O cloreto de zinco (ZNCL₂) é um composto químico versátil com uma ampla gama de aplicações, da indústria de fabricação ao campo médico. Como fornecedor líder de cloreto de zinco de alta qualidade, muitas vezes me perguntam sobre suas reações químicas, especialmente como ele reage com o magnésio (MG). Nesta postagem do blog, vou me aprofundar nos detalhes dessa reação, explorando a química subjacente, os produtos formados e as implicações práticas.
A reação química entre cloreto de zinco e magnésio
A reação entre cloreto de zinco e magnésio é um exemplo clássico de uma única reação de deslocamento, também conhecida como reação de substituição. Em uma reação de deslocamento único, um elemento mais reativo desloca um elemento menos reativo de seu composto.
A equação química para a reação entre cloreto de zinco e magnésio é a seguinte:
[Mg + znCl_ {2} \ rightarrow mgcl_ {2} + zn]
Esta equação mostra que o magnésio (Mg) reage com cloreto de zinco (ZNCL₂) para produzir cloreto de magnésio (mgcl₂) e zinco (Zn). A força motriz por trás dessa reação é a diferença na reatividade entre magnésio e zinco. O magnésio é mais reativo que o zinco, conforme indicado pela série de atividades de metais. Na série de atividades, os metais são organizados em ordem decrescente de reatividade. O magnésio é maior na lista do que o zinco, o que significa que tem uma tendência maior de perder elétrons e formar íons positivos.
Etapa - por - mecanismo de etapa da reação
- Oxidação do magnésio:
- Os átomos de magnésio (mg) perdem dois elétrons cada para formar íons magnésio ((mg^{2 +})). Este é um processo de oxidação, porque o estado de oxidação do magnésio aumenta de 0 para +2. A metade - reação para a oxidação do magnésio é:
[Mg \ rightarrow mg^{2+}+ 2e^{-}]
- Os átomos de magnésio (mg) perdem dois elétrons cada para formar íons magnésio ((mg^{2 +})). Este é um processo de oxidação, porque o estado de oxidação do magnésio aumenta de 0 para +2. A metade - reação para a oxidação do magnésio é:
- Redução de íons de zinco:
- Os íons de zinco ((Zn^{2+})) no cloreto de zinco ganham dois elétrons cada para formar átomos de zinco (Zn). Este é um processo de redução porque o estado de oxidação do zinco diminui de +2 para 0. A reação de meia - para a redução de íons de zinco é:
[Zn^{2+}+2e^{-} \ rightarrow Zn]
- Os íons de zinco ((Zn^{2+})) no cloreto de zinco ganham dois elétrons cada para formar átomos de zinco (Zn). Este é um processo de redução porque o estado de oxidação do zinco diminui de +2 para 0. A reação de meia - para a redução de íons de zinco é:
- Formação de cloreto de magnésio:
- Os íons magnésio ((mg^{2+})) combinam-se com os íons cloreto ((Cl^{-})) do cloreto de zinco para formar cloreto de magnésio ((mgcl_ {2})). Como o magnésio tem uma carga e +2 e o cloreto tem uma carga - 1, dois íons cloreto são necessários para equilibrar a carga de um íons de magnésio.
Mudanças observáveis durante a reação
Quando o magnésio é adicionado a uma solução de cloreto de zinco, ocorrem várias mudanças observáveis:
- Mudança de cor:
- Se a solução de cloreto de zinco for inicialmente incolor, à medida que a reação avança, a solução pode ficar ligeiramente nublada devido à formação de partículas de zinco sólidas. O metal de zinco produzido tem uma aparência acinzentada - branca.
- Mudança de temperatura:
- A reação é exotérmica, o que significa que libera calor. Você pode notar um ligeiro aumento na temperatura da solução à medida que a reação prossegue. Isso ocorre porque a energia liberada durante a formação de novas ligações químicas (em cloreto de magnésio e zinco) é maior que a energia necessária para quebrar as ligações existentes (em cloreto de zinco).
- Evolução do gás:
- Em alguns casos, uma pequena quantidade de gás hidrogênio ((H_ {2})) pode ser evoluída. Isso ocorre se a solução de cloreto de zinco contiver um pouco de água e o magnésio reage com a água para produzir gás hidrogênio. No entanto, essa reação lateral é geralmente menor em comparação com a principal reação entre magnésio e cloreto de zinco.
Aplicações práticas da reação
- Recuperação de metal:
- A reação entre cloreto de zinco e magnésio pode ser usada na recuperação de zinco de zinco - contendo resíduos. Ao adicionar magnésio a uma solução de cloreto de zinco, o zinco pode ser deslocado e recuperado como um metal sólido. Este é um método de custo eficaz e ambientalmente amigável de reciclagem de zinco.
- Células galvânicas:
- Os princípios dessa reação também são aplicados em células galvânicas, que são dispositivos que convertem energia química em energia elétrica. Em uma célula galvânica, o magnésio pode atuar como o ânodo (onde ocorre a oxidação) e o zinco pode atuar como o cátodo (onde a redução ocorre). O fluxo de elétrons do eletrodo de magnésio para o eletrodo de zinco cria uma corrente elétrica.
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Referências
- Brown, TL, Lemay, He, Bursten, Be, & Murphy, CJ (2017). Química: A Ciência Central. Pearson.
- Petrucci, RH, Herring, FG, Madura, JD e Bissonnette, C. (2016). Química geral: princípios e aplicações modernas. Pearson.