- Reações de deslocamento
- Simples
- Deslocamento de hidrogênio e metais
- Deslocamento com halogênios
- Duplo
- Reação de neutralização ácido-base
- Exemplos
- Simples
- Duplo
- Referências
As reações de deslocamento são todas aquelas em que uma espécie química viaja para outra dentro de um composto. Este deslocamento pode ser simples ou duplo, diferenciando-se pelo fato de que no primeiro é um elemento que se move, enquanto no segundo há uma troca de "pares" entre dois compostos.
Esses tipos de reações só são possíveis sob certas condições: uma das espécies deve ter um número de oxidação igual a zero ou todas devem ser necessariamente ionizadas. O que significa um número de oxidação zero? Isso significa que a espécie está em seu estado natural.
Um exemplo muito ilustrativo da abordagem acima é a reação entre um fio de cobre e uma solução de nitrato de prata. Como o cobre é um metal em seu estado natural, seu número de oxidação é zero; Por outro lado, o da prata é +1 (Ag +), que se encontra dissolvido junto com os íons nitrato (NO 3 -).
Os metais liberam elétrons, mas alguns são mais ativos do que outros; Isso significa que nem todos os metais enferrujam tão facilmente. Como o cobre é mais ativo que a prata, ele doa seus elétrons a ele, reduzindo-o ao seu estado natural, refletido como uma superfície prateada que cobre o fio de cobre (imagem acima).
Reações de deslocamento
Simples
Deslocamento de hidrogênio e metais
A imagem superior mostra uma coluna em ordem decrescente de atividade, destacando a molécula de hidrogênio. Os metais que estão acima disso serão capazes de deslocá-lo nos ácidos não oxidantes (HCl, HF, H 2 SO 4, etc.), e aqueles que estão abaixo não reagirão de forma alguma.
A reação de deslocamento simples pode ser descrita pela seguinte equação geral:
A + BC => AB + C
A desloca C, que pode ser a molécula de H 2 ou outro metal. Se H 2 é formado pela redução dos íons H + (2H + + 2e - => H 2), então a espécie A deve - devido à conservação de massa e energia - fornecer os elétrons: ela deve ser oxidada.
Por outro lado, se A e C são espécies metálicas, mas C está na forma iônica (M +) e A em seu estado natural, então a reação de deslocamento ocorrerá apenas se A for mais ativo que C, forçando o último aceitar elétrons para reduzir ao seu estado metálico (M).
Deslocamento com halogênios
Da mesma forma, os halogênios (F, Cl, Br, I, At) podem se mover uns com os outros, mas seguindo outra série de atividades. Para estes, a atividade diminui à medida que se desce até o grupo 7A (ou 17): I
Por exemplo, a seguinte reação ocorre naturalmente:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
No entanto, este outro não produz nenhum produto pelos motivos que acabamos de explicar:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
Na equação acima, X significa que não há reação.
Com esse conhecimento, pode-se prever qual mistura de sais de halogênio com os elementos puros produz os produtos. Como mnemônico, o iodo (um sólido púrpura volátil) não desloca nenhum dos outros halogênios, mas os outros o deslocam quando na forma iônica (Na + I -).
Duplo
A reação de duplo deslocamento, também conhecida como reação de metátese, é representada da seguinte forma:
AB + CD => AD + CB
Desta vez, não apenas A desloca C, mas também B desloca D. Este tipo de deslocamento ocorre apenas quando as soluções de sal solúvel são misturadas e um precipitado se forma; ou seja, AD ou CB deve ser insolúvel e ter fortes interações eletrostáticas.
Por exemplo, ao misturar soluções de KBr e AgNO 3, os quatro íons se movem através do meio até formarem os pares correspondentes da equação:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (s) + KNO 3 (aq)
Os íons Ag + e Br - formam o precipitado de brometo de prata, enquanto K + e NO 3 - não podem ser arranjados para formar um cristal de nitrato de potássio.
Reação de neutralização ácido-base
Quando um ácido é neutralizado com uma base, ocorre uma reação de duplo deslocamento:
HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Aqui não se forma nenhum precipitado, pois o cloreto de sódio é um sal muito solúvel em água, mas ocorre uma alteração do pH, que se ajusta a um valor próximo a 7.
No entanto, na seguinte reação, uma mudança no pH e a formação de um precipitado ocorrem simultaneamente:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4) 2 (s) + 3H 2 O (l)
O fosfato de cálcio é insolúvel, precipitando como um sólido branco, enquanto o ácido fosfórico é neutralizado com hidróxido de cálcio.
Exemplos
Simples
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3) 2 (aq) + 2Ag (s)
Esta é a reação da imagem do fio de cobre. Se você observar a série de atividades químicas dos metais, descobrirá que o cobre está acima da prata, por isso pode deslocá-lo.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
Com essa outra reação, ocorre o contrário: agora a solução azulada de CuSO 4 torna-se transparente à medida que o cobre precipita como metal e, ao mesmo tempo, o zinco metálico se desintegra no sal sulfato de zinco solúvel.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Novamente, essa reação ocorre porque o alumínio está acima do níquel na série de atividades químicas.
Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Aqui, o estanho desloca o hidrogênio, embora seja muito próximo a ele na série.
2K (s) + 2H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Finalmente, os metais que estão na parte mais alta da série são tão reativos que deslocam até o hidrogênio das moléculas de água, gerando uma reação muito exotérmica (e explosiva).
Duplo
Zn (NO 3) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Embora a base não neutralize nenhum ácido, os íons OH - têm mais afinidade pelo Zn 2+ do que os íons NO 3 -; por esta razão ocorre duplo deslocamento.
Cu (NO 3) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2 NaNO 3 (aq)
Esta reação é muito semelhante à anterior, com a diferença de que ambos os compostos são sais dissolvidos em água.
Referências
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning, p 145-150.
- Toby Hudson. (3 de abril de 2012). Precipitação de prata sobre cobre.. Retirado de: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 de maio de 2018). O que é uma reação de deslocamento em química? Retirado de: Thoughtco.com
- amrita.olabs.edu.in,. (2011). Reação de deslocamento único. Retirado de: amrita.olabs.edu.in
- Byju's. (15 de setembro de 2017). Reações de deslocamento. Retirado de: byjus.com
- Tipos de reações químicas: reações de deslocamento simples e duplo. Retirado de: jsmith.cis.byuh.edu