Reação Química

Reação química

Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Envolve mudanças relacionadas à mudança nas conectividades entre osátomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes ou ainda na interconversão entre dois tipos de isômeros. Resumidamente, pode-se afirmar que uma reação química é uma transformação da matéria em que pelo menos uma ligação química é criada ou desfeita.

Características

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. Essas leis de conservação se manifestam microscopicamente sob a forma das leis de Lavoisier, de Proust e de Dalton. De fato, essas leis, no modelo atômico de Dalton, se justificariam pelas leis de conservação acima explicitadas e pelo fato de os átomos apresentarem valências bem definidas. Ao conjunto das características e relações quantitativas dos números de espécies químicas presentes numa reação dá-se o nome de estequiometria.

Deve-se salientar que uma ligação química ocorre devido a interações entre as nuvens eletrônicas dos átomos, e que então reação química apenas envolve mudanças nas eletrosferas. No caso de ocorrer mudanças nos núcleos atômicos teremos uma reação nuclear. Ao passo que nas reações químicas a quantidade e os tipos de átomos sejam os mesmos nos reagentes e produtos, na reação nuclear, as partículas subatômicas são liberadas, o que causa redução de sua massa, sendo este um fato relacionado à existência de elementos isóbaros, isótonos e isótopos entre si.

Um exemplo de uma reação química é (ambos os regentes em solução aquosa):

NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl

Nesta reação química, 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.

Tipos de reações químicas

Tradicionalmente, as reações químicas podem ser classificadas de acordo com o número de reagentes e produtos em cada membro da equação química que representa a reação:

• reações de síntese, composição ou adição ;

• reações de análise ou decomposição ;

• reações de simples troca ou deslocamento ( ;

• reações de dupla troca .

Outra classificação categoriza as reações em dois tipos:

• reações de oxirredução ou reações redox

• as demais reações

Algumas reações de síntese, algumas de análise, todas de simples troca e nenhuma de dupla troca são reações de oxirredução

Um tipo de reação que não encontra paralelo nas classificações acima é a chamada reação de isomerização.

Ainda existem uma série de reações que são estudadas em Química Orgânica, ou seja, sub-classes de reações, tais como : Reações de Halogenação, Reações de Hidrogenação, Reações de Substituição Nucleofílica etc.

Síntese química

Síntese química é o processo de obter compostos químicos a partir de substâncias mais simples.

O objetivo principal da síntese química, além de produzir novas substâncias químicas, é o desenvolvimento de métodos mais econômicos e eficientes para sintetizar substâncias naturais já conhecidas, como por exemplo o ácido acetilsalicílico (presente nas folhas do salgueiro) ou o ácido ascórbico ou vitamina C, que já se encontra de forma natural em muitos vegetais.

Também a síntese química permite obter produtos que não existem de forma natural, como o aço, os plásticos ou os adesivos.

Atualmente existem aproximadamente onze milhões de produtos químicos de síntese catalogados e se calcula que a cada dia se obtém mais 2000.

O progresso científico tem permitido um grande desenvolvimento das técnicas de síntese química. Inicialmente estes produtos se obtinham de maneira casual Ainda que, na atualidade, é possível realizar simulações por computadores antes de experimentar no laboratório.

Reação de dupla troca

Em Química, uma reação de dupla troca ou reação de metátese é uma reação onde há dois reagentes, ambos compostos gerando dois produtos, sendo que são igualmente dois compostos, permutando entre si dois elementos ou radicais.

Alguns exemplos são:

A própria reação de salificação (ácido+base) é um exemplo de reação de dupla troca:

Estas reações ocorrem quando duas substâncias compostas resolvem fazer uma troca e formam-se duas novas substâncias compostas. A reação de dupla troca ocorre quando AD e/ou CB for

• menos solúvel

• eletrólito mais fraco

• mais volátil

que AB e/ou CD.

Ou ainda, pode-se observar os produtos para verificar se a reação de dupla troca ocorre ou não. Neste caso de observação, a reação de dupla troca ocorre efetivamente se, pelo menos um dos produtos da reação for:

• base forte

• água ou peróxido de hidrogênio

• sal insolúvel

• ácido volátil

Reação de simples troca

Em Química, uma reação de simples troca ou reação de deslocamento ou ainda reação de substituição é uma reação onde há dois reagentes e dois produtos, sendo que um reagente é um elemento químico e o outro é um composto, e entre os produtos há igualmente, um elemento e um composto.

