quinta-feira, 29 de janeiro de 2015

Reações Químicas de Dupla Troca
Breaking Ifes16:02:00 0 comentários



1. Da solução de compostos químicos em água

Os compostos pertencentes às diferentes funções químicas possuem certos comportamentos em meio aquoso (quando são imersos em solução que contém, essencialmente, água) que serão abordados a seguir. Notaremos que, na maioria dos casos, estes compostos tendem a formar íons em solução, ou seja, dissolvem-se na água.

1.2  Das soluções aquosas de ácidos

Para melhor compreensão dos fenômenos analisados, abordaremos cada uma das funções químicas e veremos como se comportam quando em meio aquoso. Tomaremos como exemplo o Ácido Clorídrico (HCl) e averiguaremos sua ionização:

HCl + H2O → H3O+ + Cl-

Como se pode observar, ocorre a liberação dos cátions H+ na solução, que por sua vez unem-se às moléculas de água (H2O) e formam moléculas H3O+.
Vale ressaltar o fato de que os ácidos, por serem compostos moleculares, se ionizam quando em solução. Isso significa que os íons se formam apenas quando em solução, pois compostos moleculares (formados por ligações covalentes) não são iônicos.


1.3 Das soluções aquosas de bases

Diferentemente dos ácidos, as bases são compostos iônicos, ou seja, já são íons antes mesmo de serem imersas em meio aquoso. Quando colocadas em solução ocorre a dissociação de seus íons, isto é, basicamente, separação dos íons existentes. Como exemplo tomaremos o Hidróxido de Sódio (NaOH):

NaOH → Na+ + OH-

Os íons formados em meio aquoso são o cátion Sódio (Na+) e o ânion Hidroxila (OH-).]


1.4  Das soluções aquosas de sais

Assim como as bases os sais são compostos iônicos que sofrem apenas dissociação em meio aquoso. Usando o Cloreto de Sódio (NaCl), temos:

NaCl → Na+ + Cl-

Nesse caso, o ânion Cloreto (Cl-) e o cátion Sódio (Na+) são os íons liberados.


1.5  Das soluções aquosas de óxidos

No caso dos óxidos podemos interpretar a interação deles com água não como uma solução, mas sim uma hidratação dos mesmos. Para tal, é necessário distinguir os óxidos em dois grupos:
- Óxidos ácidos: são aqueles formados pelo(s) átomo(s) de Oxigênio (O) ligado(s) a um ametal por ligação covalente. Exemplo: SO3.
- Óxidos básicos: são os óxidos formados pelo Oxigênio (O) ligado a um metal, por meio de ligação iônica. Exemplo: Na2O.
Tendo em mente ambos os conceitos, podemos agora hidratar as respectivas classes de óxidos.
Ao diluirmos óxidos ácidos em água, observamos a formação de um ácido. Usando o exemplo citado anteriormente do Trióxido de Enxofre (SO3), obtemos:

SO3 + H2O →H2SO4

A formação do Ácido Sulfúrico (H2SO4) torna-se ocorrente.
Óxidos básicos em solução formam suas respectivas bases. Retomando o exemplo anteriormente usado para os óxidos básicos, temos:

Na2O + H2O → 2NaOH

Notamos então a formação do Hidróxido de Sódio (NaOH).


2.  Das reações de dupla troca

As reações de dupla troca são todas aquelas que envolvem duas substâncias compostas e seguem o seguinte modelo:

AB + CD → AD + CB

Sendo A e C os cátions dos compostos e B e D os ânions dos mesmos.
Em solução aquosa todos os íons dissociados ou ionizados dos compostos dissolvidos vagam livres. É então que temos um ambiente propício para que a reação de dupla troca ocorra: o cátion do primeiro reagente (A) une-se por atração eletrostática ao ânion do segundo reagente (D), o ânion do primeiro reagente (B) une-se ao cátion do segundo reagente (C), originando assim outros dois novos produtos. Ocorre então a reação de dupla troca.
Porém, não há ocorrência de reação de dupla troca em absolutamente todos os casos, sendo que essas reações devem seguir regras para que possam se efetuar.


