Átomos e Modelos Atômicos

Prévia do material em texto

<p>INTRODUÇÃO À QUÍMICA</p><p>E AO UNIVERSO</p><p>ATÔMICO E MOLECULAR</p><p>Aula 1</p><p>ÁTOMOS E MODELOS</p><p>ATÔMICOS</p><p>Átomos e modelos atômicos</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer a matéria e seus</p><p>princípios básicos, iniciando nosso estudo com os átomos e a evolução dos</p><p>modelos atômicos, assim como os números quânticos e a distribuição</p><p>eletrônica. Esse conteúdo é importante para a sua prática profissional, pois</p><p>é crucial para guiar descobertas em pesquisa, desenvolvimento de</p><p>materiais, diagnóstico médico e controle de processos, fundamentando</p><p>avanços nas ciências e tecnologias. Esteja pronto para embarcar nesta</p><p>jornada de aprendizado! Vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 1/47</p><p>Ponto de Partida</p><p>Aprendemos muito cedo na escola que nosso corpo é feito de células,</p><p>porém, se olharmos mais de perto, veremos que nossas células são feitas</p><p>de moléculas. Algumas são moléculas grandes, como as proteínas, outras</p><p>pequenas, como a molécula de água ( ). As moléculas que fazem parte do</p><p>nosso corpo são feitas de átomos, em maior proporção por carbono,</p><p>hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, no entanto, existem outros elementos que</p><p>são necessários à vida, como o ferro que está na estrutura da mioglobina,</p><p>uma proteína que é responsável pelo transporte de oxigênio em nosso</p><p>sangue. Este ferro é o mesmo tipo de átomos de ferro que compõem vigas</p><p>para uma construção.</p><p>Nosso corpo e a viga são feitos de átomos e todos os átomos conhecidos</p><p>até hoje apresentam a mesma estrutura, um núcleo e uma eletrosfera.</p><p>Nesta aula, você será apresentado ao átomo, ao universo atômico e</p><p>molecular, a como os átomos são compostos, como estas informações são</p><p>organizadas e quais os princípios básicos de reatividade.</p><p>Para aplicar esses conteúdos, você precisará avaliar um processo industrial,</p><p>onde a remoção de contaminantes é uma etapa-chave do processo,</p><p>melhorando a pureza de diversos produtos, sendo que diferentes técnicas</p><p>de purificação podem ser aplicadas. Assim, você irá se colocar no lugar de</p><p>um professional da engenheira que trabalha numa fábrica de ração animal.</p><p>Pelo processo de fabricação, muitos minérios estavam contaminando o</p><p>produto e danificando alguns equipamentos. Tentando uma alternativa para</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 2/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>o problema, o diretor da empresa lhe consultou sobre a compra de um</p><p>tambor magnético de via úmida. Para saber qual tipo de contaminantes o</p><p>ímã irá remover, você precisa saber quais substâncias apresentam atração</p><p>por ímãs e assim emitir um parecer sobre a compra do equipamento. Bons</p><p>estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>A química esteve presente em toda a história da humanidade. No início, a</p><p>química não era vista como ciência, mas como algo utilitarista, isto é,</p><p>desenvolvia o conhecimento para resolver problemas sociais. Foi assim com</p><p>o desenvolvimento dos primeiros materiais de argila obtidos pelo homem</p><p>após descobrir o fogo, com o surgimento de tintas primitivas e de produtos</p><p>de cerâmica no final do período neolítico e com todo o avanço dos egípcios</p><p>antigos, que desenvolveram os perfumes, alguns remédios, papiros e</p><p>diversas tintas, entre outras coisas. Hoje, a química é uma ciência e seus</p><p>avanços e descobertas permitiram muitas melhorias no dia a dia, estando</p><p>intrinsicamente relacionados com a melhora da qualidade de vida.</p><p>Quando você tem uma dor de cabeça e toma um analgésico, aquele</p><p>comprimido foi um avanço da química. Ao colocar uma roupa, o material</p><p>com o qual ela é confeccionada foi um avanço da química. Beber uma água</p><p>tratada que não causa problemas de contaminação ao seu corpo, só é</p><p>possível pelo avanço da química. A tecnologia tem progredido com o avanço</p><p>da química, afinal as baterias de seu celular está cada vez durando mais,</p><p>não é mesmo?</p><p>As primeiras considerações científicas sobre a constituição da matéria foram</p><p>feitas por Robert Boyle (1627-1691), em 1661, com a primeira definição de</p><p>elemento químico como um corpo não misturado ou simples, que não pode</p><p>ser feito de outro corpo e que a matéria era composta por várias</p><p>combinações de diferentes elementos (KOTZ et. al., 2014). A partir disso,</p><p>Dalton realizou experimentos medindo a massa de diversos compostos,</p><p>observando que a quantidade dos elementos permanecia sempre a mesma,</p><p>desse modo, Dalton propôs um modelo para composição da matéria, que</p><p>seria formada de minúsculas partículas indivisíveis, sendo os átomos de</p><p>cada elemento iguais. Para diferentes elementos, os átomos teriam massas</p><p>distintas e a combinação química ocorreria quando os átomos formassem</p><p>uma união firme, sendo que nestas reações os átomos não seriam criados e</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 3/47</p><p>nem destruídos. O modelo atômico de Dalton ficou conhecido como bola de</p><p>bilhar, por considerar o átomo uma bola maciça.</p><p>A partir desse modelo e por meio da realização de experimentos, Thomson,</p><p>em 1897, identificou uma espécie subatômica. Esta espécie foi denominada</p><p>elétron e em 1898. Thomson propôs um novo modelo para o átomo, em que</p><p>havia uma massa positiva encrostada de cargas negativas, este modelo</p><p>ficou conhecido como pudim de passas.</p><p>Os próximos avanços em termos de modelos atômicos, estão relacionados</p><p>a história da radioatividade. Ernest Rutherford, a partir de seus</p><p>conhecimentos sobre radioatividade, propôs um experimento em que uma</p><p>fina folha de platina era bombardeada com um feixe de partículas α . Com</p><p>este experimento, Rutherford propôs um modelo alternativo ao de Thomson,</p><p>sendo o átomo composto por um núcleo contendo partículas positivas,</p><p>rodeado por elétrons.</p><p>Quase que uma década depois de sua proposta, os prótons foram</p><p>identificados. Sabendo que duas partículas opostas se atraem, o que</p><p>deveria acontecer com o átomo de Rutherford? O átomo se colapsaria já</p><p>que prótons e elétrons são partículas subatômicas de cargas opostas e</p><p>teriam uma grande força de atração. Não é o que acontece, certo? O</p><p>universo continua aí ao seu redor! Niels Bohr e Arnold Sommerfeld</p><p>propuseram que os elétrons estavam em movimento, percorrendo órbitas</p><p>elípticas. Bohr, utilizando alguns conceitos desenvolvidos por Planck e</p><p>Einstein em diversos experimentos, propôs que apenas algumas trajetórias</p><p>eram possíveis para o elétron, estas trajetórias é o que você conhece por</p><p>camadas eletrônicas, que compõem a eletrosfera.</p><p>Esse átomo é formado por duas regiões bem definidas (núcleo e</p><p>eletrosfera), desse modo, você pode calcular exatamente onde o elétron se</p><p>encontra e sua energia? A resposta para esta pergunta é não. Há um</p><p>princípio muito conhecido em química que diz que não podemos conhecer</p><p>com precisão a posição e a velocidade do elétron, o chamado princípio da</p><p>incerteza de Heisenberg.</p><p>Até agora você aprendeu sobre o átomo como partícula, porém, ele também</p><p>se comporta como onda. Em 1925, baseado em experimentos de Planck e</p><p>Einstein, De Broglie propôs que elétrons de massa m , movendo-se com</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 4/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Sticky Note</p><p>átomo, formado por núcleo e eletrosfera</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>uma velocidade v, apresenta um comprimento de onda λ, sendo λ= h</p><p>mv</p><p>,</p><p>em que h é a constante de Planck, ou seja, podia ser tratado como uma</p><p>onda. A partir destas considerações e do efeito fotoelétrico estudado por</p><p>Einstein, Erwin Schrödinger descreveu o modelo ondulatório para o elétron</p><p>do hidrogênio utilizando uma função matemática (função de onda), dando</p><p>solucionar alguns problemas.</p><p>Um exemplo de células fotovoltaicas produzidas na empresa são as</p><p>compostas por diodos, que consistem em duas placas, uma contendo</p><p>elétrons livres e outra com espaço para receber elétrons, colocadas em</p><p>contato. Porém, é preciso uma etapa extra para gerar a corrente</p><p>elétrica, a luz solar. Como transformamos energia solar em corrente</p><p>elétrica? Entendendo a estrutura atômica, você será capaz de entender</p><p>a primeira parte deste processo. Seu segundo passo é estudar os</p><p>elementos presentes nas células, fazendo sua distribuição eletrônica,</p><p>sendo que dois dos principais produtos são os semicondutores Si-P e</p><p>Si-B.</p><p>Para aprender o processo de geração de corrente elétrica a partir da</p><p>energia solar. Você começou a estudar os elementos Si, P e B. Você se</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 41/47</p><p>perguntou por que o silício precisa ser dopado? O silício é um material</p><p>classificado como semicondutor, por isso a passagem de elétrons por</p><p>ele é facilitada com sistemas como o explicado para a célula</p><p>fotovoltaicas. Para construir o material semicondutor, é necessário</p><p>conhecer as propriedades dos átomos envolvidos no processo. Deste</p><p>modo, como a reatividade está relacionada com a camada de valência</p><p>e com propriedades como a energia de ionização e a afinidade</p><p>eletrônica. Para continuar seus estudos sobre a célula fotovoltaica dos</p><p>materiais envolvidos no processo, você deve comparar algumas</p><p>propriedades dos átomos e conhecer suas camadas de valência dos</p><p>átomos.</p><p>Até o momento você entendeu o funcionamento básico de uma célula e</p><p>compreendeu que a luz solar é responsável por gerar corrente elétrica</p><p>no processo de excitação de elétrons e que não são os átomos de B e</p><p>P elementares que dão as características necessárias para a célula</p><p>fotovoltaica, devido a suas energias de ionização e afinidades</p><p>eletrônicas. Então, você precisa pensar em termos de ligações</p><p>químicas. O que são ligações químicas? Como fica o silício e os</p><p>átomos de fósforo e de boro? Eles estão conectados? Você precisa</p><p>entender estes materiais e, enfim, compreender os fundamentos</p><p>químicos envolvidos no funcionamento desta forma limpa de geração</p><p>de energia, podendo, assim, analisar o lote problemático e propor uma</p><p>solução.</p><p>Reflita</p><p>Como podemos utilizar a estrutura atômica, números quânticos e</p><p>distribuição eletrônica para realizar uma pesquisa de desenvolvimento de</p><p>novos produtos?</p><p>Como a tabela periódica e as propriedades periódicas auxiliam na</p><p>compreensão das ligações que se estabelecem entre os átomos para formar</p><p>as substâncias químicas?</p><p>Em um sistema fechado, como se relaciona a massa dos reagentes e</p><p>produtos? Como que podemos empregar essas informações para maximizar</p><p>o rendimento das reações químicas e evitar os desperdícios?</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 42/47</p><p>Resolução do estudo de caso</p><p>Como trainee de uma empresa que fabrica células fotovoltaicas, você</p><p>precisa identificar o problema de um lote defeituoso. A célula fotovoltaica</p><p>produzida na empresa que você trabalha consiste em dispositivo composto</p><p>por duas camadas, uma contendo um semicondutor dopado com fósforo e</p><p>outra dopada com boro. Para gerar energia elétrica, é preciso a luz do sol. O</p><p>sol é uma fonte de fótons, que faz com que elétrons do silício sejam</p><p>promovidos para níveis mais externos até serem ejetados, como no efeito</p><p>fotoelétrico.</p><p>Neste caso da célula fotovoltaica, os elétrons do silício da camada negativa</p><p>(N) são excitados e ao serem ejetados colidem com os elétrons já existentes</p><p>na camada. Isso resulta em um fluxo de elétrons.</p><p>Você deve fazer a distribuição eletrônica dos elementos silício (𝑆14</p><p>𝑖), fósforo</p><p>(𝑃15</p><p>) e boro (𝐵5</p><p>). O boro possui número atômico 5, portanto, possui 5</p><p>prótons e 5 elétrons em estado fundamental. Seguindo o diagrama de</p><p>distribuição eletrônica temos B ⇒ 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝1 , Si</p><p>⇒ 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 3𝑠2 3𝑝2 e P ⇒ 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 3𝑠2 3𝑝3. Você precisará</p><p>destas distribuições para seguir sua análise do material.</p><p>Para encontrar o problema no lote de células defeituosas, você começou a</p><p>investigar o funcionamento de células fotovoltaicas, estudando os elementos</p><p>Si, P e B. Ao olhar o silício na tabela periódica, observamos que ele é um</p><p>elemento do 30 período e do grupo 14. Portanto, ele possui três camadas de</p><p>elétrons e sua camada de valência tem quatro elétrons, com os orbitais 3p</p><p>vazios. A camada de valência é a mais externa, portanto, 3𝑠2 3𝑝2. Sabendo</p><p>que os orbitais p comportam seis elétrons, ainda faltam quatro para</p><p>completar esta camada de valência.</p><p>O boro está no 2o período da tabela periódica, possuindo então duas</p><p>camadas. Estando no grupo 13, possui três elétrons na camada de</p><p>valência, 2𝑠2 2𝑝1. Para completar a camada de valência faltam cinco</p><p>elétrons. O fósforo está no 3o período da tabela periódica, possuindo então</p><p>três camadas. Estando no grupo 15, possui cinco elétrons na camada de</p><p>valência, 3𝑠2 3𝑝3, faltando três elétrons para completar os orbitais p.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 43/47</p><p>Quando você consulta as tabelas dos livros didático, observa que os valores</p><p>de afinidade eletrônica são de −27 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙, −72 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙</p><p>e −134 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙, respectivamente, para boro, fósforo e silício. Embora o</p><p>boro possua menos camadas (elétron adicionado mais próximo ao núcleo),</p><p>silício e fósforo possuem maior número atômico, exercendo maior atração</p><p>do núcleo com o elétron adicionado. Você deve achar que este critério está</p><p>errado ao analisarmos fósforo e silício, mas pela camada de valência,</p><p>observe que ao adicionarmos um elétron no fósforo, ele deve ocupar um</p><p>orbital p que já contém um elétron. Enquanto, no silício, um elétron será</p><p>adicionado a um orbital p vazio.</p><p>Com relação à energia de ionização, temos para o boro 801 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙; para</p><p>o silício 786 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙 e para o fósforo 1012 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙. Podemos analisar</p><p>que boro e silício possuem energias de ionização semelhantes, porém é</p><p>muito mais difícil remover um elétron do fósforo, sendo necessária mais</p><p>energia. O silício, o boro e fósforo não têm uma grande tendência a doar ou</p><p>receber elétrons, portanto, eles não estão na forma de íons.</p><p>Por fim, você precisa entender por que uma placa possui átomos de silícios</p><p>e fósforo, quanto outra possui átomos de silício e boro. As placas de silício,</p><p>sem nenhum outro elemento, são átomos de silício conectados entre si por</p><p>ligações covalentes simples. Como os átomos estão conectados? Temos o</p><p>boro e o fósforo ligados ao silício, então sabemos que não é ligação</p><p>metálica, pois não ocorre entre metais. As eletronegatividades dos</p><p>elementos são: B 2,0; P 2,2 e Si 1,9. Observe que como a Dc (entre</p><p>silício e os outros dois elementos) não é grande, não temos ligações</p><p>iônicas, estando o silício ligado ao P e ao B por ligações covalentes.</p><p>O silício possui camada de valência 3𝑠2 3𝑝2, tendo quatro orbitais vazios,</p><p>podendo realizar quatro ligações. Logo, temos um átomo de silício ligado a</p><p>outros quatro. Quando substituímos um átomo de silício por fósforo, temos</p><p>uma ligação silício-fósforo. O fósforo apresenta camada de valência</p><p>3𝑠2 3𝑝3, podendo realizar três ligações, porém, por estar no 30 período, o</p><p>fósforo pode expandir sua camada de valência e receber quatro elétrons. Ao</p><p>substituirmos um átomo de silício por um fósforo, temos o fósforo com um</p><p>elétron excedente. Com relação ao boro, vimos que ele foge à regra do</p><p>octeto por permanecer estável mesmo com um orbital vazio. Ao</p><p>substituirmos um átomo de silício por um átomo de boro no cristal, teremos</p><p>orbitais vagos para receber elétrons. Para ocorrer o funcionamento da</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico</p><p>e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 44/47</p><p>célula, a placa contendo elétrons livres deve ficar voltada para o sol, para</p><p>que o processo de excitação de elétrons movimente e faça com que ocorra</p><p>o fluxo para a placa que possui a capacidade de receber elétron. A placa</p><p>contendo Si-P possui elétrons livres e que a placa Si-B recebe elétrons.</p><p>Com estas informações, você foi até a linha de produção e evidenciou que</p><p>no dia de fabricação do lote não funcional de células, ocorreu a troca de</p><p>placas contendo Si-P por placas de silício apenas, que não possuem</p><p>características suficientes para tornar a célula efetiva. Bastou, então, trocar</p><p>uma parte das células do lote em destaque para que nem todo o trabalho</p><p>fosse perdido. Você solucionou o problema!</p><p>Dê o play!</p><p>Assimile</p><p>Estudante, a Química Geral nos proporciona uma visão abrangente e</p><p>fundamental do universo atômico e molecular que nos cerca. Esta ciência</p><p>explora a composição, estrutura, propriedades e transformações da matéria,</p><p>fornecendo as bases para compreendermos os fenômenos químicos</p><p>presentes em nosso cotidiano. A periodicidade das propriedades químicas,</p><p>elucidada pela Tabela Periódica, revela padrões sistemáticos que orientam</p><p>nossa compreensão das relações entre os elementos. Ao mergulharmos na</p><p>intricada rede de ligações e estruturas moleculares, compreendemos como</p><p>os átomos se unem para formar substâncias complexas. Além disso, as leis</p><p>ponderais estabelecem princípios cruciais para quantificar as</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 45/47</p><p>transformações químicas. Em conjunto, esses tópicos formam a base</p><p>essencial para explorar os segredos da química e desvendar as leis que</p><p>governam as interações entre átomos e moléculas.</p><p>Figura 1.11 Química Geral – Introdução à química e ao universo atômico e molecular. Fonte: o próprio autor.</p><p>Referências</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida</p><p>moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017</p><p>FÁBREGA, F. M.. Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora Educacional S. A., 2016.</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas.2. ed. v. 1. São</p><p>Paulo: Cengage Learning, 2014.</p><p>MAIA, D. J.; BIANCHI, J. C. de A. Química geral e fundamentos. São</p><p>Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.</p><p>ZUMDAHL, Steven S.; DECOSTE, Donald J. Introdução à química:</p><p>fundamentos. 8. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2016.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 46/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Sticky Note</p><p>Química Geral</p><p>FUNDAMENTOS DA QUÍMICA GERAL</p><p>E ESTEQUIOMETRIA</p><p>Aula 1</p><p>MOLÉCULAS E ÍONS</p><p>Moléculas e íons</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer os compostos iônicos e moleculares, o conceito de</p><p>quantidade de matéria e a determinação da fórmula de compostos. Esses conteúdos são importantes para a</p><p>sua prática profissional, pois são cruciais e aplicáveis em diversas áreas profissionais. Guiam a síntese de</p><p>substâncias, influenciam a produção industrial, possibilitam a formulação precisa de reações químicas, e são</p><p>fundamentais em setores como química, farmacologia e engenharia, contribuindo para avanços científicos e</p><p>tecnológicos. Esteja pronto para embarcar nesta jornada de aprendizado! Vamos lá!</p><p>Ponto de Partida</p><p>Caro estudante! Ao trabalhar com análise de amostras, como o conceito de mol é aplicado para determinar a</p><p>concentração de uma substância específica? Ou em pesquisas farmacêuticas, como a compreensão das</p><p>ligações iônicas e covalentes contribui para o design de novos medicamentos? No campo da</p><p>nanotecnologia, como a compreensão das ligações e fórmulas moleculares é aplicada na síntese de novos</p><p>materiais? Ou na área de pesquisa espacial, como os conceitos de quantidade de matéria são aplicados</p><p>para entender a composição de corpos celestes?</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 1/31</p><p>Nesta aula você compreenderá a estrutura de compostos iônicos e moleculares, sabendo diferenciar os</p><p>diferentes tipos de substâncias químicas. Você conhecerá o conceito de quantidade de matéria e saberá</p><p>aplicar esse conceito na resolução de problemas. Por fim, aprenderá a determinar a fórmula de substâncias</p><p>químicas, sendo esse procedimento essencial para desenvolver novos materiais e para elucidar a estrutura</p><p>de compostos químicos.</p><p>Pensando nisso, temos como ponto de partido o titânio. Ele é o nono elemento mais abundante na terra,</p><p>sendo bastante aplicado na obtenção de ligas metálicas devido às suas características de leveza e</p><p>resistência térmica, sendo bastante empregado na aeronáutica. O principal processo industrial para</p><p>obtenção do titânio a partir de minerais é o processo Kroll, que consiste em duas etapas:</p><p>FeTiO3 (s) + 7 Cl2 (g ) + 6 C (s) → 2 TiCl4 (l ) + 2 FeCl3 (l )+ 6 CO (g )</p><p>2 Mg (l ) + TiCl4 (g ) → 2 MgCl2 (l ) + Ti (s)</p><p>Como responsável pelo processo de obtenção, você precisa saber o que esperar deste processo, ou seja,</p><p>quanto de titânio puro você obtém a partir de determinada quantia de mineral. Supondo que não há perdas</p><p>no processo e que toda ilmenita FeTiO3 é convertida em titânio sólido, qual a massa de titânio obtida a partir</p><p>de 345g de mineral? Quanto de carbono é utilizado na reação?</p><p>Então, desperte a curiosidade, pois cada página é uma descoberta e cada conceito é um passo em direção</p><p>ao seu potencial ilimitado. Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Caro estudante, os átomos se conectam através de ligações químicas que podem ser iônicas, covalentes ou</p><p>metálicas. Dependendo do tipo de ligação, os compostos terão características e propriedades diferentes.</p><p>Compostos iônicos não são moléculas, ou seja, não são pares ânions-cátions isolados, mas, sim, íons</p><p>arranjados em um retículo tridimensional, sendo que cada um está em contato com mais de um vizinho. A</p><p>estrutura de cada retículo depende da carga dos íons e de seus tamanhos. Embora o NaCl seja</p><p>representado como molécula, precisamos saber que esta é apenas a proporção entre Na+ e Cl− no retículo</p><p>(Figura 2.1).</p><p>Figura 2.1 Retículo cristalino do NaCl.Fonte: DREKENER, R.</p><p>L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>A formação destes retículos aumenta a estabilidade das espécies formadas na ligação iônica. Podemos dizer</p><p>que a formação do retículo cristalino libera energia para o meio ao ser formado, sendo que quanto maior este</p><p>valor, mais estável o retículo é e mais fácil ocorre a sua formação. Compostos iônicos possuem como</p><p>características serem duros e quebradiços, o que podemos explicar devido à interação de cargas. A dureza</p><p>se dá pela interação entre cargas negativas e positivas, porém, ao aplicarmos pressão em um retículo</p><p>cristalino, ocorre o deslizamento entre camadas, levando à interação entre cargas de mesmo sinal, que se</p><p>repelem, resultando na quebra.</p><p>Outras características dos compostos iônicos dizem respeito a elevados pontos de fusão e ebulição, uma</p><p>vez que a atração entre íons no retículo é grande, sendo necessária mais energia para romper as ligações</p><p>interiônicas. Compostos iônicos são péssimos condutores de eletricidade devido à sua estrutura rígida, que</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 2/31</p><p>não permite o movimento de elétrons. A solubilidade de compostos iônicos em água é grande, o que pode</p><p>ser explicado pela interação de cátions com a densidade de carga (𝛿) negativa da água (sobre o átomo de</p><p>oxigênio) e de ânions, com a densidade de carga positiva da água (sobre os átomos de hidrogênio), como</p><p>representado na Figura 2.2.</p><p>Figura 2.2 Solubilização de compostos iônicos em água. Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>A água que solubiliza os íons de compostos iônicos, como visto na unidade anterior, é um composto</p><p>molecular, formado por ligações covalentes. Estes compostos são representados por fórmulas moleculares,</p><p>sendo a molécula a menor parte identificável de uma substância pura, ou uma substância complexa, como a</p><p>glicose 𝐶6𝐻12𝑂6 ou a água 𝐻2𝑂. Precisamos tomar cuidado quando falamos em fórmula condensada, pois</p><p>algumas fórmulas podem descrever compostos bem diferentes em termos de propriedades, como 𝐶2𝐻6𝑂 que</p><p>descreve tanto o etanol, quanto o éter dimetílico (Figura 2.3).</p><p>Figura 2.3 Fórmula molecular C2H6O, etanol ou éter etílico?Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Nas moléculas covalentes, o tamanho das ligações entre os átomos depende de uma série de fatores, como</p><p>o tamanho dos átomos e o tipo de ligação. Você lembra que o raio atômico é medido como a distância entre</p><p>os núcleos dos átomos da ligação? Então, quanto maior o raio atômico, maior a ligação. Podemos observar</p><p>isso claramente nas ligações entre halogênios (representados por X) e hidrogênio. O flúor é o elemento que</p><p>apresenta o menor raio atômico, portanto, o menor átomo, assim a ligação 𝐹 − 𝐻 é a menor, já o iodo é o</p><p>maior átomo, logo 𝐼 − 𝐻 é a maior ligação. O tamanho das ligações 𝑋 − 𝐻 é</p><p>𝐻 − 𝐹</p><p>você pode adotar duas abordagens:</p><p>1) A partir do mol: você sabe que 1 mol de 𝐹𝑒𝑇𝑖𝑂3 tem massa molar de 151,8g</p><p>� 55,8 ( 𝐹𝑒 ) + 48 ( 𝑇𝑖 ) + 3 𝑥 16 ( 𝑂 ) = 151,8 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙 � , então 345g correspondem a 2,27 mols de</p><p>moléculas de 𝐹𝑒𝑇𝑖𝑂3 (regra de 3).</p><p>Se 1 mol de 𝐹𝑒𝑇𝑖𝑂3 leva a 1 mol de 𝑇𝑖, ao reagirmos 2,27 mols de minério, vamos obter a mesma</p><p>quantidade de 𝑇𝑖 em mols, portanto 2,27 mols.</p><p>1 𝑚𝑜𝑙 𝑇𝑖 − 48𝑔</p><p>2,27 𝑚𝑜𝑙 − 𝑋 𝑋 = 109𝑔 𝑑𝑒 𝑇𝑖</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 5/31</p><p>2) A partir da massa: basta você utilizar as massas molares calculadas:</p><p>151,8𝑔 𝐹𝑒𝑇𝑖𝑂3 − 48𝑔 𝑑𝑒 𝑇𝑖</p><p>345 𝑔 − 𝑋 𝑋 = 109 𝑔 𝑑𝑒 𝑇𝑖𝑡â𝑛𝑖𝑜</p><p>O segundo ponto de mapeamento do processo é saber quanto de carbono é utilizado. Vamos resolver esta</p><p>questão utilizando o conceito de mol: 1 mol de 𝐹𝑒𝑇𝑖𝑂3 reage com 6 mols de carbono, sendo que 345 g de</p><p>𝐹𝑒𝑇𝑖𝑂3 correspondem a 2,27 mol, devemos consumir 6 vezes esta quantia de carbono</p><p>6 × 2,27 = 13,62 mols de C.</p><p>1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜 − 12 𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟</p><p>13,62 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑜 − 𝑋 𝑔 𝑋 = 163,4 𝑔 𝑑𝑒</p><p>Você pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o problema apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre o conceito de mol e a determinação de fórmulas químicas, acesse a biblioteca virtual</p><p>e faça a leitura do capítulo 3, Reações Químicas e estequiometria de reação, do livro “Química: a ciência</p><p>central, disponível na biblioteca virtual [Biblioteca Virtual 3.0].</p><p>BROWN, T. L. et al. Química: a ciência central. 1. ed. São Paulo, SP: Pearson, 2016. E-book. Disponível</p><p>em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre quantidade de matéria e sobre o mol, faça a</p><p>leitura do artigo: “Quantidade de substância”, disponível em: https://doi.org/10.20396/chemkeys.v0i9.9659.</p><p>Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Por fim, você pode aprender mais sobre a construção de moléculas lendo o material e realizando simulações</p><p>por meio da página “Build a Molecule”. Utilize a ferramenta de tradução de seu navegador caso tenha</p><p>dificuldade com o idioma Inglês. Disponível em: https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/build-a-</p><p>molecule. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas.2. ed. v. 1. São Paulo: Cengage Learning, 2014.</p><p>Aula 2</p><p>REAÇÕES QUÍMICAS</p><p>Reações Químicas</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer as transformações da matéria, para isso, você precisa</p><p>compreender as equações químicas e conhecer os principais tipos de reações, como as reações de adição,</p><p>de decomposição, de simples troca e de dupla troca. Esse conteúdo é importante para a sua prática</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 6/31</p><p>https://plataforma.bvirtual.com.br/</p><p>https://doi.org/10.20396/chemkeys.v0i9.9659</p><p>https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/build-a-molecule.</p><p>https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/build-a-molecule.</p><p>profissional, pois é essencial para compreender e controlar processos industriais, reações químicas e</p><p>fenômenos naturais, além de prever resultados, otimizar processos e contribuir para avanços em diversas</p><p>áreas, desde a indústria até a pesquisa científica. Preparado para embarcar nessa jornada de aprendizado?</p><p>Vamos lá, então!</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Segundo Russel (2011), as transformações químicas são mais significativas ou fundamentais</p><p>do que as transformações físicas. Nestas transformações, algumas substâncias são transformadas e outras</p><p>são formadas. Um exemplo é a exposição de um prego de ferro ao ar livre e à chuva, que causa uma</p><p>transformação química, porque o ferro é combinado quimicamente ao oxigênio e à água da atmosfera,</p><p>formando a ferrugem. As transformações químicas são denominadas reações químicas. As substâncias que</p><p>se transformam durante as reações são chamadas de reagentes, enquanto as que são formadas são</p><p>chamadas de produtos.</p><p>Nessa aula você aprenderá a classificar as reações químicas. As reações químicas podem ser classificadas</p><p>perante a sua velocidade, aquecimento, reversibilidade, mas, principalmente, pelas suas substâncias</p><p>participantes, ou seja, pelos reagentes e produtos envolvidos na reação. Dentro dessa classificação temos</p><p>quatro tipos de reações, são elas: as reações de síntese ou adição, as reações de decomposição ou análise,</p><p>as reações de simples troca ou deslocamento e as reações de dupla troca.</p><p>Para aplicação desses conceitos, agora vamos pensar nos diferentes processos de tratamentos de água,</p><p>iniciando pelo tratamento mais básico e fundamental pertencente ao nosso cotidiano, o tratamento de água</p><p>para que ela se torne apropriada para o nosso consumo. A água que chega às nossas torneiras é retirada da</p><p>represa através de bombeamento e segue para a Estação de Tratamento de Água, também conhecida pela</p><p>sigla ETA. Nessa estação, a água passa por alguns estágios de tratamento, que são: a floculação, a</p><p>decantação e a filtração para que chegue em sua casa limpa e sem oferecer riscos à sua saúde. Mas, onde</p><p>estão as reações químicas nesse processo de tratamento? Na floculação! Para que ela ocorra, são</p><p>adicionados reagentes e ocorrem reações químicas que irão retirar as impurezas da água, tornando-a</p><p>límpida. E quais são eles?</p><p>Com os conhecimentos adquiridos você deverá identificar quais são os reagentes adicionados a água para</p><p>que ocorra o processo de floculação, bem como as reações químicas envolvidas nesse processo e</p><p>classificá-las. Bons estudos e vamos em frente!