Vogel: Análise Química Quantitativa

J Mendham · Capítulo 22 de 495

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Vogel: Análise Química Quantitativa

2.4 Fatores que afetam as reações químicas em solução

aumentada, a reação que absorve calor será favorecida e parte da amônia se

decompõe até ser atingida uma nova posição de equilíbrio.

 

Pressão

 

No sistema do iodeto de hidrogênio em equilíbrio, os coeficientes

estequiométricos das moléculas em cada lado da equação química são

iguais e não há mudança de volume quando a reação ocorre. Assim, quando

a pressão do sistema é duplicada, o volume total cai à metade, mas os dois

lados da equação são igualmente afetados e a composição da mistura no

equilíbrio não é afetada. No sistema nitrogênio–hidrogênio–amônia em

equilíbrio, ocorre redução de volume quando amônia se forma, logo um

aumento de pressão favorece a formação de amônia. No caso de sistemas

em fase líquida, devido à pequena compressibilidade dos líquidos,

aumentos moderados de pressão praticamente não alteram o volume e o

equilíbrio não é afetado.

 

Concentração de reagentes

 

Quando se adiciona hidrogênio ao sistema em equilíbrio resultante da

decomposição térmica de iodeto de hidrogênio, ao se restaurar o equilíbrio

novamente encontra-se mais iodeto de hidrogênio do que originalmente. De

acordo com o princípio de Le Chatelier-Braun, o sistema se altera para

remover um pouco do hidrogênio adicionado.

 

2.4 Fatores que afetam as reações químicas em solução

 

É preciso considerar os três fatores principais que influenciam as reações

químicas em solução: (a) a natureza do solvente, (b) a temperatura e (c) a

presença de catalisadores.

 

Natureza do solvente

 

As reações em água são geralmente rápidas porque envolvem interações

entre íons. Assim, a precipitação de cloreto de prata de uma solução contendo cloreto pela adição de nitrato de prata pode ser descrita como

 

Ag + – + Cl AgCl(s)

 

Reações entre moléculas em solução, como, por exemplo, a formação de

acetato de etila a partir de etanol e ácido acético, são comparativamente

mais lentas. Por isso, é conveniente classificar os solventes como solventes

ionizantes, se eles tendem a produzir soluções em que o soluto está

ionizado, e solventes não-ionizantes, no caso contrário. Os solventes

ionizantes comuns incluem a água, o ácido acético, o cloreto de hidrogênio,

a amônia, as aminas, o trifluoreto de bromo e o dióxido de enxofre. Desses

solventes, os quatro primeiros se caracterizam por serem capazes de gerar

íons hidrogênio:

 

Esses quatro solventes são chamados de solventes protogênicos, enquanto

trifluoreto de bromo e dióxido de enxofre, que não contêm hidrogênio, são

ditos solventes não-protônicos. Os solventes não-ionizantes incluem

hidrocarbonetos, éteres, ésteres e alcoóis de alto peso molecular. Os alcoóis

de baixo peso molecular, especialmente metanol e etanol, são capazes de

ionizar determinados solutos.

 

Temperatura

 

A velocidade de uma reação cresce rapidamente com o aumento da

temperatura, e em alguns procedimentos analíticos é necessário aquecer a

solução para garantir que a reação desejada ocorra com a necessária

rapidez. Um exemplo é a titulação, com permanganato de potássio, de

soluções acidificadas de oxalato. Quando se adiciona uma solução de

permanganato de potássio em água a uma solução de oxalato contendo

ácido sulfúrico na temperatura normal, a reação é muito lenta e, às vezes, a

solução fica marrom devido à formação de óxido de manganês(IV). Se a

solução, porém, for aquecida a cerca de 70°C antes da adição da solução de permanganato, a reação é praticamente instantânea e não se forma óxido de

manganês(IV).

 

Catalisadores

 

A velocidade de algumas reações pode aumentar na presença de um

catalisador. Catalisadores são substâncias que alteram a velocidade de uma

reação sem serem afetados. Uma pequena quantidade de catalisador pode

alterar a conversão de grandes quantidades de reagentes. Se a reação em

questão for reversível, o catalisador afetará igualmente as reações direta e

inversa e, embora elas sejam aceleradas, a posição do equilíbrio não se

altera.

Um exemplo de ação catalítica é a titulação de oxalato com

permanganato de potássio. Quando a solução de oxalato é aquecida, as

primeiras gotas da solução de permanganato de potássio se descoram muito

lentamente. Porém, quando mais permanganato é adicionado, a perda de cor

passa a ser instantânea. Isso ocorre porque a reação entre os íons oxalato e

permanganato é catalisada pelos íons Mn2+ formados na redução dos íons

permanganato:

 

Outros exemplos são o uso do óxido de ósmio(VIII) (tetraóxido de ósmio)

como catalisador na titulação de soluções de óxido de arsênio com sulfato

de cério(IV) e o uso de íons molibdato(VI) para catalisar a formação de

iodo na reação de íons iodeto com peróxido de hidrogênio. Certas reações

de vários compostos orgânicos são catalisadas por proteínas chamadas

enzimas.

A determinação de quantidades-traço de muitas substâncias pode ser feita

medindo-se a velocidade de certas reações catalisadas pela substância de

interesse. Comparando a velocidade observada da reação com as

velocidades determinadas para a mesma reação na presença de quantidades

conhecidas do mesmo catalisador, é possível determinar concentrações

desconhecidas do catalisador. Pode-se usar, também, um catalisador para transformar uma substância para a qual não existe um bom método de