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ANOTAÇÕES DA AULA www.biologiatotal.com.br • É fundamental saber balancear uma equação química. • Reagentes são os compostos que aparecem antes da seta da reação. • Os produtos são os compostos que aparecem depois da seta da reação. • Índice ou atomicidade: indica a quantidade de átomos que formam a molécula. • Se alterar o índice ou atomicidade, altera a molécula. • O coeficiente estequiométrico indica a quantidade de moléculas. • Não se ajuste índice, somente coeficiente estequiométrico. •As reações químicas são rearranjos dos átomos. • Número de átomos nos reagentes = Número de átomos nos produtos • Balancear uma equação química nada mais é do que acertar seus coeficientes de forma que o número de átomos de cada elemento reagente seja igual ao número final nos produtos. • Dica de balanceamento: MACHO Metal Ametal (não metal) Carbono Hidrogênio Oxigênio • Outras dicas: 1. Balanceie primeiro o elemento que menos aparece. 2. O balanceamento é feito elemento por elemento, e não com moléculas inteiras. 3. Rearranje os átomos dentro de parênteses das moléculas. • Comece o balanceamento por tentativa pela molécula que possui mais átomos. BALANCEAMENTO POR TENTATIVA ANOTAÇÕES DA AULA www.biologiatotal.com.br • Ferme Génélare: agência coletora de impostos da França. • Primeira lei: conservação das massas - a soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produtos • Σ(massas dos reagentes) = Σ(massas dos produtos) • O Modelo Atômico de Dalton é baseado nos experimentos de Lavoisier. • Em um sistema fechado, podemos pesar as massas dos reagentes e dos produtos sem perdas, pois todas as espécies envolvidas na reação estarão retidas nos equipamentos usados. Dessa forma, pode-se constatar que a massa se conserva, pois a soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produtos. • Um exemplo da importância de realizar os experimentos para se observar a lei de conservação das massas em sistema fechado é quando ocorre a formação de gases nos produtos. • Em um sistema aberto o gás escaparia, e não seria possível pesar sua massa, causando diferença de massa entre produtos e reagente. • Segunda Lei: proporções fixas ou definidas – a proporção entre as massas das espécies químicas da reação sempre se mantém. • A partir da segunda lei, a lei de Proust, podemos determinar as fórmulas percentuais e fazer cálculos estequiométricos. LEIS PONDERAIS ANOTAÇÕES DA AULA www.biologiatotal.com.br • Estequiometria origina-se das palavras gregas Stoikheion (elemento ou substância) e Metron (medida) • Relembrando: Conversão de massa: Conversão de volume: • Escrevendo a linha da substância analisada: 1 mol da substância — Massa molar da substância — 6,02 x 10-23 moléculas — 22,4 L • Para resolver um cálculo estequiométrico: 1°: Monte/Escreva a equação envolvida. 2°: Acerte os coeficientes da equação (balanceamento). 3°: Lembre-se: Depois da equação balanceada: coeficiente (balanceamento) = número de mols. 4°: É interessante “baixar” o número de mols para você ter bem claro aquele valor de proporção. 5°: Destacar na equação as substâncias envolvidas nos dados e pergunta do problema. 6°: Abaixo da relação molar, reescreva-a e transforme-a segundo a pergunta do exercício (você pode transformar mol em gramas, número de átomos, moléculas, volume molar); 7°: Coloque os dados da pergunta do exercício. 