</p><p>Vamos Começar!</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 7/31</p><p>Uma reação química é um processo de transformação química causado pela produção ou quebra de</p><p>ligações. As reações ocorrem quando átomos ou moléculas se chocam entre si da maneira correta e com</p><p>energia suficiente para possibilitar a quebra de ligações existentes ou a formação de novas ligações. Durante</p><p>uma reação química, os átomos se rearranjam em novas combinações e, assim, as substâncias são</p><p>formadas. O mesmo composto pode ser formado por reações químicas diferentes, mas independentemente</p><p>de como um composto particular é produzido, sua composição é sempre a mesma.</p><p>As reações químicas podem ser representadas pelas equações químicas usando as fórmulas moleculares</p><p>das substâncias envolvidas na reação, a equação representa a transformação química que está ocorrendo.</p><p>As substâncias iniciais, ou reagentes, são separadas das substâncias formadas na reação - os produtos, por</p><p>uma seta, a qual mostra a direção da transformação química que está ocorrendo, apontando dos reagentes</p><p>para os produtos. Quando mais de uma substância aparece do mesmo lado da seta, elas são separadas por</p><p>um sinal de soma ( + ), como na reação de formação do sulfato de cobre:</p><p>𝐶𝑢𝑂 ( 𝑠 ) + 𝐻2𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 � → 𝐶𝑢𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>A reação de formação do sulfato de cobre pode ser lida de várias maneiras, como: o óxido de cobre e o</p><p>ácido sulfúrico são consumidos para formar o sulfato de cobre e água, ou o óxido de cobre e o ácido</p><p>sulfúrico reagem para formar o sulfato de cobre e água, ou ainda, o óxido de cobre e o ácido sulfúrico</p><p>produzem o sulfato de cobre e água.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 8/31</p><p>Alguns símbolos podem ser utilizados nas</p><p>equações químicas para representar os fenômenos que estão</p><p>ocorrendo na reação, como mostra a Tabela 2.1.</p><p>Tabela 2.1 Símbolos usados nas equações químicas. Fonte: FÁBREGA, F. M.. Química Geral e</p><p>Experimental. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2016.</p><p>Um exemplo da simbologia utilizada em equações químicas é observado na equação que representa a</p><p>produção do mercúrio metálico:</p><p>2 𝐻𝑔𝑂 ( 𝑠 )</p><p>𝛥</p><p>→ 2 𝐻𝑔 ( 𝑙 ) + 𝑂2 � 𝑔 �</p><p>↑����</p><p>Símbolo Significado</p><p>𝛥</p><p>Indica que está sendo fornecido calor à reação.</p><p>𝐻2𝑂 Indica que a reação ocorre em fase aquosa (em água).</p><p>𝑐𝑎𝑡 Indica a presença de catalisador na reação.</p><p>𝜆 Indica a presença de energia luminosa.</p><p>+ Indica que uma substância reage com outra.</p><p>→ Aponta o sentido que a reação está ocorrendo.</p><p>⇄ Indica que a reação é reversível, ou seja, ocorre nos dois sentidos.</p><p>↑ Indica liberação de gás.</p><p>↓ Indica precipitação de sólido.</p><p>( 𝑠 ) Substância em estado sólido.</p><p>( 𝑙 ) Substância em estado líquido.</p><p>� 𝑔 � Substância em estado gasoso.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 9/31</p><p>Observa-se que o óxido de mercúrio em estado sólido se decompõe por aquecimento, produzindo o mercúrio</p><p>metálico em estado líquido e liberando gás oxigênio.</p><p>As reações químicas podem ser classificadas conforme a sua velocidade, aquecimento, reversibilidade e</p><p>substâncias participantes. A velocidade de uma reação química descreve a rapidez com que uma</p><p>transformação química ocorre, é medida experimentalmente em função do consumo dos reagentes e a</p><p>formação dos produtos, sendo classificada como lenta, intermediária ou rápida. A velocidade de uma reação</p><p>química dependerá da natureza das ligações químicas, das moléculas nas quais essas ligações estão</p><p>localizadas, da concentração dos reagentes e da temperatura. Quanto maior a concentração dos reagentes</p><p>maior será o número de colisões entre as moléculas e, consequentemente, mais rápida a reação será. E,</p><p>quanto maior a temperatura, maior será a energia interna das moléculas, aumentando o número de colisões.</p><p>Outro fator que influencia na velocidade das reações químicas é a adição de catalisadores, substâncias que</p><p>aumentam a velocidade de uma reação química sem serem consumidos por ela.</p><p>As reações químicas também podem ser classificadas perante a sua absorção ou liberação de calor. A</p><p>maioria das reações químicas envolvem transformações de energia térmica. Energia térmica é a forma de</p><p>energia relacionada com a temperatura e é transferida sob forma de calor. Se o calor é liberado durante a</p><p>reação, esta é chamada exotérmica. Se o calor é absorvido, a reação é chamada de endotérmica. Outro</p><p>modo de classificar as reações químicas é conforme a sua reversibilidade. Reações irreversíveis são</p><p>aquelas que pelo menos um dos reagentes é consumido totalmente até o final da reação, a reação ocorre</p><p>em um único sentido, ou seja, os produtos não voltarão a formar os reagentes da reação. As reações</p><p>irreversíveis são representadas por uma seta simples (→). As reações reversíveis são aquelas que se</p><p>deslocam para os dois sentidos, ou seja, os reagentes são consumidos, formando os produtos e os produtos</p><p>são consumidos, formando os reagentes novamente, até que a reação atinja um equilíbrio químico.</p><p>Siga em Frente...</p><p>A principal classificação das reações químicas é segundo as substâncias participantes, ou seja, reagentes e</p><p>produtos envolvidos na reação. A maioria das reações pode ser classificada em:</p><p>Reações de síntese ou adição, nas quais dois ou mais reagentes se combinam para formar um produto,</p><p>como mostra a equação a seguir.</p><p>𝐴 + 𝐵 → 𝐴𝐵</p><p>Podemos observar que a reação possui dois reagentes (A e B) que reagem e produzem um único produto</p><p>(AB). A síntese do óxido de magnésio é um exemplo dessa classificação de reação química:</p><p>2 𝑀𝑔 ( 𝑠 ) + 𝑂2 � 𝑔 � → 2 𝑀𝑔𝑂 ( 𝑠 )</p><p>Observa-se que os reagentes (𝑀𝑔) formam o produto óxido de magnésio (𝑀𝑔𝑂).</p><p>Reações de análise ou decomposição são as que consistem na quebra de um composto em compostos</p><p>mais simples ou elementos químicos. Compostos binários simples (compostos de dois elementos) podem</p><p>ser decompostos em seus elementos. Essa decomposição pode ocorrer através de um aquecimento</p><p>(pirólise), da passagem de corrente elétrica pela substância fundida ou em meio aquoso (eletrólise), ou na</p><p>presença de luz (fotólise). Um exemplo dessa classificação é a reação que ocorre nos airbags dos</p><p>automóveis, que é a decomposição do trinitreto de sódio quando aquecido, representada pela seguinte</p><p>equação química:</p><p>2 𝑁𝑎𝑁3 ( 𝑠 )</p><p>𝛥</p><p>→ 3 𝑁2 � 𝑔 � + 2 𝑁𝑎 ( 𝑠 )</p><p>Pode-se observar que o trinitreto de sódio se decompõe formando gás nitrogênio e sódio metálico. A</p><p>equação a seguir apresenta a formulação dessa reação, em que é possível verificar que um composto</p><p>químico (AB) se decompõe formando duas substâncias diferentes (A e B).</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 10/31</p><p>𝐴𝐵 → 𝐴 + 𝐵</p><p>Reações de simples troca ou deslocamento são as quais um elemento ocupa o lugar de outro num</p><p>composto. Por exemplo, se jogarmos uma moeda de cobre em água contendo nitrato de prata, 𝐴𝑔𝑁𝑂3, a</p><p>moeda fica coberta com prata brilhante. O cobre substitui a prata na reação:</p><p>𝐶𝑢 ( 𝑠 ) + 2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 � 𝑎𝑞 � → 2 𝐴𝑔 ( 𝑠 ) + 𝐶𝑢 � 𝑁𝑂3 �</p><p>2 � 𝑎𝑞 �</p><p>A equação a seguir apresenta essa reação em que é possível observar que os dois reagentes (A e BC)</p><p>reagem entre si formando dois produtos (AC e B), sendo que os íons A e B realizaram uma troca de posição</p><p>na reação química.</p><p>𝐴 + 𝐵𝐶 → 𝐴𝐶 + 𝐵</p><p>Reações de dupla troca são as quais dois reagentes trocam íons para formar dois novos compostos. A</p><p>equação a seguir mostra o esquema dessa reação, quando é possível verificar que os dois reagentes, AD e</p><p>BC, produzem duas outras substâncias, AC e BD, em que os íons D e C realizam uma dupla troca de</p><p>posições.</p><p>𝐴𝐷 + 𝐵𝐶 → 𝐴𝐶 + 𝐵𝐷</p><p>Essas reações continuam a ocorrer até que um ou mais reagentes sejam primeiramente consumidos. Para</p><p>uma reação se completar, um dos produtos deve ser eliminado dela. Um exemplo desse tipo de reação é a</p><p>formação do sulfato de bário:</p><p>𝑁𝑎2𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 � + 𝐵𝑎𝐶𝑙2 � 𝑎𝑞 � → 𝐵𝑎𝑆𝑂4 ( 𝑠 ) ��↓ + 2 𝑁𝑎𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 �</p><p>O sulfato de cobre e o cloreto de bário são consumidos, formando o sulfato de bário e o cloreto de sódio.</p><p>Observa-se que os cátions das reações realizaram a dupla troca, formando os dois produtos.</p><p>Reações de combustão envolvem a queima de um combustível na presença de oxigênio, levando à</p><p>formação de um composto contendo oxigênio (para o octano temos o gás carbônico) e água.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, conhecer e compreender as reações químicas é fundamental para trabalhar com as</p><p>transformações da matéria e com a obtenção de diferentes tipos de produtos. As reações químicas podem</p><p>ser classificadas de diferentes formas, entre elas, por meio dos reagentes e produtos envolvidos.</p><p>Sobre o exposto, vamos retornar a questão do tratamento de água. A água é um recurso natural muito</p><p>precioso para nós e é utilizada para os mais diversos fins, porém, antes que chegue às nossas casas,</p><p>precisa passar por um tratamento com a finalidade de retirar as impurezas nela existentes para que não</p><p>cause danos à nossa saúde. Esse tratamento é composto por processos físicos e químicos, sendo que o</p><p>processo químico envolvido é a floculação, que é a formação de agregados de partículas finas em</p><p>suspensão no líquido, que são chamados de flocos ou floculados. A aplicação desse processo tem como</p><p>objetivo que esses flocos arrastem a sujeira presente na água para o fundo do tanque num processo de</p><p>decantação e, assim, a água fique clarificada, ou seja, límpida.</p><p>Quando a água chega na estação de tratamento de</p><p>água (ETA) são adicionados óxido de cálcio (𝐶𝑎𝑂). O</p><p>cloro possui a função de desinfectar a água, já o óxido de cálcio e o sulfato de alumínio são os reagentes</p><p>que darão sequência ao processo de floculação da seguinte forma:</p><p>Primeiramente, o óxido de cálcio (cal) é adicionado à água, reagindo com ela e formando o hidróxido de</p><p>cálcio (𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2), da seguinte forma:</p><p>𝐶𝑎𝑂 ( 𝑠 ) + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) → 𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2 � 𝑎𝑞 �</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 11/31</p><p>Essa reação química pode ser classificada como uma reação de síntese ou adição, já que as duas</p><p>substâncias, óxido de cálcio e água, reagem e formam uma única substância, o hidróxido de cálcio.</p><p>Para dar continuidade ao processo de floculação é necessária a adição de um agente floculante. No Brasil,</p><p>o sulfato de alumínio (𝐴𝑙2 � 𝑆𝑂4 �</p><p>3</p><p>) é o mais utilizado e é produzido através da reação química entre o óxido</p><p>de alumínio (𝐴𝑙2𝑂3) e o ácido sulfúrico (𝐻2𝑆𝑂4). O sulfato de alumínio é adicionado à água, que já contêm</p><p>hidróxido de cálcio, formando uma substância gelatinosa, o hidróxido de alumínio (𝐴𝑙 ( 𝑂𝐻 ) 3), conforme a</p><p>seguinte reação química:</p><p>𝐴𝑙2 � 𝑆𝑂4 � 3 � 𝑎𝑞 � + 3 𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2 � 𝑎𝑞 � → 3 𝐶𝑎𝑆𝑂4 ( 𝑠 ) + 2 𝐴𝑙 ( 𝑂𝐻 ) 3 ( 𝑠 )</p><p>Já essa reação química, podemos concluir que é de dupla troca, quando as duas substâncias, sulfato de</p><p>alumínio e hidróxido de cálcio, reagem formando outras duas substâncias, o sulfato de cálcio e o hidróxido</p><p>de alumínio.</p><p>Assim, as partículas de sujeira que estão na água vinda da represa se aglutinam e ficam agregadas no</p><p>hidróxido de alumínio, formando flocos sólidos que posteriormente decantam no fundo dos tanques da ETA.</p><p>Com isso, você conseguiu avaliar o sistema de tratamento de água e como as reações são classificadas</p><p>neste processo. Além disso, você pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o problema apresentado.</p><p>Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as reações químicas e as suas classificações, acesse a biblioteca virtual e faça a</p><p>leitura do capítulo 4, Reações Químicas, do livro “Introdução à química geral”, disponível na Minha</p><p>Biblioteca.</p><p>BETTELHEIM, Frederick A.; BROWN, William H.; CAMPBELL, Mary K.; FARRELL, Shawn O. Introdução à</p><p>química geral. São Paulo: Cengage Learning Brasil, 2016. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/. Acesso em: 25 jan. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre reações químicas, faça a leitura do artigo:</p><p>“Abordagem de reações químicas: uso do simulador PhET”, disponível em: https://scientia-amazonia.org/wp-</p><p>content/uploads/2016/09/v5-n2-72-76-2016.pdf. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre a aplicação das reações químicas por meio da leitura e estudo</p><p>do artigo “Experimentação alternativa no ensino e aprendizagem de reações químicas”, disponível em:</p><p>https://www.editorarealize.com.br/editora/anais/conapesc/2019/TRABALHO_EV126_MD1_SA3_ID462_1607</p><p>2019193142.pdf. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>FÁBREGA, F. M.. Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2016.</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas. 2. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2014. v. 1.</p><p>RUSSEL, John B. Química geral. v. 2, 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2011.</p><p>Aula 3</p><p>BALANCEAMENTO DE REAÇÕES QUÍMICAS</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 12/31</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/.</p><p>https://scientia-amazonia.org/wp-content/uploads/2016/09/v5-n2-72-76-2016.pdf</p><p>https://scientia-amazonia.org/wp-content/uploads/2016/09/v5-n2-72-76-2016.pdf</p><p>https://www.editorarealize.com.br/editora/anais/conapesc/2019/TRABALHO_EV126_MD1_SA3_ID462_16072019193142.pdf.</p><p>https://www.editorarealize.com.br/editora/anais/conapesc/2019/TRABALHO_EV126_MD1_SA3_ID462_16072019193142.pdf.</p><p>Balanceamento de Reações Químicas</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer os processos e etapas para balancear uma equação</p><p>química, assim como compreender os princípios dos procedimentos estequiométricos, determinando o</p><p>reagente limitante e em excesso de uma reação. Esse conteúdo é importante para a sua prática profissional,</p><p>pois ele permite otimizar processos de produção, garantir a eficiência e a qualidade dos produtos, minimizar</p><p>desperdícios de reagentes e maximizar rendimentos, além de contribuir para a segurança e a</p><p>sustentabilidade dos processos industriais. Esteja preparado para embarcar nesta jornada de aprendizado!</p><p>Vamos lá!</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Nesta aula vamos estudar o balanceamento das equações químicas. Toda equação química</p><p>deve estar devidamente balanceada para que obedeça a Lei de Lavoisier, a qual postula que a soma das</p><p>massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos. Existem diversos métodos para se</p><p>balancear uma equação química, porém o mais utilizado é denominado método das tentativas por ser</p><p>bastante simples de ser aplicado e muito eficiente. Além disso, vamos trabalhar com as relações</p><p>estequiométricas e determinar o reagente limitante e o reagente em excesso de uma reação química. Por</p><p>fim, você vai calcular o rendimento real de uma reação química.</p><p>Para compreender os tópicos que serão abordados, você deverá considerar a produção da amônia (𝑁𝐻3).</p><p>Ela é um composto químico essencial em diversas indústrias e aplicações, incluindo fertilizantes, produtos</p><p>químicos, refrigeração e tratamento de água, devido à sua versatilidade e importância econômica. A amônia (</p><p>𝑁𝐻3) é produzida principalmente pelo processo Haber-Bosch, onde nitrogênio (𝑁2) do ar é combinado com</p><p>hidrogênio (𝐻2), obtido a partir de fontes de gás natural ou hidrocarbonetos, sob alta pressão e temperatura</p><p>em presença de um catalisador de ferro. Outro método comum é a síntese de amônia a partir da</p><p>decomposição térmica de compostos de amônio, como ureia, ou a partir da reação entre nitrogênio e</p><p>hidrogênio em plasma. Esses processos são cruciais para a produção em larga escala de amônia, um</p><p>composto fundamental em várias indústrias. Considere a equação balanceada de produção de amônia</p><p>apresentada a seguir:</p><p>𝑁2 � 𝑔 � + 3 𝐻2 � 𝑔 � → 2 𝑁𝐻3 � 𝑔 �</p><p>Se utilizarmos 70 g de nitrogênio e 18 g de hidrogênio, todo hidrogênio ou todo o nitrogênio irá reagir?</p><p>Quanto de amônia será obtido? Bons estudos!</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 13/31</p><p>Vamos Começar!</p><p>Estudante, o que é uma reação química e qual é a sua importância? Para iniciar, vamos definir uma equação</p><p>química, é ela que descreve a transformação de reagentes em produtos, nela você deve descrever o estado</p><p>de cada um dos envolvidos, assim como a quantidade de substâncias envolvidas nesta equação.</p><p>Quando Antonie Laurente de Lavoisier (1743-1794) começou a pesar os reagentes, a química passou a ter</p><p>uma relevância científica e não apenas especulativa (KOTZ et al, 2014). Um de seus estudos diz que a</p><p>quantidade de massa dos produtos deve ser igual à quantidade de massa dos reagentes, sendo considerada</p><p>uma reação química em sistema fechado. Esta ficou conhecida como a lei da conservação de massas. Pelo</p><p>ponto de vista atômico, esta afirmação consiste em dizer que os átomos que se encontram nos reagentes</p><p>devem estar contidos nos produtos, em número e tipo (exceto em reações nucleares).</p><p>Entre as descobertas da química, Dalton definiu um elemento químico como uma unidade que repetia sua</p><p>massa constantemente. Seu contemporâneo, Joseph Louis Prost (1754-1826), ao trabalhar com minerais,</p><p>fez uma observação bastante semelhante, porém, envolvendo moléculas: compostos purificados contêm</p><p>sempre os mesmos elementos na mesma razão</p><p>entre as massas. Dizer que uma molécula de água será</p><p>sempre composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, mantendo fixa a proporção de massa,</p><p>ficou conhecido como lei das proporções definidas.</p><p>Na reação de formação da amônia, um composto bastante empregado na indústria de fertilizantes. Sua</p><p>produção, via síntese de Haber-Bosch, ocorre pela reação do gás nitrogênio com o gás hidrogênio. Se você</p><p>analisar a reação, irá observar que uma molécula do gás nitrogênio reage com três moléculas do gás</p><p>hidrogênio, formando duas moléculas de amônia, ou ainda, que dois átomos de nitrogênio reagem com seis</p><p>átomos de hidrogênio, formando duas moléculas de amônia, cada uma delas composta por um nitrogênio e</p><p>três hidrogênios.</p><p>𝑁2 � 𝑔 � + 3 𝐻2 � 𝑔 � → 2 𝑁𝐻3 � 𝑔 �</p><p>Note que nesta equação temos a mesma quantidade de átomos de nitrogênio e hidrogênio nos reagentes e</p><p>nos produtos, então, podemos chamá-la de equação balanceada.</p><p>O hexafluoreto de enxofre é utilizado como gás inerte principalmente na indústria de eletrônicos. Sua</p><p>obtenção é realizada pela queima de enxofre com gás flúor:</p><p>𝑆8 � 𝑔 � + 𝑥 𝐹2 � 𝑔 � → 8 𝑆𝐹6 � 𝑔 �</p><p>Para sabermos quantas moléculas do gás flúor reagem, precisamos analisar a equação inteira. Note que o</p><p>gás enxofre apresenta em sua fórmula oito átomos e que são formadas oito moléculas de hexafluoreto de</p><p>enxofre. Cada molécula de hexafluoreto de enxofre tem seis átomos de flúor, 48 átomos de enxofre no total.</p><p>Para que esta reação ocorra, nos reagentes precisamos ter também 48 átomos de flúor. Como cada</p><p>molécula de gás flúor possui 2 átomos, precisamos de 24 moléculas de gás flúor para que a reação ocorra.</p><p>O método que realizamos para encontrar a quantidade de moléculas do gás flúor foi contarmos os átomos</p><p>dos dois lados, reagentes e produtos. Neste caso é bastante simples, pois dois reagentes (𝑆8 e 𝐹2) formam</p><p>um único produto (𝑆𝐹6). Quando temos uma reação de queima de combustível (como o octano – presente na</p><p>gasolina), em que dois reagentes levam a dois produtos, o balanceamento é mais complicado. Para a</p><p>combustão do octano, temos a reação a seguir, já balanceada.</p><p>2 𝐶8𝐻18 ( 𝑙 ) + 25 𝑂2 � 𝑔 � → 16 𝐶𝑂2 � 𝑔 � + 18 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>As reações de combustão envolvem a queima de um combustível na presença de oxigênio (comburente),</p><p>levando à formação de um composto contendo oxigênio (para o octano temos o gás carbônico) e água.</p><p>Para balancear uma equação química, utiliza-se o método da tentativa e erro. Sendo que alguns passos</p><p>tornam o processo mais assertivo. Para reações de combustão, você pode seguir os seguintes passos:</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 14/31</p><p>1. Escreva corretamente a fórmula dos compostos (reagentes e produtos).</p><p>2. Inicie pelo elemento que formará o óxido, depois pelos átomos de hidrogênio e, então, oxigênio.</p><p>3. Confira se os elementos envolvidos estão no mesmo número de átomos dos dois lados da equação.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Exemplificando</p><p>Para a combustão do propano, temos:</p><p>𝐶3𝐻8 � 𝑔 � + 𝑂2 � 𝑔 �</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 𝐶𝑂2 � 𝑔 � + 𝐻2𝑂 � 𝑔 �</p><p>Seguindo, devemos primeiro balancear os átomos de carbono, seguido dos átomos de hidrogênio e, então,</p><p>oxigênio:</p><p>Carbono:</p><p>𝐶3𝐻8 � 𝑔 � + 𝑂2 � 𝑔 �</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 3 𝐶𝑂2 � 𝑔 � + 𝐻2𝑂 � 𝑔 �</p><p>Hidrogênio:</p><p>𝐶3𝐻8 � 𝑔 � + 𝑂2 � 𝑔 �</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 3 𝐶𝑂2 � 𝑔 � + 4 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>Oxigênio:</p><p>𝐶3𝐻8 � 𝑔 � + 5 𝑂2 � 𝑔 �</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 3 𝐶𝑂2 � 𝑔 � + 4 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>Agora, conte os átomos:</p><p>Reagentes: 3 C, 8 H e 10 O</p><p>Produtos: 3 C, 8 H e 6+4 O</p><p>A reação balanceada está correta:</p><p>𝐶3𝐻8 � 𝑔 � + 5 𝑂2 � 𝑔 � → 3 𝐶𝑂2 � 𝑔 � + 4 𝐻2𝑂 � 𝑔 �</p><p>Os índices em frente a cada um dos reagentes são chamados coeficientes estequiométricos.</p><p>Quando, durante o processo de balanceamento, tivermos um número ímpar de átomos de um lado e par de</p><p>outro, para darmos continuidade no processo, devemos multiplicar os átomos do lado ímpar por dois e</p><p>repetir o balanceamento.</p><p>Para facilitar o balanceamento de equações, você deve começar pelo átomo que aparece em menor número</p><p>de compostos. Se mais de um átomo aparece apenas uma vez, ou se todos aparecem mais de uma vez,</p><p>comece pelo que tem maior número de átomos.</p><p>Começamos a aula falando da observação de Lavoisier, obtida em seus experimentos sobre o oxigênio. Até</p><p>agora pensamos na conservação mais como número de átomos do que como massa.</p><p>Ao analisarmos a massa, chegamos à mesma conclusão que ao responder a situação anterior. Utilizando</p><p>uma equação química balanceada, a lei da conservação das massas e a lei da proporcionalidade, você pode</p><p>realizar vários cálculos, que são chamados de cálculos estequiométricos.</p><p>Com eles, podemos saber quanto de reagentes leva a quanto de produtos em termos de massa, ou quantos</p><p>mols de um produto podem ser obtidos a partir dos reagentes utilizados. Podemos, também, transformar</p><p>estas massas em volume. Para gases, sabemos que um mol de qualquer gás ideal nas condições normais</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 15/31</p><p>de temperatura e pressão (CNTP) é igual a 22,4 L. Para líquidos, podemos relacionar massa e volume</p><p>utilizando a densidade (𝑑 = 𝑚</p><p>𝑣</p><p>, em que 𝑑 é densidade, 𝑚 a massa em gramas e 𝑣 o volume).</p><p>Até o momento, vimos reações em que os reagentes eram colocados na proporção exata de reagir. A partir</p><p>da equação balanceada para a combustão do álcool etanol, temos exatos 1 mol de etanol para 3 mols de</p><p>oxigênio. Esta relação é chamada proporção estequiométrica e define um caso em que todos os reagentes</p><p>são consumidos. Entretanto, podemos ter uma situação em que as quantidades de mols de um reagente não</p><p>respeitam a proporção estequiométrica. Ainda utilizando a equação de combustão do álcool como exemplo,</p><p>isso significa ter na reação 1 mol de etanol e 5 mols de oxigênio. O reagente utilizado em menor proporção</p><p>será totalmente consumido, sendo denominado reagente limitante. Já o reagente utilizado em excesso irá</p><p>sobrar, sendo denominado reagente em excesso.</p><p>O reagente limitante define a extensão da reação, ou seja, quanto de produto irá ser formado. Você deve</p><p>estar se perguntando por que colocar um dos reagentes em excesso em relação ao outro, a resposta pode</p><p>envolver diversos fatores como o preço de um dos reagentes ser muito elevado com relação ao outro,</p><p>portanto, não podemos ter nenhum tipo de perda. Outra razão é a purificação do produto, o reagente em</p><p>excesso pode ser facilmente removido do meio reacional, facilitando a obtenção do produto em sua forma</p><p>pura.</p><p>Quando utilizamos reagentes químicos, você deve ficar atento a seu grau de pureza. Se você estiver</p><p>tentando usar a hematita (𝐹𝑒2𝑂3) como fonte de ferro, deve ficar atento que a pureza dela comumente</p><p>extraída no Brasil é de 85% (MAIA, 2010), ou seja, em gramas, se 100 g de minério for utilizado, apenas 85g</p><p>é de hematita realmente.</p><p>A pureza de um composto comercial é obtida no rótulo de um produto, para produtos obtidos em laboratório,</p><p>deve ser medida utilizando diversos equipamentos.</p><p>Até agora, você estava considerando que uma reação ocorre envolvendo a completa transformação dos</p><p>reagentes em produtos, o chamado rendimento teórico. Porém, ao realizarmos uma reação na bancada,</p><p>observamos que nem todo regente se transforma em produto, sendo que a quantidade de produto obtida é o</p><p>rendimento real da reação. Os rendimentos teóricos e reais podem ser calculados utilizando a massa, o mol</p><p>ou o volume do produto obtido.</p><p>O rendimento percentual é obtido quando dividimos o rendimento real pelo teórico, multiplicando por 100.</p><p>Lembre-se</p><p>de que esta fórmula pode ser substituída por uma regra de três simples.</p><p>𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 % = 𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙</p><p>𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜</p><p>× 100</p><p>Exemplificando</p><p>Quando você usa fermento químico em bolo, você está realizando a decomposição de bicarbonato de sódio</p><p>pelo calor, produzindo carbonato de sódio, gás carbônico e água. O gás carbônico é responsável por fazer a</p><p>massa do bolo crescer, conforme a reação química balanceada:</p><p>4 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 � 𝑎𝑞 � → 2 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 � 𝑎𝑞 � + 2 𝐶𝑂2 � 𝑔 � + 2 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>Se a reação ocorre com 85% de rendimento, quanto de 𝐶𝑂2 será obtido na decomposição de 2g de</p><p>bicarbonato de sódio?</p><p>Para resolvermos este cálculo, precisamos focar na relação de conversão entre bicarbonato e gás carbônico,</p><p>construindo um quadro de relação estequiométrica de massa.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 16/31</p><p>Sabemos que 336g de 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 produzem 88 g de 𝐶𝑂2. Ao considerarmos os 2g, podemos calcular o</p><p>rendimento teórico.</p><p>336𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 − − − − − − 88𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑂2</p><p>2𝑔 − − − − − − − 𝑋</p><p>𝑋 = 0,524𝑔 ⇒ 100 %</p><p>Considerando um rendimento teórico de 100%, serão produzidos 0,5245g de 𝐶𝑂2. Entretanto, o rendimento</p><p>é de 85%, logo, temos que calcular quanto de massa será obtido tendo este rendimento.</p><p>Como 𝐶𝑂2 é um gás, melhor expressar quanto é obtido em volume. 1 mol de 𝐶𝑂2 tem 22,4𝐿 de volume, para</p><p>sabermos quanto foi obtido nesta reação em volume, precisamos saber a quantos mols correspondem</p><p>0,445g.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, após compreender o processo de balanceamento de equações, conhecer e aplicar os</p><p>procedimentos estequiométricos com a determinação do reagente limitante e do reagente em excesso, e</p><p>conhecer a forma de realização do cálculo do rendimento real de reação química, é importante realizar a</p><p>interpretação e a aplicação destes conteúdos, que são fundamentais na química e necessários quando se</p><p>realizam pesquisas visando obter novos produtos.</p><p>Deste modo, vamos pensar na obtenção da amônia. Se utilizarmos 70g de nitrogênio e 18g de hidrogênio,</p><p>todo hidrogênio ou todo o nitrogênio irá reagir? Quanto de amônia será obtido?</p><p>Inicialmente, vamos verificar qual é o reagente em excesso e qual é o reagente limitante. Para isso, vamos</p><p>elaborar verificar a conversão de massa e mols.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 17/31</p><p>Sabemos que 28g de nitrogênio reagem com 6g de hidrogênio. Para saber qual o reagente limitante, você</p><p>pode utilizar a massa de nitrogênio ou de hidrogênio:</p><p>Pela massa de nitrogênio, vemos que temos hidrogênio em excesso na reação (17g, sendo necessários</p><p>15g). Pela massa de hidrogênio, temos que seriam necessários 79,3g de nitrogênio para que a reação</p><p>ocorresse.</p><p>Logo, hidrogênio é reagente em excesso e nitrogênio é o reagente limitante.</p><p>Para calcular a massa de amônia obtida, devemos sempre utilizar o reagente limitante, o nitrogênio. Como</p><p>28g de nitrogênio formam 34g de amônia, podemos fazer outra regra de 3:</p><p>28𝑔 𝑁2 − − − − − − 34𝑔 𝑁𝐻3</p><p>70𝑔 − − − − − − 𝑋 𝑔</p><p>𝑋 = 70 × 34</p><p>28</p><p>= 85𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝐻3</p><p>Portanto, em uma reação com 70g de nitrogênio e 17g de hidrogênio, serão obtidas 85g de amônia,</p><p>sobrando 2g de hidrogênio.</p><p>Com isso, você conseguiu avaliar as determinar as quantidades envolvidas no processo e verificar uma</p><p>aplicação específica dos tópicos abordados. Além dessa solução, você pode pensar em pontos extras e</p><p>adicionais sobre o problema apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre o balanceamento de equações químicas, acesse a biblioteca virtual e faça a leitura do</p><p>capítulo 3, MOL e Estequiometria, do Livro: Química – A natureza molecular da matéria, v. 1, disponível na</p><p>Minha Biblioteca.</p><p>JESPERSEN, Neil D.; HYSLOP, Alison. Química - A Natureza Molecular da Matéria - Vol. 1, 7ª edição. Rio</p><p>de Janeiro: Grupo GEN, 2017. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521633969/. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre reagente limitante e em excesso, faça a leitura</p><p>do texto: “Reagente limitante”, disponível em: http://doi.org/10.24927/rce2015.184. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre estequiometria, por meio da leitura do artigo “Estequiometria”,</p><p>disponível em: http://doi.org/10.24927/rce2014.312. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 18/31</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521633969/.</p><p>http://doi.org/10.24927/rce2015.184.</p><p>http://doi.org/10.24927/rce2014.312.</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed.</p><p>Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas. 2. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2014. v. 1.</p><p>MAIA, D. J.; BIANCHI, J. C. de A. Química geral e fundamentos. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.</p><p>Aula 4</p><p>REAÇÕES EM SOLUÇÃO AQUOSA</p><p>Reações em Solução Aquosa</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer os conceitos de concentração de soluções, de</p><p>propriedades de soluções e sobre as reações que ocorrem em solução aquosa, como as reações de</p><p>precipitação e oxidação. Esse conteúdo é importante pois ele é fundamental na química, possibilitando a</p><p>dissolução e a interação de substâncias, facilitando a análise química, a produção de produtos químicos e</p><p>farmacêuticos, além de desempenharem um papel vital em processos biológicos, como a digestão e o</p><p>metabolismo. Esteja pronto para embarcar nesta jornada de aprendizado! Vamos lá!!!</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Por que as soluções são tão importantes na química? Neste fascinante tema,</p><p>mergulharemos nas profundezas das soluções aquosas e exploraremos uma variedade de fenômenos</p><p>químicos. Você vai descobrir como determinar a concentração e molaridade das soluções, essenciais para</p><p>entender a quantidade de soluto presente em uma determinada quantidade de solvente. Você vai investigar</p><p>o equilíbrio químico, um conceito fundamental que governa o comportamento das reações em solução</p><p>aquosa. Exploraremos as reações de neutralização, que ocorrem quando ácidos e bases se combinam para</p><p>formar água e um sal. Você vai explorar o mundo das reações de precipitação, onde compostos insolúveis</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 19/31</p><p>são formados a partir da mistura de soluções aquosas. E por fim, desvendará as complexidades das reações</p><p>de oxirredução, onde ocorre transferência de elétrons entre espécies químicas.</p><p>Para aplicar esses conteúdos, vamos focar nos óxidos de cálcio. Ele também é conhecido como cal viva, é</p><p>um composto químico de fórmula 𝐶𝑎𝑂. Ele é obtido pela calcinação do calcário, um processo que envolve</p><p>aquecer o carbonato de cálcio a altas temperaturas. O óxido de cálcio é amplamente utilizado na indústria,</p><p>agricultura e construção. Na construção civil, é empregado na fabricação de argamassas e concretos. Na</p><p>agricultura, é utilizado para corrigir a acidez do solo e como dessecante. Além disso, é empregado na</p><p>produção de papel, na síntese de produtos químicos e como agente desinfetante. Além dessas aplicações,</p><p>ele também é bastante utilizado no controle da poluição, sendo amplamente aplicados na remoção de</p><p>compostos de enxofre em filtros industriais (KOTZ et al, 2014). Em uma determinada aplicação, você precisa</p><p>neutralizar 1,4 mols de ácido sulfúrico. Deste modo, quantos mL de uma solução 0,7M de hidróxido de cálcio</p><p>são necessários para</p><p>neutralizar o ácido sulfúrico?</p><p>Prepare-se para uma jornada emocionante rumo ao entendimento desses fenômenos químicos cruciais em</p><p>soluções aquosas! Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Estudante, a estequiometria de uma reação é importante, entretanto, nem sempre o valor de mols envolvidos</p><p>em uma equação é descrito de maneira direta. Isto porque comumente soluções são utilizadas para montar</p><p>uma reação química. O uso de soluções ocorre para que você possa utilizar quantidades muito pequenas de</p><p>um composto, como pesar 0,005𝑔 de 𝑁𝑎𝐶𝑙, ou ainda, para evitar que uma reação ocorra de maneira violenta,</p><p>ou seja, evitar que reações que liberam energia ocorram em grande extensão.</p><p>Pense no que ocorreria se reagíssemos um pedaço de sódio do tamanho de 0,5 𝑐𝑚² com água e um de</p><p>10 𝑐𝑚²? O primeiro irá reagir, liberando uma fumaça, talvez uma breve chama, o segundo, reagiria mais</p><p>violentamente, com grande potencial de provocar um acidente.</p><p>Por serem bastante usuais em química, conhecer diferentes maneiras de definir a concentração de uma</p><p>solução pode ajudar muito o dia a dia de um profissional. Quando escrevemos uma equação química,</p><p>colocamos o estado de cada reagente, sólido, líquido e gasoso, e ainda descrevemos se está em solução.</p><p>Para muitos processos, solução aquosa é a mais comum, porém temos ainda soluções gás/gás (como o ar</p><p>que respiramos), gás/líquido (como os refrigerantes), líquido/líquido (etanol em água, como o álcool</p><p>comercial vendido nos supermercados), sólido/líquido (como o preparo de uma salmoura), gás/sólido (𝐻2 em</p><p>platina), líquido/sólido (mercúrio em ouro) e sólido dissolvido em sólido (como nas ligas metálicas, como no</p><p>ouro 18 quilates que é formado por 75% de ouro puro + 25% de prata e cobre em mesma quantidade).</p><p>Para soluções, o composto que se encontra em maior quantidade é o solvente, enquanto o soluto está em</p><p>menor quantidade. O solvente é a espécie capaz de separar as moléculas de soluto, impedindo sua</p><p>agregação que leva à formação de outra fase. Você precisa pensar que não é em todas as soluções que o</p><p>solvente é líquido, sendo que o estado físico do solvente irá definir se você está tratando de uma solução</p><p>líquida, sólida ou gasosa. A água é o solvente líquido mais conhecido, denominado como solvente universal,</p><p>sendo que quando tratamos de reações líquidas em água, falamos sempre em soluções aquosas.</p><p>A solubilidade de determinado soluto na solução define a quantidade máxima deste componente, sem que</p><p>haja separação de fases em determinada temperatura e pressão. Para soluções aquosas, algumas notações</p><p>de concentração são bastante usuais, como a concentração em massa de soluto por volume de solução:</p><p>𝐶 = 𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜</p><p>𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜</p><p>A relação entre massa e mol deve estar clara para você, sendo assim, também podemos descrever a relação</p><p>de concentração como 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1, que leva o nome de molaridade e é uma das descrições de concentração</p><p>mais utilizadas. A molaridade é dada pela razão entre o número de mols (𝜂) e o volume (𝑉) em litros e é</p><p>representada pela expressão:</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 20/31</p><p>𝑀 = 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜</p><p>𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜</p><p>no entanto, também pode ser aplicada a regra de três.</p><p>O que acontece se pegarmos 100mL de uma solução 2M e acrescentarmos 100mL de água? Uma solução</p><p>2M possui dois mols em 1L de solução, portanto, 0,2 mol em 100mL. Se adicionarmos mais 100 mL, o novo</p><p>volume da solução passa a ser 200mL. Não foi alterada a quantidade de soluto, então, ainda temos 0,2 mol,</p><p>agora em 200mL e pela fórmula de molaridade, temos que a nova concentração é 1M, ou seja, ao dobrar o</p><p>volume, você está reduzindo a concentração pela metade, realizando uma diluição. Se você isolar o número</p><p>de mols do soluto na fórmula da molaridade terá 𝑛𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 𝑉𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 × 𝑀 permanece constante em uma</p><p>diluição, podemos dizer que o produto do volume pela molaridade da situação inicial deve ser igual ao</p><p>produto da molaridade e volumes após a alteração. Agora, se você mantiver o volume constante e alterar o</p><p>número de mols, terá uma outra relação envolvendo a situação inicial e final, isto consiste em adicionar mais</p><p>soluto à solução e está concentrando e não diluindo. Você também pode ter a mesma molaridade em</p><p>soluções preparadas com volume e números de mols diferentes. As mesmas relações valem para</p><p>concentração em g/L.</p><p>Outra situação para aumentar a concentração de uma solução, além de adicionar mais soluto, como</p><p>mencionado, é realizar a evaporação do solvente, reduzindo o volume da solução. Agora que você já</p><p>consegue descrever corretamente concentrações de soluções, podemos avançar em nosso estudo de</p><p>soluções aquosas. Vamos começar com uma situação simples, dissolução de um sal em água. A solubilidade</p><p>do 𝑁𝑎𝐶𝑙 é de 36g, ou seja, essa é a quantidade máxima deste sal solúvel em 100mL de água e, agora,</p><p>vamos entender o que isso significa. Se adicionarmos 1g de sal em 100mL de água, ele será solubilizado,</p><p>tendo assim, uma solução insaturada.</p><p>Se adicionarmos 37g de 𝑁𝑎𝐶𝑙, 1g permanecerá precipitado, tendo então, uma solução saturada. Lembre-se</p><p>de que a solubilidade depende da temperatura, então, se aquecermos esta solução com 37g de NaCl,</p><p>atingiremos uma temperatura em que teremos uma solução novamente, ao baixarmos a temperatura a</p><p>20 °𝐶, ainda se tem uma solução, porém instável (já que está acima do seu ponto de saturação), sendo</p><p>assim supersaturada. Escrevendo a equação de solubilidade do NaCl temos:</p><p>𝑁𝑎𝐶𝑙 ( 𝑠 ) ←</p><p>→ 𝑁𝑎 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 �</p><p>− .</p><p>Este processo está em equilíbrio, ou seja, depois de um determinado tempo, para que novas moléculas de</p><p>sal se dissociem, novas moléculas devem se associar, formando mais sólido. Para o sódio, o equilíbrio é</p><p>atingido com a adição de 36g de sal em 100mL de água. Quando uma determinada reação química está em</p><p>equilíbrio, a relação entre as concentrações de produtos e reagentes é dada através da constante de</p><p>equilíbrio. Em uma determinada reação em que: 𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 → 𝑐𝐶 + 𝑑𝐷, temos a constante de</p><p>equilíbrio (𝐾𝑒𝑞) calculada por:</p><p>𝐾𝑒𝑞 = [𝐶]𝑐[𝐷]𝑑</p><p>[𝐴]𝑎[𝐵]𝑏</p><p>A constante de equilíbrio pode ser calculada na solubilização de sais como o cloreto de sódio (𝑁𝑎𝐶𝑙), que é</p><p>um sal bastante solúvel, e para os sólidos iônicos que apresentam pouca solubilidade. O brometo de prata (</p><p>𝐴𝑔𝐵𝑟), por exemplo, é um sólido pouco solúvel e, neste caso, o equilíbrio é rapidamente atingido. Quando se</p><p>atinge o máximo de íons prata e brometo na solução, temos a condição de uma solução saturada.</p><p>Experimentalmente, as concentrações de íons prata em solução foram determinadas como sendo</p><p>7,35 × 10−7 𝑀, a 25 °𝐶. Você deve notar que devido à estequiometria da equação, a cada íon prata</p><p>temos um íon brometo, portanto, a concentração de brometo em uma solução de 𝐴𝑔𝐵𝑟 é idêntica a 𝐴𝑔+,</p><p>logo, 7,35 × 10−7 𝑀 a 25 °𝐶.</p><p>A multiplicação das duas concentrações nos dá a constante do produto de solubilidade (𝐾𝑝𝑠), no caso do</p><p>brometo de prata esta constante é dada por 𝐾𝑝𝑠 = �𝐴𝑔+� × [𝐵𝑟−] = 5,4 × 10−13, a 25 °𝐶. Esta é a</p><p>mesma fórmula do equilíbrio químico, entretanto, como a concentração de um sólido pouco solúvel é sempre</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 21/31</p><p>muito maior que a concentração dos íons, os reagentes são omitidos da equação. Os valores dos produtos</p><p>de solubilidade são tabelados e encontrados nos livros didáticos.</p><p>Você já pensou no que ocorre quando misturamos duas soluções de espécies bastante solúveis, como o</p><p>𝑁𝑎𝐶𝑙 e o 𝐴𝑔𝑁𝑂3? Passamos a ter os dois cátions e os dois ânions em solução, entretanto, quando 𝐴𝑔+ está</p><p>em solução com 𝐶𝑙−, ocorre a formação de cloreto de prata, um sólido pouco solúvel. Visualmente, teremos</p><p>a formação deste sal como um sólido, sendo está uma reação de</p><p>precipitação.</p><p>Assim como o processo de solubilização, muitas outras reações químicas são reversíveis e atingem o</p><p>equilíbrio, como a autoionização da água. Neste caso, uma constante de equilíbrio também pode ser</p><p>calculada omitindo a concentração de água que não se dissocia, já que é muito elevada com relação à</p><p>concentração dos íons gerados no processo, levando assim a uma constante de equilíbrio chamada de</p><p>constante de dissociação da água 𝐾𝑤.</p><p>𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) ⇋ 𝐻3𝑂 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 �</p><p>− 𝐾𝑤 = 1,00 × 10−14 ( 25 ℃ )</p><p>A água neutra tem a mesma concentração de ânions hidroxila e cátions hidrônio. Neste caso,</p><p>�𝐻3𝑂+� = [𝑂𝐻−] = 1 × 10−7 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1. Tendo 𝑝𝐻 como −𝑙𝑜𝑔�𝐻3𝑂+�, 𝑝𝐻 em uma solução neutra é 7. À</p><p>medida que perturbamos o equilíbrio, adicionando mais 𝐻3𝑂+ na água, fazemos com que estes íons hidrônio</p><p>em excesso reajam com os íons hidróxido, formando mais moléculas de água. Este processo afeta o</p><p>equilíbrio e deixa a concentração de 𝐻3𝑂+ maior, ou seja, 𝑝𝐻 menor que 7.</p><p>O pH é um conceito utilizado apenas para soluções aquosas e sua variação ocorre entre 0 e 14, pois a</p><p>concentração máxima de 𝐻3𝑂+ é 1,00 × 10−14 𝑀 e a mínima é 100. Isto ocorre porque 𝐾𝑤 é sempre o</p><p>mesmo a uma mesma temperatura, o que varia são as concentrações de 𝐻3𝑂+ e 𝑂𝐻−. Desta forma, a escala</p><p>de 𝑝𝐻 varia de 1 a 14 e o mesmo acontece para a escala de 𝑝𝑂𝐻 (−𝑙𝑜𝑔[𝑂𝐻−] ), sendo que a soma de 𝑝𝐻</p><p>e 𝑝𝑂𝐻 deve ser sempre 14.</p><p>Como a água, outras espécies se dissociam liberando 𝐻3𝑂+ ou 𝑂𝐻−, elas são respectivamente, os ácidos e</p><p>bases de Arrhenius. Quando uma espécie ácida ou básica se encontra totalmente dissociada em água,</p><p>temos um ácido ou uma base forte, sendo que a reação entre os dois resulta em um 𝑝𝐻 neutro, ou seja,</p><p>ocorre uma reação de neutralização. Portanto, você pode escrever a reação entre 𝐻𝐶𝑙 na forma de seus</p><p>íons, ou como as espécies iônicas (a fim de facilitar a representação, mostraremos os íons 𝐻+, porém,</p><p>lembre-se de que eles sempre estarão associados a uma molécula de água como 𝐻3𝑂+):</p><p>Para sabermos quando a neutralização será completa, temos que observar a estequiometria da equação,</p><p>por exemplo, 1 mol de 𝐻𝐶𝑙 reage com 1 mol de 𝑁𝑎𝑂𝐻, ou seja, para você neutralizar uma solução 1 M de</p><p>𝐻𝐶𝑙, precisamos da mesma quantia de uma solução 1 M de 𝑁𝑎𝑂𝐻.</p><p>O ácido acético é um ácido que, ao contrário do HCl, não se encontra totalmente dissociado em água,</p><p>apenas algumas moléculas de ácido se dissociam e formam os íons em solução. Entretanto, quando</p><p>reagimos este ácido fraco com uma base forte, a reação ocorre totalmente, como na reação entre ácido</p><p>acético e carbonato de cálcio.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 22/31</p><p>Note que carbonato de cálcio é um sólido insolúvel, portanto, não se dissocia em água, já o produto da</p><p>reação é um sólido solúvel e isso deve ser levado em conta quando você escreve a equação.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Algumas espécies, como a amônia (𝑁𝐻3), não liberam 𝑂𝐻− quando dissociadas em água, porém atuam</p><p>como bases, neste caso, estas espécies que têm a característica de se ligar a hidrogênios são classificadas</p><p>como bases de BrØnsted-Lowry. Nesta classificação, ácidos são espécies que liberam cátions hidrogênio.</p><p>Por ser uma base, a amônia reage com ácido clorídrico, formando o sal cloreto de amônio:</p><p>𝑁𝐻3 � 𝑎𝑞 � + 𝐻𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � ⇌ 𝑁𝐻4𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � . Mesmo sendo uma base fraca, a amônia reage completamente</p><p>com 𝐻𝐶𝑙, pois este é um ácido forte.</p><p>A força motriz em uma reação de precipitação é a formação do sólido insolúvel de uma reação ácido base</p><p>em água, é a transferência de íons hidrônio. Existe ainda um terceiro tipo de reação aquosa que veremos</p><p>nesta seção, a reação de oxirredução, cuja força motriz é a transferência de elétrons.</p><p>A formação de ferro metálico é um exemplo de reação de oxirredução bastante interessante, partindo do</p><p>minério óxido de ferro, em reação com 𝐶𝑂, é obtido ferro metálico e gás carbônico:</p><p>𝐹𝑒2𝑂3 ( 𝑠 ) + 3 𝐶𝑂 � 𝑔 � → 2 𝐹𝑒 ( 𝑠 ) + 3 𝐶𝑂2 � 𝑔 � . O óxido de ferro perde oxigênio, portanto, é</p><p>reduzido, enquanto a outra espécie ganha oxigênio e é oxidada. Nem toda reação de oxirredução envolve</p><p>oxigênio, mas todas envolvem o movimento de elétrons.</p><p>Quando uma espécie recebe elétrons, dizemos que ela é reduzida, pois há uma redução na carga positiva, já</p><p>uma espécie que perde elétrons é oxidada. Veja a reação entre íons prata e cobre metálico</p><p>2 𝐴𝑔 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝐶𝑢 ( 𝑆 ) → 2 𝐴𝑔 ( 𝑠 ) + 𝐶𝑢 � 𝑎𝑞 �</p><p>2 + , as duas semirreações são 𝐴𝑔 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝑒− → 𝐴𝑔 ( 𝑠 )</p><p>e 𝐶𝑢 ( 𝑠 ) → 𝐶𝑢 � 𝑎𝑞 �</p><p>2 + + 𝑒−. Na primeira semirreação, os íons 𝐴𝑔+ recebem elétrons formando prata</p><p>metálica (estado de oxidação 0). Para o cobre, na segunda semirreação, você observa que ele perde</p><p>elétrons para o meio. O cobre que doa elétrons é chamado agente redutor, a prata que recebe elétrons é</p><p>chamada agente oxidante. Você deve sempre lembrar que para uma espécie ser oxidada, outra deverá ser</p><p>sempre reduzida.</p><p>O balanceamento de equações de oxirredução deve ser feito levando em conta o movimento de elétrons,</p><p>note que nas semiequações, a prata recebe apenas um elétron por átomo, enquanto o cobre transfere dois</p><p>elétrons. Desta forma, a equação final deve ter dois mols de prata reagindo com um mol de cobre. De</p><p>maneira geral, o balanceamento destas equações deve seguir a regra de transferência de elétrons descrita</p><p>na Figura 2.6.</p><p>Figura 2.6 Transferência de elétrons em semiequações. Fonte: adapatada de Kotz et al (2014, p. 170).</p><p>A variação de carga negativa ou positiva de um átomo é chamada de número de oxidação (NOX), e é</p><p>importante que você entenda que o número de oxidação de um determinado elemento ou substância simples</p><p>é zero. Como substâncias simples são formadas por átomos de um único elemento, não há diferença de</p><p>eletronegatividade, portanto, os átomos não ganham nem perdem carga. Para espécies monoatômicas, o</p><p>número de oxidação é igual à carga do íon, elementos do grupo 1 tendem a perder um elétron, do grupo 2,</p><p>dois elétrons, já o alumínio, elemento do grupo 13, tende a perder três elétrons.</p><p>Para os halogênios, o flúor (halogênio mais eletronegativo) apresenta sempre NOX igual -1. O bromo, cloro e</p><p>iodo também apresentam NOX igual -1, exceto quando combinados com átomos de oxigênio e flúor. Já para</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 23/31</p><p>o hidrogênio e oxigênio, os números de oxidação são comumente iguais a +1 e -2, respectivamente.</p><p>Algumas reações de oxirredução são espontâneas, como o processo de ferrugem. A reação entre zinco e</p><p>cobre também ocorre espontaneamente, como ao colocarmos uma placa de zinco em uma solução de cobre.</p><p>Como os íons cobre recebem elétrons dos átomos de zinco, ocorre o depósito de cobre (sólido vermelho)</p><p>sobre a placa de zinco com o passar o tempo. Isso acarreta a alteração da cor da solução, antes azul, devido</p><p>à presença de cátions cobre.</p><p>Este processo gera energia, e embora a reação seja espontânea, a energia não está sendo aproveitada.</p><p>Para que isso ocorra, é necessário montar uma pilha, como a pilha de Daniel. Em uma pilha, as reações</p><p>devem ocorrem em recipientes separados, assim, elétrons provenientes da reação circulam por um fio</p><p>externo, realizando trabalho elétrico. Em uma pilha, com o passar do tempo, a concentração de cargas</p><p>negativas (na redução) ou positivas (na oxidação) aumenta, sendo que a ponte salina tem como função</p><p>equilibrar estas cargas com o deslocamento de cátions e ânions para as soluções deficientes em carga</p><p>positivas ou negativas, respectivamente.</p><p>Em uma pilha, o ânodo é onde ocorre a semirreação de oxidação e o cátodo é onde ocorre a semirreação de</p><p>redução. Para sabermos se uma reação é espontânea ou não, devemos consultar</p><p>origem ao modelo atômico quântico, extrapolado para os demais átomos.</p><p>Lembre-se de que tudo isso de maneira teórica. A equação de Schrödinger</p><p>é sobre determinar a posição e a energia dos elétrons, como isso não é</p><p>possível, o resultado da equação é uma região onde se tem uma maior</p><p>probabilidade de encontrar um elétron com determinada energia. Quando</p><p>chegamos em 90% de chance de encontrar um elétron, temos um orbital</p><p>atômico. Dependendo da camada eletrônica, temos diferentes energias,</p><p>sendo os elétrons menos energéticos encontrados nas camadas mais</p><p>próximas do núcleo. As camadas foram denominadas por Schrödinger de</p><p>número quântico principal, sendo definido que cada camada tem um</p><p>limite de orbitais possíveis. A reatividade e características de um átomo são</p><p>determinadas, principalmente, por seus elétrons da camada mais externa,</p><p>chamada camada de valência.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Ao trabalhar a equação de Schrödinger, podemos obter três dados que</p><p>funcionam como o endereço do elétron, os chamados números quânticos.</p><p>Ao descrevermos estes valores, saberemos qual é a região onde tem maior</p><p>probabilidade de se encontrar um determinado elétron. O primeiro dado é</p><p>sobre as camadas que contêm os elétrons, o número quântico principal,</p><p>chamado de n, sendo números inteiros (n= 1, 2, 3, 4, 5, ...). Estas camadas</p><p>possuem subcamadas, que são os diferentes tipos de orbitais,</p><p>representados pelo número quântico de momento angular (l), sendo que</p><p>l= 0, 1, 2, ..., n−1. Além de números, as subcamadas foram nomeadas com</p><p>letras que correspondem a determinadas características. Como estas</p><p>palavras estão em inglês, é importante apenas saber que temos os orbitais</p><p>s (l = 0). você pode notar que os orbitais possuem orientações espaciais.</p><p>Este dado é chamado de número quântico magnético (m l ), podendo assumir</p><p>valores de −l a +l . O último número quântico diz respeito ao movimento do</p><p>elétron ao longo do seu eixo, o número quântico de spin (ms). Apenas dois</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 5/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>valores são possíveis, + 1/2 e − 1/2, uma vez que o elétron pode girar</p><p>apenas no sentido horário e anti-horário.</p><p>Você foi apresentado aos quatro números quânticos: principal (n), momento</p><p>angular (l), magnético (m l ) e de spin (ms). Lembre-se de que os três</p><p>primeiros são resultados da equação de Schrödinger e o último ocorre</p><p>devido ao movimento dos elétrons. Segundo o princípio da exclusão de</p><p>Pauling, dois elétrons não podem ter o mesmo conjunto de números</p><p>quânticos, ou seja, temos dois elétrons com n = 3 (os dois na camada 3),</p><p>l=1 (os dois no orbital p), m l= 0 (os dois com a mesma orientação espacial</p><p>ou x, ou y, ou z), porém um com ms=+1/2 e outro com m2=−1/2 (cada um</p><p>gira em um sentido). Em outras palavras, você pode dizer que o princípio da</p><p>exclusão de Pauling fala que apenas dois elétrons podem ocupar 1 orbital.</p><p>Os orbitais são representados por caixas, os elétrons por setas e usamos a</p><p>nomenclatura descrita na Figura 1.1 para indicarmos os números quânticos.</p><p>Figura 1.1 Representação de orbitais, elétrons e números quânticos.Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral.</p><p>Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Então, como vimos na figura 1.1, a descrição 2p4 significa que temos quatro</p><p>elétrons em orbitais p na camada 2. Os orbitais de um mesmo tipo (como os</p><p>três orbitais p: px , 𝑝𝑦 e 𝑝𝑧) são chamados de degenerados. O</p><p>preenchimento de orbitais degenerados ocorre seguindo a regra de Hund</p><p>que diz que devemos colocar um elétron em cada orbital e depois voltar ao</p><p>primeiro e seguir preenchendo.</p><p>Como você distribuiria os elétrons ao longo das camadas e subcamadas?</p><p>Este processo é chamado de distribuição eletrônica, sendo que devemos</p><p>seguir o princípio da construção, colocando os primeiros elétrons na</p><p>camada menos energética. A primeira camada possui n = 1, apenas 1 orbital</p><p>s, com dois elétrons (lembre-se do princípio da exclusão de Pauling). Na</p><p>segunda camada menos energética, n = 2, há 1 orbital s e 3 orbitais p, o</p><p>orbital s é menos energético que os orbitais p, logo, preenchemos</p><p>primeiramente o orbital s e depois os orbitais p. O preenchimento dos</p><p>orbitais p deve seguir a regra de Hund. Isto significa que um átomo com seis</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 6/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>elétrons tem 1𝑠2 (dois elétrons no orbital s da primeira camada), 2𝑠2 (dois</p><p>elétrons no orbital s da segunda camada), 2𝑝2 (dois elétrons no orbital p da</p><p>segunda camada, um em 𝑝𝑥 e outro em 𝑝𝑦).</p><p>As energias das diferentes camadas e orbitais foram calculadas</p><p>experimentalmente, e, para você definir qual orbital é preenchido primeiro,</p><p>deve utilizar um diagrama de ordem de preenchimento das subcamadas</p><p>(Figura 1.2). Neste diagrama, as camadas e subcamadas são preenchidas</p><p>seguindo as setas vermelhas, iniciando por 1s, depois 2s, depois, 2p, 3s,</p><p>seguido de 3p, 4s etc.</p><p>Figura 1.2 Diagrama de distribuição eletrônica dos elétrons. Fonte: DREKENER, R. L.</p><p>Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Você já conhece o átomo como é definido atualmente: um núcleo contendo</p><p>prótons, nêutrons e uma eletrosfera, contendo os elétrons. O número de</p><p>prótons que um átomo possui é chamado de número atômico, enquanto a</p><p>massa de um átomo é chamada massa atômica. A massa atômica é relativa,</p><p>ou seja, determinada por convenção. Os químicos tentaram medir os</p><p>átomos de diversas maneiras, a melhor delas foi atribuir uma massa relativa</p><p>igual a 1 aos prótons e aos nêutrons (lembre-se de que a massa de um</p><p>elétron é desprezível). Com isso, o carbono passa a ter massa igual a 12</p><p>com seis prótons e seis nêutrons. Medidas experimentais determinaram que</p><p>o oxigênio é 1,33 vezes mais pesado que o carbono, de fato, com oito</p><p>prótons e oito nêutrons, a massa do oxigênio é igual a 16.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 7/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>A unidade de medida de massa atômica é o u, sendo que 1u corresponde a</p><p>1</p><p>12</p><p>da massa do carbono, porém, em muitos lugares você irá encontrar esta</p><p>grandeza como adimensional.</p><p>A Figura 1.3 apresenta a forma como são representados os dados de</p><p>número e massa atômicos, tanto na tabela periódica quanto fora dela. Uma</p><p>espécie que possui o mesmo número de prótons que outra, porém, massas</p><p>atômicas distintas, é chamada de isótopo, sendo exemplos de isótopos os</p><p>três diferentes átomos de hidrogênios, que pesam massa 1,00794 u,</p><p>encontrados na natureza: o deutério (D, 𝐻1</p><p>2), o trítio (T, 𝐻1</p><p>3) e o hidrogênio</p><p>(H, 𝐻1</p><p>1). A porcentagem isotópica de cada elemento consiste em sua</p><p>abundância na natureza, para o H 99,985%, D 0,015%, T 0% (não existe na</p><p>natureza, apenas é gerado em laboratório).</p><p>Figura 1.3 Representação dos átomos contendo seus números atômicos e massas atômicas. Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, o entendimento da estrutura dos átomos e dos processos</p><p>relacionados a distribuição eletrônica são importantes para compreender o</p><p>comportamento de diferentes materiais.</p><p>Assim, temos que substâncias químicas são em sua maioria diamagnéticas,</p><p>ou seja, são ligeiramente repelidas por ímãs. Porém, outras substâncias são</p><p>atraídas por eles, as paramagnéticas. A origem do paramagnetismo é o spin</p><p>do elétron, sendo que elétrons apresentam propriedades magnéticas.</p><p>Quando um átomo que possui um elétron desemparelhado é colocado em</p><p>um campo magnético, duas orientações são possíveis: alinhamento</p><p>seus potenciais padrões</p><p>de redução, eles nos indicam qual a tendência em espécies serem oxidadas ou reduzidas, sendo que quanto</p><p>mais positivo este valor, maior a tendência de a semirreação ocorrer como está escrita. Estes valores são</p><p>tabelados.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, após conhecer e compreender as características das reações que se processam em solução</p><p>aquosa, assim como os conceitos de concentração e molaridade, reações de neutralização, precipitação e</p><p>oxirredução, agora você precisa colocar em prática esses conhecimentos. Para isso, vamos pensar em uma</p><p>situação em que é precisa realizar a neutralização de uma quantidade de ácido sulfúrico empregando</p><p>hidróxido de cálcio em um sistema voltado ao controle ambiental de um processo.</p><p>Em uma determinada aplicação, você precisa neutralizar 1,4 mols de ácido sulfúrico. Deste modo, quantos</p><p>mL de uma solução 0,7M de hidróxido de cálcio são necessários para neutralizar o ácido sulfúrico?</p><p>Analisando a equação, temos:</p><p>𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 � → 𝐶𝑎𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 � + 2 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>Para neutralizar 1,4 mols de ácido, precisamos de 1,4 mol de base, pois temos uma estequiometria 1:1 entre</p><p>o ácido sulfúrico e o hidróxido de cálcio. Desse modo, se temos uma solução 0,7 M de base, temos 0,7 mol</p><p>em 1 L, portanto precisaremos de 2 L da solução.</p><p>Com isso, você conseguiu aplicar os conceitos da reações em solução aquosa para solucionar um problema</p><p>do cotidiano relacionado as reações químicas que estão presentes em diferentes processos do nosso dia a</p><p>dia. Além dessa solução, você pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o problema apresentado.</p><p>Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as reações em solução aquosa, acesse a biblioteca virtual e faça a leitura do capítulo</p><p>4, Reações em solução aquosa, do livro “Química”, disponível na Minha Biblioteca.</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. Porto Alegre: Grupo A, 2013. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552560/. Acesso em: 06 fev. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos as reações de neutralização, faça a leitura do artigo:</p><p>“Reações ácido-base: conceito, representação e generalização a partir das energias envolvidas nas</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 24/31</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552560/.</p><p>transformações”, disponível em: https://doi.org/10.1590/S0100-40422012001000031. Acesso em: 06 fev.</p><p>2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre as reações de precipitação, por meio da leitura do artigo</p><p>“Química analítica básica: as reações de precipitação”, disponível em:</p><p>https://doi.org/10.20396/chemkeys.v4i00.16099. Acesso em: 06 fev. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed.</p><p>Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>ZUMDAHL, Steven S.; DECOSTE, Donald J. Introdução à química: fundamentos. 8. ed. São Paulo:</p><p>Cengage Learning, 2016.</p><p>Encerramento da Unidade</p><p>FUNDAMENTOS DA QUÍMICA GERAL E</p><p>ESTEQUIOMETRIA</p><p>Videoaula de Encerramento</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá rever as definições de compostos iônicos e moleculares, de mol e</p><p>relações estequiométricas, irá trabalhar com os diferentes tipos de reações químicas e realizar o</p><p>balanceamento de equações químicas, por fim, irá trabalhar com as reações em solução aquosa. Esse</p><p>conteúdo é importante para a sua prática profissional, pois as habilidades adquiridas são essenciais para</p><p>entender como as substâncias interagem e se transformam. Esteja pronto para embarcar nesta jornada de</p><p>aprendizado! Vamos lá!</p><p>Ponto de Chegada</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 25/31</p><p>https://doi.org/10.1590/S0100-40422012001000031.</p><p>https://doi.org/10.20396/chemkeys.v4i00.16099.