Reacções químicas- Perguntas Irrequietas

Átomo, esquema

Por vezes, quando temos de explicar alguma coisa a alguém não nos conseguimos colocar no mesmo degrau de conhecimento, principalmente quando esse alguém não tem a nossa idade nem as nossas referências culturais. Isso acontece frequentemente com os irrequietos mais novos, interrogam-nos sobre algum assunto, ainda não estamos a meio da explicação e eles já estão a perguntar  que é "isto" o que é "aquilo", o que nos vai fazendo recuar no grau de complexidade da explicação até que, por vezes, a explicação fica vazia, e quase que era melhor responder "porque sim".


Pela experiência do Mentes junto dos irrequietos, um dessas situações tem sido a clássica pergunta "O que é uma reacção química?"

O que é a matéria?

Antoine Lavoisier

Esta pergunta tem imensas respostas, todas se complementam umas às outras e são dadas consoante a área da ciência a que estamos mais ligados, todas estão correctas e todas parecem concordar com Lavoisier, (químico francês, considerado o pai da química moderna) o primeiro cientista a enunciar o princípio da conservação da matéria: "Nada se cria, nada se perde, tudo se transforma", dito por outras palavras, tudo no universo se transforma numa e noutra coisa mas a matéria é sempre a mesma, ainda que apareça com outra forma, outra cor, outro peso, como dizia um professor de química, bastante irrequieto, os produtos de reacção não aparecem por geração espontânea, nem os reagentes se evaporam na bruma.
A ciência diz-nos que a matéria é constituída por 114 substâncias elementares (*). Estas substâncias estão distribuídas por uma tabela altamente organizada: a "Tabela Periódica dos Elementos"- TPE.

Tabela periódica dos elementos químicos

Elemento Químico Carbono

Algumas destas substâncias (23) até hoje nunca foram observadas na natureza, apenas produzidas em laboratório, em condições altamente controladas. Para além das 114 aceites pela "União Internacional de Química Pura e Aplicada"- IUPAC- existem outras 4 substâncias que nunca foram observadas, nem no laboratório, mas que por estimativa sabemos que estão lá (por vezes em ciência é assim, não sabemos mas prevemos).  A estas 114+4 substâncias chamamos elementos químicos.

Fórmulas químicas
Cada um destes elementos químicos é constituído por átomos, estes átomos organizam-se em moléculas, e estas moléculas em estruturas maiores que conseguimos ver, palpar, quantificar a olho nú.... como se fosse um puzzle, em que cada peça é um átomo de um elemento químico.

H- branco, O- Azul, N- amarelo;
C- preto; P- lilás

Tomemos como exemplo a água, tantas vezes falada por aqui:
A água é uma rede de moléculas unidas por pontes de hidrogénio (podes ver mais sobre pontes de Hidrogénio aqui), estás moléculas são constituídas por 2 átomos de hidrogénio(H) e 1 de oxigénio(O). Em linguagem química escrevemos: H2O. Voltando um pouco atrás, neste "puzzle" temos 3 peças, 2H e 1O, este trio é repetido vezes sem conta como um padrão formando poças, rios, mares...

Ler uma fórmula química
Agora que estás munido da TPE e sabes "ler" uma fórmula vamos diversificar:

Molécula da cafeína

• H2O2- Fórmula química da água oxigenada- a molécula é constituída por 2 átomos de H e 2 de O, mais 1 átomo de oxigénio que a água normal, por isso se chama "oxigenada".
• H2SO4 - Podes não saber ao que é que a fórmula se refere mas sabes de certeza quais são os átomos. qual é o elemento que quimicamente é designado por S? Pela consulta da TPE o S é o enxofre. Então na fórmula temos 2 átomos de H 1 de S e 4 de O.
• CH3COOH- Pela consulta da TPE o C é o carbono. Temos então 2 átomos de C, 2 de O, e 4 de H.

Falta apenas dizer que estas peças de puzzle, estes átomos, estão ligados entre si por ligações químicas.

Existem outras regras, muitas mesmo, que permitem aos cientistas escrevem fórmulas químicas que descrevem a forma como os elementos se organizam na molécula, também existem truques para perceber se a fórmula está bem escrita, o Mentes Irrequietas abordará estes e outros temas mais para a frente.

Voltando à nossa questão inicial, o que é uma reacção química?
Uma reacção química pode envolver duas ou mais moléculas (reagentes), e dar origem a uma ou mais moléculas (produtos de reacção). Numa reacção química A transforma-se em B porque ocorrem alterações das ligações químicas entre os átomos das moléculas envolvidas.

reagentes ----------> produtos de reacção

Uma das reacções químicas que mais temos utilizado no Mentes Irrequietas é a do bicarbonato de sódio (fermento) com o ácido acético (vinagre):

bicarbonato de sódio + ácido acético ------>dióxido de carbono + água + acetato de sódio

Quimicamente:

NaHCO3 (aq) + CH3COOH (aq) ----> CO2 (g) + H2O (l) + CH3COONa (aq)

Mas atenção: O princípio de Lavoisier prevalece sempre. Não pode aparecer matéria do lado dos reagentes que não apareça do lado dos produtos de reacção e vice versa. No exemplo acima se contarem os átomos de C, H, Na e O eles mantêm-se iguais antes e depois da reacção química .

Então o que é uma reacção química? Uma reacção química é a transformação de reagentes em produtos de reacção pela alteração das ligações químicas entre os átomos (há um rearranjo dos átomos), neste rearranjo há conservação de matéria e pode haver ou não, consumo ou libertação de energia.

(*)segundo a tabela periódica dos elementos IUPAC

Et voilá!
Nada se cria nada se perde, tudo se transforma!

Divirtam-se!

Fontes:
IUPAC website;
"Introdução à biologia"- Fundação Calouste Gulbenkian