2. A Lei da Conservação da Massa ou Lei de Lavoisier
enuncia que numa reacção química não há variação de
massa, isto é, a massa total dos reagentes é igual à massa
total dos produtos da reacção.
3. A extensão das reacções químicas e o reagente limitante
Se introduzirmos em dois copos, com volumes iguais de uma mesma solução
de permanganato de potássio, no primeiro, três pregos de ferro, e no segundo
um pouco de arame fino (de igual massa), veremos que as soluções vão
descorando e acabam por se tornar incolores. Isto indica-nos que as reacções
que tiveram lugar foram avançando até se completarem por esgotamento de
um dos reagentes, neste caso, o anião permanganato.
Embora, no primeiro copo, a reacção decorresse mais lentamente, no final, a
extensão foi a mesma nos dois casos; vemos, assim, que a velocidade e a
extensão são duas características diferentes das reacções químicas.
4. A reacção que ocorreu pode ser traduzida pela equação química:
Zn (s) + Cu2+ (aq) Cu (s)+ Zn2+ (aq)
Terá sido uma reacção “completa”?
O desaparecimento da cor azul parece indicar se gastou todo o catião cobre (II).
Pode então afirmar-se que a extensão de conversão foi total em relação ao
reagente catião cobre (II); a reacção é correctamente traduzida por uma
equação química em que figura uma só seta:
Zn (s) + Cu2+ (aq) Cu (s)+ Zn2+ (aq)
Designa-se por reagente limitante de uma reacção química aquele que está em
defeito relativamente ás proporções estabelecidas pela correspondente equação
química.
O reagente limitante é o reagente cuja quantidade determina a(s) quantidade(s)
máxima(s) de reagente(s) que se gasta(m) e de produto(s) que se forma(m)
nessa reacção química.
É o caso do catião cobre (II) deste exemplo.
Na realidade, como ficou zinco por reagir depois de esgotado o catião cobre (II),
diz-se que este era o reagente limitante e que o zinco era o reagente em
excesso.
5. O Rendimento de uma Reacção Química
Rendimento de uma reacção é o quociente entre a quantidade de produto obtida
e a quantidade teoricamente esperada ( a partir da estequiometria da reacção,
atendendo ao reagente limitante.
0 < η ≤ 1
Rendimento igual a zero significaria que não se obteve qualquer quantidade de
produto e, então, não faria sentido dizer que ocorreu reacção; rendimento
superior a 1 significaria que se obteve mais produto do que o teoricamente
esperado o que indicia vários erros possiveis: a reacção que ocorreu não era a
pretendida, o produto está contaminado (por solvente, por subprodutos ou por
reagentes em excesso), cometeram-se erros de cálculo de medição de pesagem
e outros.
6. Reacções Endotérmicas e Exotérmicas
Há fenómenos que requerem energia para se darem, outros libertam grandes
quantidades de energia para se darem, outros libertam grandes quantidades de
energia.
Muitas reacções químicas são importantes, não por causa dos produtos que se
formam, mas devido à energia nelas envolvida.
Exemplo de uma reacção deste tipo é a electrólise da água que, como já se
sabe, só se realiza quando se fornece energia, neste caso energia eléctrica.
Deste modo consegue-se obter hidrogénio e oxigénio a partir da água.
As reacções químicas que ocorrem com absorção de energia, sob a forma
de calor, logo diminuição de temperatura, dizem-se reacções endotérmicas
(endo = para dentro) ou endoenergéticas.
A fotossíntese, também é um processo endoenergético onde a transformação
de água em açucares realiza-se somente na presença da luz solar.
7. As reacções químicas que libertam energia, sob a forma de calor e portanto,
acompanhadas por um aumento de temperatura, dizem-se reacções
exotérmicas (exo=para fora) ou exoenergéticas.
As reacções de combustão são exemplos de reacções exotérmicas muito
importantes no nosso dia-a-dia.