8°: Resolva o problema usando regra de três. CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO ANOTAÇÕES DA AULA www.biologiatotal.com.br • Rendimento: porcentagem em relação ao produto. • Grau de pureza: porcentagem em relação aos reagentes. • Os reagentes de uma reação química nunca são 100% puros. • Grau de pureza é a porcentagem referente ao composto de interesse. • Na prática, os reagentes nunca são 100% puros. • As impurezas não participam da reação química. • Dica da Babi: Considere a pureza do reagente antes de fazer o cálculo estequiométrico. GRAU DE PUREZA ANOTAÇÕES DA AULA www.biologiatotal.com.br • Tipos de cálculo estequiométrico: - Rendimento; - Grau de pureza; - Reagentes em excesso; - Reações consecutivas. • A maioria das reações químicas, na prática, ocorrem com rendimento abaixo dos 100%. • Rendimento 100% é teórico, utópico! • Fatores como temperatura e pressão podem alterar o rendimento da reação. • O enunciado da questão informa se você têm que considerar o rendimento da reação. • O rendimento é sempre em relação ao produto. • O rendimento é uma porcentagem referente ao produto. • Se não mencionar nada sobre o rendimento da reação, considera 100%. RENDIMENTO DAS REAÇÕES ANOTAÇÕES DA AULA www.biologiatotal.com.br • Tipos de cálculo estequiométrico: - Rendimento - Grau de pureza - Reagentes em excesso - Reações Sucessivas • Rendimento: porcentagem em relação ao produto. • Grau de pureza: porcentagem em relação ao reagente. • Uma mesma questão pode cobrar diferentes tipos de cálculo estequiométrico. • As quantidades de reagentes e produtos devem respeitar o balanceamento da reação. • Quando a quantidade de reagentes estiver fora da proporção estequiométrica irá existir um reagente limitante e um em excesso. • O reagente em excesso sempre sobra ao final do processo. • O reagente limitante será todo consumido. • É comum utilizar reagentes em excesso, em processos reais, para garantir a formação do produto. • Reagente limitante: realmente limita a reação, pois depois que ele é totalmente consumido, a reação cessa, não importando a quantidade em excesso que ainda tenha do outro reagente. • Reagente em excesso: é aquele que está em excesso e sobra no final da reação. • Quando o exercício traz a quantidade de dois reagentes para formação de um produto é muito provável que um dos reagentes esteja em excesso. • Quando é dada a quantidade de dois reagentes, você deve verificar qual deles está em excesso. • O reagente em excesso não deve ser utilizado para fazer os cálculos estequiométricos. REAGENTE LIMITANTE E EM EXCESSO ANOTAÇÕES DA AULA www.biologiatotal.com.br • Reações sucessivas são várias reações químicas • Sempre confira o balanceamento das equações. • As substâncias intermediárias aparecem sendo produzidas (produto) em uma equação e consumidos (reagente) em outra. • Os cálculos estequiométricos devem ser feitos a partir da equação global. • O rendimento é uma porcentagem referente ao produto. • O grau de pureza é uma porcentagem referente ao reagente. • Quando é dado a quantidade de dois reagentes, você deve verificar qual deles está em excesso. • O reagente em excesso não deve ser usado para fazer os cálculos estequiométricos. REAÇÕES SUCESSIVAS www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA TÍTULO EM MASSA E VOLUME • Titulação é um método de análise • Título é uma relação expressa em porcentagem. • O título pode ser uma relação m/m ou v/v • Título m/m = Título p/p • A grandeza título é adimensional • Massa e volume (solução) > Massa e volume de (soluto) • O valor do título é ≤ 1 • Massa da solução: m(soluto) + m(solvente) • O título pode expressar porcentagem de um componente • Fórmula ácido acético: CH3COOH • Fórmula do álcool de cozinha: C2H6O • A grandeza °GL representa a fração em volume de teor alcoólico na solução • A grandeza °INPM representa a fração em massa de teor alcoólico na solução • Densidade do álcool: 0,789 g/mL • Porcentagem (título) = Valor (título) x 100 ou que expressa O Título Pode representar a grandeza Que expressa Massa/Massa °INPM Massa de álcool a cada 100 g de solução Volume/Volume °GL Volume de álcool a cada 100 mL de solução www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA PPM E PPB • ppm: partes por milhão • 1 ppm: 1 parte de soluto para 1.000.000 de partes da solução • ppm: 