5.6: previsão de produtos a partir de reações químicas

parte da atração da química é que as coisas nem sempre funcionam como você espera. Você planeja uma reação, antecipa os produtos e, muitas vezes, os resultados surpreendem você! O exercício, então, é tentar descobrir o que foi formado, por que, e se sua observação leva a outras generalizações úteis. O primeiro passo neste processo de descoberta é antecipar ou prever os produtos que são susceptíveis de se formarem em uma determinada reação química., As diretrizes que descrevemos aqui Irão prever com precisão os produtos da maioria das classes de reações químicas simples. À medida que a sua experiência em Química cresce, no entanto, você vai começar a apreciar o inesperado!

em reações de síntese simples envolvendo reação de elementos, tais como metal de alumínio reagindo com gás cloro, o produto será um composto simples contendo ambos os elementos. Neste caso, é mais fácil considerar os encargos comuns que os elementos adotam como ions e construir o seu produto em conformidade. O alumínio é um elemento do Grupo III e tipicamente forma um íon a + 3., O cloro, sendo o grupo VII, aceitará um electrão e formará um monoânion. Juntando estas previsões, o produto é provável que seja AlCl3. Na verdade, se o metal de alumínio e gás cloro são autorizados a reagir, AlCl3 sólido é o produto predominante.

2 Al (s) + 3 Cl2 (g) → 2 AlCl3 (S)

A reação de síntese envolvendo os não-metais hidrogênio gás e bromo pode ser abordada similarmente. O produto conterá ambos os elementos. O hidrogênio, Grupo I, tem um elétron de Valência e formará uma ligação covalente. O bromo, Grupo VII, tem sete elétrons de Valência e formará uma ligação covalente., O produto provável é, portanto, o HBr, com uma ligação covalente entre o hidrogénio e o bromo.

h2 (g) + Br2 (g)< → 2 HBr (g)

para uma reacção de substituição única, lembre-se que (em geral) os metais substituirão metais e não-metais substituirão não-metais. Para a reação entre cloreto de chumbo(IV) e gás flúor, o flúor irá substituir o cloro, levando a um composto entre chumbo e flúor e a produção de cloro elementar. O chumbo pode ser visto como um” espectador ” na reação e é provável que o produto seja fluoreto de chumbo(IV)., A equação completa é mostrada abaixo.

PbCl4 (s) + 2 F2 (g) → PbF4 (s) + 2 Cl2 (g)

em reações de substituição simples em que metais (ou carbono ou hidrogênio) são esperados para substituir metais, primeiro você deve verificar a série de atividade para ver se qualquer reação é antecipada. Lembre-se que os metais só podem substituir metais que são menos ativos do que eles mesmos (à direita na tabela). Se a reação for prevista para ocorrer, use as mesmas diretrizes gerais que usamos acima. Por exemplo, ferro sólido reagindo com ácido sulfúrico aquoso (H2SO4)., Nesta reação, a questão é se o ferro irá deslocar hidrogênio e formar gás hidrogênio. Consultando a série de atividades, vemos que o hidrogênio está à direita do ferro, o que significa que a reação é esperada para ocorrer. Em seguida, pensamos que o ferro irá substituir o hidrogênio, levando à formação de sulfato de ferro, onde o sulfato é o íon “espectador”. A formação de gás hidrogênio requer uma mudança no número de oxidação no hidrogênio de +1 a zero., Dois átomos de hidrogênio devem, portanto, ser reduzidos (uma diminuição no número de oxidação) e os dois elétrons necessários para a redução devem vir do ferro. A carga sobre o ferro é, portanto, mais provável de ser +2 (ele começa em zero e doa dois elétrons para os hidrogénios). O produto final é, portanto, mais provável sulfato de ferro(II). A equação completa é mostrada abaixo.

Fe (s) + H2SO4 (aq) → FeSO4 (aq) + H2 (g)

As reações de decomposição são as mais difíceis de prever, mas existem algumas tendências gerais que são úteis., Por exemplo, a maioria dos carbonatos metálicos irá decompor-se no aquecimento para produzir o óxido metálico e dióxido de carbono.

NiCO3 (s) → NiO (s) + CO2 (g)

metal hidrogênio carbonatos também decompõem-se no aquecimento para dar o metal carbonato, dióxido de carbono e água.

2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (G)

finalmente, muitos compostos contendo oxigênio decompõem-se no aquecimento para produzir gás oxigênio e “outros compostos”. Identificar esses compostos e construir uma compreensão do porquê e como eles são formados é um dos desafios da química., Alguns exemplos:

H2O2 (aq) → O2 (g) + H2O (l)

2 HgO (s) → O2 (g) + 2 Hg (l)

2 KClO3 (s) → 3 O2 (g) + 2 KCl (s)

O potencial de produtos em dobro-reações de substituição são fáceis de prever; aniões e catiões simplesmente exchange. Lembre-se, no entanto, que um dos produtos deve precipitar, caso contrário não ocorreu nenhuma reação química. Para a reação entre nitrato de chumbo(II) e iodeto de potássio, prevê-se que os produtos sejam iodeto de chumbo(II) e nitrato de potássio., Não ocorre redox e o produto, iodeto de chumbo, precipita da solução como um sólido amarelo brilhante. A questão de como você prevê este tipo de tendência de solubilidade é abordada na próxima seção.

Pb(NO3)2 (aq) + 2 KI(aq)< → PbI2 (s) + 2 KNO3 (aq)