</p><p>Olá, estudante! Para desenvolver a competência desta Unidade, que é conhecer e compreender os</p><p>fundamentos das reações químicas, os balanceamentos de reações e a estequiometria envolvendo as</p><p>transformações da matéria você deverá primeiramente conhecer e trabalhar com as definições de compostos</p><p>iônicos e moleculares. A definição desses compostos é fundamental para compreender o comportamento</p><p>das substâncias frente a diferentes tipos de reações, mas além disso, você precisa conhecer o conceito de</p><p>quantidade de matéria e a definição de mol, além de realizar os cálculos relativos à determinação da</p><p>quantidade de matéria envolvida em uma reação química.</p><p>As transformações da matéria são representadas pelas reações químicas, a qual você deve representar</p><p>adequadamente por meio das equações químicas, além disso, deve obedecer a lei de conservação das</p><p>massas e a lei das proporções constantes, realizando o balanceamento de equações pelo método das</p><p>tentativas. Ao realizar uma reação química, é preciso saber quais são os reagentes envolvidos e os produtos</p><p>que são formados, desse modo, você precisa trabalhar com os diferentes tipos de reações, como as de</p><p>síntese, decomposição, simples troca e dupla troca. Além disso, você deve saber as quantidades envolvidas</p><p>na transformação da matéria, sendo que muitas vezes as reações ocorrem com rendimento máximo, mas</p><p>em muitas situações, é preciso trabalhar com quantidades distintas as relações estequiométricas visando o</p><p>máximo rendimento, desse modo, você precisa determinar o reagente limitante e o reagente em excesso.</p><p>Por fim, você precisa considerar que em muitas situações o meio pode influenciar nas transformações da</p><p>matéria, desse modo, você deve explorar os conceitos das reações em solução aquosa, sabendo identificar</p><p>as características de uma solução, o que é o soluto e solvente, quais são as formas de expressão de suas</p><p>concentrações e molaridade. Além disso, preciso conhecer os principais tipos de reações que podem ocorrer,</p><p>como as reações de neutralização, as reações de precipitação e as reações de oxirredução. Afinal, química</p><p>não consiste apenas em misturar reagentes de qualquer maneira.</p><p>É Hora de Praticar!</p><p>Você vai se colocar no lugar de um profissional recém-contrato em uma indústria de produtos químicos que</p><p>está montando uma nova linha de produção. O produto que será obtido é a soda cáustica, produzida pela</p><p>hidrólise aquosa de 𝑁𝑎𝐶𝑙. Sua função como químico é montar o processo calculando os reagentes</p><p>envolvidos e avaliando o rendimento. Como ocorre esta reação? Antes de você responder a esta pergunta,</p><p>precisa entender como se medem os reagentes químicos, como calculamos o rendimento e como vemos se</p><p>a equação química está escrita corretamente. Todos estes detalhes vão significar um processo eficiente,</p><p>convertido em lucro para a empresa. Desse modo, você precisa trabalhar com algumas situações</p><p>específicas relacionadas ao processo em questão.</p><p>Sua primeira tarefa é saber quanto de cloreto de sódio irá produzir hidróxido de sódio. O primeiro passo é</p><p>saber escrever a equação química em que o cloreto de sódio reage com a água, formando hidróxido de</p><p>sódio, hidrogênio e gás cloro. Você começa a pensar em termos do processo, se reagir 250kg de 𝑁𝑎𝐶𝑙,</p><p>quanto de 𝑁𝑎𝑂𝐻 será formado? 250 Kg? Seu gestor pede uma produção inicial para um teste da planta de</p><p>100Kg de 𝑁𝑎𝑂𝐻. Quanto de 𝑁𝑎𝐶𝑙 você deve reagir?</p><p>Seguindo a implementação do processo, é possível verificar se a equação proposta está correta? Quanto</p><p>𝑁𝑎𝐶𝑙 realmente produz de 𝑁𝑎𝑂𝐻? Para isso, você irá montar esta mesma reação em pequena escala em</p><p>laboratório. Quanto de 𝑁𝑎𝑂𝐻 será obtido? Agora, deverá checar a equação química e verificar se ela está</p><p>correta e se a quantidade que você previu que seria formada de 𝑁𝑎𝑂𝐻 realmente será obtida.</p><p>Agora você está na etapa final de implementação do processo e precisa dimensionar o reator químico e</p><p>conferir se as equações utilizadas até o momento estão corretas, já que um erro na estequiometria</p><p>do</p><p>processo acarreta um erro de produção com grande impacto econômico.</p><p>Você já sabe qual o tipo de reação que está ocorrendo? Você consegue descrever o processo químico? Para</p><p>isso, antes, será preciso calcular a concentração da solução. Como calcula-se a concentração de uma</p><p>solução? Qualquer concentração é aceita em uma solução? Quais são os limites? Qual volume da solução</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 26/31</p><p>preparada deve ser utilizado para obter a massa desejada? Qual característica o reator deve ter frente ao</p><p>produto formado?</p><p>Bons estudos!</p><p>Reflita</p><p>Com o conceito de massa atômica sozinho é possível prever as quantidades envolvidas em um processo de</p><p>transformação da matéria?</p><p>Ao identificar uma reação química, como podemos prever as quantidades de produtos que serão formados a</p><p>partir de uma quantidade de reagente adicionada? Existe uma relação entre os átomos envolvidas e suas</p><p>quantidades nesse processo?</p><p>Ao realizar uma reação química, muitas vezes empregamos soluções aquosas, qual é a finalidade de</p><p>empregar soluções aquosas em diferentes tipos de reações químicas?</p><p>Resolução do estudo de caso</p><p>Você está se colocando no lugar de um profissional em uma fábrica que está iniciando um processo de</p><p>eletrólise para formação de soda cáustica, o hidróxido de sódio. Para acompanhar o processo, você precisa,</p><p>inicialmente, escrever a equação química. Você sabe que cloreto de sódio reage com água, formando</p><p>hidróxido de sódio, gás hidrogênio e gás cloro. Então, temos algo assim:</p><p>𝑁𝑎𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) → 𝑁𝑎𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2 � 𝑔 � + 𝐶𝑙2 � 𝑎𝑞 �</p><p>Sua primeira tarefa é saber quanto de cloreto de sódio irá produzir hidróxido de sódio. Você desconfia que 1</p><p>mol de 𝑁𝑎𝐶𝑙. Então, é preciso calcular a massa molar de cada um dos compostos:</p><p>𝑀𝑀 𝑑𝑜 𝑁𝑎𝐶𝑙 = 23𝑔 𝑁𝑎 + 35,5𝑔 𝐶𝑙 = 58,5 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙</p><p>𝑀𝑀 𝑑𝑜 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 23𝑔 𝑁𝑎 + 16𝑔 𝑂 + 1𝑔 𝐻 = 40 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>Se garantirmos que todo cloreto de sódio será convertido em hidróxido de sódio, temos que 58,5𝑔 de 𝑁𝑎𝐶𝑙</p><p>formam 40𝑔 de 𝑁𝑎𝐶𝑙.</p><p>Para responder ao seu gestor quanto de 𝑁𝑎𝐶𝑙 teremos que usar para formar 100𝑘𝑔 de 𝑁𝑎𝑂𝐻, podemos</p><p>seguir dois caminhos:</p><p>1) A partir do mol: você sabe que 1 mol de 𝑁𝑎𝑂𝐻 tem massa molar de 40𝑔, então 100𝑘𝑔 correspondem</p><p>a 2,5 𝑘𝑚𝑜𝑙 (regra de 3).</p><p>Se 1 mol de 𝑁𝑎𝐶𝑙 leva a 1 mol de 𝑁𝑎𝑂𝐻, para obtermos 2,5 kmol de produto, precisamos da mesma</p><p>quantidade em mol de reagente.</p><p>1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − − − − − 58,5 𝑔</p><p>2500 𝑚𝑜𝑙 − − − − − − − − 𝑋</p><p>𝑋 = 146250 𝑔 = 146,25𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙</p><p>2) A partir da massa: basta você utilizar as massas molares calculadas:</p><p>58,5𝑔 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − − − − − − − 40𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>𝑋 𝑔 − − − − − − − − − − 100000 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>𝑋 = 146250 𝑔 = 146,25 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙</p><p>Você começou a montar seu processo, mas nem sempre temos uma conversão completa.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 27/31</p><p>Dando sequência, você observou que não balanceou a equação, esta quantidade está correta? Vamos</p><p>realizar o balanceamento da equação e responder a esta e a outras perguntas.</p><p>Vimos que o balanceamento de uma equação ocorre através do método da tentativa e erro. Para isso,</p><p>devemos começar por um elemento que apareça menos vezes, como o sódio.</p><p>– Sódio: temos um átomo nos reagentes e um no produto, portanto, está ok.</p><p>– Cloro: temos um átomo no reagente e dois no produto, portanto, devemos alterar esta estequiometria,</p><p>sendo necessário, rever o Na.</p><p>2 𝑁𝑎𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 𝑁𝑎𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2 � 𝑔 � + 𝐶𝑙2 � 𝑎𝑞 �</p><p>2 𝑁𝑎𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 2 𝑁𝑎𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2 � 𝑔 � + 𝐶𝑙2 � 𝑎𝑞 �</p><p>– Então, os átomos de H e O:</p><p>2 𝑁𝑎𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � + 2 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 2 𝑁𝑎𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2 � 𝑔 � + 𝐶𝑙2 � 𝑎𝑞 �</p><p>Conte os átomos e verifique que agora sua equação está balanceada:</p><p>2 𝑁𝑎𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � + 2 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑛ã𝑜 𝑏𝑎𝑙𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎𝑑𝑎</p><p>�⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯� 2 𝑁𝑎𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2 � 𝑔 � + 𝐶𝑙2 � 𝑎𝑞 �</p><p>Como 2 mols de 𝑁𝑎𝐶𝑙 produzem 2 mols de 𝑁𝑎𝑂𝐻, temos que:</p><p>117𝑔 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − − − − − − − 80𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>𝑋 𝑔 − − − − − − − − − 100000𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>𝑋 = 146250 𝑔 = 146,25 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐶𝑙</p><p>Mesmo resultado obtido anteriormente para uma conversão de 100%, ou seja, todo reagente se transforma</p><p>em produto.</p><p>Para saber o rendimento real da equação, você pediu à equipe de laboratório que realizasse a reação em</p><p>pequena escala. Os resultados que foram passados são que para reagente com 99,9% de pureza, a reação</p><p>ocorreu com 83 % de rendimento, tendo o 𝑁𝑎𝐶𝑙 como reagente limitante, em concentração de 360 𝑔 / 𝐿.</p><p>Ter o 𝑁𝑎𝐶𝑙 como reagente limitante, significa que a água é utilizada em excesso, sendo o solvente da</p><p>reação. Os cálculos devem ser sempre realizados com relação ao reagente limitante. Se o resultado do</p><p>laboratório for transposto para a planta industrial, os 100,00𝑘𝑔 não serão obtidos e sim a massa</p><p>correspondente a 83% deste valor, 83,00𝑘𝑔.</p><p>Portanto, para planejar seu processo você precisa aumentar a quantidade de NaCl, uma vez que a massa</p><p>de 146,25𝑘𝑔 de 𝑁𝑎𝐶𝑙 irá produzir apenas 83𝑘𝑔 de 𝑁𝑎𝑂𝐻. Portanto, levando em consideração o rendimento</p><p>obtido no laboratório, temos:</p><p>146,25𝑘𝑔 𝑁𝑎𝐶𝑙 − − − − − − − − − − 83𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 28/31</p><p>𝑋 − − − − − − − − − − 100𝑘𝑔</p><p>𝑋 = 176,2𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>Quando a equipe de laboratório enviou os resultados de rendimento, algumas informações o surpreenderam,</p><p>como a concentração. O que significa esta concentração? Qual o tamanho do reator que precisa ser utilizado</p><p>para utilizar 176,2kg de NaCl, mantendo esta concentração? Qual sua influência no processo? E ainda,</p><p>como esta reação realmente ocorre?</p><p>Por fim, você deve analisar a equação química, qual reação ocorre? Sabemos que é uma reação aquosa,</p><p>porém não há precipitação nem neutralização. Esta é uma equação de oxirredução e ocorre quando uma</p><p>corrente elétrica é passada entre os elétrodos.</p><p>Você pode separar a equação principal em semiequações:</p><p>Separando todas as etapas, fica evidente que a reação é de oxirredução entre o cloro e o hidrogênio, sendo</p><p>que gás cloro é formado no ânodo e o gás hidrogênio é formado no cátodo. Reações de oxirredução em</p><p>meio aquoso são chamadas de eletrólise.</p><p>Com a formação dos dois gases em solução, teremos íons sódio e hidróxido que, após evaporação do</p><p>solvente, levam à formação de hidróxido de sódio sólido.</p><p>Com relação à concentração, o que significa uma concentração de 360 𝑔 / 𝐿?</p><p>A solubilidade máxima de 𝑁𝑎𝐶𝑙 é 36𝑔 em 100𝑚𝐿 de água. Então, para termos 146,3𝑘𝑔 de 𝑁𝑎𝐶𝑙 em solução,</p><p>devemos calcular:</p><p>0,036𝑘𝑔 − − − − − − − − 0,1𝐿</p><p>146,3𝑘𝑔 − − − − − − − − 𝑋</p><p>𝑋 = 405,5𝐿</p><p>Isso significa que você deve adicionar 146,3𝑘𝑔 de 𝑁𝑎𝐶𝑙</p><p>em 405,5𝐿 de água para garantir que haja uma solução saturada, ou seja, este é o volume mínimo para</p><p>solubilizar todo 𝑁𝑎𝐶𝑙. Com esta massa, neste volume, teremos uma concentração de 360 𝑔 / 𝐿 ou uma</p><p>molaridade de 6,15𝑀, já que a massa molar do 𝑁𝑎𝐶𝑙 é 58,5 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙.</p><p>A concentração nos deu a relação massa volume, indicando assim a quantidade de solvente a ser utilizada,</p><p>405,5𝐿. Isso define que o reator deve conter um tamanho suficiente para esta quantidade de água, mais a</p><p>adição de sólidos.</p><p>Para operar com segurança, devido à produção de gases, você deve requisitar um reator</p><p>de, no mínimo, 600𝐿 para realizar a reação.</p><p>E sobre as especificações do reator, além de ser antioxidante (o que garante que não ocorrerão reações</p><p>paralelas de oxirredução), qual outra característica é necessária?</p><p>Para responder a esta pergunta, precisamos calcular o pH da solução após a reação, e para isso precisamos</p><p>da concentração aproximada de 𝑁𝑎𝑂𝐻.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 29/31</p><p>Como calculado anteriormente, esta massa produzirá 100𝑘𝑔 de 𝑁𝑎𝑂𝐻 (100% de rendimento), sendo a</p><p>massa molar do 𝑁𝑎𝑂𝐻, teremos ao final da reação 2,5 𝑘𝑚𝑜𝑙 de base, ou seja, 2,5 𝑘𝑚𝑜𝑙 de íons 𝑂𝐻−. Para</p><p>calcularmos o volume final da solução, devemos pensar que 2500 mols de água sofreram autoionização</p><p>completa, sendo que os íons hidrônio reagiram e os íons hidroxila permaneceram em solução.</p><p>Como massa molar da água é 18𝑔, 45000𝑔 de água autoionizaram (45𝑘𝑔 ≈ 45𝐿), dando um volume final</p><p>de água de 405,5 − 45 ≈ 360𝐿 (levando em consideração que não houve evaporação da água</p><p>adicionalmente).</p><p>Como temos 2500</p><p>mols de 𝑂𝐻− em 360𝐿 de água, a molaridade da solução de 𝑁𝑎𝑂𝐻 será 6,9 M.</p><p>Com esta concentração de íons hidróxido em solução, o equilíbrio de dissociação da água se encontra</p><p>praticamente todo deslocado no sentido dos reagentes, com isso, a concentração de íons hidrônio é</p><p>praticamente zero, sendo, então, pH de aproximadamente 14 unidades.</p><p>Este dado é muito importante na escolha do reator, pois a especificação do material utilizado deve ser de</p><p>resistência a altamente básicos. Agora você mapeou todas as etapas do processo, calculou a massa a ser</p><p>reagida visando uma quantidade de produto especificada, e com isso entendeu a importância de cálculos</p><p>estequiométricos em processos químicos. Também compreendeu a reação que estava sendo realizada e</p><p>conseguiu dimensionar o tamanho do reator a ser utilizado, além de algumas características.</p><p>Para finalmente implementar o processo, você deve fazer uma consulta no mercado, observando quais os</p><p>reatores mais utilizados em reações de eletrólise, acertar a volumetria entre os tipos disponíveis e começar a</p><p>produção. Desta forma, suas projeções deixaram seu gestor muito satisfeito.</p><p>Dê o play!</p><p>Assimile</p><p>Estudante, venha embarcar em uma jornada de descobertas fascinantes no mundo da química! Nosso</p><p>estudo abrange uma ampla gama de tópicos essenciais, desde os fundamentos dos compostos iônicos e</p><p>moleculares até as complexidades das reações em solução aquosa. Ao explorar os compostos iônicos,</p><p>mergulharemos na compreensão das forças eletrostáticas que unem íons positivos e negativos,</p><p>desvendando os segredos por trás de substâncias como sais. Entenderemos o conceito de mol, uma</p><p>unidade crucial para quantificar a quantidade de substância em uma amostra, e exploraremos as relações</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 30/31</p><p>estequiométricas, que nos permitem realizar cálculos precisos em reações químicas. Em seguida,</p><p>mergulharemos nos diferentes tipos de reações químicas, desde as simples reações de adição e</p><p>decomposição até as mais complexas reações de simples e dupla troca, desvendando os mistérios por trás</p><p>das transformações de matéria. Aprenderemos a escrever e balancear equações químicas, habilidades</p><p>essenciais para descrever as transformações que ocorrem durante as reações. Discutiremos o conceito de</p><p>reagente limitante e reagente em excesso, além de explorar as fascinantes reações em solução aquosa,</p><p>como as reações de neutralização, de precipitação e de oxirredução.</p><p>Explore essa empolgante jornada de aprendizado, onde você desvendará os segredos da química e sua</p><p>aplicação em nosso mundo!</p><p>Figura 2.7 Química Geral – Fundamentos da química geral e estequiometria.Fonte: o próprio autor.</p><p>Referências</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed.</p><p>Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017</p><p>FÁBREGA, F. M. Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S. A., 2016.</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas.2. ed. v. 1. São Paulo: Cengage Learning, 2014.</p><p>MAIA, D. J.; BIANCHI, J. C. de A. Química geral e fundamentos. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.</p><p>RUSSEL, John B. Química geral. v. 2, 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2011.</p><p>ZUMDAHL, Steven S.; DECOSTE, Donald J. Introdução à química: fundamentos. 8. ed. São Paulo:</p><p>Cengage Learning, 2016.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Fundamentos da Química Geral e Estequiometria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/f0bc7f31-6ad9-496c-be57-dc532a2bbc46/v1/index.html 31/31</p><p>PROPRIEDADES DOS</p><p>ESTADOS FÍSICOS DA</p><p>MATÉRIA</p><p>Aula 1</p><p>GASES</p><p>Gases</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer as características</p><p>e propriedades dos gases. Além disso, você deverá conhecer</p><p>detalhes das relações entre pressão, volume, temperatura e número</p><p>de mols de um gás. Esses conteúdos são importantes para a sua</p><p>prática profissional, pois são essenciais para compreender o</p><p>comportamento gasoso em diversas condições. Leis como Boyle,</p><p>Charles e dos Gases Ideais estabelecem relações entre pressão,</p><p>volume, temperatura e quantidade de matéria, fundamentais para</p><p>aplicações em química, física, engenharia e meteorologia. Esteja</p><p>pronto para embarcar nesta jornada de aprendizado! Vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 1/62</p><p>Ponto de Partida</p><p>Caro estudante! Você já levou uma bola inflada em um voo e</p><p>observou o que acontece? Ou já viu o funcionamento de um airbag?</p><p>Ou ainda um balão de ar quente em pleno ar? Para compreender</p><p>estes três acontecimentos você precisa entender um pouco sobre as</p><p>propriedades dos gases e como eles se comportam em diferentes</p><p>temperaturas, volumes e pressões. O ar que respiramos são gases,</p><p>a água se torna gás com facilidade e a nossa atmosfera é composta</p><p>por gases, então, literalmente, os gases estão por todos os lados.</p><p>Mais simples que líquidos e sólidos, o estudo de gases é bastante</p><p>compreendido e importante. Deste modo, nesta aula você</p><p>compreenderá as leis de regem o comportamento dos gases, sejam</p><p>eles considerados reais ou ideais, além disso, você conhecerá os</p><p>principais processos relacionados ao comportamento dos gases,</p><p>como a compressibilidade, a expansão e a efusão.</p><p>Pensando nisso, temos como ponto de partido o acionamento de um</p><p>airbag durante um choque veicular. Ao haver o choque de um carro</p><p>em um muro, o airbag é acionado e o motorista sofrerá menos</p><p>danos. O funcionamento de airbags é bem conhecido e envolve a</p><p>reação de decomposição de azida de sódio promovida pelo choque</p><p>da batida. Nesta reação, são produzidos sódio e gás nitrogênio que</p><p>inflam o airbag. A reação do airbag é:</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 2/62</p><p>2 NaN3 (s) → 2 Na (s) + 3 N2 (g )</p><p>Você está trabalhando em uma empresa que produz airbags para</p><p>diversos compradores. Um deles solicitou um airbag para um</p><p>veículo em teste, que inflado ficasse com um volume de 8 L . O</p><p>comprador solicitou que a pressão dentro do airbag fosse de</p><p>840 mmHg . Você deve, a partir das especificações do cliente,</p><p>calcular quanto dos reagentes deve ser utilizado.</p><p>Então, desperte a paixão pelo conhecimento, pois em cada linha há</p><p>uma revelação e em cada teoria uma oportunidade de expandir os</p><p>horizontes do saber. Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Caro estudante, para iniciar seus estudos sobre os gases, você</p><p>precisa lembrar o conceito de pressão. A pressão é a relação entre a</p><p>força exercida e a</p><p>área em que se exerce esta força (Pressão =</p><p>força/área). Para a atmosfera, costumamos medir a pressão</p><p>utilizando um barômetro (Figura 3.1 A), em que medimos a força</p><p>exercida pela atmosfera através da altura da coluna de mercúrio.</p><p>Quanto maior a pressão da atmosfera, maior esta coluna.</p><p>Manômetros em forma de U são bastante utilizados para medir a</p><p>pressão de gases, que consistem em tubos de vidro em U</p><p>preenchidos com mercúrio. O lado fechado está sob vácuo (não há</p><p>nenhum gás exercendo pressão) e o outro lado está em contato com</p><p>o gás que queremos saber a pressão (Figura 3.1 B).</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 3/62</p><p>Figura 3.1 Medição da pressão atmosférica (A) e de um gás confinado (B).Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Assim como gases apresentam a propriedade de expansibilidade</p><p>(ocupam todo volume disponível), eles também possuem uma</p><p>propriedade chamada compressibilidade. Você evidencia isso ao</p><p>apertar uma bola, ao exercer uma força na bola e ela diminui de</p><p>volume, mantendo as moléculas de gás que havia no início do</p><p>processo. Isso consiste em dizer que a uma determinada</p><p>temperatura, o volume e a pressão de um gás são inversamente</p><p>proporcionais, ou seja, quanto maior a pressão, menor o volume.</p><p>Robert Boyle (1627-1691) observou esta relação, e como todos os</p><p>gases apresentam este mesmo comportamento, esta relação é</p><p>chamada de Lei de Boyle. A pressão e o volume se relacionam com</p><p>uma constante de proporcionalidade, chamada constante de Boyle (</p><p>CB ).</p><p>Lei de Boyle: “Para uma determinada quantia de gás (n ) a uma</p><p>temperatura fixa (T ), o volume do gás diminui se a pressão</p><p>aumenta. Por outro lado, se a pressão diminui, o volume do gás</p><p>aumenta” (KOTZ, 2014, p. 484).</p><p>P=CB×</p><p>1</p><p>V</p><p>, n e T constantes</p><p>A partir desta lei, isolando a constante, podemos concluir que se a</p><p>pressão e o volume de um gás de quantia n , a uma temperatura T</p><p>conhecida, um segundo conjunto de condições também será:</p><p>P1V1=P2V2 .</p><p>Você já encheu um balão e o colocou em uma câmara fria? Ou saiu</p><p>de um ambiente frio com um balão murcho para um ambiente</p><p>quente? A observação que relaciona volume e temperatura (em</p><p>Kelvin) foi feita por Jacques Charles (1746-1823) e, como todos os</p><p>gases apresentam este comportamento, ficou conhecida como a Lei</p><p>de Charles (KOTZ, 2014). A temperatura e o volume se relacionam</p><p>por uma constante de proporcionalidade, conhecida como constante</p><p>de Charles (CC).</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 4/62</p><p>Lei de Charles: para uma determinada quantia de gás (n) a uma</p><p>pressão fixa (P), o volume do gás diminui se a temperatura diminui.</p><p>Se a temperatura aumenta, o volume do gás também irá aumentar.</p><p>V=CC×T n e P constantes, T em Kelvin</p><p>Usando a mesma analogia apresentada anteriormente, podemos</p><p>dizer que, com uma quantia e pressão constantes, o volume e a</p><p>temperatura de uma condição inicial estão relacionados com o</p><p>volume e a temperatura de uma condição final:</p><p>V1</p><p>T1</p><p>=</p><p>V2</p><p>T2</p><p>.</p><p>Ao combinarmos estas duas leis, teremos a Lei Geral dos Gases.</p><p>Ela permite estudarmos um gás quando os três parâmetros variam:</p><p>pressão, volume e temperatura.</p><p>P1V1</p><p>T1</p><p>=</p><p>P2V2</p><p>T2</p><p>para uma quantia n gás, sendo T em Kelvin</p><p>Outra relação que pode ser feita utilizando gases é sobre o volume e</p><p>a quantidade de gás, mais precisamente sobre a quantidade de</p><p>mols de um gás. Esta é a hipótese de Avogadro, observada pela</p><p>primeira vez por Amadeo Avogadro (1776-1856), em 1811.</p><p>Hipótese de Avogadro: “volumes iguais de gases sob as mesmas</p><p>condições de temperatura e pressão possuem iguais números de</p><p>partículas” (KOTZ, 2014, p. 489).</p><p>V∝n T e P constantes</p><p>A combinação das três leis P∝</p><p>1</p><p>V</p><p>(temperatura constante), V∝T</p><p>(pressão constante) e V∝n (temperatura e pressão constantes) dá</p><p>como resultado V∝</p><p>nT</p><p>P</p><p>. Ao utilizarmos uma constante de</p><p>proporcionalidade R , teremos a Lei dos gases ideais 𝑉 = 𝑅𝑛𝑇</p><p>𝑃</p><p>,</p><p>ou 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇. Esta constante 𝑅 é universal, chamada de constante</p><p>dos gases, e pode ser calculada sabendo que nas CNTP (</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 5/62</p><p>𝑃 = 1 𝑎𝑡𝑚 e 𝑇 = 273,15 𝐾), 1 𝑚𝑜𝑙 de gás ocupa 22,4 𝐿,</p><p>pelo cálculo, a constante será 𝑅 = 0,082057 𝐿 𝑎𝑡𝑚 / 𝐾 𝑚𝑜𝑙.</p><p>Utilizando a Lei universal dos gases ideais, com três parâmetros,</p><p>podemos calcular o quarto, utilizando a pressão, o volume e a</p><p>temperatura para encontrar a quantidade de mols em uma amostra.</p><p>Sabendo o número de mols de um gás e sua massa molar (𝑀𝑀),</p><p>podemos obter a massa de composto (𝑚), calculando, assim, sua</p><p>densidade. Temos, então, 𝑃𝑉 = 𝑚</p><p>𝑀𝑀</p><p>𝑅𝑇, com densidade</p><p>𝑑 = 𝑚 / 𝑉, 𝑑 = 𝑃 ( 𝑀𝑀 )</p><p>𝑅𝑇</p><p>.</p><p>Você parou para pensar, que, outra característica dos gases é que</p><p>eles se misturam muito bem e que, por isso, nem todo gás se</p><p>encontra puro? Como o gás atmosférico que, limpo, é uma mistura</p><p>de diversos gases, sendo oxigênio, nitrogênio e argônio seus</p><p>principais componentes? Como você pensaria uma mistura de</p><p>gases com relação à Lei universal dos gases ideais? John Dalton</p><p>(1766-1844) foi o primeiro a realizar observações sobre as pressões</p><p>dos gases em uma mistura, elaborando a Lei das pressões parciais.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Lei de Dalton das pressões parciais: a pressão de uma mistura de</p><p>gases é dada pela soma das pressões de cada um dos gases 1, 2,</p><p>3, ...</p><p>𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃1 + 𝑃2 + 𝑃3 + …</p><p>Em uma mistura de gases, o comportamento de cada um dos gases</p><p>componentes desta mistura independe dos outros componentes.</p><p>Assim como temos a pressão total sendo a soma das pressões</p><p>parciais, também temos que o número total de mols é a soma do</p><p>número de mols de cada um dos componentes (</p><p>𝑛𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑛1 + 𝑛2 + 𝑛3 + … ). Desta forma, podemos obter a Lei dos</p><p>gases ideias para cada um dos componentes, ou de uma maneira</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 6/62</p><p>total, já que para todos os gases da mistura, o volume e a</p><p>temperatura são iguais:</p><p>𝑃𝐴𝑉 = 𝑛𝐴𝑅𝑇</p><p>𝑃𝐵𝑉 = 𝑛𝐵𝑅𝑇</p><p>𝑃𝐶𝑉 = 𝑛𝐶𝑅𝑇</p><p>𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑉 = 𝑛𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑅𝑇</p><p>A fração molar X de um composto (número de mols de um</p><p>determinado composto dividido pelo número total de mols de todas</p><p>as substâncias presentes) é uma ferramenta útil para encontrar a</p><p>pressão parcial de cada um dos componentes:</p><p>𝑋𝐴 = 𝑛𝐴</p><p>𝑛𝐴 + 𝑛𝐵 + 𝑛𝐶 + …</p><p>𝑃𝐴 = 𝑋𝐴 × 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙</p><p>Você viu até agora propriedades macroscópicas dos gases, como</p><p>volume, temperatura e pressão, mas não podemos esquecer que</p><p>estamos falando de moléculas e que o comportamento microscópico</p><p>resulta nas propriedades que vimos. Analisar os gases, observando</p><p>seus átomos, consiste na Teoria Cinético-Molecular dos Gases, e,</p><p>para isso, você precisa ter algumas considerações:</p><p>Gases são constituídos de partículas (moléculas ou átomos)</p><p>em grande número e sempre em movimento.</p><p>As partículas de um gás são pequenas e a distância entre elas</p><p>é maior que seu tamanho.</p><p>O movimento destas partículas ocorre em linha reta, exceto</p><p>quando as moléculas se chocam umas com as outras ou com</p><p>as paredes dos recipientes. Quando isso ocorre, a energia</p><p>cinética é conservada. E esta é a única interação entre estas</p><p>partículas.</p><p>A energia cinética média de todas as partículas de um gás é</p><p>igual para todas as partículas de um gás, independentemente</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 7/62</p><p>da massa molecular, sendo proporcional à temperatura deste</p><p>gás.</p><p>Você pode perceber que as partículas de um gás estão em</p><p>movimento quando, por exemplo, sente o perfume de alguém que</p><p>acabou de entrar em uma grande sala. O aroma que seu olfato</p><p>detecta são moléculas que se tornaram gasosas e se moveram pelo</p><p>ar. O movimento de moléculas de gás ocorre em diferentes</p><p>velocidades e em uma determinada temperatura a maioria das</p><p>moléculas percorre uma velocidade intermediária, algumas poucas</p><p>uma velocidade menor e outras uma velocidade maior, sendo que a</p><p>velocidade das moléculas de um gás pode ser descrita como</p><p>apresentando uma distribuição normal. A velocidade das moléculas</p><p>de um gás está relacionada com a temperatura e o tamanho das</p><p>moléculas do gás.</p><p>Para avaliarmos a relação entre a velocidade e a temperatura,</p><p>precisamos pensar em como calcular a energia cinética. Para uma</p><p>molécula de massa 𝑚, a energia cinética (𝐸𝐶) é dada por:</p><p>𝐸𝐶 = 1</p><p>2</p><p>( 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 ) × ( 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 ) 2 = 1</p><p>2</p><p>𝑚𝑣2</p><p>Como as moléculas de um gás apresentam velocidades diferentes,</p><p>não é possível calcular a energia cinética para todo o gás, mas</p><p>podemos calcular a energia cinética média, utilizando a velocidade</p><p>média:</p><p>𝐸𝐶 = 1</p><p>2</p><p>𝑚�̄�2</p><p>Experimentalmente, a energia cinética média de um gás</p><p>corresponde à temperatura vezes 3/2 de R: 𝐸𝐶 = 3</p><p>2</p><p>𝑅𝑇 . Portanto,</p><p>quanto maior a temperatura, maior a energia cinética, o que significa</p><p>que maior será a velocidade das moléculas. Com relação à massa,</p><p>você espera que moléculas menores se movam com mais facilidade.</p><p>Os gases se misturam com facilidade. Você pode racionalizar este</p><p>fenômeno pensando no movimento aleatório das moléculas de todos</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 8/62</p><p>os gases. O movimento natural dos gases é chamado difusão. Se</p><p>você colocar dois ou mais gases em uma câmara fechada sem</p><p>nenhuma interferência externa, mesmo assim, após um determinado</p><p>tempo, os gases estarão completamente misturados devido a este</p><p>movimento molecular.</p><p>Outro movimento dos gases é a efusão, conforme apresentado na</p><p>Figura 3.2, que consiste na passagem destes gases por uma</p><p>minúscula abertura em um recipiente com pressão muito baixa. O</p><p>movimento de gases ocorre com maior velocidade inversamente</p><p>proporcional à sua massa molecular, portanto, a taxa em que um</p><p>gás se move de um lugar para outro deve ter a mesma relação.</p><p>Thomas Grahn (1805-1869) determinou esta taxa como sendo a</p><p>taxa de efusão e observou que ela é inversamente proporcional à</p><p>raiz quadrada da massa molar do gás. Com isso, podemos</p><p>comparar a taxa de efusão de dois gases pela Lei de Graham.</p><p>𝐿𝑒𝑖 𝑑𝑒 𝐺𝑟𝑎ℎ𝑎𝑚 = 𝑇𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑓𝑢𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑔á𝑠 𝐴</p><p>𝑇𝑎𝑥𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑓𝑢𝑠ã𝑜 𝑑𝑜 𝑔á𝑠 𝐵</p><p>= �</p><p>𝑀𝑀 𝑑𝑜 𝑔á𝑠 𝐵</p><p>𝑀𝑀 𝑑𝑜 𝑔á𝑠 𝐴</p><p>Figura 3.2 Processo de efusão para os gases nitrogênio e hidrogênio.Fonte: DREKENER, R. L.