INTERPRETANDO TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
Por Carlos Vinícius Pinto dos Santos
As transformações químicas, também conhecidas como reações químicas, são processos nos quais as substâncias iniciais (reagentes) sofrem alterações em sua composição, originando novas substâncias (produtos). Essas alterações ocorrem no nível microscópico ao empregar energia para reorganizar os átomos e formar novas ligações químicas.
Distinguindo uma Transformação Química de um Fenômeno Físico
Como abordado no tópico Evidências de Transformações Químicas, a mudança de temperatura e a geração de gases são indicativos de uma reação química. Entretanto, é necessário sempre avaliar se ocorreu mudança na natureza das substâncias envolvidas para classificar o processo como reação química. Algumas substâncias liberam muita energia quando dissolvidas em água, tanta energia que é suficiente para elevar muito sua temperatura e até de fazê-la mudar de fase.
Uma dessas substâncias é o hidróxido de sódio que, ao ser adicionado em grandes quantidades na água, pode elevar a temperatura da solução de 20°C até próximo de 90°C em poucos segundos, sendo possível até observar a formação de vapor de água. Apesar disso, não ocorre reação química nesse caso, uma vez que tanto o hidróxido de sódio quanto o vapor de água não tiveram sua natureza alterada e podem ser integralmente recuperados através de técnicas adequadas. NUNCA MANUSEIE SOLUÇÕES CONCENTRADAS DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO, PODE CAUSAR SÉRIAS QUEIMADURAS E CEGUEIRA IRREVERSÍVEL SE EM CONTATO COM OS OLHOS.
Outro caso é a adição de água sobre ácido sulfúrico concentrado. A energia desprendida por essa dissolução é tão grande que a água entra imediatamente em ebulição, projetando o ácido sulfúrico concentrado e provocando um acidente com sérias consequências. Por esse motivo, ao diluir o ácido sulfúrico deve-se SEMPRE adicioná-lo à água LENTAMENTE e, de preferência, com a água resfriada por banho de gelo. Se essa projeção for intencionalmente provocada utilizando técnicas e vidrarias adequadas, tanto a água quanto o ácido sulfúrico (e apenas eles) seriam integralmente recuperados demonstrando que não ocorreu reação química. NUNCA MANUSEIE SOLUÇÕES CONCENTRADAS DE ÁCIDO SULFÚRICO, PODE CAUSAR SÉRIAS QUEIMADURAS E CEGUEIRA IRREVERSÍVEL SE EM CONTATO COM OS OLHOS.
Figura 2 - Hidróxido de sódio sólido e ácido sulfúrico concentrado
Um exemplo que pode ser comprovado com segurança é o da diluição de etanol em água. Essa diluição causa aumento de temperatura na solução, mas tanto o etanol quanto a água não se transformam em nada diferente. O etanol, ao evaporar na superfície da pele, causa a sensação de resfriamento, mas a molécula de etanol também não sofre alteração nesse caso - pode ser comporvado pela manutenção do cheiro do etanol.
Algumas substâncias mudam de cor quando são aquecidas através de um fenômeno chamado termocromismo. Nesse caso, a substância não se transforma em outra, mas a mudança de temperatura a obriga a se reorganizar e acaba assim por interagir de forma diferente com a luz. Um exemplo é a tinta especial que é utilizada em algumas canecas que sofre uma variação de cor reversível em função da temperatura.
Figura 3 - Caneca com tinta termocrômica
Avaliação de uma Transformação Química
Para distinguir e demonstrar que ocorreu uma transformação química é necessário a realização de análises e ensaios. Vamos supor que uma certa quantidade de água pura foi submetida à ebulição e o seu vapor recolhido. Como teremos certeza de que aquele líquido é de fato água?
Uma primeira abordagem é a visual, mas existem muitos líquidos incolores e inodoros, logo não é o suficiente. Uma possibilidade é reservar uma quantidade da água original (amostra 1) e comparar suas propriedades físicas e químicas com a suposta água (amostra 2). Uma vez que as propriedades químicas exigem conhecimentos que serão vistos adiante, podemos nos concentrar apenas nas propriedades físicas.
Para que se trate da mesma substância, as temperaturas de congelamento e ebulição devem ser similares. Outra possibilidade é verificar se as densidades são similares. Existem várias proriedades físicas possíveis de serem comparadas, mas essas três são simples e baratas de serem comprovadas e, de forma conjunta, excluem a esmagadora maioria de possibilidades. Caso reste alguma dúvida, a comparação de suas reatividades são suficientes para elaborar uma conclusão segura. Neste exemplo, seguramente todas as propriedades testadas serão comparáveis, logo a mudança de fase da água é um fenômeno físico.
Dessa forma, se todas as propriedades foram coincidentes se trata da mesma substância, logo possuem a mesma natureza e ocorreu um fenômeno físico. Se uma ou mais propriedades forem muito diferentes entre si se tratam de substâncias diferentes e ocorreu fenômeno químico.
Figura 4 - Aparato de destilação simples. Pode ser utilizado para a purificação da água
Existe, porém, uma ressalva a ser feita. Na Natureza quase toda a água é mistura, logo não pura, e essa comparação só é válida para amostras puras. Se água do mar fosse utilizada nesse experimento, várias propriedades seriam diferentes entre as amostras de água antes e depois. Para garantir que as conclusões seriam acertadas é necessário o uso de um padrão, ou seja, uma amostra de água puríssima que se tenha certeza de sua identidade. Assim, poderíamos concluir, após muitos ensaios adicionais, que a água do mar se trata de uma solução aquosa de vários sais que, por sua vez, podem ser separados e identificados ao empregar as técnicas corretas. Uma breve descrição de uma dessas técncicas pode ser vista aqui.
