Quanta importância têm as reações químicas?

Há muito tempo, as pessoas descobriram que:

• as substâncias podem reagir para fazer novas substâncias
• estas reações podem ser controladas

A ciência da química começou quando as pessoas começaram a experimentar sistematicamente as reações químicas e a organizar seus resultados de forma lógica.

Como a química se desenvolveu, os cientistas aprenderam que os seres vivos existem somente como resultado de reações químicas – e isto inclui você e eu.

Todos os seres vivos são um conjunto de química notavelmente bem organizado e autogerido.

Sets de química sofisticados?

Nossa sociedade de alta tecnologia não poderia existir sem a capacidade dos químicos de controlar precisamente as reações químicas – a tela que você está vendo agora é um exemplo de um dispositivo que seria impossível de fazer.

Então, numa escala de uma a dez de importância científica, as reacções químicas são dez.

As pessoas começaram a reagir aos químicos há muito tempo

Os nossos antepassados antigos aprenderam:

• Como aproveitar e controlar a reacção da lenha ao oxigénio para fazer fogo.
• Como libertar metais dos seus minérios para fazer arados, eixos, martelos e cinzéis eficientes.
• Como desinfectar/fumigar salas e edifícios com dióxido de enxofre, o gás libertado pela queima de enxofre.
• Como converter pedra calcária em óxido de cálcio, a base do cimento e do betão. Projetos de construção em grande escala como o Coliseu da Roma antiga tornaram-se possíveis.

O Coliseu foi construído usando cimento de óxido de cálcio. Este edifício tem quase 2000 anos de idade. Imagem de Paul Zangaro

Não todos os usos foram pacíficos

Nossos antepassados usavam novos materiais, como ferro e aço, para fazer a guerra. Eles descobriram reações químicas explosivas e fizeram pólvora misturando nitrato de potássio, carbono e enxofre.

Ainda estamos fazendo novas descobertas

A tecnologia móvel depende de descobertas feitas por químicos – de plásticos a baterias de íons de lítio.

Embora saibamos muito mais sobre química do que os nossos antepassados sabiam, continuamos a estudar as reacções químicas; isto traz melhorias na tecnologia e na nossa saúde.

A pura excitação de fazer novas descobertas também leva os químicos a continuar a investigar as reacções. Exemplos incluem:

• Reações químicas de lítio alimentam nossos telefones, computadores tablet e câmeras.
• Reações bioquímicas e eletroquímicas permitem que nossos cérebros armazenem memórias e pensem.
• Reações químicas e bioquímicas novas para produzir novos antibióticos, porque as bactérias estão se tornando cada vez mais resistentes aos antibióticos que estamos usando hoje.

Reactantes e Produtos

Reacções químicas começam com os reagentes e terminam com os produtos. Nas reacções químicas:

Usar a seta para a direita acima implica que todos os reagentes se transformam em produtos. Por exemplo, podemos fazer água reagindo hidrogênio com oxigênio. Os reagentes são hidrogênio e oxigênio. O produto é água na fase gasosa porque a reação produz muito calor.

As reações químicas amiúde resultam em um equilíbrio no qual a reação prossegue em ambas as direções, levando a uma mistura de reagentes e produtos.

Esta é apresentada utilizando uma seta diferente:

Por exemplo, a reacção de fase gasosa utilizada para produzir amoníaco a partir do hidrogénio e azoto resulta num equilíbrio:

Em equilíbrio, as taxas de reacção nas direcções de avanço e retorno são iguais.

Como sabemos que houve uma reacção química?

Sabia que?

Os fogos brilham quando uma reacção química nos seus corpos liberta luz.

Firefly por Yikrazuul

Existiu uma reacção química apenas quando uma ou mais substâncias novas são feitas. Às vezes isto é óbvio, outras vezes menos.

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Tambem irá detectar frequentemente uma mudança de energia, porque a reacção irá aquecer ou arrefecer.

Exemplo

Os alimentos podem reagir quimicamente com oxigénio. Duas formas de reagir aos alimentos com oxigênio são a queima e a respiração.

Se o alimento é um carboidrato, a equação da palavra queima e respiração é:

carboidrato + oxigênio → dióxido de carbono + água

Queimadura
As cinzas e a chama tornam óbvio que novas substâncias estão sendo feitas e que a energia foi liberada. As cinzas se formam porque os alimentos normalmente não queimam de forma limpa. Embora o dióxido de carbono e a água formados pela reação sejam menos óbvios, as cinzas e a chama tornam fácil dizer que ocorreu uma reação química.

Respiração
A evidência de uma reação química durante a respiração é mais sutil do que quando queimamos alimentos. Não é óbvio que a água e o dióxido de carbono são feitos pela reação, embora possamos detectá-los. Por exemplo, podemos usar água calcária para mostrar que há mais dióxido de carbono no ar que expiramos do que no ar que respiramos. Respirar em uma janela fria produz condensação, indicando que a água está presente em nossa respiração. A energia libertada pela respiração mantém todos os animais do nosso planeta em movimento e mantém os animais de sangue quente quente.

Sinais de uma reacção química

Localize um ou mais destes:

Mudanças de aparência

O gás é libertado

Um sólido aparece ou desaparece

Há uma mudança de cor

Mudanças de energia

A temperatura muda

Luz/chamas vistas

Som é ouvido

Os sinais acima são todos pistas, mas (excepto as chamas) não provam que houve uma reacção.

Remembrar:
Reacção química só aconteceu se uma ou mais substâncias novas forem feitas.

Teste seu conhecimento:

Pergunta 1

Aqui está um exemplo de uma reação química. Identifique o(s) reagente(s) e o(s) produto(s).

sódio + cloro → cloreto de sódio

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Os reagentes são sódio e cloro. O produto é cloreto de sódio.

Pergunta 2

Torramos pão e acabamos por queimá-lo. Houve alguma reacção química? Porque?

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Sim, houve uma reação química, porque quando você queima torradas, a cor muda e uma nova substância se forma. (O carboidrato que você começou com reage com oxigênio e forma carbono.)

Nota: Quando algo queima, sempre há uma reação química.

Questão 3

Uma árvore cresce um pouco mais alto. Houve alguma reacção química? Porque?

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Sim, houve uma reação química, porque árvores e outras plantas verdes crescem por fotossíntese. Durante a fotossíntese, as plantas verdes utilizam a energia do sol para combinar quimicamente água e dióxido de carbono em carboidratos como celulose e amido, enquanto liberam gás oxigênio.

Pergunta 4

Nome três pistas visuais de que uma reação química pode ter acontecido.

Mostrar resposta

Gás é liberado

Um sólido aparece ou desaparece

Existe uma mudança de cor

Questão 5

Quando a água congela, houve uma reação química? Porque?

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Não, não houve uma reacção química, porque não se formaram novas substâncias – a única substância envolvida em qualquer altura é H20.