Pode-se afirmar que uma reação química é uma transformação da matéria em que pelo menos uma ligação química é criada ou desfeita.
Exemplos de Reações Químicas:
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl
- Ao passo que o NaNO3 permanece em solução, formou-se uma ligação entre a prata (Ag) e o cloro (Cl) o que resultou em um produto sólido de cloreto de prata (AgCl), pode-se então dizer que houve uma reação química.
Quando ocorre a formação de uma substância menos ionizada:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
- Neste exemplo ocorre uma reação onde o H2O formado é menos ionizado que o HCl.
Por que devemos balancear uma Reação Química?
É importante ressaltar que uma equação química só está correta quando representa um fenômeno químico que realmente ocorre, por meio de fórmulas corretas (aspecto qualitativo) e coeficiente correto (aspecto quantitativo). Lembrando que numa equação química os átomos permanecem praticamente “intactos”, podemos enunciar o seguinte critério geral: Acertar os coeficientes ou balancear. É como a Lei de Lavoisier "Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma".
Importância do estudo das Reações Químicas.
Milhares em diversas situações e condições ao nosso redor ocorrem reações químicas. Um aspecto importante sobre uma reação química é a conservação da massa e o número de espécies químicas microscópicas (átomos e íons) presentes antes e depois da ocorrência da reação.
Curiosidades:
As reações químicas não ocorrem com a mesma velocidade: umas são mais rápidas, outras são bem lentas. A reação entre bicarbonato de sódio, por exemplo, e vinagre, é rápida. Basta os reagentes entrarem em contato para que ela ocorra. Já a reação que ocorre entre ferro, oxigênio e água, formando a ferrugem, é lenta.
Experimentos:
A influência da concentração na velocidade de reação.
Conceito de chuva ácida e distinção entre esta e a chuva “Normal”
Chuva ácida é um termo que designa uma mistura de materiais precipitados da atmosfera, quer secos quer úmidos/molhados, contendo grandes quantidades de ácidos nítricos e sulfúricos. Designa-se chuva ácida toda a chuva com pH menor que 4,5, enquanto que as chuvas normais têm um pH de cerca 5,6. A acidez da primeira deve-se, sobretudo, à presença de ácidos como o ácido sulfúrico e ácido nítrico (ao longo deste trabalho irei explorar mais este acontecimento), enquanto que no segundo caso essa acidez natural é causada pela dissociação do dióxido de carbono em água, formando um ácido fraco, conhecido como ácido carbônico, através da seguinte reação:
Os principais contribuintes para a produção de gases que provocam a chuva ácida, lançados na atmosfera, são as emissões dos vulcões e processos biológicos que ocorrem nos solos, pântanos e oceanos. As principais fontes humanas desses gases são as indústrias, as usinas termoelétricas e os veículos de transporte. Os gases podem ser carregados por milhares de quilômetros na atmosfera antes de reagirem com partículas de água originando ácidos que mais tarde se precipitam.
Efeito estufa e os óxidos
O efeito estufa é considerado um fenômeno, que foi diretamente causado pela concentração do dióxido de carbono, óxido nitroso, metano e clorofluorcarbonos.
Cria-se uma camada na atmosfera que faz com que os raios solares passe e absorva muito calor da superfície terrestre. São muitos os fatores que atualmente está contribuindo com a concentração de CO2 na atmosfera, por exemplo, o desmatamento por queimadas, o consumo excessivo de combustíveis etc. O resultado desse aumento de CO2 por esses fatores é o aumento de aquecimento global, que está acelerado nos últimos anos.
Bases
Base é toda substância que em solução aquosa, sofre dissociação iônica, liberando o ânion OH- (Hidróxido).
A dissociação iônica está relacionada ao comportamento das bases em presença de água. Exemplo: a soda cáustica (NaOH), é uma substância sólida que em contato com a água libera os íons Na+ e OH-que se dissolvem devido à atração pelos pólos negativos e positivos da molécula de H2O. Sendo assim, bases são substâncias compostas pela combinação de um cátion (geralmente de um metal) com o ânion OH-. Uma das características das bases é seu sabor adstringente, que “amarra” a boca, ou seja, diminui a salivação. Da mesma forma que os ácidos, as bases também conduzem corrente elétrica quando dissolvidas em água. Os indicadores fenolftaleína (solução) e papel de tornassol também mudam de cor em presença de hidróxidos. A fenolftaleína incolor torna-se vermelha; papel de tornassol vermelho fica azul: reações inversas às que verificamos no caso dos ácidos.
Vejamos as principais bases:
Hidróxido de Sódio (NaOH): Conhecida também como soda cáustica, essa substância é utilizada na fabricação do sabão, celofane, detergentes e raiom, produtos para desentupir pias e ralos, e também no processo de extração de celulose nas indústrias de papel, etc.
