Reações de simples troca

Reações de simples troca, ou deslocamento, são reações em que observamos uma substância simples reagindo com uma substância composta, formando uma nova substância simples e uma nova substância composta. Os elementos pertencentes à substância simples acabam se ligando ao elemento de caráter oposto da substância composta.

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Resumo sobre reações de simples troca

• Nas reações de simples troca (ou deslocamento), observamos uma substância simples reagindo com uma substância composta, formando uma nova substância simples e uma nova substância composta.
• Os elementos da substância simples se ligam ao elemento de caráter oposto na substância composta de partida.
• É possível prever a ocorrência ou não de uma reação de simples troca por meio de uma série de reatividade.
• As reações de dupla troca diferem das reações de simples troca, pois as de dupla troca envolvem apenas substâncias compostas.

O que são reações de simples troca?

Reações de simples troca, também chamadas de reações de deslocamento, são reações em que se observa uma substância simples reagindo com uma substância composta, originando uma nova substância simples e uma nova substância composta, conforme o esquema geral:

A + BC → AC + B

No caso, o elemento da substância simples irá se ligar ao elemento da substância composta de caráter oposto, ou seja, caso o elemento da substância simples seja eletropositivo, ele irá se ligar ao elemento eletronegativo da substância composta e vice-versa.

Quais são as reações de simples troca?

A seguir temos alguns exemplos de reações de simples troca.

• Zn (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl₂ (aq) + H₂ (g)
• Ni (s) + CuSO₄ (aq) → NiSO₄ (aq) + Cu (s)
• Fe (s) + 2 HNO₃ (aq) → Fe(NO₃)₂ (aq) + H₂ (g)
• Cl₂ (aq) + 2 NaBr (aq) → 2 NaCl (aq) + Br₂ (aq)
• Br₂ (aq) + 2 KI (aq) → 2 KBr (aq) + I₂ (s)

Como dito anteriormente, o elemento da substância simples irá se ligar ao elemento da substância composta de caráter oposto. Por exemplo, na primeira reação, o zinco, que é um metal (elemento eletropositivo), acaba por se ligar ao cloro, um ametal (de caráter eletronegativo), deslocando assim o hidrogênio (mais eletropositivo que o cloro) para a substância simples.

Como identificar se as reações são de simples troca?

Reações de simples troca são facilmente identificadas pela sua estrutura. Há dois reagentes e dois produtos, com a diferença de que um dos reagentes e um dos produtos é uma substância simples, enquanto o outro reagente e o outro produto é uma substância composta. Um exemplo clássico de reações de simples troca é a reação de metais com ácidos, como, por exemplo:

Fe (s) + 2 HCl (aq) → FeCl₂ (aq) + H₂ (g)

Repare que nos reagentes há uma substância simples (Fe) e uma substância composta (HCl), enquanto nos produtos também, pois o FeCl₂ é uma substância composta e H₂ é uma substância simples.

Porém, nem sempre uma reação de simples troca acontece, pois a natureza dos reagentes pode impedir o desenvolvimento da reação. Isso porque existe uma série de reatividade dos elementos, na qual entendemos que um elemento mais inerte (menos reativo) não irá proporcionar a conclusão da reação de simples troca.

Por exemplo, para os elementos mais eletropositivos (metais e H), temos a seguinte série de reatividade:

Li > K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Cr > Fe > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au

As cores são usadas para dar destaques de grupos. Os elementos grifados em amarelo são os metais alcalinos e alcalinoterrosos; em azul, temos os metais comuns e, em verde, temos os metais nobres. Assim, de forma mais simples, podemos resumir a série de reatividade como:

Metais alcalinos e alcalinoterrosos > metais comuns > H > metais nobres

Daí podemos perceber que os metais alcalinos e alcalinoterrosos são os elementos mais reativos e, portanto, os menos inertes, enquanto os metais nobres são os menos reativos e, portanto, os mais inertes. Dessa forma, vejamos os seguintes casos:

• Pb (s) + Cu(NO₃)₂ (aq) → Pb(NO₃)₂ (aq) + Cu (s)

A reação ocorre, uma vez que o chumbo, um metal comum, é mais reativo que o cobre, considerado um metal nobre.

