Introdução às reações químicas

RKA4MB - Vamos falar um pouco sobre reações químicas. Reações químicas são um assunto muito, muito importante! Você ou eu, ou muitas coisas, simplesmente não existiriam se não houvesse as reações químicas. No nosso corpo acontecem reações químicas a todo instante (são muitas delas). Sem as reações químicas, não haveria vida. Não haveria sequer o Universo como nós o conhecemos. Mas o que são afinal as reações químicas? A todo instante há laços sendo compostos ou quebrados entre átomos e moléculas. Sobre o que estamos falando? Este certamente é um dos fundamentos mais importantes das reações químicas. Vamos analisar aqui. Do lado esquerdo aqui, nós temos o que chamamos de reagentes; e, do lado direito, nós temos o que é chamado de produto. A seta indica que os reagentes vão se transformar no produto. Então, quais são os reagentes, aqui? Nós temos hidrogênio molecular e oxigênio molecular. Hidrogênio molecular: nós estamos falando do conjunto de 2 átomos de hidrogênio que compõem o gás hidrogênio como normalmente se encontra. E isso é indicado por esse número 2 aqui ao lado do H, que representa o hidrogênio. Para que esta relação possa acontecer, são necessárias 2 moléculas de H₂. Por isso, esse 2 branco e grande, aqui. Está indicando duas moléculas de H₂, que é o que você vê aqui. Cada molécula é composta por 2 átomos de hidrogênio. Temos aqui, então, 2 moléculas de hidrogênio molecular. Retomando, então: esse 2 menor aqui indica que, em cada molécula de hidrogênio, do gás hidrogênio, temos 2 átomos de hidrogênio e o 2 grande e branco significa que nós, para esta reação, estamos com 2 moléculas de hidrogênio. Observe que temos apenas, aqui, 1 molécula de oxigênio molecular porque, nesta reação, precisamos de 2 moléculas de hidrogênio e 1 de oxigênio para que ela aconteça. E o oxigênio molecular, por sua vez, é composto de 2 átomos de oxigênio. Em condições adequadas e com um pouco de energia, estas moléculas de hidrogênio e esta molécula de oxigênio vão reagir e formar um produto, que é composto por 2 moléculas de H₂O. Cada uma dessas moléculas de H₂O tem 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio, e é o que chamamos de água. Então, 2 moléculas de gás hidrogênio reagem com 1 molécula de gás oxigênio formando 2 moléculas de água. Observe que não criamos e nem destruímos átomos aqui. Nesta reação, nós tínhamos 1, 2, 3, 4 átomos de hidrogênio e continuamos aqui com 1, 2, 3, 4 átomos de hidrogênio. E, da mesma forma, eu tinha 1, 2 átomos de oxigênio e continuo com 2 átomos de oxigênio. O hidrogênio, o gás hidrogênio, e o gás oxigênio são muito reativos, de tal forma que, se a reação é possível de acontecer com alguma energia (estou sendo, óbvio, bastante impreciso aqui), ao acontecer essa reação formando o produto água, também se forma muita energia. Tanto é assim que essa reação é utilizada como combustível para impulsionar foguetes. Ou seja, com uma pequena energia, um pequeno pontapé inicial, a reação acontece e libera muita energia. Você deve se perguntar: "como isso acontece? De que forma? Isso é tudo tão organizadinho assim?" Não. Na realidade, isso aqui é uma situação bastante confusa. Essas coisas, esses átomos, estão pulando, se movimentando. Eles têm energia. E, agitados assim, eles acabam colidindo-se da maneira correta para que se desfaçam ligações antigas e se façam novas ligações, formando novos compostos. É até por esse motivo que alguma energia é necessária para iniciar uma reação. Porque, com a energia aplicada ali, você vai fazer com que os elementos saltitem, pulem, se agitem e possam colidir formando os novos compostos, que é a reação química. Neste momento, há um nome importante na química que você precisa estudar, que é o nome dado a este tipo de molécula que se forma aqui. Neste caso, é uma molécula de água, mas o que acontece: ela é composta por átomos de diferentes elementos; de, pelo menos, 2 diferentes elementos. Quando eu tenho uma substância composta por átomos de 2 ou mais elementos diferentes, ela é chamada de substância composta, ou também substância pura composta. O H₂ que temos aqui é o que chamamos de substância pura simples. O O₂ também, substância pura simples. Por quê? Porque eles são compostos por átomos do mesmo elemento. Voltando à ideia de que esta reação libera muita energia, para que você tenha uma ideia do que estamos falando, veja esta imagem. No ônibus espacial, para ser lançado neste foguete lançador, nós temos um grande tanque aqui com hidrogênio líquido e oxigênio líquido que, com um pouco de energia, podem reagir e liberar muita energia, que é o que impulsiona esse móvel incrível. Nesta reação, hidrogênio e oxigênio reagem formando água. É possível acontecer o contrário? Sim, é possível. É possível inverter o sentido da seta? Sim, mas isso é muito difícil de acontecer espontaneamente, de maneira que dizemos que esta reação é uma reação irreversível, porque ela acontece no sentido da esquerda para a direita com facilidade. É muito difícil acontecer no sentido contrário. Para isso seria necessário, por exemplo, usar a eletrólise. E o que dizer de outros tipos de reação? Eu tenho um exemplo, justamente aqui, de uma reação reversível. Nesta reação, eu tenho um íon. E íon é a palavra usada para descrever átomos ou moléculas que tenham algum desequilíbrio de elétrons, ou seja, elétrons em excesso (causando uma carga total negativa) ou elétrons em falta (o que dá uma carga total positiva). Este, então, é um íon carregado negativamente. E, aqui, o átomo de hidrogênio que perdeu 1 elétron ficou carregado positivamente. E eles dois podem reagir, formando esta nova molécula, que é o que chamamos de ácido carbônico. Esta é uma reação que acontece nos dois sentidos: daqui para lá, e de lá para cá. Se você providencia mais reagentes, você vai ter mais produtos. Se você providencia mais produto, você pode obter mais reagentes. O ácido carbônico que você vê aqui é um composto muito importante. Em várias situações, ele aparece. Por exemplo, nas bebidas com gás que você tem em um fast-food. Existe ácido carbônico que se dissocia, formando gás carbônico, dióxido de carbono, e é isso que você vê borbulhando no copo. Ele também é importante nos seres vivos. O ácido carbônico no seu sangue é responsável por controlar o excesso de dióxido de carbono na sua corrente sanguínea. Essa ideia das reações químicas está muito além, simplesmente, do mundo acadêmico. Elas estão à sua volta o tempo todo, no seu corpo, nas coisas, no seu meio ambiente. Até o próximo vídeo!