Hidróxido de Magnésio (Mg(OH)2): Está presente na solução que é comercializada com o nome de “leite de magnésia”, produto utilizado como laxante e antiácido estomacal.
Hidróxido de Cálcio (Ca (OH)2): Conhecida como cal hidratada ou cal extinta, essa substância é usada na construção civil: na preparação de argamassa (areia + cal) e na caiação (pintura a cal); as indústrias açucareiras utilizavam o hidróxido de cálcio na purificação do açúcar comum.
Hidróxido de Amônio (NH4OH): Essa substância é obtida em solução aquosa do gás de amônia e comercializada como amoníaco. É usado na fabricação de produtos de limpeza doméstica, na revelação de filmes fotográficos, em detergentes, na indústria têxtil, etc.
Hidróxido de Potássio (KOH): Conhecida como potassa cáustica, é usada para alvejamento, na fabricação de sabões moles e no processamento de certos alimentos.
PH
Um indicador de PH, também chamado indicador ácido-base, é um composto químico que é adicionado em pequenas quantidades a uma solução, permitindo conhecer se a solução é ácida, básica ou neutra. Estes corantes são dotados de propriedades halocrômicas, que é a capacidade de mudar de coloração em função do pH do meio. Os indicadores de pH, são frequentemente ácidos ou bases fracas. Quando adicionados a uma solução, os indicadores de pH ligam-se aos íons H+ ou OH-. A ligação a estes íons provoca uma alteração da configuração eletrônica destes indicadores e, consequentemente, altera-lhes a cor.
A escala de pH é uma medida de acidez e alcalinidade.
A chuva ácida possui um pH de 5.0 ou menos.
As soluções com seus respectivos valores de PH .
Sais no cotidiano
Sais são compostos que podem ser encontrados na natureza, ao nosso redor existe uma infinidade de sais, que fazem parte dos mais variados materiais. O sal encontrado em nossa cozinha é o cloreto de sódio (NaCl), conhecido também como sal marinho ou sal-gema. É um sólido cristalino que além de ser usado para salgar a comida, tem larga aplicação na conservação de alimentos (carne seca, bacalhau, etc), na composição do soro fisiológico (uma mistura de água com 0,9% de cloreto de sódio) e como matéria prima para produção de cloro, de soda cáustica e de hipoclorito de sódio. O carbonato de cálcio (CaCO3) é um sólido branco insolúvel em água, encontrado no calcário, na calcita, no mármore, etc. Está presente também nas cascas de ovos, nas pérolas e nos recifes de corais. Na indústria é utilizado na fabricação do cimento, vidro, da cal virgem, etc. Na agricultura é usado para correção da acidez do solo e nas siderúrgicas como fundente.
O carbonato de sódio (Na2CO3) é um pó branco ou levemente acinzentado. É chamado popularmente de soda ou barrilha, é usado na fabricação de sabões e detergentes, celulose e papel, como desengraxante, na refinação do petróleo, e limpeza em geral. É empregado nas estações municipais de tratamento de água, em piscinas (para evitar que a água fique mais ácida) e ainda na fabricação de vidros. O bicarbonato de sódio ou carbonato ácido de sódio (NaHCO3) é um sal ácido que reage com água liberando CO2 e produzindo NaOH. Nos efervescentes que combatem à acidez estomacal, o bicarbonato de sódio é princípio ativo, é usado também como fermento em pães. Nos extintores de incêndio (pó seco ou úmido) é um dos componentes principais. O fluoreto de sódio (NaF2) serve como fonte de fluoreto para a formação do esmalte dental, que aumenta a resistência à formação de cáries. É usado em algumas pastas de dente e em enxaguatórios bucais. O salitre - nitrato de potássio (KNO3) e o salitre-do-chile - nitrato de sódio (NaNO3), são empregados como conservantes dos embutidos de carne (presunto, salame, mortadela, rosbife, etc, e como afrodisíaco. Tomam parte também, da composição de fertilizantes, de dinamites e da chamada pólvora negra (uma mistura de salitre, carvão e enxofre pulverizados).
O sulfito de sódio (Na2SO3) é um sólido cristalino usado na conservação de alimentos, refinação de açúcar, na clarificação do papel sulfite.
