Plano Reações Inorgânicas - Precipitação e Volatilização

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Professora: Marjoli Grando

Componente Curricular: Química

Data: 11/11/2016

OUTRAS REAÇÕES INORGÂNICAS

Reações com precipitação

As reações de precipitação são muito importantes na química, em diversos aspectos. Alguns tipos de precipitação já foram usados até mesmo como “tinta invisível”, desde a I Guerra Mundial, para envio de mensagens secretas por espiões, muito antes da criação da Central de Inteligência Americana (CIA). A precipitação está relacionada também com as colunas calcárias em cavernas, chamadas estalactites e estalagmites. E, se alguma vez, você já sofreu com as dores renais devido à presença de pedras nos rins, saiba que essas “pedras” também se formam por precipitação. A solubilidade está relacionada a praticamente todos os fenômenos de precipitação, sejam físicos ou químicos. E grande parte desses fenômenos acontece em meio aquoso e envolvem substâncias iônicas, como sais e hidróxidos.

Observe na tabela de solubilidade que os oxalatos (C2O42-(aq)), em geral, são insolúveis, com exceção dos de íon de metais alcalinos (Na+(aq), K+(aq)) e de amônio (NH4+(aq)) que são solúveis. Um dos problemas renais mais comuns, conhecido como “pedra” nos rins, é causado pela precipitação de oxalato de cálcio (CaC2O4(s)), que é insolúvel. Isto acontece porque os alimentos vegetais, em geral, contêm ácido oxálico (H2C2O4(aq)), que é muito solúvel em água, e entra facilmente na corrente sanguínea. O ácido oxálico dissolvido libera o ânion oxalato (C2O42-(aq)) no organismo. Por sua vez, outros alimentos ricos em íons de cálcio podem – por uma série de processos bioquímicos no nosso corpo, associados à digestão e à filtragem do sangue pelos rins - associar cátions cálcio (Ca2+(aq)) aos ânions oxalato (C2O42-(aq)), formando as famosas “pedras” nos rins. Essas pedras podem causar dores fortíssimas, principalmente quando são expelidas em fragmentos de vários tamanhos através do sistema urinário, causando cortes internos e sangramentos.

[pic 4]

Usando as fórmulas das substâncias iônicas envolvidas, de forma condensada:

Representando os íons:

Vamos considerar o exemplo das interessantes formações rochosas nas cavernas calcárias, chamadas de estalactites e estalagmites. Essas formações são depósitos de carbonato de cálcio.

Simplificadamente, a reação é representada como:

Ca2+ (aq) + CO32-(aq) → CaCO3(s)

Mas, para que haja íons carbonato (CO32-(aq)), é preciso que estejam presentes nas águas subterrâneas os íons bicarbonato (HCO3-(aq)), que são mais solúveis. Em outras palavras, a água das chuvas (rica em gás carbônico (CO2(g)) dissolvido) penetra no solo calcário (rico em carbonato de cálcio (CaCO3(aq)), e converte o carbonato em bicarbonato de cálcio (CaHCO3(aq)), que, por sua vez, se dissolve.

CaCO3(s)+ H2O(l) + CO2(g) → Ca2+ (aq) + 2 HCO3-(aq)

No entanto a água que umedece o teto das cavernas (rica em bicarbonato de cálcio dissolvido) evapora lentamente e libera gás carbônico, realizando a mesma reação acima, mas em sentido inverso, precipitando novamente o carbonato de cálcio e aumentando a coluna de estalactite.

Ca2+ (aq) + 2 HCO3-(aq) → H2O(l) + CO2(g) + CaCO3(s)

Quando goteja, essa água cai no chão da caverna e realiza essa mesma reação, precipitando novamente o carbonato de sódio insolúvel e aumentando as estalagmites. Isso faz com que a arquitetura natural das colunas esteja em constante mutação, dissolvendo a rocha em alguns pontos e cristalizando-a em outros, num processo contínuo em que o carbonato de cálcio se cristaliza de 0,5cm a 2,5cm por século!

[pic 5]

Vamos agora analisar o resultado de um experimento: a adição de uma solução aquosa de KNO3(aq) a uma solução aquosa de NaCl(aq), não causa precipitação. Após a mistura das soluções de KNO3(aq) e de NaCl(aq), estarão presentes na mesma solução os íons K+(aq), NO3-(aq), Na+(aq) e Cl–(aq), que, em princípio, poderiam combinar-se para formar KCl(aq), e NaNO3(aq). Porém, como esses sais são solúveis, não observamos precipitação. Na verdade, não há reação, ou seja, não se forma nenhuma nova substância. O que ocorreu limita-se simplesmente à mistura das soluções. Nesse caso a reação com precipitação não acontece porque entre os possíveis produtos nenhum é insolúvel, ou seja, nenhum precipita.

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Reações com formação de substância volátil

Ao adicionar uma solução aquosa de ácido sulfúrico diluído (H2SO4(aq)) a uma de carbonato de sódio (NaCO3(aq)), inicia-se imediatamente a liberação de bolhas de gás, ou seja, começa uma efervescência, que prossegue por alguns segundos. Ao misturar as soluções, os íons H+(aq) combinam-se com os íons CO32–(aq) formando ácido carbônico, H2CO3(aq), que, sendo instável, se decompõe em gás carbônico (CO2(g)) e água (H2O(l)).

A reação com formação de substância volátil pode ser equacionada assim:

H2SO4(aq) + Na2CO3(aq) → Na2SO4(aq) + H2CO3(aq)

E a decomposição do ácido carbônico:

H2CO3(aq) → CO2(g) + H20(l)

Assim, o processo total pode ser representado pela equação:

H2SO4(aq) + Na2CO3(aq) → Na2SO4(aq) + CO2(g) + H20(l)

O gás cianídrico (HCN(g)), que mata por asfixia, foi utilizado em câmaras de gás na Segunda Guerra Mundial. Sua obtenção se dá por meio da reação entre ácido sulfúrico concentrado e cianeto de potássio (antigamente denominado cianureto):

H2SO4(aq) + 2 KCN(aq) → K2SO4(aq) + 2HCN(g)

Quando o bicarbonato de sódio (NaHCO3(aq)) reage com um ácido, de fórmula genérica HX(aq), ocorre a liberação de gás carbônico (H2CO3(aq)) (efervescência):