8º ano

Equações químicas

Reacção que traduz a electrólise da água:

                  Corrente eléctrica

Água (l)   -----------------------> Oxigénio(g) + Hidrogénio(g)

Para que ocorra uma reacção química é necessário que:

• Os corpúsculos dos reagentes colidam, entre si, com energia suficiente.
• Durante as colisões, há ruptura de ligações químicas e formação de novas ligações.
• Os átomos reagrupam-se de maneira diferente, originando novos corpúsculos, que podem ser:

 -  moléculas ( unidades estruturais das substâncias moleculares);

                     - iões ( unidades estruturais das substâncias iónicas.

Leitura do esquema químico de palavras que traduz a electrólise da água:

A água, no estado líquido, por acção da corrente eléctrica origina oxigénio, no estado gasoso, e hidrogénio, no estado gasoso.

 Os esquemas químicos de palavras dão uma informação muito restrita, e não são universais, ou seja diferindo de língua para língua, e se existem símbolos e fórmulas universais, por que não recorrer a eles para representar uma reacção química?

Foi o que pensaram os químicos e, por isso, passaram a utilizar esquemas em que os reagentes e os produtos de reacção são representados por fórmulas químicas. Esses esquemas, devidamente acertados, designam-se por equações químicas.”

  Regras para a escrita de equações químicas:

1. Escrever o esquema de palavras que traduz a reacção química;
2. Escrever a(s) fórmula(s) química(s) do(s) reagente(s) e produto(s) de reacção, bem como o estado físico em que se encontram, dentro de parêntesis.
3. Separar o(s) reagente(s) do(s) produto(s) de reacção por meio de uma seta que indica o sentido da reacção. À esquerda da seta escrever as fórmulas químicas dos reagentes e à direita, escrever as fórmulas químicas dos produtos de reacção. Os reagentes e os produtos da reacção separam-se, entre si, por meio do sinal mais.        

Para proceder ao acerto de uma equação química, começa-se por contar o número de átomos de cada elemento nos dois membros da equação (reagentes e produtos). Se esse número não for igual, e como não podemos alterar as fórmulas químicas das substâncias, resta-nos alterar o número das moléculas dos reagentes e/ou produtos.

                Corrente eléctrica

                             2 H₂O (l)   ----------------->   2 H₂ (g)  +  O₂(g)

 Leitura da equação química que traduz a electrólise da água:

Duas moléculas de água líquida originam uma molécula de oxigénio gasoso e duas moléculas de hidrogénio gasoso, por acção da corrente eléctrica.

Uma equação química indica-nos:

·               Os reagentes e os produtos da reacção, através das suas fórmulas químicas;

·               O número de partículas (átomos, moléculas ou iões) dos reagentes e dos produtos de reacção;

·               As proporções em que as substâncias se encontram a reagir;

·               A massa dos reagentes e dos produtos da reacção.

  Ficha de trabalho resolvida

1. Observa atentamente a equação química:

2CO (g)  +  O₂ (g) ------------>  2CO₂ (g)

1.1.  Quantas moléculas de reagentes estão representadas? E quantas de produtos?

 Reagentes: 3 moléculas (2 moléculas de monóxido de carbono e 1 molécula de oxigénio).

       Produtos: 2 moléculas de dióxido de carbono.

1.2.  Quantos elementos químicos há na constituição dos reagentes? E nos produtos de reacção? Quais são esses elementos?

          Reagentes: 2 elementos (oxigénio e carbono)

          Produtos de reacção: 2 elementos (oxigénio e carbono)

1.3.  Conta os átomos de cada elemento representados nos reagentes e nos produtos para completares o quadro e a frase que se segue:

Átomos	Reagentes	Produtos
Carbono	2	2
Oxigénio	4	4

Durante as reacções químicas há conservação do número de  átomos.

 
2. Considera a equação química:       N₂ (g)  +  3 H₂ (g)  ----------->  2 NH₃ (g)

  2.1. Classifica as afirmações seguintes em Falsas (F) e Verdadeiras (V) e corrige as falsas.

A.    Durante a reacção química, o número de moléculas que reagem é igual ao número de moléculas que se formam. Falsa – o número de moléculas que reagem não é igual ao número de moléculas que se formam.

