As reações químicas

As reações químicas são um dos pontos básicos da química, e entende-las é essencial! Portanto, muita atenção nas informações abaixo.

Em uma reação química temos os materiais que compõem o estado inicial do sistema, os reagentes. Estes são transformados quimicamente, ou seja, têm sua composição alterada, e aparecem no estado final como novos materiais, os produtos.

Uma analogia que eu gosto muito, encontrada no livro do Ricardo Feltre:

Na reação química, as moléculas (ou aglomerados iônicos) iniciais são “desmontadas” e seus átomos são reaproveitados para “montar” as moléculas (ou aglomerados iônicos) finais.

Podemos representar, também:

A essa representação damos o nome de equação química, e essa é uma linguagem universal utilizada pelos químicos!

Em uma reação química, existem:

  • As fórmulas: que representam as substâncias participantes. Portanto, H2 e O2 representam hidrogênio gasoso e oxigênio gasoso formando água ou H2O;
  • A seta indicando o sentido da reação; e
  • Os coeficientes estequiométricos. Na reação acima, 2 em vermelho. Esses se referem a proporção de moléculas que participam da reação. Esse coeficiente é o terror de muitos alunos na hora de balancear uma equação, mas ao contrário do que muita gente pensa, a função dele não é tirar a paz e sim igualar o número de átomos no reagente e produto!

No exemplo abaixo, temos como reagentes o etanol (conhecido como álcool de cozinha, que, também é o mesmo álcool que abastecemos carros), fórmula química CH3CH2OH, reagindo com o oxigênio, formando os produtos CO2 e H2O.

Outros sinais em uma reação:

  • (s) indica uma substância no estado sólido;
  • (l) líquido;
  • (g) gasoso; e
  • (aq), aquoso, indica que a substância está dissolvida na água.
  • o sinal Δ sobre a flecha indica aquecimento.
  • o sinal ↑ indica a liberação de um gás;
  • o sinal ↓ indica a formação de um sólido (precipitado, também representado por ppt). Exemplo.:
  • Na reação entre nitrato de chumbo (Pb(NO3)2) e iodeto de potássio (KI), observa-se a formação de um produto amarelo insolúvel.

A presença do catalisador, substância que aumenta a velocidade de uma reação, é indicada escrevendo a sua fórmula sobre a flecha da reação. Por exemplo, pentóxido de vanádio, V2O5, é um catalisador usado numa das etapas da produção industrial do ácido sulfúrico.

As evidências da ocorrência de uma transformação química já foram discutidas em textos anteriores, mas não custa nada relembrar.

Essas são mudanças de cor, desprendimento de gás, produção ou absorção de energia (calor, luz, som, eletricidade, etc).

Alguns tipos de reações químicas

As reações químicas podem ser de vários tipos, como:

  • Reações de síntese, composição, combinação ou adição, análise ou decomposição;
  • Reações de combustão;
  • Reações de simples troca ou deslocamento;
  • Reações de dupla troca;
  • Reações em solução aquosa; e
  • Reações de oxirredução.

Mas muitas destas reações estão inter-relacionadas, ou seja, uma reação de combustão pode ser também de oxirredução. A verdade é que tentar classificar as reações em grupos é uma atividade um pouco ingrata. Mas por fins de didática, ver as reações e aprender sobre elas é uma forma interessante de aprender.

Ademais, além dessas, existem as reações que não se encaixam nos modelos acima, como as de isomerização. Há também as que são estudadas em química orgânica… Enfim, o que não falta é reação pra estudar!!!!

Reações de síntese, composição, combinação ou adição, e Reações de análise ou decomposição

Reação de síntese, composição, combinação ou adição: duas ou mais substâncias reagem para formar um produto.

Por exemplo, a reação de queima do magnésio metálico, usada para produzir chama brilhante nos sinalizadores luminosos. Nessa, o metal queima-se ao ar com uma claridade ofuscante para produzir óxido de magnésio.

Ou a reação entre o sódio (Na) e o flúor (F2) formando NaF

Na + 1/2 F2   → NaF

Reação de análise ou decomposição: Ocorrem quando uma substância se divide em duas ou mais substâncias de estruturas mais simples.

Como é o caso de muitos carbonatos metálicos que se decompõem quando aquecidos para formar óxidos metálicos e dióxido de carbono:

A decomposição do CaCO3 é um importante processo comercial. Calcário e conchas do mar, constituídos basicamente de CaCO3, são aquecidos para preparar CaO, o qual é conhecido como cal virgem, ou cal viva. O CaO é utilizado na fabricação do vidro, no processo de obtenção do ferro a partir de seu minério e para preparação da argamassa usada na construção civil, após sua reação com a água (forma-se a cal hidratada, hidróxido de cálcio, que é vendido em sacos em lojas de material de construção).