3.     Das condições de ocorrência de Berthelot

Pierre Eugène Berthelot foi um químico francês que, dentre outras conquistas no meio acadêmico, foi o responsável por definir as condições para a ocorrência de reações de dupla troca.
Essas regras devem ser seguidas, pois apenas dessa forma pode-se garantir que o produto formado seja diferente dos reagentes. Em certos casos, os reagentes presentes na solução não reagem, mantendo apenas vários íons dissolvidos.
A seguir, veremos os critérios que os produtos formados devem obedecer para que a reação de dupla troca ocorra efetivamente.


 3.1 Da formação de produtos menos solúveis

A regra diz que para que a reação ocorra, é necessário que um dos produtos formados seja menos solúvel que os reagentes apresentados, ou seja, deve formar um precipitado na solução. Como exemplo, usamos a reação entre o Nitrato de Prata (AgNO3) e o Cloreto de Sódio (NaCl).

AgNO3(aq) + NaCl(aq) NaNO3(aq) + AgCl(s)

O Cloreto de Prata (AgCl) formado pela reação entre o Nitrato de Prata (AgNO3) e o Cloreto de Sódio (NaCl) é um sal insolúvel, ou seja, um precipitado, o qual é formado na reação e encontra-se no estado sólido.
Vale ressaltar a diferença da densidade que tais produtos podem possuir, podendo-se depositar no fundo do recipiente ou até mesmo permanecer sobrenadando a solução.


3.2  Da formação de produtos voláteis (gases)

A reação só pode ocorrer quando um dos produtos formados é volátil, logo, encontra-se no estado gasoso, ou seja, deve haver liberação de gás. O exemplo agora é da reação entre o Ácido Sulfúrico (H2SO4) e o Carbonato de Sódio (Na2CO3).

H2SO4(aq) + Na2CO3(aq) → Na2SO4(aq) + H2CO3(aq)

O Ácido Carbônico (H2CO3) possui uma geometria instável em sua molécula, portanto este composto se divide em água (H2O) e gás carbônico (CO2), os quais são mais estáveis. Portanto a equação toma outra forma:
H2SO4(aq) + Na2CO3(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l) + CO2(g)


3.3  Da formação de eletrólitos mais fracos

Um dos produtos formados deve ser um eletrólito mais fraco que um dos reagentes. Ser um eletrólito mais fraco significa ter menos capacidade de liberar íons em solução, ou seja, um dos produtos deve ser um sal insolúvel, uma base mais fraca ou um ácido mais fraco. Vale ressaltar que todas as reações que possuem como produto a água (H2O) se encaixam nessa condição de ocorrência, pois a água é um ácido fraco.
Reações de neutralização entre ácidos e bases para a formação de sais são todas reações de dupla troca, pois sempre têm como produto a água. Por exemplo: Ácido Nítrico reagindo com o Hidróxido de Bário.
2HNO3(aq) + Ba(OH)2(aq) → Ba(NO3)2(aq) + 2H2O(l)

Temos a formação do Nitrato de Bário [Ba(NO3)2] e de água (H2O), que é um eletrólito mais fraco que ambos os reagentes apresentados. Portanto, a reação pode ocorrer.

Por fim, vale ressaltar que apesar da existência de três dessas regras, apenas uma delas precisa ser obedecida para que ocorra a reação. Não é necessário que duas ou três sejam obedecidas simultaneamente, mas é totalmente possível, como no caso das reações cujo produto é o Ácido Carbônico (H2CO3), que se divide em água (um eletrólito muito fraco) e gás carbônico (um produto volátil).


Abaixo apresentaremos alguns vídeos de reações realizadas pelo nosso professor de química, Breno Lima Rodriguez, para a melhor visualização das condições de ocorrência.


Vídeo 1





Vídeo 2





Vídeo 3





Vídeo 4

Categoria:
Sobre os autores A V03 é a turma de veteranos do curso de Eletrotécnica vespertino, do ano 2014 do Instituto Federal do Espírito Santo - IFES. Para saber mais, visite a página SOBRE

0 comentários

Postar um comentário