Seminário de QuímicaSeminário de Química

Reações em solução eReações em solução eestequiometria de estequiometria de

soluçõessoluções

Elisa C GuidaElisa C Guida José N P Neto José N P Neto

Engenharia Engenharia AmbientalAmbiental

Dissolução da água subterrânea contendo Dissolução da água subterrânea contendo dióxido de carbono.dióxido de carbono.

CaCOCaCO33(S)(S) + H + H22OO(l)(l) + CO + CO22(aq)(aq) → → Ca(HCOCa(HCO33))22(aq)(aq)

Água: Solvente UniversalÁgua: Solvente Universal

Propriedades das Soluções Propriedades das Soluções AquosasAquosas

● ● Concentração em Quantidade de Concentração em Quantidade de MatériaMatéria

Quantidade de matériaQuantidade de matéria Volume da solução 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 Propriedades das Soluções AquosasAquosas●● DiluiçãoDiluição

Invariabilidade da quantidade Invariabilidade da quantidade em mols de soluto em mols de soluto

CCinicialinicial x V x Vinicial inicial = C= Cfinalfinal x V x Vfinalfinal

Propriedades dos solutos em Propriedades dos solutos em meio aquosomeio aquoso

- A condução da - A condução da eletricidade -eletricidade -

Substâncias moleculares (por Substâncias moleculares (por exemplo a sacarose) em meio aquoso não exemplo a sacarose) em meio aquoso não conduzem corrente elétrica. São, por isso, conduzem corrente elétrica. São, por isso, conhecidas como conhecidas como não eletrólitosnão eletrólitos..

Substâncias iônicas (por exemplo o Substâncias iônicas (por exemplo o cloreto de sódio) em meio aquoso cloreto de sódio) em meio aquoso conduzem corrente elétrica. São, por isso, conduzem corrente elétrica. São, por isso, conhecidas como conhecidas como eletrólitoseletrólitos..

Propriedades dos solutos em Propriedades dos solutos em meio aquosomeio aquoso

- A condução da - A condução da eletricidade -eletricidade -

Solução de sacarose

Solução de NaCl

A polaridade da molécula A polaridade da molécula HH22OO

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

Compostos iônicos em meio Compostos iônicos em meio aquoso. O NaCl na águaaquoso. O NaCl na água

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

Comportamento do NaCl na Comportamento do NaCl na águaágua

Compostos moleculares em Compostos moleculares em meio aquosomeio aquoso

Compostos moleculares Compostos moleculares em água se dissolvem em água se dissolvem

em moléculas individuas em moléculas individuas mantendo-se a mantendo-se a

integridade molecular.integridade molecular.

AX + BY → AY + BXAX + BY → AY + BX

Observação: Muitas reações de ácido-base Observação: Muitas reações de ácido-base e reações de precipitação obedecem ao e reações de precipitação obedecem ao

padrão das reações de dupla troca.padrão das reações de dupla troca.

Reações de Dupla Troca ou Reações de Dupla Troca ou MetátesesMetáteses

Temos uma reação de Temos uma reação de precipitação quando esta precipitação quando esta resulta na formação de resulta na formação de um produto insolúvel.um produto insolúvel.

Pb(NO)Pb(NO)33(aq)(aq) + 2 KI + 2 KI(aq)(aq) → PbI → PbI22(s)(s) + 2 KNO + 2 KNO33

Reações de PrecipitaçãoReações de Precipitação

A solubilidade de uma substância é A solubilidade de uma substância é quantidade dessa substância que pode ser quantidade dessa substância que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade dissolvida em uma determinada quantidade

de um solvente.de um solvente.

Para solubilidade em compostos iônicos Para solubilidade em compostos iônicos temos:temos:

- Compostos iônicos solúveis:- Compostos iônicos solúveis:Ex: Aqueles que contém: IEx: Aqueles que contém: I--, Br, Br--, Cl, Cl--, NO, NO33

--, C, C22HH33OO22--, SO, SO44

2-2-

- Compostos iônicos insolúveis:- Compostos iônicos insolúveis:Ex: Aqueles que contém: SEx: Aqueles que contém: S2-2-, CO, CO33

2-2-, OH, OH--, PO, PO443-3-

Solubilidade de uma Solubilidade de uma SubstânciaSubstância

• Ácidos: substâncias que, em solução Ácidos: substâncias que, em solução aquosa, se ionizam formando íons aquosa, se ionizam formando íons hidrogênio.hidrogênio.

HCl HCl(aq) (aq) → → HH++(aq)(aq)

+ Cl+ Cl--(aq)(aq) H H22SOSO44(aq)(aq) → H → H++

(aq)(aq) + HSO + HSO44--(aq)(aq)

HSO HSO44--(aq)(aq) H H++

(aq)(aq) + SO + SO442-2-

(aq)(aq)

Ácidos e BasesÁcidos e Bases

• Bases: substâncias que reagem com os Bases: substâncias que reagem com os íons hidrogênio.íons hidrogênio.

