Reações Químicas

Objetivo de Aprendizagem 4.1.A: Identificar evidências de mudanças químicas e físicas na matéria.

• 4.1.A.1 Uma mudança física ocorre quando uma substância sofre uma mudança em propriedades, mas não em composição. Mudanças na fase de uma substância (sólido, líquido, gás) ou formação/separação de misturas de substâncias são mudanças físicas comuns.
• 4.1.A.2 Uma mudança química ocorre quando substâncias são transformadas em novas substâncias, tipicamente com composições diferentes. Produção de calor ou luz, formação de um gás, formação de um precipitado e/ou mudança de cor fornecem possíveis evidências de que uma mudança química ocorreu.

Objetivo de Aprendizagem 4.2.A: Representar mudanças na matéria com uma equação química balanceada ou equação iônica líquida: i. Para mudanças físicas. ii. Para informações dadas sobre a identidade dos reagentes e/ou produtos. iii. Para íons em uma reação química dada.

• 4.2.A.1 Todos os processos físicos e químicos podem ser representados simbolicamente por equações balanceadas.
• 4.2.A.2 Equações químicas representam alterações químicas. Essas alterações são o resultado de uma rearranjo de átomos em novas combinações; portanto, qualquer representação de uma alteração química deve conter números iguais de átomos de cada elemento antes e depois da ocorrência da mudança. As equações demonstram assim que a massa e a carga são conservadas nas reações químicas.
• 4.2.A.3 Equações moleculares balanceadas, iônicas completas e iônicas líquidas são formas simbólicas diferentes usadas para representar uma reação química. A forma utilizada para representar a reação depende do contexto em que será aplicada.

Objetivo de Aprendizagem 4.3.A: Representar uma reação química ou processo físico dado com um modelo particulado consistente.

• 4.3.A.1 Equações químicas balanceadas em suas várias formas podem ser traduzidas em representações particuladas simbólicas.

Objetivo de Aprendizagem 4.4.A: Explicar a relação entre características macroscópicas e interações de ligações para: i. Processos químicos. ii. Processos físicos.

• 4.4.A.1 Processos que envolvem a ruptura e/ou formação de ligações químicas são tipicamente classificados como processos químicos. Processos que envolvem apenas mudanças em interações intermoleculares, como mudanças de fase, são tipicamente classificados como processos físicos.
• 4.4.A.2 Às vezes, processos físicos envolvem a ruptura de ligações químicas. Por exemplo, argumentos plausíveis podem ser feitos para a dissolução de um sal em água, seja considerada um processo físico ou químico, pois envolve a ruptura de ligações iônicas e a formação de interações íon-dipolo entre íons e solvente.

Objetivo de Aprendizagem 4.5.A: Explicar as mudanças nas quantidades de reagentes e produtos com base na equação de reação balanceada para um processo químico.

• 4.5.A.1 Como os átomos devem ser conservados durante um processo químico, é possível calcular as quantidades de produto usando as quantidades conhecidas de reagentes, ou calcular as quantidades de reagentes dadas as quantidades conhecidas de produtos.
• 4.5.A.2 Os coeficientes das equações químicas balanceadas contêm informações sobre a proporcionalidade das quantidades de substâncias envolvidas na reação. Esses valores podem ser usados em cálculos químicos envolvendo o conceito de mol.
• 4.5.A.3 Cálculos estequiométricos podem ser combinados com a lei dos gases ideais e cálculos envolvendo molaridade para estudar quantitativamente gases e soluções.

Objetivo de Aprendizagem 4.6.A: Identificar o ponto de equivalência em uma titulação com base nas quantidades do titulante e do analito, assumindo que a reação de titulação ocorre até a conclusão.

• 4.6.A.1 Titrations podem ser usadas para determinar a quantidade de um analito em solução. O titulante tem uma concentração conhecida de uma espécie que reage especifica e quantitativamente com o analito. O ponto de equivalência da titração ocorre quando o analito é totalmente consumido pela espécie reagente no titulante. O ponto de equivalência é frequentemente indicado por uma mudança em uma propriedade (como cor) que ocorre quando o ponto de equivalência é atingido. Esse evento observável é chamado de ponto final da titração.

Objetivo de Aprendizagem 4.7.A: Identificar uma reação como ácido-base, oxirredução ou precipitação.

• 4.7.A.1 Reações ácido-base envolvem a transferência de um ou mais prótons ($\text{H}^+$ íons) entre espécies químicas.
• 4.7.A.2 Reações de oxirredução (redox) envolvem a transferência de um ou mais elétrons entre espécies químicas, conforme indicado por mudanças nos números de oxidação das espécies envolvidas. A combustão é uma subclasse importante de reações de oxirredução, em que uma espécie reage com gás oxigênio. No caso de hidrocarbonetos, dióxido de carbono e água são produtos da combustão completa.
• 4.7.A.3 Em uma reação redox, os elétrons são transferidos da espécie que é oxidada para a espécie que é reduzida.
  • Declaração de exclusão: O significado dos termos "agente redutor" e "agente oxidante" não será avaliado no Exame AP.
• 4.7.A.4 Números de oxidação podem ser atribuídos a cada um dos átomos nos reagentes e produtos; esta é frequentemente uma maneira eficaz de identificar as espécies oxidadas e reduzidas em uma reação redox.
• 4.7.A.5 Reações de precipitação frequentemente envolvem a mistura de íons em solução aquosa para produzir um composto iônico insolúvel ou pouco solúvel. Todos os sais de sódio, potássio, amônio e nitrato são solúveis em água.
  • Declaração de exclusão: A memorização decorativa de "regras de solubilidade" além daquelas implícitas em 4.7.A.5 não será avaliada no Exame AP.

Objetivo de Aprendizagem 4.8.A: Identificar espécies como ácidos de Brønsted-Lowry, bases e/ou pares conjugados ácido-base, com base na transferência de prótons envolvendo essas espécies.

• 4.8.A.1 Por definição, um ácido de Brønsted-Lowry é um doador de prótons e uma base de Brønsted-Lowry é um aceitador de prótons.
• 4.8.A.2 Apenas em soluções aquosas, a água desempenha um papel importante em muitas reações ácido-base, pois sua estrutura molecular permite que ela aceite prótons de e doa prótons a espécies dissolvidas.
• 4.8.A.3 Quando um ácido ou base se ioniza na água, os pares conjugados ácido-base podem ser identificados e suas forças relativas comparadas.
  • Declaração de exclusão: Conceitos de ácido-base de Lewis não serão avaliados no Exame AP. O enfoque na Química AP é em reações em solução aquosa.

Objetivo de Aprendizagem 4.9.A: Representar uma equação de reação redox balanceada usando semi-reações.

• 4.9.A.1 Equações químicas balanceadas para reações redox podem ser construídas a partir de semi-reações.