</p><p>Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>A Lei dos gases ideais é completamente aplicável para gases</p><p>próximos à temperatura ambiente, com uma pressão de 1 𝑎𝑡𝑚. Em</p><p>outras condições ocorrem alguns desvios na relação 𝑃𝑉𝑇, isso</p><p>devido à suposição de que moléculas de gás possuem volumes</p><p>desprezíveis e de que não há nenhum tipo de força entre elas.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 9/62</p><p>Pressões muito elevadas fazem com que o espaço disponível para</p><p>o movimento das moléculas seja menor. Embora com volume</p><p>pequeno, nas suposições realizadas nesta aula, em nenhum</p><p>momento se levou em conta que as moléculas ocupam uma parte</p><p>do volume disponível para o movimento. Porém, se elevarmos muito</p><p>a pressão, mais o volume da molécula influencia no volume do gás e</p><p>na temperatura, levando a alterações na Lei dos gases ideais.</p><p>Moléculas próximas apresentam determinadas interações,</p><p>chamadas de interações intermoleculares. Se considerarmos que</p><p>este tipo de interação também ocorre com as moléculas de gases ao</p><p>se chocarem, teremos uma variação na energia cinética, sendo que</p><p>até agora consideramos que não ocorria nenhuma variação. Quanto</p><p>mais baixa a temperatura, mais este tipo de interação é observado e</p><p>maior será o desvio da lei dos gases ideais.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, a matéria pode ser encontrada majoritariamente nos</p><p>estados sólido, líquido ou gasoso. Desse modo, é preciso</p><p>compreender as características, propriedades e comportamento da</p><p>matéria no estado que ela se encontra. O estado gasoso é</p><p>caracterizado pela matéria que não possui nem forma e nem volume</p><p>definido. A compreensão da matéria em estado gasoso permite o</p><p>desenvolvimento de processos industriais, como a produção de</p><p>gases industriais e a síntese de compostos químicos, além de ser</p><p>crucial na modelagem de fenômenos atmosféricos e no projeto de</p><p>sistemas de ventilação e purificação de ar. Desse modo, é</p><p>importante conhecer as leis que regem o comportamento dos gases</p><p>nos diferentes estados físicos da matéria.</p><p>Assim, vamos resolver este problema da azida proposto</p><p>inicialmente, você deve utilizar os conceitos estequiométricos,</p><p>partindo dos dados do gás, obtendo quantos mols de gás nitrogênio</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 10/62</p><p>devem ser obtidos, e utilizando os fatores estequiométricos</p><p>descobrir quantos mols de azida de sódio devem ser utilizados.</p><p>Sobre o gás, usaremos 𝑛 = 𝑃𝑉</p><p>𝑅𝑇</p><p>, sendo que você deve considerar a</p><p>temperatura ambiente de 22 °𝐶) e a pressão para 𝑎𝑡𝑚 ):</p><p>𝑛 = 1,1 𝑎𝑡𝑚 × 8𝐿</p><p>0,082057 𝐿 𝑎𝑡𝑚 𝐾−1𝑚𝑜𝑙−1 × 295,15𝐾</p><p>= 0,36 𝑚𝑜𝑙𝑠de gás nitrogênio.</p><p>Se 2 𝑚𝑜𝑙𝑠 de 𝑁𝑎𝑁3 formam 3 𝑚𝑜𝑙𝑠 de 𝑁2, para formar 0,36 𝑚𝑜𝑙</p><p>de gás, deve reagir 0,24 𝑚𝑜𝑙𝑠 de azida de sódio. Como a massa</p><p>molar da azida de sódio é 65 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙, 0,24 𝑚𝑜𝑙𝑠 correspondem a</p><p>15,6𝑔 de reagente.</p><p>Utilizando esta quantia, em um saco de airbag de 8𝐿, ao ocorrer o</p><p>choque e, em decorrência, a decomposição da azida, será formado</p><p>gás suficiente para que o airbag tenha uma pressão de 840 𝑚𝑚𝐻𝑔.</p><p>Você pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o problema</p><p>apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre o conceito de gases, acesse a biblioteca</p><p>virtual e faça a leitura do capítulo 10, Gases, do livro “Química: a</p><p>ciência central, disponível na biblioteca virtual [Biblioteca Virtual 3.0].</p><p>BROWN, T. L. et al. Química: a ciência central. 1. ed. São Paulo,</p><p>SP: Pearson, 2016. E-book. Disponível em:</p><p>https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 05 fev. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre gases</p><p>reais e ideais, faça a leitura do texto: “Gases Ideais e Reais”,</p><p>disponível em:</p><p>. Acesso em: 21 fev. 2024.</p><p>Por fim, você pode aprender mais sobre as leis dos gases ideais por</p><p>meio da leitura do artigo “Lei dos Gases Ideais”, disponível em:</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 11/62</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/18473316022012Quimica_I_Aula_9.pdf</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/18473316022012Quimica_I_Aula_9.pdf</p><p>. Acesso em: 21 fev. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora</p><p>S.A., 2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas.2. ed. v. 1.</p><p>São Paulo: Cengage Learning, 2014.</p><p>Aula 2</p><p>LÍQUIDOS</p><p>Líquidos</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer as características</p><p>e as propriedades das substâncias que se encontram em estado</p><p>líquido, assim como as forças intermoleculares. Esse conteúdo é</p><p>importante para a sua prática profissional, pois as substâncias</p><p>líquidas desempenham um papel crucial em várias indústrias, como</p><p>química e farmacêutica. Suas propriedades físicas e químicas são</p><p>fundamentais para processos de</p><p>produção e formulação e as forças</p><p>intermoleculares afetam suas características e comportamento,</p><p>influenciando suas aplicações. Preparado para embarcar nessa</p><p>jornada de aprendizado? Vamos lá, então!</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 12/62</p><p>http://doi.org/10.24927/rce2015.095</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Devido à distância entre as moléculas de um gás,</p><p>consideramos que, em uma situação ideal, a interação entre as</p><p>moléculas é nula, então, as propriedades independem da natureza</p><p>do gás, ou seja, as moléculas que o compõem. Nos líquidos isso já</p><p>não ocorre, as moléculas estão bem mais próximas que nos gases e</p><p>passamos a ter que entender estas interações.</p><p>Nesta aula você irá conhecer e compreender as propriedades e as</p><p>características das substâncias que se encontram em estado</p><p>líquido. Além disso, conhecerá e compreenderá as características</p><p>das ligações secundárias, conhecidas também como forças</p><p>intermoleculares.</p><p>Pensando nestes pontos, você se colocará no lugar de um</p><p>trabalhando no setor de pesquisa e desenvolvimento de uma</p><p>indústria farmacêutica. Você ficou encarregado de realizar</p><p>experimentos sobre a lipofilicidade de moléculas candidatas a</p><p>fármacos e elaborar um relatório selecionando as moléculas mais</p><p>proeminentes. A membrana celular é composta por lipídios, que são</p><p>moléculas de cadeia carbônica longa, contendo em uma das</p><p>extremidades, um grupo polar. A lipofilicidade de uma molécula</p><p>mede a sua solubilidade ao passar pela barreira lipídica. Com os</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 13/62</p><p>conhecimentos adquiridos você deverá compreender e aplicar o</p><p>método para calcular a lipofilicidade de moléculas de interesse.</p><p>Bons estudos e vamos em frente!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Estudante, os gases são facilmente descritos devido à distância</p><p>entre as moléculas ser relativamente grande. Devido a esta</p><p>distância, eles apresentam uma característica que os líquidos e</p><p>sólidos não apresentam: a compressibilidade. Ao aplicarmos uma</p><p>pressão, os gases são comprimidos, já os líquidos e os sólidos</p><p>resistem a esta força, apresentando uma falta de compressibilidade.</p><p>A aproximação existente entre as moléculas torna a descrição de</p><p>sólidos e líquidos mais complexa que para gases.</p><p>Mas o que define o estado em que a matéria se encontra a uma</p><p>determinada temperatura? Se analisarmos a temperatura ambiente,</p><p>algumas moléculas são sólidas, como o 𝑁𝑎𝐶𝑙, outras são líquidas,</p><p>como a água, e outras são gases, como o oxigênio. As fases da</p><p>matéria englobam os três estados físicos: sólido, gasoso e líquido,</p><p>sendo que as moléculas assumem os três estados, dependendo das</p><p>condições de temperatura e pressão. A fase que a molécula adota</p><p>em uma determinada condição está relacionada com a proximidade</p><p>entre as moléculas, sua energia cinética e as forças</p><p>intermoleculares. Veremos mais adiante que moléculas que</p><p>apresentam uma forte atração entre si, como a água, precisam estar</p><p>a 0 °𝐶 para passar para o estado líquido e 100 °𝐶 para o gasoso.</p><p>Agora, ao analisarmos o gás cloro (𝐶𝑙2), ele passa de sólido para</p><p>líquido a uma temperatura de −101 °𝐶 e de líquido para gás a</p><p>−34 °𝐶, sendo um gás nas CNTP.</p><p>Em um gás, a força atrativa entre as moléculas é menor que a</p><p>energia cinética, não permitindo que elas fiquem próximas, enquanto</p><p>em líquidos e sólidos esta atração supera a energia cinética,</p><p>mantendo as moléculas próximas. Dos três estados, o líquido é o</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 14/62</p><p>mais difícil de ser descrito, pois as moléculas não são</p><p>completamente independentes, como nos gases ideais, e nem tão</p><p>próximas, como nos sólidos. Os elementos se conectam por</p><p>ligações químicas iônicas, covalentes ou metálicas, sempre</p><p>atingindo a regra do octeto. Porém, além destas interações</p><p>consideradas fortes, que mantêm as moléculas formadas, existem</p><p>forças entre moléculas próximas que não são tão intensas quanto</p><p>uma ligação, as chamadas interações ou forças intermoleculares.</p><p>Estas forças são responsáveis pela solubilidade de um composto</p><p>em outro (em qualquer um dos estados), ou ainda pela forma que as</p><p>moléculas adotam, como o DNA que existe como uma dupla hélice.</p><p>Além disso, são responsáveis por diversas propriedades dos</p><p>líquidos.</p><p>A dualidade entre as forças intermoleculares e a liberdade de</p><p>movimento das moléculas leva a propriedades interessantes. A</p><p>viscosidade é uma delas, que consiste na resistência de um líquido</p><p>ao escoamento. Quanto maior for a viscosidade, mais lento um</p><p>líquido escoa. Esta propriedade é causada pelas interações entre as</p><p>moléculas do líquido, sendo que você pode raciocinar que quanto</p><p>mais intensa as forças intermoleculares, maior a viscosidade, pois</p><p>haverá menos liberdade de movimento entre as moléculas. Além</p><p>das forças intermoleculares, para hidrocarbonetos de cadeias</p><p>longas, o entrelaçamento destas cadeias dificulta o escoamento.</p><p>Normalmente, o aumento da temperatura, resulta em menor</p><p>viscosidade. Isso ocorre devido à energia das moléculas aumentar</p><p>com o aumento da temperatura, levando a uma maior</p><p>movimentação molecular, facilitando o escoamento.</p><p>A interação entre as moléculas dentro de um líquido faz com que</p><p>elas se mantenham juntas, conduzindo-as para o centro do líquido.</p><p>Esta característica é definida como tensão superficial, que define a</p><p>superfície de um líquido e faz, por exemplo, que líquidos com</p><p>interações intermoleculares fortes formem esferas (a gota é</p><p>resultado da ação da gravidade). O esperado é que líquidos com</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 15/62</p><p>interações intermoleculares mais fortes apresentem maior tensão</p><p>superficial. Na literatura, você consegue encontrar diversos valores</p><p>de tensão superficial tabelados (ATKINS; JONES, 2012, p. 180).</p><p>Assim como a viscosidade, pelo mesmo efeito, o aumento da</p><p>temperatura leva a uma diminuição da tensão superficial. Se você</p><p>colocar um líquido em um tubo estreito, ele irá se elevar neste tubo.</p><p>Isto ocorre devido à ação capilar, que nada mais é que a interação</p><p>entre as moléculas do líquido com as moléculas da parede do tubo.</p><p>Esta força é chamada de adesão, definida como forças que ocorrem</p><p>entre as moléculas do líquido e da superfície, mantendo-as juntas.</p><p>As interações que ocorrem entre moléculas de um mesmo material</p><p>(líquido-líquido ou superfície-superfície) são chamadas de forças de</p><p>coesão. A diferença entre estas forças leva à formação de meniscos</p><p>(superfícies curvas) nos líquidos nestes tubos. Quando as forças de</p><p>adesão se sobrepõem às forças de coesão, há a formação de um</p><p>menisco côncavo, como na água em um tubo de vidro. Agora,</p><p>quando as forças de coesão são mais fortes que as forças de</p><p>adesão, há a formação de meniscos convexos, como o mercúrio em</p><p>um tubo de vidro. Você pode observar os dois casos na Figura 3.3.</p><p>Figura 3.3 Ação capilar e formação de meniscos. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral.</p><p>Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Como mencionado, em um líquido, quanto mais temperatura</p><p>fornecemos, maior é a energia cinética das moléculas deste líquido.</p><p>Quando as moléculas possuem energia cinética o bastante para</p><p>escapar das interações com as moléculas vizinhas, elas passam do</p><p>estado líquido para o estado gasoso. Esse processo é chamado de</p><p>vaporização (ou evaporação), ou seja, para que uma substância</p><p>passe do estado líquido para o gasoso, é preciso adicionar calor</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 16/62</p><p>(esta variação de energia é conhecida como entalpia molar de</p><p>vaporização padrão, 𝛥𝐻𝑣𝑎𝑝</p><p>0 ).</p><p>Na vaporização,</p><p>como estamos fornecendo energia ao sistema, o</p><p>valor da entalpia é positivo, temos um processo endotérmico.</p><p>Quanto maior forem as atrações entre as moléculas, maior deve ser</p><p>a entalpia molar de vaporização, ou seja, mais energia deve ser</p><p>fornecida ao sistema para que passe para a fase gasosa. O</p><p>processo inverso da vaporização é a condensação, sendo este um</p><p>processo exotérmico, ou seja, libera calor para o meio.</p><p>O que acontece se você coloca água em um béquer e o sela?</p><p>Inicialmente, mesmo sem estar aquecendo, um pouco de água irá</p><p>evaporar, até que nada mais seja observado a olho nu. Neste ponto,</p><p>a taxa de evaporação é igual à taxa de condensação, ou seja, a</p><p>quantidade de água que evapora é igual à quantidade de água que.</p><p>Você não observa nenhuma mudança macroscópica porque a</p><p>velocidade das moléculas que passam do líquido para vapor é igual</p><p>à velocidade das moléculas que passam do vapor para o líquido. Em</p><p>um sistema fechado como o béquer, após atingir o equilíbrio, a</p><p>pressão que o vapor exerce sobre o líquido é denominada pressão</p><p>de vapor de equilíbrio. Se você pensar que quanto mais vapor</p><p>tivermos, maior será a pressão exercida, a pressão de vapor nos diz</p><p>a tendência que as moléculas têm de evaporarem, sendo quanto</p><p>maior a pressão de vapor, mais volátil o composto.</p><p>Em um líquido, a energia cinética das moléculas se assemelha à</p><p>distribuição de energia de gases (uma curva normal de distribuição).</p><p>Portanto, quanto maior a temperatura, maior será a energia cinética</p><p>média das moléculas, com isso, maior será o número de moléculas</p><p>com energia suficiente para escapar da superfície do líquido. Esta</p><p>relação nos diz que a pressão de vapor deve aumentar com o</p><p>aumento da temperatura, até atingir a pressão atmosférica,</p><p>ocorrendo neste momento a evaporação.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 17/62</p><p>Siga em Frente...</p><p>A temperatura em que a pressão de vapor se iguala à pressão</p><p>atmosférica é denominada de ponto de ebulição (chamado normal a</p><p>760 𝑚𝑚𝐻𝑔). Como a pressão atmosférica varia de acordo com a</p><p>altitude, o ponto de ebulição também irá variar, sendo que, em</p><p>lugares altos com pressão atmosférica maior que o nível do mar, a</p><p>água irá ferver a uma temperatura menor que 100 °C, já em lugares</p><p>abaixo do nível do mar, em que a pressão é maior, a água ferve a</p><p>temperaturas mais baixas. No nível do mar (𝑃 = 760 𝑚𝑚𝐻𝑔), o</p><p>ponto de ebulição da água é exatamente 100 °𝐶 (ponto de ebulição</p><p>normal). Voltando ao béquer selado e ao equilíbrio entre líquido e</p><p>vapor, se o abrirmos, o equilíbrio não será atingido, pois a água</p><p>gasosa formada se mistura com as moléculas de ar, sendo que mais</p><p>moléculas gasosas são formadas. Será que é assim que você</p><p>consegue secar roupa? Até agora falamos bastante em forças</p><p>intermoleculares. Para discutirmos estas interações, você precisa ter</p><p>claro que à medida que moléculas se aproximam, ocorre uma força</p><p>atrativa entre elas, esta força leva a uma diminuição da energia do</p><p>sistema (maior estabilidade). Porém, quando esta distância se torna</p><p>muito pequena, passam a ocorrer forças de repulsão, que levam a</p><p>um aumento de energia potencial, ou seja, para cada tipo de</p><p>interação existe uma distância mínima entre as moléculas, quando o</p><p>sistema se encontra mais estável. Veremos as interações</p><p>intermoleculares uma a uma:</p><p>1) Ligação de hidrogênio: das forças intermoleculares, esta é a</p><p>mais forte, ocorrendo apenas em moléculas que contenham as</p><p>ligações 𝑁 − 𝐻. Nestas moléculas o hidrogênio está ligado a átomos</p><p>bastante eletronegativos, levando a ligações fortemente polarizadas.</p><p>Isso resulta em uma elevada deficiência de carga no átomo de 𝐻,</p><p>que assume uma carga positiva parcial, enquanto o elemento</p><p>eletronegativo assume uma carga parcial negativa. Com isso, ocorre</p><p>uma atração entre as cargas opostas de moléculas vizinhas,</p><p>levando a uma forte interação entre elas. Por exemplo, para a água</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 18/62</p><p>temos a Figura 3.4A, mostrando como as moléculas se ligam, em</p><p>3.4B mostramos a interação dos pares de elétrons. A ligação de</p><p>hidrogênio é representada por uma ligação pontilhada para qualquer</p><p>um dos três átomos eletronegativos, como desenhado na Figura</p><p>3.4C.</p><p>Figura 3.4 Ligações de hidrogênio: A) olhar geral, B) pares de elétrons e C) ligação de</p><p>hidrogênio. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora</p><p>S.A., 2017.</p><p>É esperado que moléculas semelhantes contendo átomos de um</p><p>mesmo grupo apresentem um padrão de aumento do ponto de fusão</p><p>e de ebulição na medida em que aumenta o tamanho molecular. Ao</p><p>compararmos moléculas semelhantes do grupo do carbono (14),</p><p>observamos esta tendência, sendo que o metano (𝐶𝐻4) apresenta o</p><p>menor ponto de ebulição, enquanto 𝑆𝑛𝐻4 apresenta o maior ponto</p><p>de ebulição. Entretanto, ao compararmos moléculas do grupo do</p><p>oxigênio (16), o esperado era que a água apresentasse o menor</p><p>ponto de ebulição e 𝐻2𝑇𝑒 o maior, porém a água tem o maior ponto</p><p>de ebulição entre as moléculas semelhantes deste grupo. O mesmo</p><p>ocorre nos grupos 15 (do nitrogênio) e 17 (do flúor). Esta</p><p>observação experimental pode ser justificada pela presença de</p><p>ligações de hidrogênio, já que os elementos que formam moléculas</p><p>com esta alteração são os mais eletronegativos (𝑂, 𝐹, 𝑁). A</p><p>presença de interações intermoleculares faz com que seja</p><p>necessária mais energia para separar as moléculas e elas passarem</p><p>ao estado gasoso.</p><p>2) Interação íon-dipolo: quando falamos em ligações covalentes</p><p>polares, você aprendeu que a diferença de eletronegatividade</p><p>levava à formação de polos de cargas parciais negativa (𝛿−) e</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 19/62</p><p>positiva (𝛿+). Quando temos um íon na presença de uma molécula</p><p>polar, ocorre uma interação entre este íon com o polo de carga</p><p>oposta à sua. Cátions serão atraídos pela carga parcial negativa,</p><p>enquanto ânions serão atraídos para a carga parcial positiva. Esta</p><p>interação é eletrostática, portanto, quanto mais próximos estiverem</p><p>o íon e o dipolo, maior será a atração, para íons com maiores</p><p>cargas, a atração também será maior, valendo o mesmo para o</p><p>momento de dipolo, quanto maior, maior a força atrativa, conforme</p><p>apresentado na Figura 3.5. Quando estamos dissolvendo íons em</p><p>água, é esta força que está em vigor. Este processo sofre uma</p><p>variação de entalpia, conhecida como energia de solvatação, ou</p><p>entalpia de hidratação. Quanto mais energia é liberada no processo</p><p>de solvatação, maior a interação entre o íon e a molécula.</p><p>Figura 3.5 A) Solvatação do NaCl pela água e B) interação água × cátions. Fonte: DREKENER, R. L.</p><p>Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>3) Interação dipolo-dipolo: em moléculas polares, quando a</p><p>diferença de eletronegatividade não é tão grande como nas</p><p>ligações 𝑂 − 𝐻, 𝑁 − 𝐻, 𝐹 − 𝐻, não ocorre a formação de ligações de</p><p>hidrogênio, mesmo havendo polos parciais positivos e negativos.</p><p>Este é o caso, por exemplo, da ligação 𝐻 − 𝐶𝑙. A formação de polos</p><p>faz com que ocorra uma interação eletrostática entre as moléculas,</p><p>esta interação é chamada dipolo-dipolo, podendo ser representada</p><p>como na Figura 3.6.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 20/62</p><p>Figura 3.6 Interação dipolo-dipolo para a molécula de HCl. Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora</p><p>S.A., 2017.</p><p>Você deve pensar que no estado sólido, as moléculas apresentam</p><p>pouca liberdade de se movimentarem, sendo mais fácil que ocorra</p><p>este alinhamento. Com isso, as moléculas apresentam um efeito</p><p>atrativo entre si. Para os líquidos, como há uma liberdade de</p><p>movimento, os polos nem sempre</p><p>se encontram alinhados,</p><p>ocorrendo, em alguns momentos, interações atrativas (cargas</p><p>opostas próximas) e em outros, atrações repulsivas (cargas iguais</p><p>próximas). Quando duas moléculas estão com os polos opostos</p><p>próximos, elas se mantêm nesta posição mais tempo que quando</p><p>temos polos de mesmo sinal próximos, este efeito resulta em uma</p><p>força líquida atrativa, mantendo as moléculas unidas. Com relação</p><p>ao ponto de ebulição, quanto maior o momento de dipolo de uma</p><p>molécula (𝜇), maior será o seu ponto de ebulição, pois maior será a</p><p>interação dipolo-dipolo. Para podermos realizar esta comparação,</p><p>devemos utilizar moléculas de massa molar (𝑀𝑀) semelhantes,</p><p>como na série de moléculas: propano (𝐶𝐻3𝐶𝐻2𝐶𝐻3, 𝜇 = − 0,1 𝐷</p><p>e 𝑃𝐸 = − 42 °𝐶), éter dimetílico (𝐶𝐻3𝑂𝐶𝐻3, 𝜇 = − 1,3 𝐷</p><p>e 𝑃𝐸 = − 25 °𝐶), cloreto de metila (𝐶𝐻3𝐶𝑙, 𝜇 = − 1,9 𝐷</p><p>e 𝑃𝐸 = − 24 °𝐶), acetaldeído (𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂, 𝜇 = − 2,7 𝐷</p><p>e 𝑃𝐸 = 21 °𝐶) e acetonitrila (𝐶𝐻3𝐶𝑁, 𝜇 = − 3,9 𝐷 e 𝑃𝐸 = 82 °𝐶).</p><p>4) Interação dipolo-dipolo induzido: moléculas que possuem um</p><p>dipolo permanente podem induzir dipolos temporários em moléculas</p><p>apolares. Isso ocorre porque a nuvem eletrônica da molécula polar,</p><p>ao se aproximar da molécula apolar, induz uma alteração nesta</p><p>segunda nuvem eletrônica. Isso ocorre quando temos água na</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 21/62</p><p>presença de 𝑂2. Oxigênio é uma molécula apolar, pois a nuvem</p><p>eletrônica está igualmente dividida entre os dois átomos de oxigênio</p><p>e a água já sabemos que é polar. Ao se aproximarem, estas duas</p><p>moléculas se atraem, pois o polo negativo da água induz um polo</p><p>positivo na molécula de oxigênio, isto permite, por exemplo,</p><p>dissolvermos oxigênio em água, conforme apresenta a Figura 3.7.</p><p>Figura 3.7 Interação água – oxigênio gasoso. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Esta indução de uma nuvem eletrônica em outra é a polarização, e</p><p>quanto mais facilmente isso ocorre, mais polarizável é a molécula</p><p>que tem a nuvem influenciada.</p><p>5) Interações de London (dipolo induzido-dipolo induzido):</p><p>embora moléculas apolares possuam nuvens eletrônicas igualmente</p><p>divididas entre os dois átomos, em determinados momentos,</p><p>atrações e repulsões instantâneas entre núcleos e elétrons vizinhos</p><p>fazem com que ocorram dipolos momentâneos, quando moléculas</p><p>vizinhas apresentam este dipolo momentâneo induzido pela</p><p>vizinhança, ocorre interação dipolo induzido-dipolo induzido,</p><p>conforme apresentado na Figura 3.8. Essas interações levam à</p><p>diminuição da energia do sistema, estabilizando-o.</p><p>Figura 3.8 Interações de London. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2017.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 22/62</p><p>As forças intermoleculares apresentam energias diferentes, sendo</p><p>que quanto maior a energia típica, maior a sua força. A energia de</p><p>uma interação eletrostática forte íon-íon apresenta energia típica de</p><p>250 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙. As ligações de hidrogênio são em média 10 vezes</p><p>mais fracas (cerca de 20 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙). Interações entre moléculas</p><p>polares íon-dipolo e dipolo-dipolo possuem energia de 15 e</p><p>2 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙, respectivamente. Nas moléculas apolares (dipolo</p><p>induzido-dipolo induzido e de London) apresentam energia típica de</p><p>2 𝑘𝐽 / 𝑚𝑜𝑙</p><p>(ATKINS; JONES, 2012, p. 172). As interações íon-dipolo, dipolo-</p><p>dipolo, dipolo-induzido e London são conhecidas como forças de</p><p>Van der Waals.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, nesta aula você trabalhou com as características e as</p><p>propriedades dos líquidos, conheceu algumas propriedades</p><p>características das substâncias que se encontram nesse estado</p><p>físico, como a capitalidade e a tensão superficial, além disso,</p><p>conheceu as características das ligações secundárias, como a</p><p>ligação covalente polar, a ligação de hidrogênio e as forças de Van</p><p>der Waals.</p><p>Pensando no exposto, vamos retomar a situação proposta do</p><p>cálculo da lipofilicidade de substâncias. As moléculas de lipídios</p><p>possuem uma cadeia carbônica com vários átomos de carbono, por</p><p>isso apresentam interações de London. Para determinar a</p><p>lipofilicidade, você precisa avaliar a solubilidade de drogas em</p><p>lipídios. Devido à sua viscosidade (entrelaçamento de cadeias</p><p>longas), realizar experimentos de avaliação de solubilidade</p><p>diretamente em lipídios não é muito prático. Uma alternativa é</p><p>utilizar um solvente orgânico apolar, um hidrocarboneto que se</p><p>aproxime das características dos lipídios, ou seja, deve apresentar o</p><p>mesmo tipo de interação intermolecular com as drogas. O octano é</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 23/62</p><p>uma excelente alternativa para isso, por ter apenas carbonos e</p><p>hidrogênios em sua estrutura é uma molécula apolar, fácil de ser</p><p>removida em rota-evaporador e não evapora com facilidade a</p><p>temperatura ambiente (𝑃𝐸 = 125 °𝐶).</p><p>Para determinar a afinidade de uma molécula pelo octano, fazemos</p><p>um experimento com a droga candidata e dois solventes, um apolar</p><p>e outro polar. Assim, saberemos se as moléculas apresentam mais</p><p>características polares ou apolares.</p><p>O coeficiente de partição (𝑃) é a maneira como se determina a</p><p>lipoficilidade das moléculas, sendo ele a razão entre as</p><p>concentrações da droga na fase orgânica (𝐶𝑜𝑟𝑔) e na fase aquosa (</p><p>𝐶𝑎𝑞): 𝑃 =</p><p>𝐶𝑜𝑟𝑔</p><p>𝐶𝑎𝑞</p><p>.</p><p>Quanto maior o coeficiente de partição, mais solúvel a droga é em</p><p>solventes apolares. Como nosso corpo é constituído</p><p>majoritariamente por água, o solvente polar utilizado neste teste é a</p><p>água. Então, você deve solubilizar a droga em uma mistura de água</p><p>e octanol, agitar e verificar quanto da droga está em cada uma das</p><p>fases, determinando a concentração nas duas fases e calculando o</p><p>coeficiente de partição.</p><p>Se um fármaco é bastante lipofílico, ele entrará na célula com</p><p>facilidade, saindo da corrente sanguínea. Como o interior da célula é</p><p>onde ele irá apresentar sua atividade biológica, o esperado é que</p><p>elevados valores de 𝑃 signifiquem melhores fármacos. Entretanto,</p><p>isso não é uma relação tão direta, e elevados valores de 𝑃,</p><p>significam baixa solubilidade em água, sendo difíceis de serem</p><p>administrados.</p><p>Entre as três moléculas estudadas, com atividades in vitro</p><p>semelhantes, duas delas apresentaram valores de 𝑃 e 0,46 e uma</p><p>terceira um valor de 2,13. Como o estudo envolve a pesquisa por</p><p>drogas de administração oral, você sinalizou como mais interessante</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 24/62</p><p>as duas drogas com menor liposolubilidade (0,64 e 0,46). Para sua</p><p>ciência, 0,46</p><p>é o coeficiente de partição do paracetamol (BARREIRO; FRAGA,</p><p>2008). Além disso, você pode pensar em pontos extras e adicionais</p><p>sobre o problema apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as substâncias que se encontram em estado</p><p>líquido, acesse a biblioteca virtual e faça a leitura do capítulo 5,</p><p>Gases, líquidos e sólidos, do livro “Introdução à química geral”,</p><p>disponível na Minha Biblioteca.</p><p>BETTELHEIM, Frederick A.; BROWN, William H.; CAMPBELL, Mary</p><p>K.; FARRELL, Shawn O. Introdução à química geral. São Paulo:</p><p>Cengage Learning Brasil, 2016. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/.</p><p>Acesso em: 25 jan. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre as</p><p>forças intermoleculares, principalmente, sobre a ligação de</p><p>hidrogênio, faça a leitura do artigo: “O estado da arte da Ligação de</p><p>Hidrogênio”, disponível em: https://doi.org/10.5935/0100-</p><p>4042.20150146. Acesso em: 29 fev. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos e amplie seus</p><p>conhecimentos sobre as propriedades dos líquidos</p><p>por meio da</p><p>leitura do artigo: “Tensão superficial estática de soluções aquosas</p><p>com óleos minerais e vegetais utilizados na agricultura”, disponível</p><p>em: https://doi.org/10.1590/S0100-69162007000200003. Acesso em:</p><p>29 fev. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 25/62</p><p>https://doi.org/10.5935/0100-4042.20150146</p><p>https://doi.org/10.5935/0100-4042.20150146</p><p>https://doi.org/10.1590/S0100-69162007000200003</p><p>ATKINS, P.; Jones, L. Princípios de química - questionando a</p><p>vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman,</p><p>2009.</p><p>BARREIRO, E. J.; FRAGA, C. A. M. Química medicinal: as bases</p><p>moleculares da ação dos fármacos. 2. ed. Porto Alegre: Artmed;</p><p>2008.</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas. 2. ed. São</p><p>Paulo: Cengage Learning, 2014. v. 1.</p><p>RUSSEL, John B. Química geral. v. 2, 2. ed. São Paulo: Pearson</p><p>Education do Brasil, 2011.</p><p>Aula 3</p><p>SÓLIDOS</p><p>Sólidos</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer os compostos em</p><p>estado sólido, suas propriedades e características e os arranjos</p><p>formados pelos átomos na estrutura quando apresentam arranjo</p><p>cristalino. Esse conteúdo é importante para a sua prática</p><p>profissional, pois são fundamentais em várias áreas profissionais,</p><p>como materiais, engenharia, geologia e ciência dos materiais.</p><p>Compreender esses aspectos permite o desenvolvimento de novos</p><p>materiais, a otimização de processos de fabricação e a resolução de</p><p>problemas em compostos sólidos. Esteja preparado para embarcar</p><p>nesta jornada de aprendizado! Vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 26/62</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Nesta aula vamos explorar o fascinante mundo dos</p><p>compostos sólidos e suas estruturas cristalinas. Ao estudar a</p><p>estrutura de compostos cristalinos, você terá a oportunidade de</p><p>mergulhar em conceitos como redes cristalinas e estruturas de</p><p>Bravais, compreendendo como os átomos se organizam em arranjos</p><p>tridimensionais. Além disso, ao entender a célula unitária e o</p><p>empacotamento dos átomos nos sólidos, você descobrirá como</p><p>esses arranjos influenciam diretamente as propriedades dos</p><p>materiais, como sua densidade, condutividade elétrica e térmica, e</p><p>resistência mecânica.