Exercícios: Classificação das reações químicas

A reação fundamental da indústria dos fertilizantes é a síntese da amônia: $\text{N}_2 + 3\ \text{H}_2 \rightarrow 2\ \text{NH}_3$. O esquema a representa por meio do modelo corpuscular:

1. a) A que tipo pertence quanto à sua estrutura: síntese, decomposição, substituição ou dupla substituição?
2. b) Justifique a resposta a partir do número de reagentes e de produtos da equação.

Classifique cada uma destas reações como síntese, decomposição, substituição ou dupla substituição, justificando a escolha em cada caso:

1. a) $2\ \text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{H}_2\text{O}$ (motor a hidrogênio)
2. b) $2\ \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\ \text{H}_2 + \text{O}_2$ (eletrólise da água na Estação Espacial Internacional para obter oxigênio respirável)
3. c) $\text{Zn} + 2\ \text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2$ (zinco com ácido no laboratório)
4. d) $\text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$ (neutralização)

Nos fornos das cimenteiras, o calcário se transforma segundo $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$.

1. a) Classifique a reação quanto à sua estrutura e justifique.
2. b) Dê o nome dos dois produtos, sabendo que o $\text{CaO}$ é a cal viva utilizada na construção civil.

Ao introduzir um prego de ferro em uma solução azul de sulfato de cobre(II), o prego fica revestido por um depósito avermelhado e a cor azul da solução vai desbotando. A reação é $\text{Fe} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{Cu}$. A situação é apresentada na figura.

1. a) Classifique a reação quanto à sua estrutura.
2. b) Indique que elemento substitui (desloca) qual e explique que substância forma o depósito avermelhado.

No laboratório, ao misturar duas soluções incolores de nitrato de prata e de cloreto de sódio surge um sólido branco que se deposita no fundo do tubo: $\text{AgNO}_3 + \text{NaCl} \rightarrow \text{AgCl} + \text{NaNO}_3$. O tubo está representado na figura.

1. a) Explique o que é um precipitado e indique qual é nesta reação.
2. b) Justifique por que razão esta reação se classifica como dupla substituição (ou de troca mútua).

O ácido clorídrico e o hidróxido de sódio reagem segundo $\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$.

1. a) Indique qual dos reagentes é o ácido e qual é a base.
2. b) Dê o nome dos dois tipos de substâncias que sempre se formam em uma reação de neutralização.
3. c) Indique a que tipo estrutural (síntese, decomposição, substituição ou dupla substituição) pertence a neutralização.

As tochas de fogos de artifício e os flashes fotográficos antigos aproveitam o fato de o magnésio queimar com uma luz branca muito intensa: $2\ \text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{MgO}$. Segundo o critério clássico, um elemento se oxida quando ganha oxigênio.

1. a) Que substância se oxida nesta reação? Justifique.
2. b) A substância que fornece o oxigênio chama-se oxidante. Qual é aqui o oxidante?

No alto-forno obtém-se o ferro segundo $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\ \text{CO} \rightarrow 2\ \text{Fe} + 3\ \text{CO}_2$. Lembre o critério clássico: oxida-se a substância que ganha oxigênio e reduz-se a que o perde.

1. a) Que substância se reduz? Justifique comparando a fórmula dela antes e depois.
2. b) Que substância se oxida?
3. c) O redutor é a substância que provoca a redução de outra. Qual atua aqui como redutor?

Classifique cada reação quanto à sua estrutura (síntese, decomposição, substituição ou dupla substituição), justificando a resposta a partir do número e do tipo de substâncias que participam:

1. a) $2\ \text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{SO}_3$ (etapa-chave da fabricação do ácido sulfúrico)
2. b) $2\ \text{KClO}_3 \rightarrow 2\ \text{KCl} + 3\ \text{O}_2$ (obtenção de oxigênio no laboratório)
3. c) $\text{Cl}_2 + 2\ \text{KBr} \rightarrow 2\ \text{KCl} + \text{Br}_2$ (extração do bromo a partir de salmouras)
4. d) $\text{BaCl}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4 + 2\ \text{NaCl}$ (determinação de sulfatos no controle de qualidade da água)

Na construção civil, a cal viva (óxido de cálcio) é «apagada» adicionando-se água a ela, obtendo-se cal hidratada (hidróxido de cálcio), com liberação de muito calor.

