Equações químicas

As reações químicas podem acontecer na natureza, em laboratórios, no forno da nossa casa, etc. E o fenômeno que acontece com a matéria numa reação química pode ser representado, isto é, escrito no papel.

Essa representação gráfica chama-se equação química.

Uma equação é composta dos seguintes elementos:

A seta representa a transformação química.

Os reagentes são as substâncias que interagem.

Os reagentes e agentes externos são escritos à esquerda da seta.

Os produtos são escritos à direita da seta.

Os números indicam a quantidade das substâncias.

Os sinais gráficos indicam os fenômenos que ocorrem entre as substâncias.

Vejamos como escrever corretamente uma equação química:

Escrevem-se as fórmulas das substâncias reagentes, unindo-as pelo sinal de adição.

H2SO4   +   CuO

Acrescenta-se uma seta que indica o sentido da reação.

H2SO4   +   CuO   →

Depois, escreve-se a fórmula do produto resultante. Se houver mais de um produto, unem-se as fórmulas das substâncias dos produtos resultantes por meio do sinal de adição.

       Reagentes                         produtos

H2SO4   +   CuO   →   CuSO4   +   H2O

H2SO4 (ácido sulfúrico), CuO (óxido de cobre), CuSO4 (sulfato de cobre), H2O (água).

Os sinais nas equações químicas

Nas equações químicas costumam aparecer alguns sinais. Cada um desses sinais indica algum fenômeno químico. Vejamos alguns:

O sinal ↓ posto ao lado de uma substância indica que ela se precipita, isto é, se deposita no fundo do recipiente onde a reação se passa. A substância se precipita porque é insolúvel.

O sinal ∆ (letra grega: delta) colocado sobre a seta da equação química indica que os reagentes foram aquecidos.

Setas opostas indica que a reação é reversível, podendo ocorrer nos dois sentidos: o produto pode reagir e voltar a ser o reagente primitivo.     

Fonte: BARROS & PAULINO. Física e Química. São Paulo: Editora Ática, 2001.

A linguagem química: Símbolos e fórmulas

Símbolos

São conhecidos atualmente mais de 100 elementos químicos. Cada um deles tem um nome e um símbolo diferente.

Os símbolos são a representação dos elementos químicos. São formados por uma, duas ou três letras. A primeira é sempre maiúscula e a segunda, é sempre minúscula. O símbolo de um elemento vem de uma ou duas letras tiradas de seu nome em latim. Por causa disso, nem todos os símbolos têm relação lógica com o nome do elemento em português.

Os que têm três letras não têm nomes oficiais, atribuídos pela Iupac (União Internacional de Química Pura e Aplicada).

Fórmulas

Todas as substâncias são formadas por átomos. As substâncias simples são formadas por átomos de um único elemento e as substâncias compostas são formadas por átomos de dois ou mais elementos diferentes.

As moléculas são as menores unidades que apresentam a composição característica de uma substância. As moléculas são formadas pela união de dois ou mais átomos.

Para representar graficamente as moléculas de uma substância, seja ela simples ou composta, os químicos utilizam fórmulas. A fórmula da água é H2O. Outras fórmulas usadas pelos químicos são CO2 (gás carbônico), N2 (gás nitrogênio), O2 (gás oxigênio), O3 (gás ozônio), C2H6O (etanol), C6H12O6 (glicose), NH3 (amônia) e H2SO4 (ácido sulfúrico).

Na fórmula de uma substância são colocados os símbolos dos elementos que tornam parte de sua composição e os índices de atomicidade (ou, simplesmente, atomicidade), que indicam a proporção em que os átomos do elemento estão presentes na substância. Se o índice de atomicidade não for escrito, é porque seu valor é 1.

Fonte: CANTO, Eduardo Leite do. Ciências Naturais: Aprendendo com o cotidiano. São Paulo: Editora Moderna, 2009.

Fonte: Caderno do Professor: Ciências, Ensino Fundamental – 9º Ano, Volume 1. São Paulo: SEE, 2009.

Tipos de substâncias

Os átomos se ligam, formando moléculas ou aglomerados iônicos.

Esses dois tipos de compostos, por sua vez, juntam-se para formar as substâncias e, consequentemente, a matéria.

Substâncias moleculares: Os arranjos entre moléculas formam substâncias moleculares. A molécula é a menor combinação de átomos que mantém a composição da matéria inalterada (os átomos se ligam por ligações químicas covalentes).

Exemplos de moléculas: A água, o metano, o açúcar, o álcool e os gases em geral.

Substâncias iônicas: Arranjos entre compostos iônicos formam substâncias iônicas. Os íons são átomos em desequilíbrio elétrico e que apresentam carga positiva ou negativa.