B.     De acordo com a equação química representada, quando reagem 4 moléculas de reagentes, formam-se 2 moléculas de produtos. Verdadeira

C.     Durante a reacção química, o número de átomos de azoto é sempre o mesmo e o número de átomos de hidrogénio também. Verdadeira

                        

3.       Escreve e acerta as equações químicas que representam simbolicamente as seguintes reacções químicas:

3.1. O sódio, quando sólido, reage com a água, líquida. Liberta-se hidrogénio e forma-se hidróxido de sódio (NaOH), que permanece em solução aquosa.

2Na (s) + 2H₂O (l)  -----------> H₂(g) + 2NaOH (aq)

3.2. Na combustão do álcool etílico (C₂H₆O) no ar forma-se vapor de água e dióxido de carbono que se libertam para a atmosfera.

                                      C₂H₆O(l) + 3O₂ (g) ----------->  2CO₂ (g) + 3H₂O(g)

3.3. Quando o carbonato de magnésio sólido, se decompõe, obtém-se um sólido – o óxido de magnésio – e um gás – o dióxido de carbono.

                                      MgCO₃(s) ------------->  MgO(s) + CO₂ (g)

3.4. O metal magnésio reage com o ácido sulfúrico (H₂SO₄) em solução aquosa. Forma-se o gás hidrogénio e o sulfato de magnésio, que permanece em solução.

                             Mg(s) + H₂SO₄(aq)   --------->   MgSO₄ ( aq) + H₂(g)

(para responderes a esta questão deverás consultar uma tabela de iões)

4.       A água oxigenada (H₂O₂) é vulgarmente utilizada na desinfecção de ferimentos. Deve ser guardada em frascos escuros porque se decompõe facilmente em água e oxigénio.

4.1.Qual é o factor que desencadeia a reacção de decomposição?

     O factor que desencadeia a reacção de decomposição é a luz.

4.2.Escreve a equação de palavras que traduz a decomposição da água oxigenada.

   Água oxigenada (aq)   -------->  Água (l) + Oxigénio (g)

4.3.Escreve e acerta a equação química correspondente à reacção que ocorre, explicando de forma clara o teu raciocínio.                    

                      H₂O₂ (aq) ----------> H₂O(l) + O₂(g)

Para acertar a equação química é necessário colocar os coeficientes estequiómetricos de tal modo que o número de átomos de cada espécie química, envolvidos nos reagentes, seja o mesmo nos produtos da reacção, para que se verifique a lei de Lavoisier.

                          2H₂O₂ (aq) ----------> 2 H₂O(l) + O₂(g)

     5. Faz a leitura das seguintes equações químicas:

            5.1.    2SO₂ (g)  +  O₂ (g) ------------> 2SO₃ (s)

Leitura: duas moléculas de dióxido de enxofre, no estado gasoso, reagem com uma molécula de oxigénio, no estado gasoso, originando duas moléculas de trióxido de enxofre, no estado sólido.

           

            5.2.    SO₃ (s)  +   H₂O (l)    ------>    H₂SO₄ (aq)

                                  

Leitura: uma molécula de trióxido de enxofre, no estado sólido, reage com uma molécula de água, no estado líquido, originando uma molécula de ácido sulfúrico, no estado aquoso.

            5.3.    C₃H₈ (g)  +  5O₂ (g)   --------->  3CO₂ (g)  +  4H₂O (g)

                           (propano)

Leitura: uma molécula de propano, no estado gasoso, reage com cinco moléculas de oxigénio, no estado gasoso, originando três moléculas de dióxido de carbono, no estado gasoso, e quatro moléculas de água, no estado gasoso.

      6. Acerta as seguintes equações químicas:

            6.1.    Zn (s)   +   HCl (l) -------->   ZnCl₂ (aq)   +   H₂ (g)

                      Zn (s)   +   2HCl (l) -------->   ZnCl₂ (aq)   +   H₂ (g)

            6.2.    C₂H₆O (l)   +  O₂ (g) --------> CO₂ (g)   +   H₂O (g)

                      C₂H₆O (l)   +  3O₂ (g) --------> 2CO₂ (g)   + 3H₂O (g)   

          

            6.3.    S₈ (s)   +  O₂ (g) ------->  SO₂ (g)

                      S₈ (s)   +  8O₂ (g) ------->  8SO₂ (g)         

        

            6.4.    H₂ (g)   +   F₂ (g)  ---------> HF (g)

                      H₂ (g)   +   F₂ (g)  ---------> 2HF (g)