A energia fornecida nas combustões é utilizada em variadíssimas situações,
como, por exemplo, na preparação de alimentos, no aquecimento, na obtenção
de energia para mover os carros, na obtenção de energia eléctrica nas centrias
termoeléctricas, etc.
A madeira a arder liberta calor, logo a combustão da madeira é uma reacção
exoenergética.
8. A velocidade das reacções
Chama-se velocidade de reacção à maior ou menor rapidez com que os
reagentes se transformam em produtos da reacção.
Uma primeira classificação das reacções quanto à sua velocidade é dizer se é
lenta ou rápida.
Existem reacções químicas que se produzem quase instantaneamente, e,
portanto, muito rapidamente os reagentes se transformam em produtos -
reacção rápida.
Outras reacções demoram, por vezes anos até que os reagentes se
transformam em produtos – reacção lenta.
Exemplos:
O fogo de artifício é uma reacção rápida.
A formação de verdete nas estátuas é uma reacção lenta.
9. Medir a velocidade de uma reacção química
Para medir a velocidade de uma reacção química é necessário saber a
quantidade de um produto que se formou durante um espaço de tempo.
Por definição, a velocidade de reacção traduz-se pelo seguinte:
Velocidade de reacção = quantidade de produto formado
tempo que demorou a formar-se
10. Factores que afectam a velocidade das reacções
São: a Concentração, a área superficial, a temperatura, a luz e a presença de
catalisadores e inibidores.
Efeito da concentração dos reagentes
A concentração dos reagentes representa a quantidade de reagentes que existe
num volume de solução. Quanto maior for a quantidade de reagente em
solução, maior será a concentração.
Efeito da área superficial num sólido
Quando um dos reagentes é sólido, pode aumentar-se a sua área superficial (a
quantidade de área de superfície exterior) aumentando o estado de divisão do
reagente. Quanto mais dividido estiver o sólido, maior é a sua área superficial.
Quanto maior for o estado de divisão de um sólido, maior será a sua área de
superfície que estará em contacto com o outro reagente e maior será o número
de colisões, o que aumentará a velocidade da reacção.
11. Efeito da Luz
A luz aumenta a velocidade com que as partículas se movem, logo aumentando
o número de colisões eficazes e, portanto, a velocidade das reacções químicas.
O efeito da luz na velocidade das reacções pode ser verificado na fotossíntese.
Nas plantas expostas à luz, aumenta a velocidade da fotossíntese. Também a
decomposição de alguns plásticos biodegradáveis é muito rápida na presença
de luz.
Efeito da Temperatura
Em geral, a temperatura influencia a velocidade da reacção, visto que afecta a
agitação das partículas que intervêm na reacção, influenciando o número de
colisões eficazes.
Quanto mais elevada for a temperatura, maior é a agitação e, portanto, maior a
possibilidade de haver colisões eficazes, aumentando a velocidade das
reacções.
12. Efeito da natureza dos reagentes
A velocidade de uma reacção depende da natureza dos reagentes que nela
intervêm.
O reagente por nós escolhido para efectuar uma reacção química também pode
alterar a velocidade dessa reacção.
Por exemplo, verifica-se que a evaporação de uma quantidade de álcool etílico
por aquecimento é mais rápida do que a evaporação por aquecimento de igual
quantidade de água. Isto é, neste caso foi alterada a natureza da substância.
13. Efeito dos catalisadores
Um catalisador é uma substancia que intervém na reacção para alterar a sua
velocidade, mas não se transforma nela.
Um catalisador que aumenta a velocidade da reacção é um catalisador
positivo.
Um catalisador que diminui a velocidade de reacção é um catalisador
negativo ou inibidor.
Face a estas características e às exigências do nosso quotidiano, em
diminuir a velocidade da reacção de decomposição dos alimentos, utilizam-
se certas substâncias para se conservarem os alimentos – os chamados
inibidores caseiros.
Por exemplo, desde há muito que o Homem utiliza o açúcar e o sal, como
“conservantes”.