Outro exemplo interessante, é a decomposição da azida de sódio (NaN3), liberando rapidamente como produto N2(g). Essa reação é usada para encher os airbags de segurança nos automóveis:

Certas reações de análise ou de decomposição recebem nomes especiais, como:

  • pirólise — decomposição pelo calor (na indústria é chamada também de calcinação);
  • fotólise — decomposição pela luz
  • eletrólise — decomposição pela eletricidade

Reações de deslocamento ou de substituição ou de simples troca

Ocorrem quando uma substância simples reage com uma substância composta e há uma ‘’troca de lugar’’ entre os reagentes.

Reações de dupla troca ou de dupla substituição

Ocorrem quando dois compostos reagem, permutando entre si dois elementos ou radicais e dando origem a dois novos compostos:

Reações de combustão

As reações de combustão são reações rápidas envolvendo combustível e comburente e que produzem uma chama. São um tipo de reação em que ocorre oxirredução.

Um exemplo frequente, é a combustão de hidrocarbonetos, estes reagem com O2 para formar CO2 e H2O.

*Quando existe uma quantidade insuficiente de O2 presente, monóxido de carbono (CO) será formado com CO2. Se a quantidade de O2 é extremamente restrita, partículas finas de carbono, chamadas fuligem, serão produzidas.

Reações em solução aquosa

Reações em solução aquosa são especialmente importantes, visto que, a água é um solvente com capacidade de dissolução de grande variedade de substancias. Além disso, as reações químicas responsáveis pela manutenção da vida ocorrem em meio aquoso.

Algumas dessas reações serão abordadas posteriormente com mais detalhes.

Alguns tipos de reação em meio aquoso são:

  • reação de precipitação: são aquelas que formam um produto insolúvel em solução. Por exemplo, misturando duas soluções límpidas, uma contendo nitrato de chumbo (Pb(NO3)2) e a outra, iodeto de potássio (KI), observa-se a formação de um produto amarelo insolúvel.

  • Reações ácido-báse: essas reações são mais conhecidas como reações de neutralização. Por exemplo, a reação entre ácido nítrico (HNO3) e hidróxido de potássio (KOH):

  • Reações de oxidação e redução: As reações de oxirredução (redox) estão envolvidas em uma grande variedade de processos importantes, como:
  • a fermentação dos alimentos
  • a ferrugem do ferro;
  • a respiração dos animais. 

O conceito de oxidação refere-se a perda de elétrons, e a redução refere-se ao ganho de elétrons. A oxidação e redução ocorrem juntas na mesma reação química. Assim, processo redox ocorre quando os elétrons são transferidos do átomo oxidado para o átomo reduzido.

Um exemplo de reação redox é a que ocorre entre o alumínio metálico um ácido forte, como o ácido sulfúrico. Os elétrons são transferidos dos átomos de alumínio (o alumínio é oxidado) para os íons de hidrogênio (o hidrogênio é reduzido).

Os átomos de alumínio perdem elétrons e são oxidados a íons Al+3

Enquanto íons H+ são reduzidos a moléculas de H2.

Em uma reação de oxirredução, é realizado o estudo dos números de oxidação (NOX) de todas as espécies envolvidas na reação. Assim, é possível saber quais espécies tiveram seu NOX alterado.

No caso abaixo, é possível observar que o número de elétrons (e) perdidos por uma espécie é igual ao ganhado por outra.

Outro exemplo, já citado nas reações de síntese é a formação do NaF.

Na + 1/2 F2   → NaF

É isso! Como foi dito, existem um enorme número de reações, e seu estudo é extenso. Estas são só um apunhado de algumas que normalmente são vistas. No próximo post, iremos estudar a estequiometria!  Bons estudos!

Referências:

Nogueira, V. M.; Silva, C. S.; Oliveira, O. M. M. F.; Rede São Paulo de Formação Docente. Cursos de Especialização para o quadro do Magistério da SEESP. Módulo II. Disciplina 04. Unesp. São Paulo. 2012.

FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química: vol. único. 4ª.ed. São Paulo: Moderna, 2005. 700 p.

Sou Farmacêutica formada pela UFMG e Mestre em Química pela mesma Instituição. Lecionei matérias relacionadas à Química para Cursos Técnicos e Superiores.
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Débora Barbosa

Sou Farmacêutica formada pela UFMG e Mestre em Química pela mesma Instituição. Lecionei matérias relacionadas à Química para Cursos Técnicos e Superiores.

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