Veja a lista de alguns sais que possuem aplicações relevantes na medicina:
Bicarbonato de sódio (NaHCO3) - Antiácido;
Carbonato de amônio (NH4)2CO3 - Expectorante;
Carbonato de lítio (Li 2CO3 ) - Antidepressivo;
Cloreto de amônio (NH 4Cl) - Acidificante do tubo digestivo;
Cloreto de sódio (NaCl) - Soro fisiológico;
Fluoreto de estanho II (SnF2) - Fortalecimento do esmalte dental;
Iodeto de sódio (NaI) - Fonte de iodo para a tireoide;
Iodeto de potássio (KI) - Fonte de iodo para a tireoide;
Nitrato de potássio (KNO3) - Diurético;
Permanganato de potássio ( KMnO4) - Antibiótico;
Sulfato de bário (BaSO 4) - Contraste em radiografia intestinal;
Sulfato de cálcio (CaSO4) - Gesso para imobilizações;
Sulfato de ferro II (FeSO4) - Fonte de ferro para anêmicos;
Nitrato de potássio (KNO3) - Germicida para olhos de recém nascidos;
Sulfato de magnésio (MgSO4) - Laxante.
Principais ácidos, bases, óxidos e sais
ÁCIDOS:
Ácido Clorídrico (HCl)--> O HCl impuro é comercializado com o nome de ácido muriático e é utilizado principalmente na limpeza de pisos ou de superfícies metálicas antes da soldagem. O HCl é um componente do suco gástrico, conferindo a ele um pH adequado para a ação das enzimas digestivas gástricas.
Ácido Fluorídrico (HF) --> O HF tem a propriedade de corroer o vidro; por isso, é usado para fazer gravações em vidros e cristais.
Ácidos Sulfúrico (H2SO4) --> É utilizado nas baterias de automóvel, na fabricação de corantes, tintas, explosivos e papel; é também usado na indústria de fertilizantes agrícolas, permitindo a fabricação de produtos como o sulfato de amônio.
Ácido Nítrico (HNO3) --> É usado na fabricação de explosivos como o trinitrotolueno (TNT) e a nitroglicerina (dinamite); é muito útil para a indústria de fertilizantes agrícolas, permitindo a obtenção do salitre.
Ácido Cianídrico (HCN) --> Ácido utilizado em indústrias diversas, como nas de plásticos, acrílicos e corantes, entre outras. Mas ele tem também um destino sinistro: nos Estados Unidos, é usado nas "câmaras de gás" para executar pessoas condenadas à morte.
BASES
Hidróxido de Sódio (NaOH) --> Conhecida também como soda cáustica, essa substância também é utilizada na fabricação do sabão, de produtos para desentupir pias e ralos, na fabricação de celofane, detergentes e raiom, no processo de extração de celulose nas indústrias de papel, etc.
Hidróxido de Magnésio (Mg(OH)2) --> A suspensão aquosa dessa base é comercializada com o nome de leite de magnésia, produto utilizado como laxante e antiácido.
Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) --> Conhecida como cal hidratada ou cal extinta, essa substância é usada na construção civil, na preparação de aramassa (areia + cal) e na caiação (pintura a cal); as indústrias açucareiras utilizavam o hidróxido de cálcio na purificação do açúcar comum.
Hidróxido de Amônio(NH4OH) --> Essa substância é obtida em solução aquosa do gás de amônia e comercializada como amoníaco. É usado na fabricação de produtos de limpeza doméstica, na revelação de filmes fotográficos, em detergentes, na inústria têxtil, etc.
Hidróxido de Potássio (KOH) --> Conhecida como potassa cáustica, é usada para aleijamento, na fabricação de sabões moles e no processamento de certos alimentos.
SAIS
Cloreto de Sódio (NaCl) --> Este sal é intensamente usado na alimentação e também na conservação de certos alimentos; além disso, é um dos componentes do soro caseiro, usado na combate à desidratação. No sal de cozinha, além do cloreto de sódio existe uma pequena quantidade de iodeto de sódio (Nal) e de potássio (Kl). Isso previne o organismo contra o bócio ou "papo", doença que se caracteriza por um crescimento exagerado da glândula tireóide, quando a alimentação é deficiente em sais de iodo.
Fluoreto de Sódio (NsF) --> É um sal usado na fluoretação da água potável e como produto anticárie, na confecção de pasta de dente.
Nitrato de Sódio (NaNO3) --> Conhecido como salitre do Chile, esse sal é um dos adubos (fertilizantes) nitrogenados mais comuns.
Bicarbonato de Sódio (NaHCO3) --> É usado em medicamentos que atuam como antiácidos estomacais. É também empregado como fermento na fabricação de pães, bolos, etc., uma vez que libera gás carbônico aquecido. o gás carbônico permite o crescimento da massa. É, ainda, usado para fabricar extintores de incêndio de espuma.
Carbonato de Cálcio (CaCO3) --> Componente do mármore, é usado na confecção de pisos, pias, etc. O carbonato de cálcio (calcário) é também empregado na fabricação do vidro comum e do cimento.
Sulfato de Cálcio (CaSO4) --> É um sal usado na fabricação do giz e do gesso de porcelana.