1. a) Escreva a equação da reação a partir das fórmulas dos reagentes e do produto e faça o balanceamento.
2. b) Classifique-a quanto à sua estrutura e justifique.
3. c) Explique, tendo em conta o calor liberado, por que o recipiente onde se apaga a cal esquenta tanto.

A água oxigenada do estojo de primeiros socorros (peróxido de hidrogênio, $\text{H}_2\text{O}_2$) se decompõe lentamente em água e oxigênio, razão pela qual os frascos antigos perdem eficácia desinfetante.

1. a) Escreva e balanceie a equação da decomposição: $\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2$.
2. b) Classifique a reação quanto à sua estrutura e justifique.
3. c) A embalagem indica «conservar em local fresco e ao abrigo da luz»: justifique que fenômeno se pretende evitar com essa recomendação.

Na demonstração conhecida como «árvore de prata», um fio de cobre mergulhado em uma solução de nitrato de prata vai se cobrindo de cristais cinza de prata, enquanto a solução ganha uma cor azulada devido ao nitrato de cobre(II) formado. A montagem é apresentada na figura.

1. a) Escreva a equação (reagentes: cobre e nitrato de prata; produtos: nitrato de cobre(II), $\text{Cu(NO}_3\text{)}_2$, e prata) e faça o balanceamento.
2. b) Classifique-a quanto à sua estrutura e indique qual metal desloca qual.

Ao misturar em um copo soluções incolores de nitrato de chumbo(II) e de iodeto de potássio, surge um precipitado amarelo característico de iodeto de chumbo(II); na solução permanece dissolvido nitrato de potássio. Observe o esquema:

1. a) Escreva e balanceie a equação da reação.
2. b) Classifique-a quanto à sua estrutura e justifique por que ela recebe o nome de reação de precipitação.

O leite de magnésia, um antiácido vendido nas farmácias, contém hidróxido de magnésio, que neutraliza o excesso de ácido clorídrico do estômago: $\text{Mg(OH)}_2 + \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2\text{O}$ (equação não balanceada).

1. a) Faça o balanceamento da equação.
2. b) Classifique-a como neutralização e, ao mesmo tempo, quanto à sua estrutura, como dupla troca, explicando ambas as classificações.
3. c) Identifique o sal formado.

A série de reatividade de alguns metais (do mais para o menos reativo) é: $\text{K} > \text{Ca} > \text{Na} > \text{Mg} > \text{Al} > \text{Zn} > \text{Fe} > \text{Pb} > \text{H} > \text{Cu} > \text{Ag}$. Um metal desloca de seus compostos aqueles que se encontram à sua direita na série, e apenas os situados à esquerda do hidrogênio reagem com os ácidos com liberação de $\text{H}_2$.

Preveja, justificando com base na série, se ocorrerá reação em cada caso e escreva a equação balanceada sempre que ocorrer:

1. a) Cobre com ácido clorídrico.
2. b) Zinco com ácido clorídrico (produtos: cloreto de zinco e hidrogênio).
3. c) Prata com solução de sulfato de cobre(II).
4. d) Zinco com solução de sulfato de cobre(II) (produtos: sulfato de zinco e cobre).

A conhecida experiência do «vulcão efervescente» (e dos antiácidos efervescentes) mistura um carbonato com um ácido. Com carbonato de sódio e ácido clorídrico a reação global é $\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\ \text{HCl} \rightarrow 2\ \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$.

1. a) Classifique a reação global quanto à sua estrutura.
2. b) Na realidade, a troca origina primeiro ácido carbônico, $\text{H}_2\text{CO}_3$, um composto instável que se decompõe em água e dióxido de carbono: escreva e balanceie essa segunda equação e classifique-a.
3. c) Conclua que uma transformação observada no laboratório pode resultar do encadeamento de duas reações de tipos diferentes, e relacione a efervescência com o gás formado.

O objetivo é obter cloreto de sódio no laboratório por três vias distintas. Escreva e balanceie uma equação de cada tipo e classifique-a:

1. a) Uma síntese a partir dos elementos sódio e cloro.
2. b) Uma neutralização entre um ácido e uma base adequados.
3. c) Uma dupla troca entre carbonato de sódio e cloreto de cálcio, na qual precipita carbonato de cálcio.
4. d) O sal de cozinha é obtido industrialmente evaporando a água do mar em salinas: justifique por que esse processo industrial não é uma reação química, embora produza a mesma substância.