1:106 • Essas concentrações são utilizadas pra soluções muito diluídas. • ppm: m/m; m/v ou v/v. • Contanto que a diferença entre as unidades de soluto/solventeseja da ordem de 10-6, é possível utilizar a relação ppm. • 30 ppm: • 30 g de soluto por 1.000.000 g da solução • 30 g de soluto por 1.000 kg de solução, ou • 30 g de soluto por 1 tonelada de solução, ou • 30 mg de soluto por 1.000.000 mg de solução, ou • 30 mg de soluto por 1.000 g de solução, ou • 30 mg de soluto por 1 kg de solução. • “por milhão (1:1000 000)”: análogo a “porcentagem (1:100)” • No Diesel, S-10 e S-500 representam a quantidade de enxofre (S) em ppm. • S(diesel) + O2(g) → SO2(g) • SO2(g) em água → H2SO4(aq) • Porcentagem: referência a um total de 100 (102) • Partes por mil: referência a um total de 1.000 (103) • Partes por milhão: referência a um total de 1.000.000 (106) • Partes por bilhão: referência a um total de 1.000.000.000 (109) • Somente quando o solvente é a água, as unidades de ppm mg/L e mg/kg são equivalentes! • Quando o solvente é a água, N ppm = N mg/L = N mg/kg • ppb: Partes por Bilhão • ppb: 1:109 www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA CONCENTRAÇÃO MOLAR • A concentração molar é muito utilizada em laboratórios • Concentração: razão entre soluto e solvente • Concentração comum = 𝑀 𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑉 𝑜𝑙𝑢𝑚 𝑒 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 • Concentração comum tem unidade g/L • Concentração molar = 𝑀 𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑉 𝑜𝑙𝑢𝑚 𝑒 𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 • A concentração molar tem unidade mol/L • Massa molar = massa da tabela periódica • M representa a unidade mol/L • Utilize a tabela periódica para converter massa em nº de mols ! • 1 miligrama = 1 · 10-3 gramas • Molalidade = 𝑀 𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑀 𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 • Molalidade tem unidade mol/kg • Fórmula molaridade: 𝑚 = 𝑛1 𝑉 ou 𝑚 = 𝑚 1 𝑀 � 𝑉 Onde: 𝑚 → molaridade 𝑛1 → número de mols 𝑚 1 → massa do soluto 𝑉 → volume da solução 𝑀 → massa molar • Fórmula molalidade: 𝑤 = 𝑛1 𝑚 2 ou 𝑤 = 𝑚 1 𝑀 � 𝑚 2 Onde: 𝑤 → molalidade 𝑛1 → número de mols 𝑚 1 → massa do soluto 𝑚 2 → massa do solvente 𝑀 → massa molar www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA CONCENTRAÇÃO MOLAR II • Concentração iônica é calculada a partir da dissociação dos íons • Atenção ao balanceamento! • Nº de mols = • Molaridade: M = ou seja: 0,1 M = 0,1 mol/Litro • A fração molar pode ser representada em porcentagem • Porcentagem molar = fração molar x 100 • A fração molar é adimensional • A fração molar dispõe de um valor entre 0 e 1 • Soluto + Solvente = Solução • Fração molar do soluto + Fração molar do solvente = 1 • Fórmula fração molar: ou Onde: X1 = fração molar do soluto X2 = fração molar do solvente n1 = Número de mols do soluto n2 = Número de mols do solvente n = Número de mols da solução (n1 + n2) X% = Fração molar em porcentagem Nomenclatura Ácidos Nox Prefixo Sufixo +1 ou +2 HIPO OSO +3 ou +4 - OSO +5 ou +6 - ICO +7 HIPER ICO Ácido terminado em Gera sal terminado em ÍDRICO ETO OSO ITO ICO ATO www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA RELAÇÃO ENTRE CONCENTRAÇÕES: MOLARIDADE • Fórmulas iniciais: 𝑚1 → massa do soluto 𝑚 → massa da solução. 𝑉 → o volume da solução. 