</p><p>Adicionalmente, ao aprender sobre as aplicações de compostos</p><p>sólidos, você verá como esses conceitos são essenciais em</p><p>diversas áreas, desde a fabricação de materiais para eletrônicos e</p><p>dispositivos médicos até o desenvolvimento de novos materiais para</p><p>construção civil, transporte e indústria automotiva.</p><p>Para compreender melhor sobre esses compostos e suas</p><p>características, vamos atuar na pesquisa de novos materiais sólidos.</p><p>Desse modo, imagine que você foi contratado para trabalhar em</p><p>uma empresa que estava entrando no ramo de pesquisa de novos</p><p>materiais. Seu primeiro desafio foi selecionar qual metal pode ser</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 27/62</p><p>utilizado em um projeto de obtenção de novas ligas com alta</p><p>densidade, que deverão ser aplicadas na construção de</p><p>equipamentos ultra resistentes. A ideia central desta pesquisa é</p><p>encontrar um metal com fator de empacotamento atômico baixo,</p><p>sinalizando que existem muitos espaços entre os átomos que</p><p>poderão ser preenchidos por outros elementos. Quais metais você</p><p>indica para iniciarem os testes? Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Estudante, quando você reduz a temperatura até o ponto de as</p><p>moléculas terem energia cinética tão baixa que não “escapam” dos</p><p>seus vizinhos, você obtém um composto na sua forma sólida. Esta</p><p>temperatura varia de molécula para molécula, por exemplo, a água é</p><p>sólida a temperaturas abaixo de 0 °𝐶.</p><p>A natureza dos sólidos (metálicos, iônicos ou moleculares) define</p><p>suas características físico-químicas. Um sólido cristalino é aquele</p><p>em que os átomos, íons ou moléculas se encontram em um arranjo</p><p>ordenado, já um sólido amorfo, é aquele que não apresenta nenhum</p><p>tipo de organização periódica ou regular dos constituintes do sólido.</p><p>As faces de um sólido cristalino são comumente planas, com</p><p>ângulos bem definidos entre si. Já um sólido amorfo só apresenta</p><p>uma face definida se for moldado ou cortado. Um mesmo composto</p><p>pode ser encontrado como um cristal ou um sólido amorfo,</p><p>dependendo do processo de obtenção, sendo estas formas</p><p>conhecidas como alotrópicas. Um exemplo disso é o óxido de silício</p><p>(𝑆𝑖𝑂2) que pode ser encontrado como o cristal quartzo ou na forma</p><p>amorfa como no vidro.</p><p>Os sólidos cristalinos são classificados de acordo com o tipo de</p><p>ligação que mantém a conectividade dos seus constituintes:</p><p>moleculares, reticulares, metálicos ou iônicos.</p><p>1) Sólidos moleculares: moléculas covalentes que se mantêm</p><p>próximas devido às interações intermoleculares. Suas</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 28/62</p><p>características dependerão destas interações. Como elas</p><p>apresentam baixa grandeza de força, sólidos moleculares</p><p>apresentam pontos de fusão baixos. Para a água, a 0 °𝐶, o sólido</p><p>apresenta ligações de hidrogênio, mesmo tipo de interação da</p><p>sacarose. Como estas interações são fortes, as moléculas são</p><p>bastante duras. Você deve notar que, apesar de apresentarem o</p><p>mesmo tipo de interação intermolecular, os compostos apresentam</p><p>pontos de fusão bem diferentes, sendo que a glicose se decompõe</p><p>antes de fundir, a uma temperatura de 185 °𝐶. Estes sólidos podem</p><p>ser cristalinos ou amorfos, e a graxa de silicone é um exemplo de</p><p>sólido amorfo. Comumente, os sólidos moleculares são mais densos</p><p>que os líquidos, sendo a água uma exceção, devido à formação</p><p>mais rígida de ligações de hidrogênio, conforme apresentado na</p><p>Figura 3.9.</p><p>Figura 3.9 Água líquida e água sólida. Fonte: Wikimedia</p><p>Commons. Disponível em:</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Liq</p><p>uid-water-and-ice.png. Acesso em: 28 fev. 2024.</p><p>2) Sólidos reticulares: os átomos em sólidos reticulares são</p><p>ligados a seus vizinhos por ligações covalentes fortes, formando</p><p>uma rede que se estende ao longo do sólido e, por isso, são duros e</p><p>rígidos, com elevados pontos de fusão e insolubilidade em água.</p><p>Assim como o óxido de silício, o carbono também apresenta duas</p><p>formas alótropas, ou seja, são o mesmo elemento que difere na</p><p>maneira como os átomos se conectam. No diamante, os átomos de</p><p>carbono se ligam a outros quatro átomos de carbono, enquanto na</p><p>grafita, o átomo de carbono se liga a outros três átomos, em</p><p>moléculas planas, conforme apresentado na Figura 3.10.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 29/62</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Liquid-water-and-ice.png</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/03/Liquid-water-and-ice.png</p><p>Figura 3.10 Carbono diamante (A) e grafita (B). Fonte:</p><p>Wikimedia Commons. Disponível em:</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Di</p><p>amond_and_graphite2.jpg. Acesso em: 28 fev. 2024.</p><p>Siga em Frente...</p><p>3) Sólidos metálicos: átomos de elementos metálicos mantêm</p><p>seus cátions unidos por um mar de elétrons. Sódio metálico são</p><p>cátions 𝑁𝑎+ em um mar de elétrons, caracterizando a ligação</p><p>metálica. Metais são maleáveis, dúcteis, lustrosos, bons condutores</p><p>térmicos e elétricos. Grande parte destas características pode ser</p><p>explicada pela maneira como os cátions se organizam. Eles adotam</p><p>uma estrutura de empacotamento compacta, ocorrendo o</p><p>empilhamento de cátions, deixando sempre o menor espaço vazio</p><p>entre estes.</p><p>A menor unidade de repetição em um sólido cristalino é chamada de</p><p>cela unitária (ou célula unitária). Ela se repete ao longo do sólido</p><p>metálico cristalino, sendo que</p><p>o formato da célula unitária depende</p><p>da relação entre os ângulos (𝛼, 𝛽 e 𝛾) e as arestas (𝑎, 𝑏 e 𝑐). A</p><p>relação entre ângulos e arestas leva a 14 padrões básicos,</p><p>denominados retículos de Bravais, apresentados na Figura 3.11.</p><p>Quando os átomos ocupam as posições dos vértices, dizemos que o</p><p>arranjo é uma cela simples ou primitiva (𝑠). Quando existe um átomo</p><p>no centro da cela unitária, o arranjo é chamado de cela corpo</p><p>centrado (𝑐𝑐), quando eles estão nos vértices e em cada face, é</p><p>chamado de cela face centrado (𝑓𝑐), temos, ainda, uma situação em</p><p>que os átomos estão em duas faces opostas.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 30/62</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Diamond_and_graphite2.jpg</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Diamond_and_graphite2.jpg</p><p>Figura 3.11 Retículos de Bravais. Fonte: DREKENER, R. L. Química</p><p>Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>A Figura 3.12 mostra uma célula unitária cúbica, em que</p><p>𝛼 = 𝛽 = 𝛾 = 90°. Nela você pode evidenciar a divisão entre as faces,</p><p>arestas e vértices entre os cubos. Para celas cúbicas, as</p><p>abreviações são 𝑐𝑠 (cúbica simples), 𝑐𝑐𝑐 (cúbica de corpo centrado)</p><p>e 𝑐𝑓𝑐 (cúbica de face centrada).</p><p>Figura 3.12 Cela unitária cúbica simpes (cs), cúbica de corpo centrado (ccc) e agrupamento de</p><p>celas unitárias. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>Esta análise permite identificar a quantidade de átomos em uma</p><p>cela. Os átomos que estão no vértice são divididos entre oito celas,</p><p>portanto, temos 1 / 8 de átomo para cada vértice. Em uma cela</p><p>cúbica simples (𝑐𝑠 de átomo por vértice, sendo oito vértices, no total</p><p>teremos um átomo por cela. Os átomos que estão no centro em uma</p><p>cela cúbica de corpo centrado (𝑐𝑐𝑐) contam inteiramente para uma</p><p>cela, somando aos 1 / 8 átomo × 8 dos vértices, uma cela cúbica</p><p>de corpo centrado tem dois átomos por cela. Já os átomos que</p><p>estão em uma face são divididos entre duas celas, portanto, soma-</p><p>se 1 / 2 de átomos para cada cela. Com isso, numa cela cúbica de</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 31/62</p><p>face centrada (𝑐𝑓𝑐), temos os 1 / 8 átomos × 8 dos vértices e 1 / 2</p><p>átomo multiplicado por seis faces do cubo, resultando em um átomo</p><p>dos vértices e três átomos das faces, totalizando quatro átomos.</p><p>Para uma cela com átomos centrados em duas faces você conta um</p><p>átomo dos vértices e duas faces com 1 / 2 átomo cada face, tendo</p><p>mais um átomo, somando dois átomos no total. A massa total de</p><p>uma cela será o número de átomos que a compõe, multiplicando a</p><p>massa molar do elemento.</p><p>O empacotamento adotado pelos átomos garante que estes se</p><p>organizem utilizando o menor espaço possível, entretanto, existem</p><p>alguns espaços vazios, os buracos. É possível calcular a fração do</p><p>espaço ocupado pelos átomos, chamado de fator de</p><p>empacotamento atômico, na cela cúbica através do volume do cubo</p><p>e do volume dos átomos.</p><p>4) Sólidos iônicos: compostos iônicos são constituídos por íons,</p><p>conectados por interações eletrostáticas. Os sólidos iônicos são</p><p>duros, quebradiços, com elevados pontos de fusão e, quando</p><p>solúveis em água, são bons condutores elétricos. Assim como nos</p><p>sólidos metálicos, os sólidos iônicos se organizam em retículos</p><p>cristalinos, sendo a cela unitária a menor unidade organizacional</p><p>repetida no sólido. A diferença entre os compostos iônicos e</p><p>metálicos é que nos compostos iônicos dois átomos de tamanhos</p><p>diferentes se organizam na cela.</p><p>O empacotamento do NaCl é chamado de sal-gema, e se</p><p>assemelha a um arranjo cúbico de corpo centrado, porém</p><p>expandido, evitando que íons de mesma carga se repilam. Já o</p><p>cloreto de césio se compacta como uma cela cúbica de corpo</p><p>centrado. Nos dois casos, a proporção entre os íons é 1:1, lembre-</p><p>se de que os átomos do vértice são divididos entre oito celas,</p><p>enquanto os das faces são divididos entre duas. Os dois arranjos</p><p>estão descritos na Figura 3.13.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 32/62</p><p>Figura 3.13 Arranjo sal-gema do NaCl e cúbico de corpo centrado do CsCl. Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>O número de coordenação para os compostos iônicos é calculado</p><p>pela proporção de íons de sinal oposto que estão circulando um</p><p>determinado íon. Para o sal-gema, o número de coordenação dos</p><p>cátions é idêntico ao dos ânions, ou seja, seis, sendo descrito como</p><p>tendo coordenação-(6,6), em que o primeiro número corresponde à</p><p>coordenação do cátion e o segundo à coordenação do ânion. Esta</p><p>mesma estrutura você irá observar no 𝐾𝐵𝑟, 𝐴𝑔𝐶𝑙, 𝑅𝑏𝐼 e 𝐶𝑎𝑂. Para o</p><p>cloreto de césio, o número de coordenação é (8,8). Para você</p><p>determinar qual é o arranjo de cada composto iônico você deve</p><p>calcular a razão radial (𝜌):</p><p>𝜌 = 𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑑𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 í𝑜𝑛</p><p>𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 í𝑜𝑛</p><p>= 𝑟𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟</p><p>𝑟𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟</p><p>Quando 0,4�𝜌�0,7 a estrutura provável é de sal-gema. Para</p><p>𝜌 > 0,7 um número maior de ânions se ajusta na volta do cátion,</p><p>como o cloreto de césio que adota um arranjo cúbico de corpo</p><p>centrado expandido. Para 𝜌</p><p>dos</p><p>elétrons a favor do campo ou contra o campo. Isto ocorre devido ao spin ter</p><p>valor +1 / 2 ou −1 / 2 . Cabe ressaltar que quando o campo magnético</p><p>externo é removido, a orientação dos spins permanece por pouco tempo.</p><p>Algumas outras espécies, no entanto, após submetidas a campos</p><p>magnéticos, mantêm esta orientação, os chamados ferromagnéticos (como</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 8/47</p><p>ferro, cobalto e níquel). Embora compostos paramagnéticos apresentem</p><p>magnetismo fraco, esta propriedade pode ser utilizada.</p><p>Para determinar se o ímã industrial irá resolver o problema de contaminação</p><p>e deterioração de equipamentos, precisamos definir se as impurezas do</p><p>processo são paramagnéticas/ferromagnéticas ou diamagnéticas.</p><p>Você observou que alguns dos seus contaminantes, além de compostos</p><p>contendo ferro, são sais de cobre (Cu2 + ) e sais de sódio (𝑁𝑎+). Para</p><p>determinar se estes cátions serão ou não atraídos por um ímã forte, temos</p><p>que fazer suas distribuições eletrônicas:</p><p>Cu2 + → 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6 3𝑠2 3𝑝6 3𝑑9, camada de valência 3𝑠2 3𝑝6 3𝑑9,</p><p>em que orbital 3𝑑 é o mais energético. Por apresentar um elétron</p><p>desemparelhado, o cátion cobre +2 é paramagnético.</p><p>𝑁𝑎+ → 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝6, camada de valência 2𝑠2 2𝑝6, em que orbital 2𝑝 é o</p><p>mais energético. Por apresentar apenas elétrons emparelhados, o cátion</p><p>sódio é diamagnético.</p><p>Como compostos de ferro são um grande problema em seu processo e</p><p>ocorre a remoção de sais de cobre com o uso do ímã na indústria, você</p><p>entregou um parecer favorável a compra do equipamento.</p><p>Você pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o problema</p><p>apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre modelos atômicos, acesse a biblioteca virtual e faça</p><p>a leitura do capítulo 2, Átomos, moléculas e íons, do livro “Química: a</p><p>ciência central, disponível na biblioteca virtual [Biblioteca Virtual 3.0].</p><p>BROWN, T. L. et al. Química: a ciência central. 1. ed. São Paulo, SP:</p><p>Pearson, 2016. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br.</p><p>Acesso em: 22 jan. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre estrutura do</p><p>átomo, faça a leitura do artigo: “O átomo quântico”, disponível em:</p><p>https://bit.ly/3u8shfR. Acesso em: 25 jan. 2024.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 9/47</p><p>https://plataforma.bvirtual.com.br/</p><p>https://bit.ly/3u8shfR</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre distribuição eletrônica e Linus</p><p>Pauling realizando a leitura do artigo: “Apresentação de metodologias</p><p>alternativas para o ensino da distribuição eletrônica no átomo”, disponível</p><p>em:</p><p>https://www.editorarealize.com.br/editora/anais/conedu/2019/TRABALHO_E</p><p>V127_MD1_SA16_ID6186_25092019055523.pdf. Acesso em: 25 jan.</p><p>2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas.2. ed. v. 1. São</p><p>Paulo: Cengage Learning, 2014.</p><p>Aula 2</p><p>PERIODICIDADE DAS</p><p>PROPRIEDADES ATÔMICAS</p><p>Periodicidade das propriedades</p><p>atômicas</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer a tabela periódica, sua</p><p>estrutura e propriedades, a classificação dos elementos em metais, ametais</p><p>e semimetais, por fim, compreenderá as propriedades periódicas da</p><p>matéria. Esse conteúdo é importante para a sua prática profissional, pois</p><p>esses conhecimentos orientam a manipulação de substâncias, previsão de</p><p>comportamentos químicos e inovações em diversas áreas, desde a</p><p>engenharia até a medicina. Pronto para iniciar essa jornada de</p><p>conhecimento? Então, vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 10/47</p><p>https://www.editorarealize.com.br/editora/anais/conedu/2019/TRABALHO_EV127_MD1_SA16_ID6186_25092019055523.pdf</p><p>https://www.editorarealize.com.br/editora/anais/conedu/2019/TRABALHO_EV127_MD1_SA16_ID6186_25092019055523.pdf</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Existe alguma regra ou condição para que os elementos</p><p>químicos possam ser organizados na Tabela Periódica? Quais são as</p><p>informações que podemos obter de um determinado elemento químico</p><p>somente observando a posição que ele possui na Tabela Periódica? Quais</p><p>são as propriedades periódicas e como elas podem ser empregadas na</p><p>resolução de problemas do nosso cotidiano? Nesta aula você deverá</p><p>estudar o que torna um elemento um bom condutor, utilizando</p><p>conhecimentos sobre a tabela periódica.</p><p>Deste modo, você irá aprender sobre a tabela periódica e as propriedades</p><p>periódicas dos elementos (raio atômico e iônico, afinidade eletrônica e</p><p>energia de ionização). Você deve usar a tabela periódica como uma</p><p>referência, não precisa decorar átomos e valores, é muito mais útil quando</p><p>você a entende.</p><p>Sendo assim, imagine que você está trabalhando em um fábrica de</p><p>componentes elétricos. Seu gestor começou a desenvolver novos</p><p>transformadores e pediu para você selecionar quais materiais empregaria</p><p>na obtenção destas peças. Você deve escolher qual o melhor material a ser</p><p>empregado no transformador, ou seja, qual material apresentará maior</p><p>condutividade. Entre diversas características necessárias aos condutores, é</p><p>necessário que eles possuam elétrons que sejam compartilhados com</p><p>facilidade, para isso eles precisam possuir uma energia de ionização baixa.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 11/47</p><p>Utilizando seus conhecimentos sobre a tabela periódica, você consegue</p><p>propor o uso de algum elemento? Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Você já deve ter visto e estudado a tabela periódica alguma vez durante</p><p>seus estudos. Alguma vez já parou para pensar por que os elementos estão</p><p>organizados desta maneira? A primeira organização de elementos químicos</p><p>data de 1817 e, após muitas outras tentativas de organização de acordo</p><p>com suas características, somente em 1969 e 1970 os cientistas Dmitri</p><p>Mendeleev e Julius Lothar Meyer publicaram independentemente uma</p><p>tabela considerada efetiva. Sendo que, na proposta mais amplamente</p><p>conhecida, desenvolvida por Mendeleev, os elementos eram organizados</p><p>pela sua massa atômica, de acordo com suas propriedades. Nesta tabela,</p><p>as linhas de elementos não eram tão longas como atualmente (Kotz et al.,</p><p>2014).</p><p>Com a descoberta da radioatividade e dos isótopos, descobriu-se que</p><p>átomos de elementos diferentes poderiam possuir a mesma massa, sendo o</p><p>argumento de organização pela massa atômica descartado. Então, em</p><p>proposta mais semelhante com a atual, Mendeleev organizou os elementos</p><p>pelos seus números atômicos. Com o modelo quântico do átomo, outras</p><p>características passaram a ser consideradas, como a distribuição eletrônica,</p><p>passando as linhas da tabela periódica a conterem determinado número de</p><p>átomos até que suas propriedades químicas e físicas começassem a se</p><p>repetir. Atualmente, a tabela periódica é dividida em grupos de elementos</p><p>que apresentam características em comum, sendo comumente separados</p><p>em metais, metaloides e não metais (Figura 1.4). Esta tabela é uma versão</p><p>resumida, porém em livros didáticos você encontra tabelas completas,</p><p>contendo também o nome dos elementos, massa atômica e inúmeras outras</p><p>propriedades.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 12/47</p><p>Figura 1.4 Tabela periódica dos elementos. Fonte: Wikimedia Commons. Disponível em:</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Tabela_Peri%C3%B3dica_de_2019.webp. Acesso em: 25</p><p>jan. 2024.</p><p>Na tabela periódica, as colunas são chamadas de grupos e denominadas</p><p>por números para os grupos. As linhas da tabela periódica</p><p>Alguns compostos podem passar diretamente da fase sólida para a</p><p>fase gasosa em um processo conhecido como sublimação, esta</p><p>energia deve ser fornecida para o sistema (𝛥𝐻𝑠𝑢𝑏𝑙𝑖𝑚𝑎çã𝑜</p><p>𝑜 ).</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 34/62</p><p>As condições de temperatura e pressão definem se um composto</p><p>será sólido, líquido ou gasoso, e em algumas condições, mais de um</p><p>estado pode coexistir. Podemos representar todas estas</p><p>informações em um único gráfico chamado de diagrama de fases. A</p><p>partir de um diagrama de fases você consegue obter informações</p><p>sobre qual será o estado da matéria em diferentes temperaturas e</p><p>pressões. Para a água, o diagrama de fases está descrito na Figura</p><p>3.14. As curvas 𝐴 − 𝐵, 𝐴 − 𝐶 e 𝐴 − 𝐷 demarcam o equilíbrio entre as</p><p>fases. Note que a inclinação da reta 𝐴 − 𝐶 é negativa e isso pode ser</p><p>explicado pelo fato de o gelo apresentar maior volume que a água. A</p><p>pressões maiores, a água apresenta uma maior tendência a ser</p><p>líquida, pois ocupa menos volume que sólida, logo, precisamos de</p><p>uma temperatura ligeiramente maior para realizar a fusão. Note que</p><p>em combinações de pressão e temperatura que fiquem entre as</p><p>linhas 𝐴 − 𝐶 e 𝐴 − 𝐷, você terá água líquida (por exemplo pressão</p><p>ambiente de 1 𝑎𝑡𝑚 e temperatura de 25 °𝐶). Seguindo esta</p><p>análise, o ponto a determina uma condição em que a água está na</p><p>forma sólida. Ao aumentarmos a temperatura, mantendo a pressão</p><p>constante, chegaremos até o ponto 𝑏, em que há equilíbrio entre as</p><p>fases sólida e líquida, seguindo o aumento da temperatura,</p><p>chegamos a uma condição em que a água como um líquido até o</p><p>ponto 𝑐, no qual ocorre a passagem para a fase gasosa e, a partir</p><p>deste ponto, em qualquer temperatura a água será um gás.</p><p>Figura 3.14 Diagrama de fases da água. Fonte: DREKENER, R. L.</p><p>Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 35/62</p><p>Neste diagrama, cabe ressaltar ainda que o ponto de fusão e</p><p>ebulição normais (pressão ao nível do mar) são as temperaturas em</p><p>que a água muda de fase (fusão e evaporação, respectivamente). O</p><p>ponto triplo é aquele em que as três fases estão em equilíbrio e</p><p>ponto crítico define que a partir dali, não há mais separação entre as</p><p>fases líquida e vapor.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, após compreender as características e propriedades dos</p><p>compostos sólidos, conhecer a classificação deles em cristalinos e</p><p>amorfos, as propriedades das estruturas sólidas cristalinas em</p><p>sólidos reticulares, moleculares, iônica e metálica, as características</p><p>de empacotamento, as células unitárias, tópicos fundamentais para</p><p>o desenvolvimento da ciência e o desenvolvimento de materiais,</p><p>você finalizou seu estudo com as definições de diagrama de fases.</p><p>Desse modo, vamos retomar o estudo dos novos materiais. Um dos</p><p>caminhos para escolha de novos metais é consultar tabelas de</p><p>densidade desses materiais, porém você pode resolver isso de uma</p><p>maneira muito mais interessante. Você pode indicar um grupo de</p><p>metais de acordo com seus empacotamentos. Para justificar sua</p><p>resposta, pode calcular o fator de empacotamento atômico para</p><p>cada tipo de empacotamento.</p><p>Para isso, deve dividir o volume da esfera pelo volume da cela</p><p>unitária. Vamos realizar o cálculo para duas celas cúbicas, pois os</p><p>metais mais interessantes para a pesquisa apresentam, ou arranjo</p><p>cúbico de face centrada ou, cúbico de corpo centrado.</p><p>1) Para cela unitária cúbica de face centrada: nesta cela temos o</p><p>total de quatro átomos e pelo teorema de Pitágoras sabemos que</p><p>𝑎 = 8</p><p>1</p><p>2 𝑟. Logo, o volume do cubo será dado por 𝑎3 = 8</p><p>3</p><p>2 𝑟. O</p><p>volume da esfera é 4</p><p>3</p><p>𝜋𝑟3, como temos quatro átomos, o volume</p><p>será de 16</p><p>3</p><p>𝜋𝑟3. Com isso:</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 36/62</p><p>𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑝𝑎𝑐𝑜𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑡ô𝑚𝑖𝑐𝑜 = � 16 / 3 � 𝜋𝑟3</p><p>83 / 2𝑟3 = 16𝜋</p><p>3 × 83 / 2 = 0,74</p><p>2) Para a cela unitária de corpo centrado: temos dois átomos (um</p><p>do centro e um somando os vértices). A aresta deste cubo, como</p><p>descrito, é dada por 𝑎 = 4𝑟 / √3 , sendo então o volume do cubo</p><p>𝑎3 = � 4𝑟</p><p>√3</p><p>�</p><p>3</p><p>= 64𝑟3</p><p>� √3 � 3 . O volume da esfera é 4</p><p>3</p><p>𝜋𝑟3 multiplicado pelo</p><p>número de átomos (2) e assim temos:</p><p>𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑝𝑎𝑐𝑜𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑡ô𝑚𝑖𝑐𝑜 = � 8 / 3 � 𝜋𝑟3</p><p>� 64 / 33 / 2 � 𝑟3 = 8 × 33 / 2𝜋</p><p>64 × 3</p><p>= 0,68</p><p>Com isso, você conclui que os metais com empacotamento cúbico</p><p>de corpo centrado têm mais espaços vazios. São eles: ferro, cromo,</p><p>vanádio, nióbio, tântalo, molibdênio, tungstênio. Você nem listou os</p><p>elementos do grupo 1 e 2, pois sua elevada reatividade frente à</p><p>água não permite que sejam utilizados nesta pesquisa. Além dessa</p><p>solução, você pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o</p><p>problema apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as características dos compostos que se</p><p>encontram em estado sólido, acesse a biblioteca virtual e faça a</p><p>leitura do capítulo 11, Atrações intermoleculares e as propriedades</p><p>dos líquidos e sólidos, do Livro: Química – A natureza molecular da</p><p>matéria, v. 1, disponível na Minha Biblioteca.</p><p>JESPERSEN, Neil D.; HYSLOP, Alison. Química - A Natureza</p><p>Molecular da Matéria - Vol. 1, 7ª edição. Rio de Janeiro: Grupo</p><p>GEN, 2017. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521633969/.</p><p>Acesso em: 03 mar. 2024.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 37/62</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre a</p><p>estrutura e as propriedades dos compostos em estado sólido, faça a</p><p>leitura do artigo: “Estado Sólido na Indústria Farmacêutica: Uma</p><p>breve revisão”, disponível em: http://dx.doi.org/10.5935/1984-</p><p>6835.20150123. Acesso em: 03 mar. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre a estrutura dos</p><p>sólidos iônicos por meio da leitura do texto: “Estrutura de sólidos</p><p>iônicos”, disponível em:</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/11020317012017Q</p><p>uimica_Inorganica_I_aula_05.pdf. Acesso em: 03 mar. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a</p><p>vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman,</p><p>2009.</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora</p><p>S.A., 2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas. 2. ed. São</p><p>Paulo: Cengage Learning, 2014. v. 1.</p><p>Aula 4</p><p>SOLUÇÕES E SEU</p><p>COMPORTAMENTO</p><p>Soluções e seu Comportamento</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 38/62</p><p>http://dx.doi.org/10.5935/1984-6835.20150123</p><p>http://dx.doi.org/10.5935/1984-6835.20150123</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/11020317012017Quimica_Inorganica_I_aula_05.pdf</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/11020317012017Quimica_Inorganica_I_aula_05.pdf</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer as</p><p>características, propriedades e comportamento das soluções, sobre</p><p>as propriedades coligativas e sobre os coloides. Esse conteúdo é</p><p>importante para sua prática profissional, pois eles são aplicados na</p><p>formulação de produtos, controle de qualidade, processos</p><p>industriais, tecnologia de alimentos, ambiental, desenvolvimento de</p><p>materiais e muito mais, garantindo eficiência e segurança em várias</p><p>aplicações. Esteja pronto para embarcar nesta jornada de</p><p>aprendizado! Vamos lá!!!</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Você já se perguntou por que uma pitada de sal faz</p><p>a água ferver mais rápido? Ou por que alguns alimentos têm uma</p><p>textura mais cremosa do que outros? Para compreender essas</p><p>questões, explore o mundo das soluções,</p><p>compreendendo o</p><p>comportamento de soluções, as propriedades coligativas e o que</p><p>vem a ser uma dispersão coloidal.</p><p>Nesta aula você conhecerá e compreenderá as características,</p><p>propriedades e comportamento de soluções, assim como as</p><p>características, propriedades e classificação de solutos e solventes.</p><p>A partir da quantidade de soluto na solução, você será levada a</p><p>trabalhar com as propriedades coligativas, que são fundamentais em</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 39/62</p><p>diferentes processos industriais. Por fim, você vai explorar as</p><p>características de partículas coloidais e como estas se comportam</p><p>quando formam dispersões coloidais, apresentando diferentes tipos</p><p>de aplicações.</p><p>Desse modo, para aplicar esse conteúdo, vamos pensar no</p><p>abaixamento da pressão de vapor na indústria farmacêutica. Uma</p><p>das formas de empregar esse conteúdo é por meio da produção de</p><p>medicamentos por meio da técnica de liofilização, também</p><p>conhecida como "secagem por congelamento". Nesse processo, o</p><p>medicamento é congelado a uma temperatura muito baixa, o que</p><p>reduz significativamente sua pressão de vapor. Em seguida, o gelo é</p><p>removido por sublimação a vácuo, sem que ocorra a fusão,</p><p>resultando na obtenção de um produto sólido e seco. Esse processo</p><p>é especialmente útil para medicamentos sensíveis ao calor ou à</p><p>umidade, pois preserva sua estabilidade química e biológica. Mas</p><p>como podemos determinar o abaixamento da pressão de vapor de</p><p>uma solução. Para isso, calcule a pressão de vapor de água, na</p><p>temperatura de 20 ℃ , em uma solução que foi preparada pela</p><p>dissolução de 20𝑔 de um não eletrólito, a sacarose, em 150𝑔 de</p><p>água. Prepare-se para uma jornada emocionante rumo ao</p><p>entendimento de fenômenos químicos cruciais que ocorrem em</p><p>soluções! Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Estudante, quando respiramos, o ar atmosférico corresponde a uma</p><p>mistura ou uma substância pura? Se o ar atmosférico é uma</p><p>mistura, como ela é classificada? É possível que se obtenha uma</p><p>solução do ar atmosférico? As soluções correspondem a uma</p><p>mistura homogênea de duas ou mais substâncias, nas quais o</p><p>solvente dissolve o soluto. Esta dinâmica entre substâncias,</p><p>solvente e soluto, é encontrada na natureza e é replicada em</p><p>laboratórios, onde desempenha um papel vital em processos</p><p>industriais, em reações químicas e até mesmo na sobrevivência dos</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 40/62</p><p>seres vivos. Mas por que precisamos conhecer e compreender as</p><p>soluções, suas propriedades, características e, principalmente, seu</p><p>comportamento?</p><p>Uma solução é uma mistura homogênea na qual um componente,</p><p>chamado solvente (que se encontra em maior quantidade na</p><p>solução), dissolve outra substância, chamada de soluto (que se</p><p>encontra em menor quantidade na solução). A combinação</p><p>resultante dessa mistura exibe propriedades uniformes em todo o</p><p>volume, sem separação visível dos componentes, resultando em</p><p>uma mistura homogênea. Embora podemos obter soluções a partir</p><p>de diferentes solventes, a água é reconhecida como solvente</p><p>universal, pois ela exerce um papel preponderante na formação de</p><p>soluções, mas outros líquidos, gases e sólidos também podem</p><p>desempenhar esse papel de solvente nas soluções.</p><p>As soluções podem ser classificadas com base no estado físico dos</p><p>componentes: soluções sólidas, líquidas e gasosas. Além disso, as</p><p>soluções podem ser classificadas de acordo com a quantidade de</p><p>soluto dissolvido em relação ao solvente: soluções diluídas,</p><p>concentradas e saturadas.</p><p>Uma solução sólida é formada quando diferentes substâncias se</p><p>misturam de forma uniforme em estado sólido. É possível observar a</p><p>formação desse tipo de solução em ligas metálicas, como na</p><p>fabricação de aço, por exemplo, entre outros diferentes tipos de</p><p>metal que são misturados para criar um material mais resistente.