Principais Reações Inorgânicas e Química Descritiva


Nesta aula, serão apresentadas as principais reações entre as funções inorgânicas.

Fenômenos físicos e químicos

Fenômeno físico

A matéria pode ser transformada, porém sua consti­tuição e suas propriedades químicas se mantêm cons­tantes. Exemplo: neve, chuva, misturas, etc.

Fenômeno químico

É a transformação de uma substância em outra com diferentes propriedades químicas, isto é, a matéria é trans­formada em outro tipo de material ou substância, tendo suas propriedades físicas e químicas alteradas. Todo fenômeno químico é denominado de reação química. Exemplos: combustão do carvão ou de combustíveis, decomposição da água oxigenada, digestão, etc.

Química Descritiva

•     Peróxido e água: Na2O2 + 2 H2O -> 2 NaOH + H2O2

Reação de neutralização ácido-base

Neutralização total

Ocorre quando o número de H+ é igual ao número de OH~ resultando em sais normais.

• Peróxido e ácido
•     Superóxidos e água: 4CaO4 + 4H2O -> 4Ca(OH)2 + 2H2O2 + 4O2
•     Superóxidos e ácidos

Neutralização parcial

Ocorre quando existe diferença entre o número de H+ do ácido e OH~ da base, originando sais ácidos ou básicos. Exemplos: H2O + H2SO4 + NaOH -» NaHSO4 Ca(OH)2 + H2O.

Outras neutralizações

Reação de formação de sais duplos:

•         Sal duplo em relação ao cátion: H2SO4 + NaOH + KOH -> NaKSO4
•         Sal duplo em relação ao ânion: CaO4 + H2SO4 -> CaSO4 + O2 + H2O2

•     Hidretos e água
Hidretos metálicos reagem com água de forma vio­lenta, liberando H2(} e formando a base correspondente do metal. KH + H2O -» KOH + H2(g)

•     Carbetos e água
Os carbetos metálicos reagem com a água formando a base do metal e um hidrocarboneto. CaC, + 2 H2O -> Ca(OH)2 + C,H.

Reações com óxidos ácidos

Óxidos ácidos reagem com água produzindo ácidos. Exemplo: SO3 + H2O -> H2SO4 Óxidos ácidos reagem com bases produzindo sal e água. Exemplo: SO3 + Ca(OH)2 -> CaSO4 + H2O.

Reações com óxidos básicos

• Óxidos básicos reagem com água produzindo bases. Exemplo: CaO + H2O -> Ca(OH)2
• Óxidos básicos reagem com ácidos produzindo sal e água. Exemplo: CaO + H2SO4 -> CaSO4 + H2O
• Óxidos básicos reagem com óxidos ácidos produzin­do sal. Exemplo: SO3 + CaO -> CaSO4

Outras reações:

•         Óxido anfótero e ácido: H2O +ZnO + 2 NaOH -> Na2ZnO2 + H2O
•         Óxido anfótero e base: ZnO + 2 HC£ -> ZnC

Química descritiva

Nos diversos ramos da indústria, assim como na vida cotidiana alguns elementos químicos e algumas substân­cias são muito importantes.

Carbono
O carbono é encontrado na natureza na forma livre (diamante, grafite e carvão) e combinada (petróleo, ga­ses naturais e seres vivos). O grafite é usado como lubrificante, na fabricação de tintas e em reatores atómicos; o diamante usado como pedra preciosa, serve também como abrasivo, como par­te de instrumento para corte de vidro e na confecção de brocas; o carvão é empregado como combustível e como redutor na indústria siderúrgica.

Ferro
O ferro – metal na forma sólida, encontrado em vá­rios minerais, como a hematita (Fe2O3) e a magnetita (Fe3O4) – é obtido pela redução desses óxidos com car­vão em altos-fornos. O ferro obtido do alto-forno – o ferro-gusa – apre­senta entre 2 e 3% de carbono e quando purificado é denominado ferro-doce. A partir do armamento do fer­ro-gusa para retirar o excesso de carbono, obtém-se o aço, uma importante liga de ferro e carbono (0,5 e 1,7%). Para aumentar a qualidade do aço, podem-se adicionar outros metais. O aço inoxidável, por exemplo, é uma liga de aço-cromo. Depois de vertido do alto-forno, o ferro corre por canaletas e chega aos moldes, onde se solidifica em lingotes. Em algumas usinas, o ferro ainda líquido é transportado diretamente para as máquinas que produzem aço.

Hidrogênio (H2)
O hidrogênio – elemento mais abundante em nossa galáxia – está presente em abundância na superfície do sol (99%) e, na forma combinada, é encontrado na água e nos hidrocarbonetos. É usado na fabricação de marga­rinas, como combustível e como agente redutor na in­dústria química.