𝔐 → molaridade 𝑀 → massa molar • Relação entre Concentração Comum e Molaridade: 𝐶 = 𝔐 ∙ 𝑀 • Relação entre Molaridade, título e densidade: 𝔐 ∙ 𝑀 = 𝑑 ∙ 𝑇 ∙ 1000 𝔐 → concentração em mol/L 𝑑 → densidade em g/cm³ 𝑇 → título, adimensional. Lembre-se de usar a concentração percentual dividida por 100, ou direto a concentração em título. Se a densidade estiver em g/dm³ ( = g/L), não é necessário multiplicar por 1000, e 𝔐 ∙ 𝑀 = 𝑑 ∙ 𝑇 • Relação entre todas as fórmulas: 𝐶 = 𝔐 ∙ 𝑀 = 𝑑 ∙ 𝑇 ∙ 1000 • Para resolver por regra de três, siga os passos: – Determine a quantidade em massa de soluto presente na solução, a partir da concentração percentual m/m: – Dada a densidade da solução, descubra o volume correspondente a 100g de solução. – Com mais uma regra de três (ou usando a fórmula da concentração comum), determine a concentração comum da solução. – Por fim, converta a massa em gramas encontrada (X g de soluto) para número de mol, com uma regra de três ou (n = X g de soluto/massa molar), e você terá a concentração em mol/L. Que tal tentar deduzir a fórmula a partir das fórmulas iniciais? www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA DILUIÇÃO • Solução concentrada: solução com concentração muito alta. • Solução diluída: solução com concentração muito baixa em relação a outra. • Diluição: adição de solvente a uma solução. • Maior volume, menor concentração para a mesma massa. • Para falarmos de diluição de uma solução, a massa de soluto precisa ser constante. • Diluição: CIVI = CfVf, – i e f se referem aos estados inicial e final, respectivamente. – A concentração pode ser medida em qualquer unidade de expressão de concentração. – Volume final de uma solução (Vf) = volume inicial + volume adicionado • CIVI = Cf(Vi + Vadd) www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA MISTURA DE SOLUÇÕES • Na mistura de soluções de mesmo soluto, a concentração final é intermediária das iniciais. Solução Inicial I Solução Inicial I Solução Inicial II Solução Inicial II Solução Final Solução Final • A quantidade de soluto em massa ou número de mols é igual à soma da quantidade de soluto das soluções. nf = n1 + n2 Vf = V1 + V2 C1V1 + C2V2 = CfVf • A mistura de soluções de solutos diferentes pode ocorrer com ou sem reações químicas. NaCl: C1 . V1 = C3 . V3 KBr: C2 . V2 = C3 . V3 • Quando ocorre uma reação química com a mistura, está envolvido também o cálculo estequiométrico. + →NaOH NaOH NaOH • Quando a mistura ocorre sem reação química, o volume final é igual à soma do volume das soluções. A concentração, no entanto, precisa ser calculada para cada soluto individualmente. + →NaCl KBr NaCl+ KBr www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA TITULAÇÃO • Titulante: solução de concentração conhecida que é gotejada pela bureta. • Ponto de Equivalência: é atingido quando as concentrações do titulante e do titulado estão nas proporções estequiométricas da reação. • Ponto de Viragem: pH em que o indicador ácido-base vai mudar de cor, indicando a mudança de pH e o excesso de um dos reagentes, indicando o final da solução. • Montar a Equação Química Balanceada. • Resolver como uma questão de Estequiometria. • Calcular o número de mol ou a concentração. • Fórmula: x MaVa = y MbVb www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA ESTADO GASOSO • No estado gasoso, as moléculas estão mais livres e desorganizadas • Nos gases, quase não há interações intermoleculares. • Sólidos têm forma e volume definido, em contraste com os gases. • Os gases têm forma e volume variáveis. • O Volume de gás é o volume do recipiente que o contém. • Nos isqueiros e botijões, o líquido se torna um gás com a mudança de pressão (P interna > P atmosférica) • As variáveis que influenciam no estado de um gás são Pressão, Volume e Temperatura. • Os gases são compressíveis. • Os gases ocupam todo o volume do recipiente. • Unidades de volume: m³; L = dm³; mL = cm³. – 1 L = 1000 mL – 1 dm³ = 1000 cm³ – 1 m³ = 1000 L • Pressão: • Pascal: N/m², unidade de pressão. • Outras unidades de pressão: – Pa (N/m²) – atm (pressão de 1 atmosfera Terrestre) – mmHg (760 mmHg = 1 atm) – bar • Conversão de unidades de pressão: – 760 mmHg ~ 760 torr – 1 atm = 105 Pa = 1 bar – 1 atm = 760 mmHg • Pressão atmosférica é a pressão exercida por uma coluna de ar atmosférico em 1m² de superfície. • A Temperatura mede a energia cinética média