NHNH33(aq)(aq) + H + H22OO(l)(l) NH NH44++

(aq)(aq) + OH + OH--(aq)(aq)

CURIOSIDADE: CURIOSIDADE: ANTIÁCIDOSANTIÁCIDOS

Existem dois tipos de eletrólitos:Existem dois tipos de eletrólitos:

Eletrólitos fortes: Em meio aquoso Eletrólitos fortes: Em meio aquoso se encontram total ou quase se encontram total ou quase totalmente ionizados (compostos totalmente ionizados (compostos iônicos e alguns moleculares). iônicos e alguns moleculares). Utiliza-se seta simples em suas Utiliza-se seta simples em suas equações. equações.

HCl HCl(aq)(aq) → H → H++(aq)(aq) + Cl+ Cl--

(aq)(aq)

A força dos eletrólitosA força dos eletrólitos

Eletrólitos fracos: Em meio aquoso Eletrólitos fracos: Em meio aquoso apresentam uma pequena quantidade de apresentam uma pequena quantidade de íons. Utiliza-se seta dupla em suas íons. Utiliza-se seta dupla em suas equações. equações.

HC HC22HH33OO22(aq)(aq) H H++(aq)(aq) + C + C22HH33OO22

--(aq)(aq)

A força dos eletrólitosA força dos eletrólitos

É conveniente em uma reação química É conveniente em uma reação química mostrar como as substâncias se mostrar como as substâncias se apresentam (se em íons ou moléculas). apresentam (se em íons ou moléculas).

HClHCl(aq)(aq) + NaOH + NaOH(aq)(aq) → H→ H22O O (l) (l) + NaCl + NaCl(aq) (aq)

(equação molecular)(equação molecular)

Podemos ter as equações iônicas Podemos ter as equações iônicas completascompletas

HH++(aq)(aq) + Cl + Cl --

(aq)(aq) + Na+ Na++(aq) (aq) + OH+ OH--

(aq) (aq) → H→ H22OO(l)(l) + Na + Na++(aq)(aq) + Cl+ Cl--

(aq)(aq)

As equações iônicasAs equações iônicas

e equações iônicas líquidas:e equações iônicas líquidas:

HH++(aq)(aq) + OH + OH--

(aq)(aq) → H → H22OO(l)(l)

Nas equações iônicas líquidas Nas equações iônicas líquidas omitem-se os íons espectadores.

As equações iônicasAs equações iônicas

Reações de Reações de OxirreduçãoOxirredução

● ● Oxidação: Ocorre quando um íon ou Oxidação: Ocorre quando um íon ou molécula se torna mais positivamente molécula se torna mais positivamente carregadocarregado

● ● Redução: Ocorre quando um íon ou Redução: Ocorre quando um íon ou molécula se torna mais negativamente molécula se torna mais negativamente carregadocarregado

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Reações de Reações de OxirreduçãoOxirreduçãoRegras para a determinação do Regras para a determinação do número número

de oxidaçãode oxidação (NOX) (NOX)

● ● Átomos em sua forma elementar tem sempre Átomos em sua forma elementar tem sempre nox zeronox zero

● ● Íons monoatômicos tem nox igual à carga do Íons monoatômicos tem nox igual à carga do íoníon

● ● Não-metais geralmente apresentam nox Não-metais geralmente apresentam nox negativo, podendo no entanto ser positivos negativo, podendo no entanto ser positivos algumas vezesalgumas vezes

● ● A soma dos números de oxidação de todos os A soma dos números de oxidação de todos os átomos em um composto é igual a zeroátomos em um composto é igual a zero

● ● A soma dos números de oxidação em um íon A soma dos números de oxidação em um íon poliatômico é igual a carga do íonpoliatômico é igual a carga do íon

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

Determinação das Determinação das quantidades de reagentes ou quantidades de reagentes ou produtos em meio aquoso – produtos em meio aquoso – Estequiometria de soluções Estequiometria de soluções

Que quantidade de água se forma na Que quantidade de água se forma na neutralização completa, pelo NaOH, de 25 neutralização completa, pelo NaOH, de 25

mL de solução de HmL de solução de H22SOSO44 0,1 mol/L? 0,1 mol/L?

Exemplo Exemplo

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 Reações de Neutralização e SaisNeutralização e Sais

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

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

→ → TitulaçõesTitulações

www.cerebromente.org.br www.cerebromente.org.br

www.irrigarte.hpg.ig.com.br www.irrigarte.hpg.ig.com.br

http://www.ionizers.org/water.htmlhttp://www.ionizers.org/water.html

Brown, Theodore L; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E. Brown, Theodore L; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E. Quimica: Quimica: A ciência central. 7ª ed.. Rio de Janeiro: LTC, 1999. A ciência central. 7ª ed.. Rio de Janeiro: LTC, 1999.

Brown, Theodore L; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E. Brown, Theodore L; LeMay Jr., H. Eugene; Bursten, Bruce E. Quimica: Quimica: A ciência central. 9ª ed.. Pearson, 2005. A ciência central. 9ª ed.. Pearson, 2005.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Titulaçãohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Titulação

http://br.geocities.com/chemicalnet/quantitativa/titulacao.htmhttp://br.geocities.com/chemicalnet/quantitativa/titulacao.htm

Referências Bibliográficas