</p><p>Essas soluções têm muitos usos na indústria, como na produção de</p><p>materiais de construção e peças de máquinas. Já uma solução</p><p>líquida é aquela que corresponde a uma mistura homogênea de</p><p>duas ou mais substâncias, onde o solvente é um líquido. Na</p><p>natureza temos muitas soluções líquidas disponíveis, onde a água</p><p>(solvente) misturada com, por exemplo, um sal (soluto), forma uma</p><p>solução líquida, como é o caso das águas dos mares e oceanos</p><p>(desconsiderando a presença de partículas sólidas). Essas soluções</p><p>são comuns em muitos aspectos da vida cotidiana, desde a</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 41/62</p><p>preparação de alimentos e bebidas até processos industriais e</p><p>produtos de limpeza. Além dessas, temos as soluções gasosas, elas</p><p>correspondem a uma mistura homogênea de gases, onde o gás é o</p><p>solvente e o soluto pode ser outro gás ou uma substância dispersa.</p><p>Por exemplo, o ar atmosférico é uma solução gasosa composta</p><p>principalmente de nitrogênio e oxigênio. Essas soluções são</p><p>essenciais em processos industriais, como na produção de gases</p><p>industriais e em aplicações em engenharia química.</p><p>Como uma solução é formada por soluto e solvente, temos que o</p><p>solvente é a substância que dissolverá outra substância. Suas</p><p>propriedades e classificação variam de acordo com a natureza</p><p>química e física da substância. As propriedades dos solventes</p><p>podem influenciar diretamente nas propriedades da solução, como a</p><p>solubilidade, viscosidade, ponto de ebulição e condutividade elétrica.</p><p>Os solventes podem ser classificados de diferentes maneiras,</p><p>incluindo solventes polares e apolares, protônicos e aprotônicos.</p><p>Os solventes polares são aqueles cujas moléculas têm uma</p><p>distribuição desigual de cargas elétricas, resultando em um dipolo</p><p>elétrico permanente. Isso permite que solventes polares interajam</p><p>bem com solutos polares, como íons e compostos iônicos,</p><p>facilitando sua dissolução. A água, álcoois e acetona são exemplos</p><p>de solventes polares. Por outro lado, os solventes apolares são</p><p>aqueles cujas moléculas não possuem dipolos elétricos</p><p>significativos. Eles interagem principalmente por forças de dispersão</p><p>de London e são eficazes na dissolução de solutos apolares, como</p><p>hidrocarbonetos e óleos. O benzeno, o hexano e o tetracloreto de</p><p>carbono são exemplos de solventes apolares. Quanto aos solventes</p><p>protônicos, eles são aqueles que possuem átomos de hidrogênio</p><p>ligados diretamente a átomos de oxigênio, nitrogênio ou enxofre,</p><p>que são bastante ácidos em relação ao próton. Esses solventes</p><p>podem doar ou aceitar prótons quando participam de reações</p><p>químicas. O ácido acético e a água são exemplos desse tipo de</p><p>solvente. Já os solventes aprotônicos são aqueles que não possuem</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 42/62</p><p>hidrogênios ligados a oxigênio, nitrogênio ou enxofre, e, portanto,</p><p>não podem doar prótons. O éter dietílico, a acetona e o</p><p>diclorometano são exemplos dessa classe de solventes, que são</p><p>frequentemente utilizados em reações químicas onde a presença de</p><p>prótons é indesejável.</p><p>Quanto ao soluto, ele é a substância que é dissolvida em um</p><p>solvente para formar uma solução. Suas propriedades e</p><p>classificação dependem da natureza química e física da substância.</p><p>As propriedades dos solutos podem afetar as propriedades da</p><p>solução, como o ponto de fusão, ponto de ebulição, pressão de</p><p>vapor e condutividade elétrica. Os solutos podem ser classificados</p><p>de várias maneiras, incluindo solutos iônicos, moleculares e</p><p>coloidais, dependendo da forma como se dissolvem e interagem</p><p>com o solvente.</p><p>A presença do soluto também altera as propriedades físicas do</p><p>solvente, dando origem às propriedades coligativas. Estas são</p><p>características são dependentes apenas do número de partículas do</p><p>soluto, como o abaixamento da pressão de vapor, o aumento do</p><p>ponto</p><p>de ebulição, a diminuição do ponto de congelamento e a</p><p>pressão osmótica. Essas propriedades têm diversas aplicações</p><p>práticas, como em processos industriais, farmacêuticos e</p><p>alimentícios.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Propriedades Coligativas</p><p>As propriedades coligativas são as características físicas de uma</p><p>solução que dependem exclusivamente da quantidade de partículas</p><p>de soluto dissolvidas em um determinado volume de solvente,</p><p>independentemente de sua natureza química. Essas propriedades</p><p>incluem o abaixamento da pressão de vapor, o aumento do ponto de</p><p>ebulição, a diminuição do ponto de congelamento e a pressão</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 43/62</p><p>osmótica. Essas propriedades são características físicas das</p><p>soluções e estão intimamente relacionadas às interações entre as</p><p>moléculas do solvente e do soluto na solução.</p><p>Desse modo, as soluções e as propriedades coligativas estão</p><p>intrinsecamente ligadas, pois as mudanças nas propriedades das</p><p>soluções são consequência direta da presença de soluto na solução.</p><p>Essas propriedades têm amplas aplicações em diversas áreas,</p><p>desde a indústria alimentícia e farmacêutica até a pesquisa científica</p><p>e a produção de materiais industriais.</p><p>Agora você vai conhecer e compreender cada uma dessas</p><p>propriedades.</p><p>Abaixamento da Pressão de Vapor: ocorre quando um soluto é</p><p>adicionado a um solvente para formar uma solução, resultando na</p><p>redução do número de partículas de solvente na superfície. Isso</p><p>diminui a taxa de evaporação do solvente, resultando em um</p><p>abaixamento da pressão de vapor em relação à do solvente puro.</p><p>Essa propriedade é utilizada em diferentes áreas, como na indústria</p><p>farmacêutica, sendo que na produção de medicamentos, o</p><p>abaixamento da pressão de vapor é fundamental para o preparo de</p><p>soluções, suspensões e emulsões farmacêuticas. Na indústria</p><p>química, ela é aplicada, por exemplo, na produção de solventes e</p><p>produtos químicos, sendo o conhecimento do abaixamento da</p><p>pressão de vapor essencial para o controle de processos de</p><p>destilação e evaporação.</p><p>Aumento do Ponto de Ebulição: essa propriedade ocorre devido à</p><p>presença do soluto, que reduz a taxa de evaporação do solvente e,</p><p>consequentemente, aumenta a pressão de vapor da solução. Esse</p><p>processo resulta em uma demanda de temperatura mais alta para</p><p>que a pressão de vapor da solução se iguale à pressão atmosférica.</p><p>Essa propriedade pode ser aplicada na indústria petroquímica, onde</p><p>temos o refinamento do petróleo. O aumento do ponto de ebulição,</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 44/62</p><p>nesse processo, é utilizado para separar diferentes componentes do</p><p>petróleo por meio da técnica de destilação fracionada. Já em</p><p>laboratórios de pesquisa, como os laboratórios químicos, o aumento</p><p>do ponto de ebulição é empregado para purificar substâncias e</p><p>separar misturas por destilação.</p><p>Diminuição do Ponto de Congelamento: ocorre quando um soluto</p><p>é adicionado a um solvente, resultando na redução do ponto de</p><p>congelamento da solução em relação ao do solvente puro. Isso</p><p>ocorre porque o soluto interfere nas interações entre as moléculas</p><p>de solvente, dificultando a formação de estruturas cristalinas sólidas.</p><p>Essa propriedade é aplicada, por exemplo, na indústria alimentícia,</p><p>na produção de sorvetes e alimentos congelados, onde a diminuição</p><p>do ponto de congelamento é fundamental para controlar a textura e</p><p>o tempo de solidificação dos produtos. Também é possível aplicar</p><p>essa propriedade na indústria automotiva, pois na fabricação de</p><p>fluidos anticongelantes para veículos, a diminuição do ponto de</p><p>congelamento é essencial para evitar danos causados pelo</p><p>congelamento de líquidos em sistemas de refrigeração.</p><p>Pressão Osmótica: é a pressão necessária para impedir o</p><p>movimento líquido através de uma membrana semipermeável, que</p><p>separa uma solução de um solvente puro. Essa propriedade é</p><p>diretamente proporcional à concentração de partículas de soluto na</p><p>solução. Essa propriedade apresenta aplicações como na biologia,</p><p>onde na fisiologia celular, a pressão osmótica é fundamental para a</p><p>regulação do equilíbrio osmótico entre as células e seu ambiente.</p><p>Na indústria alimentícia, a propriedade encontra emprego, por</p><p>exemplo, na produção de alimentos enlatados e conservas, onde a</p><p>pressão osmótica é utilizada para preservar os alimentos e</p><p>prolongar sua vida útil.</p><p>Assim temos que as propriedades coligativas estão diretamente</p><p>relacionadas as comportamento de soluções e desempenham um</p><p>papel fundamental em uma ampla gama de aplicações industriais,</p><p>farmacêuticas, alimentícias, químicas e biológicas, sendo sua</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 45/62</p><p>compreensão fundamental, pois permite o desenvolvimento de</p><p>processos mais eficientes.</p><p>Coloides e dispersões coloidais</p><p>Soluções correspondem a uma mistura homogênea formada entre</p><p>um solvente e um soluto, porém, em diferentes situações, podemos</p><p>encontrar partículas sólidas dispersas em um meio líquido,</p><p>originando uma mistura heterogênea. Para compreender esse tipo</p><p>de mistura, começamos com a definição de coloides.</p><p>Os coloides são sistemas em que partículas de uma substância,</p><p>denominadas fase dispersa, estão dispersas de maneira uniforme</p><p>em outra substância, chamada de meio dispersante. A característica</p><p>distintiva dos coloides é o tamanho das partículas dispersas, que</p><p>estão na faixa de 1 a 1000 nanômetros (𝑛𝑚), tornando-os</p><p>intermediários entre as soluções verdadeiras (com partículas</p><p>menores que 1 𝑛𝑚) e as suspensões (com partículas maiores que</p><p>1000 𝑛𝑚).</p><p>As dispersões coloidais correspondem a um tipo de coloide em que</p><p>partículas sólidas ou líquidas estão dispersas em um meio líquido.</p><p>As partículas coloidais são grandes o suficiente para dispersar a luz</p><p>e criar um efeito Tyndall, visível quando um feixe de luz é projetado</p><p>através do coloide. Essas partículas são mantidas dispersas pela</p><p>agitação térmica, impedindo que se separem e sedimentem ao</p><p>longo do tempo.</p><p>Existem diferentes tipos de coloides, dependendo da natureza das</p><p>partículas dispersas e do meio dispersante. Os coloides podem ser</p><p>classificados em sols, géis e emulsões, com base em suas</p><p>propriedades físicas e químicas. Os sols são coloides em que a fase</p><p>dispersa é líquida e a fase dispersante é líquida ou sólida. Eles</p><p>podem ser estáveis ou instáveis, dependendo da interação entre as</p><p>partículas dispersas e o meio dispersante. Os géis são coloides em</p><p>que a fase dispersa é sólida e a fase dispersante é líquida. Eles têm</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 46/62</p><p>uma estrutura semelhante a uma esponja e podem ser usados em</p><p>uma variedade de aplicações, desde produtos alimentícios até</p><p>produtos farmacêuticos e cosméticos. Já as emulsões são coloides</p><p>em que a fase dispersa é líquida e a fase dispersante é líquida. Elas</p><p>são amplamente utilizadas na indústria alimentícia, cosmética e</p><p>farmacêutica devido à sua capacidade de combinar ingredientes que</p><p>normalmente não se misturam.</p><p>As propriedades dos coloides, como viscosidade, estabilidade e</p><p>capacidade de dispersão de luz, são influenciadas pelo tamanho,</p><p>forma e carga das partículas dispersas, bem como pela natureza do</p><p>meio dispersante. A estabilidade dessas partículas pode ser afetada</p><p>por vários fatores, como pH, concentração de sais e temperatura.</p><p>Mudanças nas condições ambientais podem levar à coagulação ou</p><p>floculação das partículas dispersas, resultando na separação do</p><p>coloide em fases distintas, para evitar a ocorrência desse problema,</p><p>são adicionados estabilizantes ou agentes dispersantes para manter</p><p>as partículas dispersas uniformemente distribuídas no meio</p><p>dispersante.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante,</p><p>após conhecer e compreender as soluções e as</p><p>dispersões coloidais, entender as propriedades e classificações do</p><p>soluto e solvente, e a partir da quantidade de soluto, trabalhar com</p><p>as propriedades coligativas. Chegou a hora de aplicar o conteúdo na</p><p>determinação do abaixamento da pressão de vapor de uma solução,</p><p>sendo está uma propriedade coligativa.</p><p>Para solucionar a questão, precisamos aplicar a Lei de Raoult, que</p><p>nos diz:</p><p>𝑃 = 𝑥𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑃𝑝𝑢𝑟𝑜</p><p>Onde 𝑃𝑝𝑢𝑟𝑜 é a pressão de vapor do solvente puro e 𝑥𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒</p><p>corresponde a fração molar do solvente e 𝑃 a pressão de vapor do</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 47/62</p><p>solvente na solução.</p><p>Nesta aplicação, é esperado uma pressão de vapor mais baixa na</p><p>presença do soluto. Desse modo, é determinada a pressão de vapor</p><p>do solvente na solução (ATKINS; JONES, 2009)</p><p>Assim temos:</p><p>𝑀𝑀 ( 𝑠𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑒 ) = 342 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙</p><p>𝑀𝑀 � á𝑔𝑢𝑎 � = 18 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙</p><p>A partir dessa informação, é determinado o número de mols de cada</p><p>espécie.</p><p>𝑛𝐶12𝐻22𝑂11 = 20,0𝑔</p><p>342 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙</p><p>= 0,058 𝑚𝑜𝑙</p><p>𝑛𝐻2𝑂 = 150𝑔</p><p>18 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙</p><p>= 8,333 𝑚𝑜𝑙𝑠</p><p>A fração molar da água corresponde a:</p><p>𝑥𝐻2𝑂 = 8,333 𝑚𝑜𝑙𝑠</p><p>� 0,058 + 8,333 � 𝑚𝑜𝑙𝑠</p><p>= 0,993</p><p>Para encontrar a pressão do solvente na solução, precisamos do</p><p>valor da pressão do solvente puro. De acordo com Atkins e Jones</p><p>(2009), a pressão do solvente puro, 𝑃𝑝𝑢𝑟𝑜 = 14,54 𝑇𝑜𝑟𝑟. Agora é</p><p>determinado o abaixamento da pressão da solução:</p><p>𝑃𝐻2𝑂 = 0,993 × 17,54 𝑇𝑜𝑟𝑟 = 17,42 𝑇𝑜𝑟𝑟</p><p>Além dessa solução, você pode pensar em pontos extras e</p><p>adicionais sobre o problema apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as soluções, suas propriedades,</p><p>características e comportamento, acesse a biblioteca virtual e faça a</p><p>leitura do capítulo 12, Propriedades físicas das soluções, do livro</p><p>“Química”, disponível na Minha Biblioteca.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 48/62</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. Porto Alegre:</p><p>Grupo A, 2013. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552560/.</p><p>Acesso em: 03 mar. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre as</p><p>propriedades coligativas, faça a leitura do texto: “Propriedades</p><p>coligativas”, disponível em:</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/16292008042013Fi</p><p>sico-Quimica_II_Aula_4.pdf. Acesso em: 03 mar. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre as dispersões</p><p>coloidais, por meio da leitura do artigo “O mundo dos coloides”,</p><p>disponível em:</p><p>https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/6718560/mod_resource/cont</p><p>ent/2/Mundo_coloides.pdf. Acesso em: 03 mar. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a</p><p>vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman,</p><p>2009.</p><p>Encerramento da Unidade</p><p>PROPRIEDADES DOS</p><p>ESTADOS FÍSICOS DA</p><p>MATÉRIA</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 49/62</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/16292008042013Fisico-Quimica_II_Aula_4.pdf</p><p>https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/16292008042013Fisico-Quimica_II_Aula_4.pdf</p><p>https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/6718560/mod_resource/content/2/Mundo_coloides.pdf</p><p>https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/6718560/mod_resource/content/2/Mundo_coloides.pdf</p><p>Videoaula de Encerramento</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá rever os conceitos</p><p>pertinentes aos diferentes estados físicos da matéria, sólidos,</p><p>líquidos e gases e por fim, compreender o comportamento de</p><p>soluções. Esse conteúdo é importante para a sua prática</p><p>profissional, pois é essencial para desenvolver produtos inovadores,</p><p>otimizar processos industriais e garantir a segurança e eficácia de</p><p>produtos farmacêuticos, alimentos e materiais em diversas áreas da</p><p>prática profissional. Bons estudos! Vamos lá!</p><p>Ponto de Chegada</p><p>Olá, estudante! Para desenvolver a competência desta Unidade, que</p><p>é conhecer o comportamento da matéria que se encontra em</p><p>diferentes estados físicos, sólido, líquido e gasoso, você precisa</p><p>compreender inicialmente como é caracterizada a matéria em seus</p><p>estados físicos, no estado gasosa a matéria não possui forma e nem</p><p>volume definido, no estado líquido, a matéria possui volume</p><p>definido, porém, não possui forma definida, já no estado sólido, a</p><p>matéria apresenta forma e volume definido. Após compreende a</p><p>constituição da matéria nos diferentes estados físicos, você precisa</p><p>trabalhar com as propriedades e características de cada estado</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 50/62</p><p>físico. No estado gasoso, temos a propriedade de expansão e</p><p>compressibilidade, e uma característica importante desse estado é</p><p>compreender a variação da pressão do sistema, desse modo,</p><p>realizamos relação entre temperatura, pressão e volume por meio</p><p>das Lei dos Gases. Para facilitar os cálculos, consideramos os</p><p>gases como ideais, e a partir disso, temos a Lei dos Gases Ideais,</p><p>que é aplicada a diferentes situações. Outra Lei importante é a Lei</p><p>das pressões parciais de Dalton, que nos diz que a pressão total do</p><p>sistema é igual a soma da pressão parcial dos gases que o compõe.</p><p>Mas é preciso observar que em algumas situações, os gases podem</p><p>sofrer desvios em relação a essas leis, como em situação em que a</p><p>pressão é muito elevada.</p><p>Ao se trabalhar com os líquidos, você precisa compreender as</p><p>propriedades deles, por isso, incialmente, é importante compreender</p><p>características que envolvem o movimento das moléculas. Quanto</p><p>as propriedades dos líquidos, temos várias, entre elas, podemos</p><p>destacar a capilaridade e a tensão superficial, que são propriedades</p><p>que grande aplicabilidade em várias áreas do conhecimento. Outro</p><p>ponto importante dos líquidos é trabalhar com as forças</p><p>intermoleculares, que são as forças existentes entre moléculas que</p><p>afetam propriedades das substâncias. Entre elas temos a ligação</p><p>covalente polar, a ligação de hidrogênio, a interação dipolo-dipolo, a</p><p>interação dipolo-dipolo induzido e a dispersão de London.</p><p>Quanto aos sólidos, estes apresentam estruturas rígidas e, podem</p><p>apresentar arranjo ordenado de seus átomos, partículas, íons ou</p><p>moléculas em uma estrutura cristalina ou um arranjo desordenado</p><p>em uma estrutura amorfa. Quando apresentam estrutura cristalina,</p><p>os sólidos se apresentam como moleculares, reticulares, iônicos e</p><p>metálicos. As estruturas nesse estado físico se repetem de acordo</p><p>com um arranjo definido, que é determinado pela célula unitária. As</p><p>células unitárias possuem 7 estruturas definidas, e a partir delas,</p><p>podemos obter 14 estruturas, conhecidas como estruturas de</p><p>Bravais, que corresponde ao arranjo tridimensional de pontos que</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 51/62</p><p>descreve a repetição do retículo cristalino em sólidos. Ao conhecer</p><p>os diferentes estados físicos da matéria, temos que observar os</p><p>processos envolvidos nas mudanças de fases por meio do estudo</p><p>dos diagramas de fases.</p><p>Por fim, você precisa conhecer as características de soluções e</p><p>dispersão colidais. As soluções são amplamente empregadas em</p><p>diferentes processos industriais e são constituídas de solvente e</p><p>soluto, podendo cada um possuir diferentes classificações. Quando</p><p>a quantidade de soluto na solução, podemos observar que podem</p><p>ocorrer algumas alterações nas propriedades dos solventes, essas</p><p>propriedades são conhecidas como Propriedades Coligativas e são</p><p>amplamente aplicadas para obtenção de produtos do dia a dia,</p><p>como os medicamentos.</p><p>Compreender os estados físicos da matéria e as soluções é</p><p>fundamental para desvendar os segredos do universo ao nosso</p><p>redor. Ao mergulhar nesse estudo, você terá a oportunidade de</p><p>explorar as interações entre átomos e moléculas, desvendando os</p><p>mistérios por trás das propriedades e comportamentos da matéria.</p><p>Essa jornada não apenas ampliará seu conhecimento científico, mas</p><p>também abrirá portas para uma série de aplicações práticas em</p><p>diversos campos, desde a indústria até a medicina. Então, vamos</p><p>embarcar nessa fascinante jornada do conhecimento! Bons</p><p>estudos!</p><p>É Hora de Praticar!</p><p>Estudante, você é o responsável pelo processo de obtenção do</p><p>pentacarbonilo de ferro (𝐹𝑒 ( 𝐶𝑂 ) 5) em uma indústria de insumos</p><p>químicos. Este composto é utilizado em diversas outras indústrias</p><p>como fonte de ferro carbonil, que é uma fonte bastante pura de</p><p>ferro, utilizada, por exemplo, na indústria alimentícia (DAMODARAN</p><p>et. al., 2010). Sua tarefa é analisar todo o processo e os fatores que</p><p>devem ser levados em consideração. A reação para formação do</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 52/62</p><p>pentacarbonilo de ferro, descrita a seguir, ocorre à elevada pressão</p><p>e a 200 °𝐶.</p><p>𝐹𝑒 ( 𝑠 ) + 5 𝐶𝑂 � 𝑔 � → 𝐹𝑒 ( 𝐶𝑂 ) 5 ( 𝑙 )</p><p>Qual a quantidade de 𝐶𝑂 utilizada para produzir o composto</p><p>desejado? Qual o tamanho do reator que deve ser adquirido para o</p><p>processo? O que você deve levar em conta nesta escolha? Quais as</p><p>interações presentes no líquido obtido como produto? Como se</p><p>encontra o ferro sólido utilizado no processo? Pensando na situação</p><p>proposta, reflita e responda aos seguintes questionamentos.</p><p>1) Pesquisando sobre o processo de obtenção do pentacarbonilo de</p><p>ferro, encontrou que esta reação ocorre a 200 °𝐶, o que fez você e</p><p>seu gestor decidirem implementar uma escala laboratorial do</p><p>processo, a fim de testar o comportamento do sistema. Seu gestor</p><p>pediu que você dimensionasse a equação, trabalhando com a</p><p>massa dos reagentes, a fim de escolher o reator para o processo,</p><p>isso pensando em inicialmente trabalhar com 50𝑔 de ferro metálico.</p><p>Qual a escala que será utilizada? Qual a pressão no reator com o</p><p>uso da quantidade necessária de gás? Ela é suficiente para que a</p><p>reação aconteça?</p><p>2) Após dimensionar o processo, agora, sua tarefa é pensar sobre o</p><p>produto obtido. Você utiliza um sólido e um gás para obter um</p><p>produto líquido. Como você retira o líquido do reator? Só escoar o</p><p>líquido irá funcionar ou precisa de um solvente? Se utilizar um</p><p>solvente, qual devem ser as características deste solvente para que</p><p>você consiga remover o líquido totalmente do reator?</p><p>3) Ao realizar o procedimento, você observou um rendimento muito</p><p>baixo do esperado e após revisar todos os passos não conseguiu</p><p>pensar em outro problema senão a qualidade de um dos reagentes:</p><p>o ferro. Seu gestor pediu que realizasse uma análise simples na</p><p>matéria--prima que fosse capaz de determinar que o ferro utilizado</p><p>estava puro. Como você pode fazer isso de uma forma rápida e</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 53/62</p><p>simples? O ferro é um sólido metálico, como tal, ele se organiza de</p><p>uma maneira bem definida. Bons estudos!</p><p>Reflita</p><p>Durante a fabricação de um medicamento líquido, é necessário</p><p>entender como as forças intermoleculares influenciam a solubilidade</p><p>dos componentes sólidos no solvente líquido. Como essas forças</p><p>afetam a dissolução de um sólido no líquido e como essa</p><p>compreensão pode ser aplicada para otimizar o processo de</p><p>fabricação?</p><p>Um engenheiro precisa projetar um tanque de armazenamento para</p><p>um gás inflamável. Como as propriedades dos gases, como</p><p>compressibilidade e expansibilidade, afetam o design e a segurança</p><p>do tanque? Como a compreensão das propriedades físicas dos</p><p>gases pode influenciar a seleção do material do tanque e a forma</p><p>como ele será utilizado e operado?</p><p>Um laboratório farmacêutico está desenvolvendo uma nova</p><p>formulação de medicamento líquido que precisa ser administrado</p><p>por via intravenosa. Como as propriedades coligativas, como o</p><p>abaixamento do ponto de congelamento e o aumento do ponto de</p><p>ebulição, podem ser aplicadas para controlar a osmolaridade da</p><p>solução e garantir a segurança e eficácia do medicamento durante a</p><p>administração intravenosa?</p><p>Resolução do estudo de caso</p><p>Como responsável técnico pela implementação da obtenção</p><p>industrial de pentacabronilo de ferro, você começou a trabalhar com</p><p>o dimensionamento da reação. Independentemente da escala, o</p><p>produto de interesse é obtido pela reação:</p><p>𝐹𝑒 ( 𝑠 ) + 5 𝐶𝑂 � 𝑔 � → 𝐹𝑒 ( 𝐶𝑂 ) 5 ( 𝑙 )</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 54/62</p><p>Entretanto, como a reação ocorre a 200 °𝐶, você e seu gestor</p><p>optaram por estudar o processo em escala piloto. Desenvolvendo o</p><p>processo de obtenção de pentacarbonilo de ferro, você precisa</p><p>inicialmente dimensionar a reação, trabalhando com a</p><p>estequiometria dos reagentes, levando em consideração a utilização</p><p>de 50𝑔 de ferro metálico. Como este é um processo completamente</p><p>novo para a indústria em que está trabalhando e não é desenvolvido</p><p>por muitas outras, você e seu gestor decidiram implementar uma</p><p>escala laboratorial.</p><p>Pensando em evitar a compra de um novo equipamento, foi decidido</p><p>pelo uso de um reator ocioso no laboratório de escala piloto com</p><p>capacidade de 30 𝐿. Independentemente da escala, o produto de</p><p>interesse é obtido pela reação:</p><p>𝐹𝑒 ( 𝑠 ) + 5 𝐶𝑂 � 𝑔 � → 𝐹𝑒 ( 𝐶𝑂 ) 5 ( 𝑙 )</p><p>Utilizando 50𝑔 de ferro sólido, qual a quantidade de𝐶𝑂 que deve ser</p><p>utilizada? Isso corresponde a quantos 𝐿? Qual a pressão à</p><p>temperatura ambiente? E qual a pressão na temperatura de 200 °𝐶,</p><p>que é quando a reação ocorre? Esta pressão está de acordo com as</p><p>condições reacionais?</p><p>Você precisa iniciar calculando quantos mols de ferro estão sendo</p><p>utilizados. A massa molar do ferro é de 55,8 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙. Para calcular</p><p>quantos mols de ferro estão em 50𝑔, você deve realizar uma regra</p><p>de 3:</p><p>1 𝑚𝑜𝑙 − − − − − 55,8𝑔</p><p>𝑋 − − − − − 50𝑔</p><p>𝑋 = 0,896 𝑚𝑜𝑙𝑠</p><p>Portanto, utilizando o coeficiente estequiométrico que indica que</p><p>1 𝑚𝑜𝑙 de ferro reage com 5 𝑚𝑜𝑙𝑠 de 𝐶𝑂, precisamos de 4,48 𝑚𝑜𝑙𝑠</p><p>de 𝐶𝑂.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 55/62</p><p>Como nas 𝐶𝑁𝑇𝑃 corresponde a 22,4𝐿, esta quantidade corresponde</p><p>a 100𝐿 de gás nas 𝐶𝑁𝑇𝑃, porém, o volume do reator é de 30𝐿.</p><p>Para sabermos qual a pressão deste gás neste volume, devemos</p><p>utilizar 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇, isolando 𝑃, teremos 𝑃 = 𝑛𝑅𝑇</p><p>𝑉</p><p>.</p><p>À temperatura ambiente (25 °𝐶 = 298,15 𝐾), teremos:</p><p>𝑃 = 4,48 × 0,082057 𝐿 𝑎𝑡𝑚 𝐾−1 𝑚𝑜𝑙−1 298,15 𝐾</p><p>30 𝐿</p><p>= 3,65 𝑎𝑡𝑚 .</p><p>Na temperatura da reação (200 °𝐶 = 473,15 𝐾), teremos:</p><p>𝑃 = 4,48 × 0,082057 𝐿 𝑎𝑡𝑚 𝐾−1 𝑚𝑜𝑙−1 473,15 𝐾</p><p>30 𝐿</p><p>= 5,8 𝑎𝑡𝑚 .</p><p>Você precisa lembrar que a reação, sem catalisadores, ocorre a uma</p><p>pressão de 120 𝑝𝑠𝑖. Sabendo que 1 𝑝𝑠𝑖 corresponde a</p><p>0,068046 𝑎𝑡𝑚, teremos, portanto, 3,65 𝑎𝑡𝑚 = 53,64 𝑝𝑠𝑖</p><p>e 5,8 𝑎𝑡𝑚 = 85,2 𝑝𝑠𝑖, ou seja, tratando o CO como um gás</p><p>ideal, em nenhuma das temperaturas (ambiente ou 200 °𝐶), a</p><p>pressão necessária para a reação ocorrer é atingida. Utilizando a lei</p><p>de Boyle, podemos chegar no volume próximo que o reator deve ter</p><p>para atingir a pressão necessária: 𝑃1𝑉1 = 𝑃2𝑉2,</p><p>portanto, 85,2 𝑝𝑠𝑖 × 30 𝐿 = 120 × 𝑉2, sendo𝑉2 = 21,3𝐿. Se o</p><p>reator possuir volume ajustável, pode ser utilizado, caso não, você</p><p>pode sugerir um reator de 20𝐿 com menos mols de 𝐶𝑂, porém, não</p><p>utilizaria o reator ocioso. Outra opção é utilizar o reagente 𝐶𝑂 em</p><p>excesso.</p><p>Para calcular</p><p>o número de mols necessários para atingir a pressão</p><p>de 120 𝑝𝑠𝑖, você novamente utiliza a lei dos gases ideais,</p><p>lembrando de passar 120 𝑝𝑠𝑖 para 𝑎𝑡𝑚:</p><p>𝑛 = 𝑃𝑉</p><p>𝑅𝑇</p><p>= 8,16 𝑎𝑡𝑚 × 30 𝐿</p><p>0,082057 𝐿 𝑎𝑡𝑚 𝐾−1 𝑚𝑜𝑙−1 × 473,15 𝐾</p><p>= 3 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝑂 .</p><p>6,3 𝑚𝑜𝑙𝑠 de 𝐶𝑂 reagem (em excesso) com 0,896 𝑚𝑜𝑙 de 𝐹𝑒, que</p><p>corresponde à massa de 50𝑔.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 56/62</p><p>Agora, vamos pensar em como retirar o líquido do reator. Você inicia</p><p>a resolução do problema estudando as propriedades do</p><p>pentacarbonilo de ferro. Seu ponto de ebulição é 103 °𝐶, isso já</p><p>sinaliza que, inicialmente, deve diminuir a temperatura do reator e</p><p>então diminuir a pressão, pois se você diminui a pressão a altas</p><p>temperaturas (200 °𝐶), ele será um gás e será perdido. O ponto de</p><p>fusão do produto é de −20 °𝐶, portanto, temperaturas muito baixas</p><p>e altas pressões podem torná-lo sólido. Como um dos reagentes é</p><p>sólido e o outro é gasoso, a melhor maneira de obter o composto é</p><p>mesmo como um líquido.</p><p>Quanto mais próximo a −20 °𝐶, mais viscoso o líquido será e mais</p><p>difícil será escoá-lo do reator. Você aprendeu nesta seção que a</p><p>temperatura está relacionada com a viscosidade, sendo que quanto</p><p>maior a temperatura, menor a viscosidade.</p><p>Esta molécula não é polar, sendo caracterizada por ser um</p><p>composto de coordenação, em que o ferro se encontra coordenado</p><p>com 𝐶𝑂 e não covalentemente ligado. Esta molécula, por esta</p><p>característica, é apolar, portanto, o uso de solventes polares não</p><p>auxilia na remoção do composto que permanecer aderido ao reator</p><p>por forças de coesão.</p><p>O melhor é utilizar solventes apolares como o éter etílico, que possui</p><p>a vantagem de ter um baixo ponto de ebulição (34,2 °𝐶), podendo</p><p>ser facilmente removido do produto por evaporação. Note que o uso</p><p>de solvente pode ser aplicado na planta piloto, porém, na indústria, o</p><p>uso de éter é desaconselhado devido a seu grande potencial em</p><p>causar acidentes (explosões).</p><p>Uma técnica bastante utilizada para remoção de solventes consiste</p><p>em utilizar um equipamento chamado rota-evaporador que reduz a</p><p>pressão do sistema para que a evaporação ocorra mais facilmente.</p><p>O princípio deste equipamento é que, ao diminuirmos a pressão do</p><p>sistema, a pressão de vapor se iguala a esta pressão a uma</p><p>temperatura mais baixa que se estivéssemos a pressão atmosférica.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 57/62</p><p>Com isso, é necessário menor aquecimento. Outra opção é a</p><p>utilização de destilação como processo de purificação para grandes</p><p>quantidades, e este processo é baseado na diferença dos pontos de</p><p>ebulição.</p><p>Para seu processo, baseado nas características do produto, você</p><p>propõe, então, que a temperatura diminua antes da pressão e que o</p><p>líquido seja escoado, por exemplo, à temperatura ambiente. Se as</p><p>forças de adesão forem intensas, você pode propor um aumento da</p><p>temperatura ou, para a planta piloto, a utilização de um solvente,</p><p>sendo que o solvente pode ser removido utilizando evaporação ou</p><p>destilação.