Transformações e Reações Químicas

As transformações químicas são aquelas que quando acontecem as substâncias mudam o que elas são, mas essas transformações não são aleatórias nem mesmo são desconhecidas. Para identificar esse fenômeno, o estudo das transformações químicas estruturou o que é chamado de reações químicas.

Nas reações químicas existem duas partes, os reagentes e os produtos. Os reagentes são as substâncias que existiam antes da transformação química e os produtos são o resultado da transformação química.

Leis ponderais

Todas as reações químicas seguem uma proporção e as massas presentes nos reagentes e nos produtos devem ser iguais, essas regras são chamadas de Leis ponderais. A primeira lei ponderal é conhecida como Lei da conservação das massas ou Lei de Lavoisier, enunciada da seguinte forma: A massa dos reagentes é igual a massa dos produtos, ou também pela célebre frase “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. A segunda lei ponderal é conhecida como Lei das proporções fixas ou Lei de Proust, enunciada da seguinte forma: A proporção em massa das substâncias que reagem e que são produzidas numa reação é fixa, constante e invariável. Cada átomo de um elemento químico possui uma massa específica, que está indicada na tabela periódica, por exemplo os elementos da reação apresentada no tópico anterior:

A massa de uma molécula é a soma das massas de todos os átomos presentes nela, portanto:

Lei da conservação das massas

A massa presente nos reagentes SEMPRE será igual a massa presente nos produtos, mesmo que individualmente sejam distintas, mas a soma das massas de todos os reagentes é igual a soma da massa de todos os produtos.

NaOH   +    HCl        →     NaCl      +   H₂O

40u    +   36,5u       →        58,5u   +   18u

                                                               76,5u       →        76,5u

Lei das proporções fixas

As massas dos reagentes e produtos participantes de uma reação mantêm uma proporção constante.

NaOH    +    HCl   →     NaCl    +    H₂O

Nesse caso, a proporção entre as moléculas nessa reação é: 1 molécula de NaOH reage com 1 molécula de HCl formando 1 molécula de NaCl e 1 molécula de H₂O, portanto a proporção é 1:1:1:1. Essa proporção é invariável nessa equação, e para determinar essa proporção é feito o balanceamento da equação química.

O que implica que se aumentar a quantidade de moléculas de qualquer reagente, a quantidade necessária do outro reagente será proporcional. Por exemplo: 3 moléculas de NaOH vai precisar de 3 moléculas de HCl, formando então 3 moléculas de NaCl e 3 moléculas de H₂O.

Balanceamento das equações químicas

Balancear uma equação química é deixar essa equação proporcional tanto em quantidade de moléculas quanto em massa, ou seja, estar de acordo com as leis ponderais. Observe o exemplo:

NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O

As quantidades de átomos no reagente e no produto estão diferentes, portanto, é necessário que a equação química seja balanceada. Observe que os elementos Na (sódio) e H (hidrogênio) estão diferentes, então a proporção deve ser ajustada.

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O

A tentativa de igualar foi aumentar a proporção da molécula de NaOH, observe que não foi alterado para ficar Na₂OH que seria uma outra substância (que na verdade não existe), com isso as quantidades atômicas de O (oxigênio) e H (hidrogênio) presentes na molécula foram alteradas em decorrência disso.

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

Agora a tentativa de igualar a proporção da molécula de H₂O, assim como na tentativa anterior, foi alterada a proporção da molécula, não a quantidades de átomos dentro dela, a quantidade de átomos de H (hidrogênio) ficou igual em reagentes e produtos e O (oxigênio) foi alterado em decorrência disso. Observe:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

As massas são iguais, portanto, a lei da conservação das massas foi cumprida, onde do reagente para o produto, não foi criada nem perdida nenhuma massa, mas as substâncias são diferentes, portanto, se transformaram.

Assim como a lei das proporções fixas foi cumprida, pois a proporção, em partículas, dessa reação sempre será 2:1:1:2, e em massa sempre será 80u:98u:142u:36u, invariavelmente.

Para saber mais sobre Reações Químicas, se possível assista ao vídeo.

Responda as atividades em seu caderno.

1. Muitas são as evidências da química em nosso cotidiano. Considerando a tirinha a seguir, estabeleça uma relação entre a Lei de Lavoisier o slogan do restaurante Prato Feito’s.

Disponível em: <https://tinyurl.com/5fdzw897>. Acesso em 03 mai. 2021.

2. Em um experimento, foram misturados 6g de carbono e 16g de oxigênio, resultando na formação de Gás Carbônico (CO₂). Se misturarmos 12g de carbono com 32g de oxigênio para formar o Gás Carbônico, qual lei ponderal está sendo aplicada:

3. Analise as afirmativas a seguir relacionadas às Leis Ponderais.

I – A Lei de Proust indica que uma determinada substância composta é formada por substâncias mais simples, unidas com diferentes proporções em massa.

II – A Lei de Lavoisier estabelece que determinadas substâncias sempre reagem com outras a partir de uma proporção definida das massas envolvidas.

III – Em uma equação química, as substâncias indicadas antes da seta representam as substâncias responsáveis por promover a reação e, por isso, são chamadas de reagentes.

IV – Para Lavoisier, se uma reação química for realizada em um sistema fechado, a soma das massas dos reagentes será sempre igual à soma das massas dos produtos.

Assinale a alternativa que indica as afirmações corretas acerca do tema:

4. O balanceamento de reações é um método utilizado em diversas áreas da Química para determinar a quantidade de matéria de cada uma das substâncias participantes da reação, bem como

a) ( ) estabelecer a massa dos componentes.

b) (   ) estabelecer as composições entre os produtos.

c) (   ) estabelecer os limites existentes entre os reagentes.

d) (   ) estabelecer as proporções existentes entre os componentes.

5. Balanceie a seguinte reação química: Na₂SO₄ + CaCl₂ → NaCl + CaSO₄.

6. Uma reação química consiste em dois reagentes, X e Y, e um produto, Z. A massa de X foi determinada antes da reação acontecer e era 58g. A massa de Z foi determinada após a reação ocorrer e é 112g. Qual a massa de Y?

7. Uma transformação ou fenômeno químico ocorre quando a natureza ou composição da matéria é alterada, por meio de uma reação química. Quais as partes de uma reação química e qual o símbolo que representa a transformação química?

8. Uma reação química consiste em três reagentes, K, L e M, e dois produtos, N e O com a proporção em massa de 30:25:40:45:50. Se a massa que reagiu de K era de 90, qual é a massa de todos os outros componentes da reação?

9. Observe a reação a seguir e determine o nome dos elementos presentes (consulte a tabela periódica para responder): 2 KI + PbCl₂ → PbI₂ + 2 KCl.

10. Complete o texto com os termos que faltam para que este tenha sentido e assinale a alternativa correta.

I. Uma reação química ocorre quando um material passa por uma _____________ em que sua constituição muda, ou seja, seus átomos se rearranjam para formar novas ____________.

II. Nas reações químicas, as substâncias iniciais são chamadas de __________ e as finais de __________, e as reações são representadas por meio de equações químicas.

a) (  ) reação, moléculas, produtos, reagentes.

b) (  ) modificação, estruturas, substâncias, moléculas.

c) (  ) movimentação, misturas, átomos, modificadas.

d) (  ) transformação, substâncias, reagentes, produtos

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