das partículas. • A temperatura deve ser sempre utilizada em K! • A escala Kelvin é sempre positiva. • Unidades de Temperatura: – °C (Celsius) – K (Kelvin) • Conversão: 𝑇(𝐾) = 𝑇(°𝐶) + 273,15 • 1 mol = 6,02 x 1023 unidades • Número de mols: – m: massa em questão – MM: massa molar da substância • Gás ideal: gás com comportamento idealizado. • Esta é a Teoria Cinética dos Gases: – Colisões perfeitamente elásticas – Movimento altamente aleatório – Não fazem interações intermoleculares– Moléculas são consideradas pontos materiais (tamanho e forma desprezíveis) – Colisões com as paredes resultam em pressão • Os gases ideais não existem na prática, mas o comportamento dos gases reais é muito próximo do comportamento idealizado. www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA TRANSFORMAÇÕES GASOSAS • Gases ideais: • Colisões perfeitamente elásticas. • Movimento altamente aleatório. • Não fazem interações intermoleculares. • Moléculas são consideradas pontos materiais (tamanho e forma desprezíveis). • Colisões com as paredes resultam em pressão. • Gases rarefeitos se comportam como gases ideais. • Sistema Isolado: não troca matéria nem energia com o universo. • Sistema fechado: não troca matéria com o universo, mas pode trocar energia. • Sistema aberto: troca energia e matéria com o universo. • Variáveis de estado de um Gás: 𝑇, 𝑝 e 𝑉 • As transformações gasosas são estudadas com o número de mol constante, onde não há perda de massa. Estudamos os sistemas fechados. • Transformação Isotérmica: 𝑇 constante. • Lei de Boyle-Mariotte: • A temperatura constante: ↑ volume, ↓ pressão ↓ volume, ↑ pressão • A pressão é uma consequência do número de choques com as paredes. • Podemos alterar a pressão de um sistema mexendo em: • Temperatura: aumentando ou diminuindo a agitação molecular. • Volume: aumentando ou diminuindo a área interna do recipiente. • Transformação Isovolumétrica: 𝑉 constante. • Lei de Gay-Lussac: • A volume constante: ↑ temperatura, ↑ pressão ↓ temperatura, ↓ pressão • O aumento da 𝑇 aumenta a energia cinética das moléculas. • O aumento da energia cinética aumenta o número de choques: ↑ pressão • Transformação isobárica: 𝑝 constante • Lei de Charles: • A pressão constante: ↑ temperatura, ↑ volume ↓ temperatura, ↓ volume Sistema aberto Sistema fechado Sistema isolado Energia Matéria www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA EQUAÇÃO DE CLAPEYRON I • Constante Universal dos Gases Ideais • 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑝: Pressão 𝑉: volume 𝑛: número de mol 𝑅: constante universal 𝑇 : temperatura (K) • Os vestibulares sempre dão o valor de 𝑅. • O valor de 𝑅 depende das unidades utilizadas para as outras variáveis. • Principais valores e unidades de 𝑅: • 1 mol = 6,02 x 1023 unidades www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA EQUAÇÃO DE CLAPEYRON II • 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑝: Pressão 𝑉: volume 𝑛: número de mol 𝑅: constante universal 𝑇 : temperatura (K) • Principais valores e unidades de 𝑅: • Volume molar: volume de 1 mol de qualquer gás nas CNTP. • 1 mol de gás nas CNTP = 22,4 L • CNTP: Condições normais de Temperatura e Pressão • 0 °C • 1 atm • Para cálculos com gases fora das CNTP, utilizar pV = nRT. • CATP também pode ser chamada de CPTP. • CATP/CPTP: Condições Padrão de Temperatura e Pressão • 25 °C • 1 atm • 1 mol de gás nas CPTP = 24,4 L • Hipótese de Avogadro: volumes iguais de gases diferentes nas CNTP possuem o mesmo número de mol. • A hipótese de Avogadro é uma consequência do volume molar. www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA • CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão): T = 273K (ou 0ºC) e P = 1 atm. • O volume ocupado por 1 mol de qualquer gás na CNTP sempre será de 22,4 L • Caso a questão esteja nas condições da CNTP e a quantidade em mol de gás seja diferente