            6.5.    C₃H₈ (g)   +   O₂ (g)  -----------> CO₂ (g)   +  H₂O (g)

                      C₃H₈ (g)   +   5O₂ (g)  -----------> 3CO₂ (g)   +  4H₂O (g)                 

            6.6.    P₄ (s)   +   H₂ (g)  ------------>   P₄H₁₀ (s)

        P₄ (s)   +   5H₂ (g)  ------------> P₄H₁₀ (s)              

8º Ano

Símbolos Químicos

Foi Berzelius (1779 – 1848), químico sueco, quem introduziu a notação simbólica moderna em química, fazendo representar cada tipo de átomo por um símbolo próprio, a primeira letra (maiúscula) do seu nome em latim, grego ou em inglês.

O símbolo químico é a representação simbólica de um elemento químico.

Por exemplo:

       Hidrogénio                                            Potássio

Símbolo químico: H                                             Símbolo químico: K

Origem grega: Hydro genes                                Origem latim: Kalium

Mas como se poderiam distinguir simbolicamente dois ou mais elementos químicos cujos nomes começassem pela mesma letra do alfabeto, como por exemplo, o carbono e cálcio?

Para este caso convencionou-se que deveria ser acrescentada à letra maiúscula uma segunda letra, esta minúscula, também pertencente ao seu nome . Assim, todos os símbolos seriam diferentes.

        Carbono( carbo)                                               Cálcio ( calx)

Símbolo químico: C                                           Símbolo químico: Ca

O símbolo químico de um elemento representa:

-            Esse elemento (análise qualitativa).

-            Um átomo desse elemento (análise quantitativa).

Quando se pretende representar mais do que um átomo de um dado elemento (não ligado quimicamente) deve-se indicar, antes do símbolo químico e ao mesmo nível, o número de átomos desse elemento.

Por exemplo:

2 H – representa dois átomos do elemento hidrogénio.

3 N – representa três átomos do elemento azoto.

Fórmulas Químicas

Para a escrita da fórmula química de uma substância, escrevem-se os símbolos químicos dos elementos que constituem a molécula indicando em índice inferior, à direita do símbolo, o número de átomos de cada elemento (quando se trata de 1 só átomo, omite-se o índice um).

A fórmula química de uma substância molecular representa:

·         A substância;

·         Uma molécula dessa substância.

Quando se pretende representar mais do que uma molécula deve-se indicar, antes da fórmula química, e ao mesmo nível, o número de moléculas.

Por exemplo:

5 H₂O – representa cinco moléculas de água.

2O₂ – representa duas moléculas de oxigénio.

Através da fórmula química de uma substância podemos retirar a seguinte informação:

• Os elementos que constituem a substância. (Análise qualitativa).
• O número de átomos de cada elemento que constituem a substância. (Análise quantitativa).

Representação simbólica de iões.

Se o ião é monoatómico…

Escreve-se o símbolo químico do átomo de onde provém e depois o número de cargas em excesso no canto superior direito.

 

    ex: Na ⁺ 

 Representa um ião sódio, resultante de 1 átomo de sódio que perdeu 1 eletrão.

                                               Na    ------------>   Na⁺  + 1e^- 

         ou Cl^-                 

              Representa um ião cloreto, resultante de 1 átomo de cloro que ganhou 1 eletrão.        

 

 

Se o ião tiver mais que uma carga negativa ou positiva, temos que colocar o número de cargas junto do sinal.

ex: Al³⁺
Representa um ião de alumínio, resultante de 1 átomo de alumínio que perdeu 3 eletrões.

                           Al   ------------>    Al³⁺  + 3e^-  

Se o ião é poliatómico…

Escreve-se os símbolos químicos do agregado de átomos de onde provém e depois o número de cargas em excesso no canto superior direito.

ex:

CO₃^{2 -}

Representa o ião carbonato e é proveniente de um agregado (formado por 1 átomo de carbono e 3 átomos de oxigénio) que ganhou 2 electrões.

NH₄ ⁺     

Representa o ião amónio e é proveniente de um agregado (formado por 1 átomo de azoto e 4 átomos de hidrogénio) que perdeu 1 electrão.