ÓXIDOS
Óxido de Cálcio (CaO) --> Obtido a partir da decomposição do calcário, é usado na agricultura para diminuir a acidez do solo e também na preparação de argamassa na construção civil.
Óxido Nitroso (N2O) --> Conhecido como gás hilariante, esse óxido inalado em pequena quantidade provoca euforia, mas pode causar sérios problemas de saúde; é utilizado como anestésico.
Dióxido de Enxofre (SO2) --> É usado para a obtenção de ácido sulfúrico e no branqueamento de óleos alimentícios, entre outras aplicações. É um dos principais poluentes atmosféricos; em dias úmidos, combina-se com o vapor de água da atmosfera e origina a chamada chuva ácida.
Monóxido de Carbono (CO) --> Usado para obter certos produtos químicos e na metalurgia do aço. É normalmente o principal poluente da atmosfera das zonas urbanas; inalado combina com a hemoglobina das hemácias do sangue, neutralizando-as para o transporte de gás oxigênio no organismo.
EXPERIMENTOS:
Reação de NO2 e água, simulando chuva ácida.
CURIOSIDADES:
Fique por dentro...Consequências Mundial por causa da Chuva Ácida
... Na Alemanha, grandes áreas da Floresta Negra foram devastadas;
... Na Escandinávia (principalmente na Suécia), em conseqüência das chuvas ácidas, nos últimos 40 anos, 4000 lagos ficaram estéreis;
... A Noruega sofreu uma redução de 50% na população de trutas e os crustáceos praticamente desapareceram dos seus lagos;
... A chuva ácida industrial é um problema substancial na China, na Europa Ocidental, na Rússia e em áreas sob a influência de correntes de ar provenientes desses países. Essas áreas queimam carvão com enxofre na sua composição para gerar calor e eletricidade;
... Nem sempre as áreas onde são liberadas poluentes, como as áreas industriais, sofrem danos diretos, devido às correntes de vento e convecção das massas de ar, podendo, no entanto, afetar áreas além das que emitem estes gases, devido ao fato dos principais gases poderem ser transportados até 3000 km de distância. Por esta razão, a chuva ácida é, também, denominada poluição transfronteiriça, já que regiões que não poluem podem ser severamente prejudicadas pela sua precipitação.
... Algo muito particular e que tem sido muito natural de acontecer é o fato de haver músicas de intervenção relacionadas com o tema chuvas ácidas. Cada vez mais, aliás, como outros temas como o próprio aquecimento global, usa-se esta capacidade de cultura para alertar as populações atuais que algo não está bem, algo tem que se fazer. É uma maneira interessante de avisar, mas ao mesmo tempo alarmante, porque é sinal que estes problemas cada vez se estão a fazer sentir mais.
- O número de oxidação é uma carga real para os compostos iônicos, mas uma medida da tendência dos elementos em ganhar ou perder elétrons nos compostos moleculares após um possível rompimento de ligação química.
ELETROQUÍMICA
Eletroquímica é uma área da química que estuda as reações que produzem corrente elétricas através de reações chamadas de oxidação e redução. Também estuda as reações que ocorrem por intermédio do fornecimento de corrente elétrica, conhecidas como eletrólise. As reações ocorrem trocas de elétrons entre os átomos e os íons. A eletroquímica está muito presente no nosso dia-a-dia. Está presente basicamente em pilhas e baterias utilizadas em aparelhos eletrônicos, como celular, controle remoto, lanternas, filmadoras, calculadoras, brinquedos eletrônicos, rádios à pilha, computadores, e muitos outros.
PILHAS ALCALINAS
Vamos falar então da mais popular, a pilha alcalina. As pilhas alcalinas recebem este nome por que são feitas a partir de bases, possuem d.d.p de 1,5 V e não são recarregáveis.
Quais as diferenças entre pilhas ácidas e alcalinas?
1. Composição: A pilha alcalina é composta por uma mistura eletrolítica: pasta básica de NaOH (hidróxido de sódio - bom condutor eletrolítico). Já a pilha seca comum contém cloreto de amônio NH4Cl (sal ácido) e recebe a classificação de ácida.
2. Aplicação: A pilha seca é usada para produzir correntes pequenas em serviços contínuos, sendo por isso indicada para rádios portáteis, telefones, campainhas, lanternas, serviços de sinalização, etc. A pilha alcalina, por sua vez, é apropriada para equipamentos que requerem descargas de energia rápidas e fortes, como brinquedos, câmeras fotográficas digitais, MP3 players, etc.
3. Durabilidade: as pilhas alcalinas duram cerca de cinco vezes mais que as ácidas. O Hidróxido de sódio possui maior condutividade elétrica e consequentemente vai transportar energia mais rapidamente que o Cloreto de amônio. Esta reação rápida em pilhas básicas proporciona maior vida útil aos seus constituintes.