Uma reação de simples troca possui a forma A + BC → B + AC.

Existem dois subtipos diferentes de reações de simples troca:

• No primeiro tipo, A e B são metais, com caráter eletropositivo quando ligados e C é um ânion formado por um ametal somente, um semimetal ou ainda ser um ânion mais complexo.

• No segundo tipo, A e B podem ser ametais ou semimetais e C ser um metal ou elemento com carácter eletropositivo.

O critério para se saber se uma determinada reação de simples troca irá ocorrer é dado em função da reatividade. Em última instância a reatividade, que é a medida da propensão para a ocorrência de uma reacção, depende da variação de Energia de uma reação. Se a reação ocorrer sob pressão constante, como quando ocorre nas reações sob pressão atmosférica, é usual empregar-se a função G ou função de Gibbs. Pode-se determinar a função G eletroquimicamente, e é usual que a análise seja feita em termos do potencial elétrico, dado em volts.

Em textos elementares de química é costume empregar-se uma lista simplificada, onde os elementos são postos em ordem decrescente de reatividade. Segue-se abaixo duas listas de reatividade, uma para cada subtipo de reacção de dupla troca:

• Para o deslocamento do cátion:

Li Cs Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Be Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H

Sb Bi As Cu Hg Ag Pd Pt Au

• Para o deslocamento do ânion:

F O Cl Br I S C P H

Nessas duas listas, os elementos que estão mais à esquerda (mais reativos) deslocam os elementos mais à direita (menos reativos)

Um exemplo do primeiro tipo de reação é dado abaixo:

Um exemplo do segundo tipo é o dado a seguir:

Salificação

A Salificação ou Reação de neutralização é o nome que se dá a toda reação química que ocorre na mistura de um ácido com uma base. A reação de neutralização é a reação entre um ácido e uma base dando origem a sal e água

É importante destacar que essas reações químicas só acontecem em meio aquoso, pois é preciso primeiro acontecer a ionização dos compostos.

Pode ser subdividida em:

• Neutralização Total: Após o término da reação, todos os hidrogênios e hidroxilas se neutralizaram.

• Neutralização Parcial: Após o término da reação, sobram cátions hidrogênio ou ânions hidroxilas. Quando na fórmula do sal houver íons hidroxilas, será chamado de sal básico, de reação básica ou hidróxisal e quando houver íons hidrogênio na fórmula do sal formado na reação, será chamado de sal ácido, de reação ácida ou de hidrogeno sal.

Combustão

Combustão ou queima é uma reação química exotérmica entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, para liberar calor e luz. Durante a reação de combustão são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes. No caso da queima em ar de hidrocarbonetos (metano, propano, gasolina, etanol, diesel, etc) são formados centenas de compostos, por exemplo CO2, CO, H2O, H2,CH4, NOx, SOx, fuligem, etc, sendo que alguns desses compostos são os principais causadores do efeito estufa, da chuva ácida e de danos aos ciclos biogeoquímicos do planeta.

Os processos de combustão são responsáveis pela produção de cerca de 85 % da energia do mundo, inclusive o Brasil, em transporte (carros, aviões, trens, navios, etc), usinas termelétricas, processos industriais, aquecimento doméstico, geradores, cozimento de alimentos e outro. Em uma reação estequiométrica ideal de um hidrocarboneto em ar são formados apenas CO2 e H2O, sendo o N2 um inerte.

De uma forma geral: CxHyOzNt + (x+y/4-z/2)[O2 + 3,76N2] → xCO2 + (y/2)H2O + (y/2)H2O + [t/2+3,76(x+y/4-z/2)]N2.

Exemplos: C2H5OH + 3 [O2+3,76N2] → 2CO2 + 3H2O + 3.3,76N2 + calor

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O +calor

CH2S + 6 F2 → CF4 + 2HF + SF6 + calorias

Espécie: ornithorhynchus anatinus