Em resumo:

Existem iões muito variados como, (Na⁺),(Cl^-), (Ca²⁺), (CO₃^2-), (Fe³⁺) (PO₄^3-), entre outros. Vemos que alguns iões provêm de um só átomo e outros de um agregado de átomos. Também podemos ver que o número de cargas positivas ou negativas não é igual nos diferentes iões.

Posto isto, pode-se dizer que os iões classificam-se consoante o tipo, ou seja, podemos dizer se o ião é monoatómico ou poliatómico e ainda quanto ao número de cargas que possui em excesso, isto é, se é mono,di, tri,etc .positivo ou negativo.”

Alguns exemplos:

Fe ³⁺ - ião monoatómico tripositivo ( carga +3).

Ca²⁺ - ião monoatómico dipositivo ( carga +2).

Cl^-  - ião monoatómico mononegativo  ( carga - 1)

NH₄⁺ - ião poliatómico monopositivo ( carga + 1)

CO₃^2- - ião poliatómico dinegativo ( carga -2)

PO₄^3- - ião poliatómico trinegativo ( carga -3)

Fórmulas químicas de substâncias iónicas.

As substâncias iónicas são constituídas por iões positivos e iões negativos mas, apesar de serem constituídas por iões, são electricamente neutras, isto é, o número de cargas eléctricas positivas tem que ser igual ao número de cargas negativas (ou então, a soma das cargas dos respectivos iões é sempre zero).

Um exemplo de substância iónica é o cloreto de sódio. A sua fórmula química é muito fácil de escrever se se conhecer como se representam os  iões que a  constituem.

O cloreto de sódio é constituído por iões cloreto – Cl ^- (carga: -1), e iões sódio – Na⁺  (carga: +1).

Para neutralizar a carga de um ião positivo é necessário 1 ião negativo: (+1) + (-1) = 0. Por isso, a proporção de combinação dos iões cloreto de sódio é 1 ião positivo para cada ião negativo, para que o conjunto seja electricamente neutro.

Assim, já podemos escrever a fórmula química do cloreto de sódio NaCl.

Os iões positivos escrevem-se sempre à esquerda dos iões negativos.

Na leitura do nome da substância iónica aparece primeiro o nome do ião negativo e depois o do positivo

Na⁺ : ião sódio com carga +1

Cl^- : ião cloreto com carga -1           
                                                                                

Para neutralizar 1 ião sódio (Na⁺) é necessário 1 ião cloreto (Cl^-):

Outro exemplo de substância iónica é o cloreto de cálcio.

Neste composto, o ião positivo é o ião cálcio e o ião negativo é o ião cloreto, mas o ião cálcio tem duas cargas positivas enquanto que o ião cloreto só tem uma negativa.
Assim, são necessários dois iões cloreto por cada ião cálcio para que o conjunto fique electricamente neutro

Ca²⁺ : ião cálcio com carga +2

Cl^- : ião cloreto com carga -1

Para neutralizar 1 ião cálcio (Ca²⁺) são necessários 2 iões cloreto (2Cl ^-):

                                                           A fórmula química é: CaCl₂

                                                                    

Vejamos ainda outro exemplo:

O sulfato de alumínio é constituído por iões Al³⁺ com carga +3 e iões SO₄^2- com carga  –2. Para que as cargas se neutralizem, são necessários 2 iões positivos para 3 iões negativos. (no quadro:)

Al³⁺ : ião alumínio com carga +3

SO₄^2- : ião sulfato com carga –2

Para neutralizar 2 iões alumínio (2 Al³⁺) são necessários 3 iões sulfato (3 SO₄^2-):

                                                              

A fórmula química é: Al2 (SO4)3

 

Os parêntesis são necessários sempre que o ião em causa é composto por vários elementos e o índice (factor multiplicativo) seja diferente de 1.

Em resumo:

Regras para a escrita de fórmulas químicas de substâncias iónicas:

1) Identifica a representação simbólica dos iões que constituem a substância (recorre à tabela);

2) Escreve em primeiro lugar, o ião com carga positiva e, depois o ião com carga negativa.

3) Escreve à frente de cada ião em índice inferior, um número tal que o total de cargas negativas (-) seja igual ao número total de cargas positivas (+), utilizando parêntesis quando o ião é composto.

O número de cargas elétricas positivas deve ser igual ao número de cargas elétricas negativas, porque as substâncias iónicas são eletricamente neutras.

4) Retira as cargas aos iões.

