço de cargas, Parte II: números de oxidação Número de oxidação: método 2 19 19 19 19 19 19 19 19

20 Reações em soluções aquosas
Balanço de cargas, Parte II: números de oxidação Exemplos 20 20 20 20 20 20 20 20 20

21 Reações em soluções aquosas
O balanceamento de equações redox Equações para reações redox sem solvente 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21

22 Reações em soluções aquosas
O balanceamento de equações redox. Equações para reações redox – soluções aquosas 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22

23 Reações em soluções aquosas
O balanceamento de equações redox. Equações para reações redox – soluções aquosas 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23

24 Reações em soluções aquosas
A estequiometria de solução. Estequiometria ácido-base Ácido forte – base forte Ácido fraco – base forte Ácido poliprótico – base forte Equivalentes de ácidos e bases Equivalente de um ácido: quantidade daquele ácido que fornecerá ou doará um mol de íons H+. Equivalente de uma base: quantidade daquela base que fornecerá ou doará um mol de íons OH-. Um equivalente reage com (neutraliza) um equivalente de base. 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24

25 Reações em soluções aquosas
A estequiometria de solução. Equivalente massa Equivalente massa: massa em gramas de um equivalente. Exemplo: ácido fosfórico; massa molar, 98,0 g mol-1. Normalidade Estequiometria redox - Método utilizando balanceamento da equação 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

26 Reações em soluções aquosas
A estequiometria de solução. Equivalente massa Estequiometria redox - Método utilizando equivalentes. - Equivalente de um agente oxidante: quantidade que recebe um mol de elétrons. Equivalente de um agente redutor: quantidade que fornece um molde elétrons. Um equivalente de um agente oxidante reage com um equivalente de um agente redutor. Outros tipos de reações em solução - Cálculos estequiométricos para reações em solução são geralmente efetuados fazendo uso de uma equação balanceada. 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26