Oxigênio (O2)
Gás inodoro, insípido e incolor, o oxigênio compõe cerca de 21% de nossa atmosfera e é responsável pela vida animal e vegetal e importante para os processos de combustão.

Cobre
O cobre é um metal encontrado na natureza, predominantemente na forma de sulfetos, como Cu2S (calcosita) e CuS (covelita). Conhecido cerca de 5 000 a.C., esse metal avermelhado brilhante só passou a ter importância quando foi fundido com o estanho, originando uma liga extrema­mente dura e resistente: o bronze. Outra importante liga do cobre é o latão (cobre-zinco). Os principais usos do cobre são fios condutores de eletricidade, canos para re­frigeração e peças mecânicas.

Alumínio
O alumínio, metal prateado e pouco denso (d = 2,7 g/cm3), não é encontrado na forma livre, mas é abundante em vários minerais, como a bauxita, A12O3, de onde é extraído pelo processo de eletrólise ígnea. As aplicações são numerosas: latas de bebidas, janelas, por­tas, bicicletas, carros, aviões.

Ácido sulfúrico (H2SO4)
Líquido incolor, solúvel em água (dissolução exotérmica), muito corrosivo e oleoso, o ácido sulfúrico, importante em todos os ramos da Química, é produzido em larga escala. Diz-se que o consumo e a produção deste ácido po­dem medir o desenvolvimento industrial de um país. É utilizado na produção de fertilizantes, velas, explosivos, corantes, tintas, plásticos, baterias de automóveis.

Ácido clorídrico (HCl)
Gás incolor, muito tóxico, corrosivo e de cheiro su­focante, o HC£ puro é chamado do cloreto de hidrogênio ou gás clorídrico. Em solução aquosa, é chamado de ácido clorídrico e, na forma comercial, de ácido muriático. É utilizado em limpeza de superfícies metálicas, na indústria de pa­pel, couros, tecidos, tintas, etc.

Ácido nítrico (HIMCX)
Líquido incolor, volátil, tóxico, corrosivo, bastante solúvel em água, o HNO3 é um forte oxidante, muito utilizado na fabricação de explosivos, seda artificial, plás­ticos, medicamentos, vernizes e tintas. A mistura de ácido clorídrico com ácido nítrico, a chamada água-régia, ataca o ouro.

Hidróxido de sódio (NaOH)
Sólido, iônico, tóxico, corrosivo e muito solúvel em água (dissolução fortemente exotérmica), o NaOH, co­nhecido comercialmente como soda cáustica, em função de seu grande poder de corrosão (corrói tecidos animais e vegetais e até vidro), é obtido industrialmente pela eletrólise aquosa de NaC£.
É uma base inorgânica muito forte, empregada na produção de sabões, seda artificial, papel, produtos de limpeza, refino de petróleo e glicerol.

Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)
Sólido branco, pouco solúvel em água, a cal se de­compõe por aquecimento. A solução aquosa dessa base é denominada água de cal. Este composto pode ser denominado cal extinta ou apagada e a sua preparação é feita pela reação da cal virgem com água: CaO + H2O -> Ca(OH)2. É muito utilizado no refino do açúcar, na preparação de argamassa, no branqueamento dos tecidos, na caiação (pintura a cal), na correção da acidez do solo.

Hidróxido de amônio – amoníaco (NH4OH) – e amónia (NH3)
A amónia (NH3) é um gás, incolor, tóxico, sufocante e muito solúvel em água (H2O). Quando dissolvida em água forma o hidróxido de amónio (amoníaco), segundo a reação:

Carbonato de cálcio (CaCO )
O carbonato de cálcio é encontrado na composição química do már­more, presente em inúmeros monumentos espalhados pelo mundo, como no Taj Mahal, na índia. O carbonato de cálcio apresenta-se na forma de sóli­do, é muito pouco solúvel em água e encontra-se na na­tureza sob diversas formas: mármore, calcita, calcário e aragonita. Esse composto, utilizado na produção de cal virgem, gás carbônico, vidro, cimento, adubos, também é empregado na siderurgia, na medicina e na correção do pH do solo.

Dióxido de carbono (CO_)
O CO2, gás carbônico ou anidrido carbônico – inco­lor, pouco solúvel em água, encontrado na atmosfera, é essencial à vida, pois participa do ciclo respiratório dos animais e das plantas. É usado em extintores de incên­dio, na indústria de refrigerantes, em refrigeração e como artifício cênico em shows (gelo seco).

NH4OH
A amónia é muito utilizada na agricultura (fertilizan­tes), na produção do ácido nítrico, corantes, explosivos, medicamentos, gás de refrigeração, produtos de limpeza.