Regras para a escrita do nome das substâncias iónicas:

1) Identifica os iões (recorrer à tabela de iões)

2) Escreve o nome do ião negativo;

3) Escreve a seguir a palavra de;

4) Escreve, por fim, o nome do ião positivo.

Nota: Nas substâncias iónicas não se utilizam os prefixos di, tri, tetra, etc. que se utilizam nas substâncias moleculares.

exemplos: monóxido de carbono CO, dióxido de enxofre (SO₂), trióxido de enxofre (SO₃) são substâncias moleculares e o óxido de magnésio MgO, sendo uma substância iónica já não se diz monóxido

                             

 

8º ano

O Átomo

“Atualmente, sabe-se que os átomos são constituídos por uma zona central muito pequena, o núcleo, onde se encontram dois tipos de partículas, os protões e os neutrões. E em torno do núcleo circulam outras partículas com elevadíssima velocidade – os eletrões.

·                    Os protões são partículas com carga elétrica positiva de valor unitário (+1);

            Os protões têm massa;

·                    Os neutrões são partículas sem carga elétrica;

            Os neutrões têm massa aproximadamente igual à dos protões;

·                    Os eletrões são partículas de carga elétrica negativa de valor unitário (-1);

            Os eletrões têm massa tão pequena que é considerada desprezável 

Em qualquer átomo há tantos protões como eletrões, por isso os átomos são neutros, isto é, não têm carga elétrica. “

          

O átomo é um corpúsculo. O átomo é uma partícula invisível sendo a unidade estrutural de toda a matéria.

Todos os átomos com o mesmo número de protões (e, portanto, de eletrões) têm as mesmas caraterísticas – são átomos do mesmo elemento químico e a cada elemento químico corresponde um nome, por exemplo, hidrogénio, hélio, carbono, azoto, cloro, enxofre, são os nomes de alguns.

“O elemento químico corresponde a um conjunto de átomos com o mesmo número de protões.”

Como não vemos os átomos por serem muito pequenos recorremos a modelos que os representam. Podemos representar os átomos por bolas de diferentes cores e tamanhos; cada átomo diferente é representado por uma bola com cor e tamanho também diferente. Por exemplo, uma bola de cor branca representa um átomo de hidrogénio; uma bola de cor vermelha representa um átomo de oxigénio. Os átomos não são esferas rígidas como os modelos e o seu formato exterior pode não ser esférico.

Cada substância tem as suas unidades estruturais, que são iguais ao longo de toda a sua extensão. As unidades de algumas substâncias são átomos que existem separados uns dos outros enquanto que outras substâncias são constituídas por unidades que têm o nome de moléculas. As moléculas são agregados de átomos ligados quimicamente entre si.  Daí a enorme variedade de materiais porque os átomos do mesmo elemento, ou de elementos diferentes, ligam-se das mais variadas maneiras, originando uma infinidade de agrupamentos diferentes.

“As moléculas que são formadas por dois átomos são diatómicas, as que têm mais de dois átomos dizem-se poliatómicas. Dentro destas distinguem-se as triatómicas (formadas por três átomos), tetratómicas (formadas por quatro átomos), etc.

Substância elementar é constituída por um só elemento químico (átomos do mesmo elemento).

Substância composta é constituída por dois ou mais elementos químicos (átomos de elementos diferentes).

Mistura de substâncias é formada por partículas diferentes.

Iões

Os iões são partículas com carga elétrica positiva ou negativa que resultam de um átomo ou de um conjunto de átomos quimicamente ligados entre si, ter perdido ou ganho, respectivamente, um ou mais eletrões.

Se um átomo ou agregado de átomos, quimicamente ligados entre si, perde eletrões, fica com mais protões do que eletrões, originando uma partícula com excesso de carga elétrica positiva. Neste caso, dizemos que se trata de um ião positivo ou catião.

           Quando um átomo ou agregado de átomos, ganha ou recebe eletrões, fica com mais eletrões do que protões, originando, por isso, uma partícula com excesso de carga elétrica negativa. Neste caso, dizemos que se trata de um ião negativo ou anião. 

- Quando o ião resulta de um só átomo (que perdeu ou ganhou electrões) chama-se ião monoatómico.

- Quando o ião resulta de um agregado de átomos quimicamente ligados entre si (que perderam ou ganharam electrões) chama-se ião poliatómico.”