de 1, faça uma relação de proporcionalidade para descobrir o volume final! Ex: 1 mol na CNTP ocupa 22,4 L, logo 2 mol ocupa 44,8 L • Situações fora da CNTP devemos usar a equação de Clayperon: P.V=n.R.T • Sempre sublinhe as informações importantes da questão e já monte a equação balanceada da reação química • Importante já ter na ponta do lápis como que se monta uma equação de uma reação de combustão • Relembrando: • Combustível + Comburente → CO2 + H2O • Exemplo de combustíveis: madeira, metano (CH4), gasolina , álcool (CH3CH2OH) • Exemplo de comburente: oxigênio (O2) • Se o exercício estiver nas condições de CATP você pode poupar tempo lembrando que o volume ocupado por 1 mol de qualquer gás na CATP sempre será de 24,4 L. Obs: CATP (Condições Ambientes de Temperatura e Pressão): T = 298K (ou 25ºC) e P = 1 atm. • Mas em caso de dúvidas, não hesite em usar a equação de Clayperon (P.V=n.R.T) para confirmar qual o volume do gás nas condições estabelecidas pela questão. ESTEQUIOMETRIA DAS REAÇÕES GASOSAS www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA INTRODUÇÃO À TERMOQUÍMICA • Guerra do Golfo: aconteceu entre 1990 – 1991, entre Iraque e EUA • As áreas mais claras são as regiões de maior temperatura. • Termoquímica: estuda a conversão de energia química em energia térmica e vice-versa. • Processo exotérmico: libera energia. • A formação de ligações químicas é um processo exotérmico. • Processo endotérmico: absorve energia. • A quebra de ligações químicas é endotérmica. • Entalpia (H): é o conteúdo energético de um sistema, medido à pressão constante. • Só conseguimos medir a variação de entalpia de um processo, e não a entalpia absoluta. • ΔH: variação de entalpia • A energia é sempre liberada para o meio, que é aquecido. • Reações exotérmicas: ΔH negativo. • Reação exotérmica: entalpia dos reagentes > entalpia dos produtos. • Reações endotérmicas retiram energia do meio, resfriando os arredores. • Reações endotérmicas: ΔH positivo. • Reação endotérmica: entalpia dos produtos > entalpia dos reagentes. • Todas as reações de combustão são exotérmicas. Energia Tipo de reação Sinal do ΔH A reação Os arredores Reagente < Produto Endotérmica + absorve energia dos arredores esfriam Reagente > Produto Exotérmica - libera energia para os arredores esquentam www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA FATORES QUE INFLUENCIAM NO ΔH • Fatores que influenciam o Delta H: – Temperatura e pressão – Quantidade de reagentes e protudos – Estado físico – Alotropia • Todos esses fatores envolvem trocas de energia na forma de calor, e por isso influenciam na variação de entalpia de uma reação. • Temperatura: Variações na temperatura influenciam no ΔH, pois produtos e reagentes absorvem calor em taxas diferentes. • Em H°, o símbolo ° indica pressão padrão. • Capacidade calorífica: quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma substância em 1ºC. • Reações endotérmicas absorvem calor = ΔH positivo. • Reações exotérmicas liberam calor = ΔH negativo. • Podemos relacionar o ΔH com mol, quantidade de moléculas, massa e volume de gás usando a linha para cálculo estequiométrico. • Equações no sentido inverso: Se a reação direta for endotérmica, a inversa será exotérmica e vice e versa. • N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) ΔH = -11Kcal/mol • 2 NH3(g) → N2(g) + 3 H2(g) ΔH = 11 Kcal/mol • O estado sólido tem menor energia, o líquido é intermediário e o gasoso é o estado de maior energia. • Sólido → líquido, líquido → gasoso: são mudanças de estado endotérmicas • Gasoso → líquido, líquido → sólido: sentido exotérmico • O ΔH varia dependendo dos estados físicos dos reagentes e produtos • Uma reação exotérmica onde o reagente e produto são gasosos tem maior ΔH que uma reação onde o reagente é gasoso e o produto sólido. • H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ΔH = - 57,8 Kcal • H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ΔH = - 68,3 Kcal • H2(g) + ½ O2(g) → H2O(s) ΔH = -70,0 Kcal • Alotropia: Um mesmo elemento químico formando diferentes substâncias simples diferentes • A diferença entre substâncias alotrópicas pode estar na atomicidade da molécula ou sua estrutura • Tudo que é menos energético é termodinamicamente mais estável. • Menor energia = mais estabilidade • Maior energia → maior potencial de realizar trabalho, configurando instabilidade. • A substância alotrópica que for mais estável terá menor energia, já o que for mais instável terá maior energia. • Estados alotrópicos padrão: – C grafite – O2 gasoso – S8 rômbico – P5 vermelho www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA CÁLCULO DE ΔH • Entalpia padrão: adotamos como padrãoentalpia igual a zero. • Não existe moléculas com energia zero, entretanto adota-se um padrão para a realização dos cálculos. Condições para a substância estar no estado padrão: • Substância simples: formada por um único elemento; • Estado físico mais comum, mais abundante, a 25ºC e 1 atm. • Estado alotrópico mais estável Existem três formas de calcular o ΔH de uma reação: • Entalpia/calor de reação; • Energia de ligação; • Lei de Hess. • Entalpia ou calor de reação pode ser usado para qualquer tipo de reação química. • Entalpia de formação: é o calor absorvido ou liberado na formação de 1 mol de um composto a partir de substâncias simples no estado padrão. • Entalpia de combustão: corresponde a energia liberada na combustão de 1 mol de uma substância, a 25ºC e 1 atm. • Entalpia de neutralização: é o calor liberado quando 1 mol de íons H+ reage com 1 mol de íons OH- para formação de 1 mol de H2O. • Entalpia de dissolução: corresponde a energia liberada ou absorvida na dissolução de 1 mol de uma substância no estado padrão. • Existem tabelas com os valores de entalpia padrão. • Não existe valor de entalpia negativo! • O valor negativo significa apenas que esta substância possui um conteúdo energético menor que o do estado- padrão das substâncias simples. • Muito cuidado com os sinais! www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA CALORIMETRIA • O calor de uma reação é medido usando um equipamento chamado calorímetro, ou bomba calorimétrica. • Toda reação de combustão é exotérmica, ou seja, libera energia para o meio • Calor específico: quantidade de calor necessária para aumentar em 1°C 1 grama de uma substância • Q = m c ΔT – Q = calor liberado = calor absorvido – m = massa – c = calor específico – ΔT = variação de temperatura do sistema (temperatura final – temperatura inicial) • O calor liberado pela amostra é igual ao calor absorvido pelo sistema • 1000 cal = 1 Kcal • A partir do calor da reação podemos calcular a variação de entalpia da reação (ΔH) • 1 cal = 4,184 Joules www.biologiatotal.com.br ANOTAÇÕES DA AULA v Descoberta da Radioatividade • Wilhelm Röntgen descobriu os raios X em 1895. • J. J. Thomson descobriu o elétron usando tubos de raios catódicos. • Os Raios X têm esse nome pois não se sabia exatamente o que eles eram. • Quanto maior a densidade do alvo, menor o poder de penetração dos raios X. • Wilhelm Röntgen ganhou o primeiro Nobel de Física da história em 1901. • Henri Becquerel observou o fenômeno da radioatividade, mas não soube explicá-lo. • Os raios X vêm da eletrosfera, Radioatividade vem do núcleo do átomo. • Becquerel e o casal Curie dividiram o terceiro Nobel de Física da história em 1903. • Marie Curie descobriu os elementos químicos Rádio e Polônio. • Marie Curie morreu devido à alta exposição a elementos radioativos. • O projeto Manhattan foi um esforço de guerra que produziu as primeiras bombas atômicas da história. • Plutônio é gerado como resíduo durante o enriquecimento do Urânio. _GoBack
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