• Ag (s) + ZnSO₄ (aq) → não ocorre

A reação não ocorre, uma vez que a prata, Ag, é um metal nobre e, portanto, menos reativo que o zinco, Zn, um metal comum.

Para os elementos mais eletronegativos, também existe uma série de reatividade, cuja interpretação é a mesma da série de reatividade dos elementos mais eletropositivos:

F > O > Cl > Br > I > S

Dessa forma, também podemos fazer as seguintes análises:

• Br₂ + 2 NaI → 2 NaBr + I₂

A reação ocorre, uma vez que o bromo (Br) é um elemento mais reativo que o iodo (I).

• Cl₂ + KF → não ocorre

A reação não ocorre, uma vez que o cloro (Cl) possui uma reatividade menor que o flúor (F).

Reações de simples troca x reações de dupla troca

As reações de simples troca e de dupla troca possuem diferenças significativas. No caso, possuem a semelhança de possuírem dois reagentes e dois produtos, porém, com a diferença de que as reações de dupla troca mobilizam apenas substâncias compostas.

A + BC → AC + B                            (simples troca)

AB + CD → AD + CB                      (dupla troca)

As condições para ocorrência de reações de dupla troca também são diferentes para reações de simples troca. Entende-se que uma reação de dupla troca precise obedecer a pelo menos um dos critérios a seguir:

• um dos produtos deve ser muito pouco solúvel (precipitar);
• um dos produtos deve ser menos volátil (baixo ponto de ebulição);
• um dos produtos deve possuir menor grau de ionização (um ácido ou base mais fraco).

Leia também: Características e exemplos das reações de adição

Exercícios resolvidos sobre reações de simples troca

Questão 1

(UECE 2ª Fase 2° Dia/2023.1) O elemento químico sódio (Na) é um metal alcalino, fundamental para as funções do organismo, pois equilibra a quantidade e a distribuição da água no corpo, ajudando, assim, a regular a pressão arterial.

Quando um pedaço desse metal é diretamente introduzido na água, ocorre uma reação química violenta, desprendendo o gás:

A) O₂.

B)  H₂.

C) Na₂O.

D) NaO.

Resposta: Letra B.

O sódio, ao reagir com a água, sofre uma reação de simples troca:

2 Na (s) + 2 H₂O (l) → 2 NaOH (aq) + H₂ (g)

O gás desprendido é o gás hidrogênio, altamente inflamável e, por conta disso, a reação é violenta, já que a grande quantidade de calor formada é capaz de fazer o gás hidrogênio entrar em combustão com o oxigênio presente.

Questão 2

(UECE 1ª Fase/2022.1) O alquimista e médico Paracelso (Philippus Aureolus Teophrastus Bombastus Van Hoheneim, 1493–1541), no início do século dezesseis, havia inconscientemente observado que, na reação em que os ácidos atacam os metais, havia um subproduto gasoso.

Esse gás é o:

A) oxigênio.

B) hidrogênio.

C) gás carbônico.

D) nitrogênio.

Resposta: Letra B.

Os metais, com exceção daqueles que são considerados nobres, ao reagirem com ácidos, promovem a formação de gás hidrogênio, como nos exemplos a seguir:

Zn (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl₂ (aq) + H₂ (g)

2 Fe (s) + 6 HNO₃ (aq) → 2 Fe(NO₃)₃ (aq) + 3 H₂ (g)

2 Al (s) + 3 H₂SO₄ (aq) → Al₂(SO₄)₃ (aq) + 3 H₂ (g)

Isso porque o hidrogênio das espécies ácidas é sempre deslocado pelo metal, formando-se o gás hidrogênio.

Fontes

DO CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Príncípios de Química: Questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

FRANCISCO, F. M.; DO CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano. 5ª ed. vol. 1. São Paulo: Moderna, 2009.

USBERCO, J.; SPITALERI, P.; SALVADOR, E. Química 1: conecte live. 3ª ed. vol. 1. São Paulo: Saraiva, 2018.

REIS, M. Química: ensino médio. 2ª ed. vol. 1. São Paulo: Ática, 2016.