Exemplos: O cloreto de sódio (sal de cozinha), os sais e outros minerais possuem íons que formam compostos iônicos e, consequentemente, substâncias iônicas.

Substâncias puras: São substâncias (ou compostos) formadas exclusivamente por partículas (moléculas ou aglomerados) quimicamente iguais. Geralmente, elas são produzidas em laboratório, por processos de fracionamento de misturas ou métodos de purificação.

Quanto às substâncias não puras, elas são classificadas como misturas.

As substâncias puras podem ser simples ou compostas.

Substâncias simples: São formadas por um só tipo de átomo. Exemplos: gás oxigênio, grafite, gás hidrogênio, iodo e flúor.

Uma substância simples não pode ser desdobrada em outras substâncias simples. Quando dividida, fornece átomos iguais.

Substâncias alotrópicas: São as diferentes substâncias simples constituídas por átomos de um mesmo elemento químico em arranjos diferentes.

É o caso do gás oxigênio e do gás ozônio, do fósforo branco e do fósforo vermelho, do diamante e da grafite (ambos formados por carbono).

Substâncias compostas: São as substâncias formadas por mais de um tipo de átomo ou íon. As substâncias açúcar e álcool são formadas pela reunião de hidrogênio, oxigênio e carbono.

Ainda temos a água, o sulfato de cobre, o ácido clorídrico, o metano, a amônia, o cloreto de sódio, entre outros.

As substâncias compostas podem ser desdobradas em substâncias mais simples.

Isso ocorre quando são submetidas à ação do calor, da eletricidade (eletrólise) e de outros agentes, como por exemplo certas enzimas (substâncias orgânicas encontradas em todos os seres vivos que têm como função acelerar as reações químicas).

Fonte: BARROS & PAULINO. Física e Química. São Paulo: Editora Ática, 2001.

Reações químicas

As combinações entre as substâncias são fenômenos químicos. Esses fenômenos são chamados de reações ou transformações químicas.

Em toda reação química ocorre uma nova arrumação dos átomos. A ligação química entre as partículas das substâncias que reagem se desfaz para formar outras.

Para saber se houve uma reação química, precisamos comparar as propriedades das substâncias presentes no sistema, nos estados inicial e final.

As plantas necessitam de luz para sobreviver. Através do processo de fotossíntese, combinam substâncias extraídas do solo, transformando-as em alimento. Esse é um exemplo de reação química em que as substâncias químicas se juntam e se transformam em novas substâncias, em geral com propriedades completamente diferentes das originais. No caso da fotossíntese, o gás carbônico absorvido pela planta reage com a água, produzindo glicose (açúcar) e oxigênio.

O homem, por sua vez, alimenta-se de plantas e de animais, que se transformam em outras substâncias, através da digestão, e se distribuem pelo seu corpo. Nesse caso também acontece uma grande quantidade de reações químicas.

Uma grade de ferro sem a proteção da pintura, enferruja em pouco tempo. O ferro reage com o oxigênio do ar e da água da chuva, transformando-se em óxido de ferro, mais conhecido como ferrugem. Trata-se de outro exemplo de reação química.

A ocorrência de uma reação química nem sempre é fácil de perceber. Algumas só podem ser percebidas em laboratórios equipados para separar componentes das misturas obtidas e determinar suas propriedades.

Há contudo, algumas evidências que estão, de modo geral, associadas à ocorrência de reações químicas e que são, portanto, pistas que podem indicar sua ocorrência. Entre elas estão:

Liberação de calor: Ocorrem nas combustões.

Mudança de cor: Quando um alvejante é derrubado, por descuido, numa roupa colorida.

Mudança de odor: Quando frutas, carnes e outros alimentos se estragam.

Liberação de gás: Ao jogar um comprimido efervescente em água.

Existem outros exemplos de reações químicas no cotidiano. A formação da ferrugem num pedaço de palha de aço, o apodrecimento dos alimentos, a produção de húmus no solo, a queima de gás num fogão e de gasolina, álcool ou óleo diesel no motor de um veículo.

Quantidade de substâncias em reações químicas

Nos processos químicos industriais, há rígido controle das quantidades de substâncias empregadas nas reações químicas que são realizadas.

Para cada reação química, há uma proporção ideal entre as quantidades das substâncias que se transformam.

Caso essas proporções não sejam respeitadas, há desperdício de materiais, o que resulta em prejuízo financeiro e ambiental.

Fonte: CANTO, Eduardo Leite do. Ciências Naturais: Aprendendo com o cotidiano. São Paulo: Editora Moderna, 2009.

Fonte: César & Sezar & Bedaque. Ciências: Entendendo a natureza – A matéria e a energia. São Paulo: Editora Saraiva, 2001.

Fonte: BARROS & PAULINO. Física e Química. São Paulo: Editora Ática, 2001.