</p><p>Por fim, você realizou um teste em escala piloto, agindo de maneira</p><p>bastante prudente. Após analisar a reação e o processo, não</p><p>identificou nenhum erro que pudesse ser responsável pelo problema</p><p>de rendimento. Além de encaminhar as amostras para o laboratório,</p><p>seu gestor pediu que você pensasse em uma maneira simples e</p><p>eficiente de indicar se o ferro estava puro ou não. Enquanto você</p><p>encaminhava as amostras ao laboratório de análise, começou a</p><p>pensar o que mais poderia ser feito, assim poderia contornar o</p><p>problema com nova matéria-prima.</p><p>A densidade é uma propriedade intrínseca da matéria, ou seja,</p><p>independe do tamanho da amostra, e pode ser calculada a partir de</p><p>dados do tipo de empacotamento do metal. O ferro apresenta</p><p>arranjo cúbico de corpo centrado. Para um cubo, deve lembrar que o</p><p>volume é dado por 𝑎3</p><p>, sendo que para este empacotamento deve usar como guia a</p><p>diagonal do corpo da cela (𝑏), pois é onde os átomos se tocam. Para</p><p>encontrar a aresta, você deve utilizar o teorema de Pitágoras (</p><p>𝑎2 + 𝑓2 = 𝑏2 = ( 4𝑟 ) 2) que também diz que 𝑓2 = 2𝑎2 e,</p><p>portanto, 𝑎2 + 𝑓2 = 𝑎2 + 2𝑎2 = 3𝑎2. Sabemos, então, que</p><p>3𝑎2 = ( 4𝑟 ) 2, sendo 𝑎 = 4𝑟 / √3 .</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 58/62</p><p>Para encontrarmos a massa, devemos verificar a massa molar do</p><p>ferro, que é 55,84 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙. Este arranjo encerra dois átomos, então,</p><p>teremos a densidade (𝑚 / 𝑣) dada por:</p><p>𝑑 = 2 × 𝑀𝑀 / 𝑁𝐴</p><p>�4𝑟 / 3</p><p>1</p><p>2 �</p><p>3 = 2 × 𝑀𝑀</p><p>64 / 3</p><p>3</p><p>2 × 𝑁𝐴 × 𝑟3</p><p>= 3</p><p>3</p><p>2 𝑀𝑀</p><p>32 × 𝑁𝐴 × 𝑟3</p><p>O raio do ferro é 126 𝑝𝑚 (1,26 × 10−8𝑐𝑚). Dessa forma, você terá a</p><p>densidade dada por:</p><p>𝑑 = 3</p><p>3</p><p>2 × 55,85 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙</p><p>32 × 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙 × � 1,26 × 10−8 𝑐𝑚 �</p><p>3 = 7,53 𝑔 / 𝑐𝑚3</p><p>Esta é uma aproximação para a densidade. Agora faz-se necessário</p><p>determinar a densidade de uma amostra de ferro que foi utilizada</p><p>em sua reação. Este procedimento é simples, você deve unicamente</p><p>utilizar um recipiente graduado, como uma proveta, por exemplo,</p><p>pesar uma amostra de ferro e colocá-la na proveta com água, a</p><p>variação do volume da água corresponde ao volume do objeto.</p><p>Como você teve a massa pesada no início do processo você</p><p>consegue calcular a densidade da amostra.</p><p>Você selecionou uma amostra de 2,47𝑔 e verificou que o volume</p><p>desta amostra é de 2,8 𝑐𝑚3. Com isso, a densidade de sua amostra</p><p>será de:</p><p>𝑑 = 2,47𝑔</p><p>2,8 𝑐𝑚3 = 0,882 𝑔 / 𝑐𝑚3</p><p>Um valor bem diferente do esperado, você criou um alerta sobre a</p><p>qualidade desta matéria-prima. Enquanto aguardava a confirmação</p><p>do laboratório, foi ao estoque e pesquisou se havia outro lote de</p><p>ferro metálico. Você, então, pôde repetir o processo e obter a reação</p><p>em um rendimento bem melhor que o anterior, sendo necessário</p><p>apenas pequenos ajustes. Após o resultado da reação, a análise</p><p>laboratorial chegou, confirmando suas suspeitas de contaminação.</p><p>Seu gestor ficou bastante satisfeito com sua pró atividade e</p><p>conhecimentos básicos.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 59/62</p><p>Dê o play!</p><p>Assimile</p><p>Estudante, está pronto para explorar um mundo fascinante de</p><p>substâncias e suas propriedades? Convido você a embarcar em</p><p>uma jornada de descoberta sobre os gases, líquidos, sólidos e</p><p>soluções. Vamos começar falando sobre os gases, que são tão</p><p>abundantes e importantes em nosso dia a dia. Vamos explorar a Lei</p><p>dos Gases, que descreve como eles se comportam em diferentes</p><p>condições de temperatura e pressão, e entender o conceito de</p><p>gases ideais. Descobriremos também suas propriedades e</p><p>características únicas, que influenciam desde a atmosfera terrestre</p><p>até processos industriais.</p><p>Em seguida, mergulharemos nos líquidos, explorando fenômenos</p><p>fascinantes como capilaridade, tensão superficial e as forças</p><p>intermoleculares que governam seu comportamento. Não podemos</p><p>esquecer dos sólidos, com sua estrutura cristalina ou amorfa, e seus</p><p>arranjos ordenados que os tornam tão diversos e interessantes.</p><p>Vamos investigar os diferentes tipos de sólidos e entender como</p><p>eles se comportam em diferentes condições, explorando, no final, o</p><p>diagrama de fases que revela suas transformações.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 60/62</p><p>Por fim, você vai explorar o mundo das soluções, onde soluto e</p><p>solvente vão originar uma mistura homogênea com as mais diversas</p><p>aplicações. Você vai descobrir como as propriedades coligativas</p><p>afetam o comportamento das soluções e explorar os características</p><p>e propriedades dos coloides e das dispersões</p><p>coloidais.</p><p>Prepare-se para conhecer e compreender o mundo da matéria e</p><p>suas transformações. Bons estudos!</p><p>Figura 3.15 Química Geral – Propriedades dos estados físicos da matéria. Fonte: o próprio autor.</p><p>Referências</p><p>ATKINS, P.; Jones, L. Princípios de química - questionando a</p><p>vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman,</p><p>2009.</p><p>BARREIRO, E. J.; FRAGA, C. A. M. Química medicinal: as bases</p><p>moleculares da ação dos fármacos. 2. ed. Porto Alegre: Artmed;</p><p>2008.</p><p>DAMODARAN, S.; PARKIN, K. L.; FENNEMA, O. R. Química de</p><p>Alimentos de Fennema. 4. ed. 2010.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 61/62</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora</p><p>S.A., 2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas. 2. ed. São</p><p>Paulo: Cengage Learning, 2014. v. 1.</p><p>RUSSEL, John B. Química geral. v. 2, 2. ed. São Paulo: Pearson</p><p>Education do Brasil, 2011.</p><p>9/24/24, 9:44 AM Propriedades dos Estados Físicos da Matéria</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/96dab08c-a68b-4e3a-acb9-799b4f54f2fb/v1/index.html 62/62</p><p>PRINCÍPIOS DE QUÍMICA</p><p>INORGÂNICA E ORGÂNICA</p><p>Aula 1</p><p>ÁCIDOS E BASES</p><p>Ácidos e Bases</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer os conceitos dos ácidos e</p><p>bases de Arrhenius e Bronsted Lowry, assim como o sistema de nomenclatura</p><p>desses compostos e as propriedades e características. Esse conteúdo é</p><p>importante para sua prática profissional, pois são fundamentais na compreensão</p><p>da química ácido-base. Esses conceitos são aplicáveis em diversas áreas, como</p><p>na indústria química, farmacêutica e ambiental, influenciando processos de</p><p>síntese, formulação de medicamentos e tratamento de efluentes. Pronto para</p><p>embarcar nessa jornada de descobertas? Vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 1/48</p><p>Ponto de Partida</p><p>Estudante, a partir de agora você dará início ao estudo das funções inorgânicas,</p><p>aprendendo sobre os ácidos e as bases. Para isso, você verá como são formadas</p><p>essas substâncias e a maneira como se deve nomeá-las, diferenciando-as umas</p><p>das outras. Estudará primeiramente os ácidos, que são substâncias que se</p><p>ionizam em contato com a água liberando íons H+. Você verá nesse contexto, que</p><p>os ácidos podem ser fracos, moderados e fortes, e que existem diversas regras</p><p>para que possamos nomeá-los. Conhecerá também as bases, que são substâncias</p><p>que liberam o íon OH− (hidroxila) em contato com água. As bases também podem</p><p>ser classificadas em fracas, moderadas e fortes e possuem regras para serem</p><p>nomeadas. Além disso, compreenderá as características de ácidos e bases que</p><p>são doadores e recebedores de espécies H+ em reações químicas e como isso</p><p>pode alterar o comportamento da solução.</p><p>Sobre o exposto, você deverá refletir sobre o solo. O solo pode apresentar</p><p>características ácidas que podem prejudicar a safra, trazendo resultados ruins para</p><p>o agricultor. Uma análise do solo pode ser realizada em laboratório para verificar o</p><p>pH , porém é um procedimento oneroso.</p><p>Assim sendo, a observação das flores de hortênsia vem sendo empregada e,</p><p>apesar de não ser tão rigorosa, vem apresentando bons resultados a respeito da</p><p>acidez e/ou basicidade dos solos, pois essas flores apresentam coloração variável</p><p>em decorrência do pH do solo onde estão sendo cultivadas. O índice de acidez e</p><p>alcalinidade do solo pode realmente alterar a coloração dessas flores, as quais,</p><p>quando crescem em solos ácidos, ou seja, com pH abaixo de 6,5, nascem azuis, e,</p><p>em solos alcalinos, compH acima de7,5, nascem rosadas e até brancas. Mas quais</p><p>são esses ácidos e bases? E como é dada a sua nomenclatura? Você deverá</p><p>pesquisar quais são essas substâncias e nomeá-las. Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Caro estudante, em 1884, o químico sueco Svante Arrhenius propôs que os ácidos</p><p>e as bases se dissociam na água formando íons. Segundo Kotz (2010), essa teoria</p><p>antecedeu qualquer conhecimento a respeito da composição e da estrutura dos</p><p>átomos, não tendo sido bem aceita inicialmente. Os ácidos foram reconhecidos</p><p>como substâncias que têm gosto azedo, característica esta que deu origem ao seu</p><p>nome de origem latina acidus, que significava “azedo”. Além do sabor azedo, eles</p><p>possuem outras características, como condutividade elétrica em solução aquosa</p><p>(em água), mudança de cor de certas substâncias e reação com as bases,</p><p>formando sal e água. As bases ou álcalis são compostos adstringentes, seu nome</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 2/48</p><p>vem da palavra álcali, que possui origem do árabe al-kali e significa “cinzas de uma</p><p>planta”, e assim como os ácidos, também são condutores de eletricidade.</p><p>Ácidos e bases de Arrhenius</p><p>A definição de Arrhenius para ácidos e bases centraliza-se na formação de íons H+</p><p>e OH− em soluções aquosas. Ele definiu os ácidos como toda substância que,</p><p>quando ioniza em água, libera o cátion hidrogênio H+, aumentando a sua</p><p>concentração na solução aquosa, como mostra a seguinte reação:</p><p>HA (g )</p><p>H 2O</p><p>⎯⎯⎯⎯⎯ H</p><p>(aq )</p><p>+ + A</p><p>(aq )</p><p>−</p><p>E definiu as bases como substâncias que, quando dissolvidas em água, aumentam</p><p>a concentração do íon hidroxila, 𝑂𝐻−, na solução.</p><p>𝐵𝑂𝐻 ( 𝑠 )</p><p>𝐻2𝑂</p><p>�⎯� 𝐵 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 �</p><p>−</p><p>Arrhenius propôs ainda que a força do ácido estava relacionada com a extensão</p><p>na qual o ácido ionizava. Alguns ácidos, como o ácido clorídrico – 𝐻𝐶𝑙 – e o ácido</p><p>nítrico – 𝐻𝑁𝑂3 –, ionizam completamente na água, pois eles são eletrólitos fortes,</p><p>os quais agora serão por nós chamamos de ácidos fortes. Outros ácidos ionizam</p><p>apenas uma fração para produzir íons 𝐻 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ e são chamados de eletrólitos fracos,</p><p>ou seja, ácidos fracos. Os ácidos podem ser classificados em relação a sua</p><p>volatilidade, sua estabilidade, seu grau de oxigenação, seu grau de hidratação, seu</p><p>grau de ionização e quanto ao número de hidrogênios ionizáveis. O grau de</p><p>ionização (𝛼) é a razão entre o número de moléculas ionizadas e o número total de</p><p>moléculas dissolvidas. É com base no grau de ionização que podemos classificar o</p><p>ácido em fraco, moderado e forte, como mostra a Tabela 4.1.</p><p>𝛼 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠</p><p>𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑠𝑠𝑜𝑙𝑣𝑖𝑑𝑎𝑠</p><p>Classificação Grau de ionização (𝛼)</p><p>Ácidos fortes 𝛼 > 50%</p><p>Ácidos moderados 5%</p><p>extensão, as</p><p>espécies moleculares são a forma predominante nas soluções aquosas.</p><p>A acidez e a basicidade (ou alcalinidade) de uma solução aquosa dependem da</p><p>quantidade de íons 𝐻+ e 𝑂𝐻− presentes na solução. A água pura contém 𝐻2𝑂</p><p>molecular e quantidades pequenas, porém iguais, de íons 𝐻+ e 𝑂𝐻−. Quando um</p><p>ácido ou uma base são adicionados na água, eles produzem íons 𝐻+ ou 𝑂𝐻−.</p><p>Quanto mais forte for um ácido numa dada concentração, maior será a quantidade</p><p>de íons 𝐻+ na solução; o mesmo se aplica a uma base em relação aos íons 𝑂𝐻−</p><p>em solução. Para expressarmos concentração dos íons 𝐻3𝑂+ de uma solução,</p><p>utilizamos a medida do potencial hidrogeniônico (𝑝𝐻).</p><p>A escala usual de 𝑝𝐻 vai de 0 a 14. O ponto médio da escala, 𝑝𝐻 7, representa o</p><p>𝑝𝐻 de uma solução neutra, como, por exemplo: água pura, que não é nem ácida</p><p>nem básica porque as concentrações de íons 𝐻3𝑂+ e 𝑂𝐻− são iguais. Uma</p><p>solução ácida tem uma concentração de íons 𝐻3𝑂+ maior do que uma solução</p><p>neutra e apresenta 𝑝𝐻 menor do que 7, da mesma forma uma solução básica</p><p>possui concentração de íons 𝐻3𝑂+ menor do que uma solução neutra e apresenta</p><p>𝑝𝐻 maior do que 7.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 4/48</p><p>Dentro desse contexto, destacam-se os ácidos polipróticos, cujas moléculas são</p><p>capazes de doar mais que um íon 𝐻+, pois se ionizam em várias etapas,</p><p>fornecendo um íon 𝐻+ por vez, como, por exemplo, o ácido sulfúrico (𝐻2𝑆𝑂4) que</p><p>ioniza em duas etapas liberando dois íons 𝐻+.</p><p>𝐻2𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) → 𝐻3𝑂 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝐻𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 �</p><p>−</p><p>𝐻𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 �</p><p>− + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) → 𝐻3𝑂 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝑆𝑂4 � 𝑎𝑞 �</p><p>2 −</p><p>Na primeira etapa, um próton é transferido à água, produzindo um íon hidrônio e o</p><p>íon hidrogenossulfato, 𝐻𝑆𝑂4</p><p>−. Na segunda etapa, que ocorre em menor extensão, o</p><p>íon hidrossulfato doa seu próton remanescente à água, formando um segundo íon</p><p>hidrônio e o íon sulfato.</p><p>Os ácidos podem ser classificados quanto à presença de oxigênio na fórmula.</p><p>Assim, os hidrácidos são ácidos que não contém oxigênio, por exemplo: 𝐻𝐹, 𝐻𝐶𝑙</p><p>, 𝐻𝐵𝑟, 𝐻𝐼, 𝐻2𝑆 e 𝐻𝐶𝑁. Já os oxiácidos são ácidos que contém oxigênio, como, por</p><p>exemplo: 𝐻𝑁𝑂3, 𝐻2𝑆𝑂4, 𝐻2𝐶𝑂3 e 𝐻𝐶𝑙𝑂4.</p><p>No caso dos hidrácidos a nomenclatura é constituída de forma bem simples.</p><p>Quando o nome do ânion termina em “-eto” o nome do ácido é formado pela</p><p>junção do sufixo “-ídrico” à raiz do ânion, da seguinte forma: Ácido + Raiz do ânion</p><p>+ Sufixo ídrico. Existe também uma tendência de nomear os hidrácidos usando a</p><p>seguinte nomenclatura: nome do ânion de hidrogênio.</p><p>Para os oxiácidos, os nomes dos ânions que contém oxigênio terminam</p><p>geralmente em “-ato” ou “-ito”. Para os íons que possuem os nomes que terminam</p><p>com “-ato”, o nome será composto por: Ácido + Raiz do ânion + Sufixo -ico.</p><p>A todos os oxiácidos que possuem o término do seu nome em “-ico” dá-se o nome</p><p>de ácido padrão. Eles são utilizados para nomear os demais oxiácidos, conforme o</p><p>grau de hidratação, ou seja, se diminuirmos um oxigênio de um ácido padrão, o</p><p>sufixo “-ico” será trocado pelo sufixo “-oso”. Se dois oxigênios forem subtraídos</p><p>desse ácido, será adicionado o prefixo “hipo-”, e o sufixo “-ico” será trocado pelo</p><p>sufixo “-oso”. E se o número de oxigênio for incrementado em um, o prefixo “per”</p><p>será adicionado.</p><p>As bases podem ser classificadas com base no número de hidroxilas (𝑂𝐻−),</p><p>solubilidade e grau de dissociação. A classificação por meio do número de</p><p>hidroxilas ocorre da seguinte forma:</p><p>Monobases: 1 𝑂𝐻−; exemplos:𝑁𝑎𝑂𝐻, 𝐿𝑖𝑂𝐻, 𝐾𝑂𝐻.</p><p>Dibases: 2 𝑂𝐻−; exemplos: 𝑀𝑔 ( 𝑂𝐻 ) 2, 𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 5/48</p><p>Tribases: 3 𝑂𝐻−; exemplos: 𝐴𝑙 ( 𝑂𝐻 ) 3, 𝐹𝑒 ( 𝑂𝐻 ) 3.</p><p>Tetrabases: 4 𝑂𝐻−; exemplo: 𝑃𝑏 ( 𝑂𝐻 ) 4, 𝑃𝑏 ( 𝑂𝐻 ) 4.</p><p>Considerando a solubilidade das bases, podemos classificá-las em solúveis, pouco</p><p>solúveis e insolúveis. As bases formadas por metais alcalinos são solúveis – 𝐿𝑖𝑂𝐻</p><p>(hidróxido de lítio); as formadas por metais alcalinos terrosos são pouco solúveis –</p><p>𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2 (hidróxido de cálcio); e as formadas por outros metais são praticamente</p><p>insolúveis – 𝐹𝑒 ( 𝑂𝐻 ) 3 (hidróxido de ferro). Vale destacar que essa regra é</p><p>aplicada à classificação em relação à solubilidade em água.</p><p>A nomenclatura das bases é dada pela união da palavra hidróxido + o nome do</p><p>cátion, como por exemplo: 𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2 é formado pelo cátion 𝐶𝑎2 + (cálcio) e pelo</p><p>ânion 𝑂𝐻− (hidroxila), portanto, o nome será hidróxido de cálcio. Existem exemplos</p><p>em que um mesmo elemento químico forma cátions com valências diferentes;</p><p>nesse caso o número da carga do íon é acrescentado ao final do nome ou se</p><p>acrescenta o sufixo “-oso” ao íon de menor valência e “-ico” ao íon de maior</p><p>valência, como, por exemplo, o ferro, que pode formar os cátions 𝐹𝑒2 + e 𝐹𝑒3 + ,</p><p>razão pela qual seus nomes são, respectivamente, hidróxido de ferro (II) ou</p><p>hidróxido ferroso – 𝐹𝑒 ( 𝑂𝐻 ) 2 – e hidróxido de ferro (III) ou hidróxido férrico –</p><p>𝐹𝑒 ( 𝑂𝐻 ) 3 –.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Ácidos e bases de Bronsted Lowry</p><p>As definições de Arrhenius para ácidos e bases apresentam uma característica</p><p>fundamental, as substâncias químicas precisam possuir em sua estrutura os íons</p><p>𝐻+ e/ou 𝑂𝐻− para serem classificados como ácidos e bases, respectivamente.</p><p>Mas quando uma espécie química não apresenta íons 𝐻+ e/ou 𝑂𝐻− em sua</p><p>estrutura e mesmo assim possui capacidade de alterar o pH de uma solução, como</p><p>podemos classificá-los como ácidos e bases?</p><p>Os ácidos e bases de Bronsted-Lowry são fundamentais na compreensão da</p><p>química ácido-base, fornecendo uma abordagem mais abrangente e flexível em</p><p>comparação com a teoria de Arrhenius. Neste texto, você vai explorar detalhes dos</p><p>conceitos, exemplos e aplicações dos ácidos e bases de acordo com a teoria de</p><p>Bronsted-Lowry, destacando sua importância em diversas áreas da química e</p><p>além.</p><p>Os ácidos e bases de Bronsted-Lowry foram propostos por Johannes Nicolaus</p><p>Bronsted e Thomas Martin Lowry em 1923. De acordo com esta teoria, um ácido é</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 6/48</p><p>definido como qualquer substância capaz de doar prótons (íons de hidrogênio, 𝐻+),</p><p>enquanto uma base é qualquer substância capaz de aceitar prótons.</p><p>Em termos mais simples, um ácido de Bronsted-Lowry é uma espécie química que</p><p>libera prótons em uma solução aquosa, enquanto uma base de Bronsted-Lowry é</p><p>aquela que aceita prótons.</p><p>𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) → 𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂𝐻𝐶𝑂𝑂 � 𝑎𝑞 �</p><p>− + 𝐻3𝑂 � 𝑎𝑞 �</p><p>+</p><p>Onde temos que o ácido lático 𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻 é o ácido (doa 𝐻+) e</p><p>𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂𝐻𝐶𝑂𝑂− a sua base conjugada (recebe 𝐻+), 𝐻2𝑂 é a base e 𝐻3𝑂+ o seu</p><p>ácido conjugado.</p><p>Desse modo, temos que o ácido clorídrico (𝐻𝐶𝑙) quando dissolvido em água, ele</p><p>libera íons 𝐻+, tornando-se um ácido de acordo com a teoria de Bronsted-Lowry,</p><p>assim como o ácido acético (𝐶𝐻 ₃ 𝐶𝑂𝑂𝐻), que libera íons 𝐻+ em solução aquosa,</p><p>doando um próton para a água.</p><p>No caso das bases, temos, como exemplo, a reação da âmonia:</p><p>𝑁𝐻3 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 ) → 𝑁𝐻4 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 �</p><p>−</p><p>Onde temos o 𝑁𝐻3 que é a espécie que recebe um próton (𝐻+), sendo, portanto, a</p><p>base e 𝑁𝐻4</p><p>+ o seu ácido conjugado, 𝐻2𝑂 é o ácido e 𝑂𝐻− a sua base conjugada.</p><p>O hidróxido de sódio (𝑁𝑎𝑂𝐻) é um exemplo de base de Bronsted-Lowry, pois ele</p><p>aceita íons 𝐻+ da água, formando íons hidroxila (𝑂𝐻−).</p><p>Esses conceitos são aplicados em diversas situações, como na química orgânica,</p><p>onde os ácidos de Bronsted-Lowry são amplamente utilizados na catálise de</p><p>reações orgânicas, como a reação de esterificação e hidrólise de</p><p>ésteres e as</p><p>bases de Bronsted-Lowry são essenciais na síntese orgânica, incluindo reações de</p><p>alquilação e desprotonação. Na química inorgânica, ácidos e bases de Bronsted-</p><p>Lowry são usados na produção de fertilizantes, detergentes e produtos</p><p>farmacêuticos.</p><p>Esses conceitos também são aplicados biologia e medicina, onde a regulação do</p><p>pH é fundamental para o funcionamento adequado dos sistemas biológicos. Os</p><p>ácidos e bases de Bronsted-Lowry desempenham um papel crucial na manutenção</p><p>do equilíbrio ácido-base no corpo humano. Além disso, muitos medicamentos e</p><p>produtos farmacêuticos são formulados usando princípios ácido-base de Bronsted-</p><p>Lowry. Já na indústria alimentícia, eles são usados para controlar o pH de</p><p>alimentos e bebidas, garantindo a segurança e a qualidade dos produtos.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 7/48</p><p>Os ácidos e bases de Bronsted-Lowry são conceitos fundamentais na química,</p><p>com aplicações em uma variedade de campos, desde a indústria até a biologia e</p><p>medicina. Sua compreensão é essencial para entender os processos químicos e</p><p>suas aplicações práticas. Ao compreender os princípios ácido-base de Bronsted-</p><p>Lowry, os cientistas podem desenvolver novos materiais, medicamentos e</p><p>tecnologias que beneficiam a sociedade como um todo.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, após conhecer e compreender as características ácidos e bases, suas</p><p>propriedades e características, assim como os sistemas relacionados a sua</p><p>nomenclatura, é hora de aplicar esse conteúdo. Ácidos e bases desempenham</p><p>papéis fundamentais na química e na vida cotidiana, influenciando processos</p><p>industriais, ambientais e biológicos.</p><p>Deste modo, temos que diversos ácidos são encontrados no solo, alguns dos quais</p><p>se encontram em destaque, como os ácidos oxálico, fórmico, fumárico e málico, e</p><p>sua nomenclatura é apresentada na tabela 4.2.</p><p>Íon</p><p>Nomes</p><p>Ácido</p><p>Raiz do</p><p>ânion</p><p>Sufixo</p><p>Resulta</p><p>do</p><p>Fórmula</p><p>Oxalato 𝐶2𝑂4</p><p>2 − Ácido Oxal -ico</p><p>Ácido</p><p>oxálico</p><p>𝐻2𝐶2𝑂4</p><p>Formiato 𝐶𝑂𝑂𝐻− Ácido Form -ico</p><p>Ácido</p><p>fórmico</p><p>𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻</p><p>Fumarato</p><p>𝐶4𝐻2𝑂4</p><p>2 − Ácido Fumar -ico</p><p>Ácido</p><p>fumárico</p><p>𝐻2𝐶4𝐻2𝑂4…</p><p>Malato 𝐶4𝐻4𝑂5</p><p>2 − Ácido Málico -ico</p><p>Ácido</p><p>málico</p><p>𝐻2𝐶4𝐻4𝑂5…</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 8/48</p><p>Tabela 4.2 Os ácidos oxálico, fórmico, fumárico e málico e sua nomenclatura.</p><p>Fonte: FÁBREGA, F. M.. Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2016.</p><p>Outros ácidos podem ser encontrados no solo, porém em quantidades menores</p><p>como: os ácidos succínico, acético, aconítico, gálico, vanílico, benzoico, fumárico e</p><p>chiquímico.</p><p>As bases mais encontradas no solo são os hidróxidos de amônio e cálcio e podem</p><p>ser nomeadas da seguinte forma, conforme apresentado na Tabela 4.3.</p><p>Tabela 4.3 Os hidróxidos de amônio e cálcio. Fonte: FÁBREGA, F. M.. Química</p><p>Geral e Experimental. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2016.</p><p>Você pode precisar de informações adicionais para resolver esse problema.</p><p>Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre os ácidos e as bases, acesse a biblioteca virtual e faça a</p><p>leitura do capítulo 12, Ácidos e bases, do livro “Química”, disponível na Minha</p><p>Biblioteca.</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. Porto Alegre: Grupo A, 2013.</p><p>Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552560/.</p><p>Acesso em: 04 mar. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre a força de ácidos e</p><p>bases, faça a leitura do artigo: “Sobre a força de ácidos e bases: algumas</p><p>Hidróxido De</p><p>Nome do</p><p>cátion</p><p>Cátion Resultado Fórmula</p><p>Hidróxido De Amônio 𝑁𝐻4</p><p>+ Hidróxido</p><p>de amônio</p><p>𝑁𝐻4𝑂𝐻</p><p>Hidróxido De Cálcio 𝐶𝑎2 +</p><p>Hidróxido</p><p>de cálcio</p><p>𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 2</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 9/48</p><p>considerações”, disponível em: https://doi.org/10.1590/S0100-</p><p>40422008000600052. Acesso em: 04 mar. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre os conceitos de ácidos e bases por</p><p>meio da leitura do artigo “Discutindo o contexto das definições de ácido e base”,</p><p>disponível em: http://dx.doi.org/10.21577/0104-8899.20160099. Acesso em: 04</p><p>mar. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. 11. ed. Rio de Janeiro:</p><p>Mcgraw Hill, 2013.</p><p>FÁBREGA, F. M.. Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2016.</p><p>KOTZ, John C. et al. Química geral e reações químicas. 9. ed. São Paulo:</p><p>Cengage Learning, 2010, v. 1-2.</p><p>Aula 2</p><p>SAIS E ÓXIDOS</p><p>Sais e Óxidos</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer as definições de sais, óxidos e</p><p>hidretos, assim como suas propriedades, características e regras de nomenclatura.</p><p>Esse conteúdo é importante para sua prática profissional, pois esses compostos</p><p>influenciam processos industriais, agrícolas e farmacêuticos. Suas propriedades,</p><p>como solubilidade, condutividade e reatividade, são cruciais para diversas</p><p>aplicações e a nomenclatura sistemática e as características físicas ajudam na</p><p>identificação e uso adequado desses compostos. Prepare-se para essa jornada de</p><p>conhecimento. Vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 10/48</p><p>https://doi.org/10.1590/S0100-40422008000600052</p><p>https://doi.org/10.1590/S0100-40422008000600052</p><p>http://dx.doi.org/10.21577/0104-8899.20160099</p><p>Ponto de Partida</p><p>Estudante, você iniciou o estudo sobre as funções inorgânicas, conhecendo não só</p><p>os ácidos e as bases, como também suas diferenças, características, reações</p><p>químicas e as regras de nomenclatura. Agora, vamos continuar o nosso estudo</p><p>sobre as funções inorgânicas, conhecendo assim os sais, os óxidos e os hidretos.</p><p>Você vai estudar primeiramente os sais e perceber o quão presentes eles estão no</p><p>nosso dia a dia. Aprenderá então como eles são formados, suas características,</p><p>classificação e a regra para compor a sua nomenclatura. Em seguida estudará os</p><p>óxidos e de suas características, classificação e regras de nomenclatura,</p><p>completando os nossos estudos sobre as funções inorgânicas. Ao final, conhecerá</p><p>a função dos hidretos, suas características, propriedades e as regras de</p><p>nomenclatura.</p><p>Então reflita: A corrosão pode ser definida como um processo de deterioração dos</p><p>metais, representada popularmente pela maresia e pelo azinhavre. A maresia é</p><p>caracterizada pela formação acelerada de ferrugem nos objetos compostos por</p><p>ferro, e o azinhavre é uma camada de cor esverdeada formada nos objetos</p><p>compostos por cobre ou latão. O que esses dois processos têm em comum além</p><p>de serem corrosivos? Eles são acentuados nas regiões litorâneas, em razão da</p><p>alta concentração de íons cloreto presentes na água do mar e na humidade do ar</p><p>dessas regiões. Um exemplo clássico da formação de azinhavre é a Estátua da</p><p>Liberdade, já que, tendo sido construída com a utilização de placas de cobre sobre</p><p>uma estrutura de ferro e tendo sido colocada em uma região litorânea, foi sendo</p><p>recoberta de azinhavre com o passar do tempo, razão pela qual possui cor</p><p>esverdeada.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 11/48</p><p>Nesse contexto, você deve descobrir quais são os sais presentes no azinhavre e</p><p>os óxidos presentes na composição da ferrugem, bem como suas fórmulas</p><p>químicas. Você também poderá apresentar medidas paliativas para minimizar da</p><p>corrosão. Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Caro estudante, quando um ácido e uma base reagem, formam geralmente outro</p><p>produto além da água. Esse produto é chamado de sal, um composto iônico que</p><p>contém um cátion diferente do íon 𝐻+</p><p>e um ânion diferente do íon 𝑂𝐻−</p><p>. O sal pode ser</p><p>produzido por uma reação de neutralização que consiste em um</p><p>cátion pertencente à base e de um ânion pertencente ao ácido, como, por</p><p>exemplo, no sal cloreto de sódio, em que o cátion, 𝑁𝑎+, vem da base, 𝑁𝑎𝑂𝐻, e o</p><p>ânion, 𝐶𝑙−, vem do ácido, 𝐻𝐶𝑙, e quando a solução final for evaporada, o sal,</p><p>cloreto de sódio, permanecerá. A equação a seguir representa essa reação:</p><p>𝐻𝐶𝑙 � 𝑔 � + 𝑁𝑎𝑂𝐻 � 𝑎𝑞 � → 𝑁𝑎𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 � + 𝐻2𝑂 ( 𝑙 )</p><p>Os sais são derivados dos ácidos e bases. Nesse sentido, Arrhenius os definiu</p><p>como substâncias que, quando adicionadas à água, liberam um cátion diferente do</p><p>hidrogênio (𝐻+) e um ânion diferente da hidroxila (𝑂𝐻−), por exemplo, nas</p><p>equações para o cloreto de sódio e para o nitrato de potássio:</p><p>𝑁𝑎𝐶𝑙 ( 𝑠 )</p><p>𝐻2𝑂</p><p>�⎯� 𝑁𝑎 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝐶𝑙 � 𝑎𝑞 �</p><p>−</p><p>𝐾𝑁𝑂3 ( 𝑠 )</p><p>𝐻2𝑂</p><p>�⎯� 𝐾 � 𝑎𝑞 �</p><p>+ + 𝑁𝑂3 � 𝑎𝑞 �</p><p>−</p><p>Os sais são substâncias bastante utilizadas em nosso cotidiano, tal como o cloreto</p><p>de sódio (𝑁𝑎𝐶𝑙) e o bicarbonato de sódio (𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3), que são caracterizados pela</p><p>cor branca. Porém outros sais bastante utilizados apresentam outras cores, como</p><p>o sulfato cúprico (𝐶𝑢𝑆𝑂4), que apresenta coloração azul e é utilizado no tratamento</p><p>da água de piscinas, e o dicromato de potássio (𝐾2𝐶𝑟2𝑂7) que possui coloração</p><p>vermelho-alaranjada e é utilizado no teste de bafômetro.</p><p>Os sais são compostos iônicos e se encontram em estado sólidos nas condições</p><p>normais de temperatura e pressão (CNTP), possuem sabor salgado e são bons</p><p>condutores de eletricidade. Alguns sais apresentam características que os</p><p>permitem cristalizar em contato com a água, formando os compostos denominados</p><p>de sais hidratados, como, por exemplo: 𝐶𝑎𝑆𝑂4 . 2𝐻2𝑂 (sulfato de cálcio di-</p><p>hidratado) e o 𝐶𝑜𝐶𝑙2 . 6𝐻2𝑂 (cloreto de cobalto hexa-hidratado). Existem sais</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 12/48</p><p>com características higroscópicas, ou seja, que absorvem até a umidade do ar,</p><p>como é o caso do 𝑆𝑖𝑂2 . 𝑛𝐻2𝑂 (sílica gel).</p><p>Os sais podem ser classificados de acordo com sua natureza química em: neutros,</p><p>ácidos, básicos e mistos. Os sais neutros são obtidos pela reação de neutralização</p><p>total, ou seja, não possuem íons 𝐻+ e 𝑂𝐻− em sua composição, como, por</p><p>exemplo: 𝑁𝑎𝐶𝑙 (cloreto de sódio), 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 (sulfato de sódio) e o 𝑁𝐻4𝐶𝑁 (cianeto</p><p>de amônia). Os sais ácidos são obtidos por meio da reação de neutralização</p><p>parcial; porém é necessário que a quantidade de ácido seja superior à de base.</p><p>Em razão disso, apresentam dois cátions, sendo um metal e o outro o íon</p><p>hidrogênio (𝐻+). São exemplos de sais ácidos o 𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂3 (bicarbonato de sódio) e</p><p>o 𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂4 (bissulfato de sódio).</p><p>Os sais básicos são obtidos a partir da reação de neutralização parcial, porém, ao</p><p>contrário dos sais ácidos, a quantidade de ácido precisa ser inferior à da base,</p><p>razão pela qual apresentam dois ânions, sendo um ametal e o outro o íon hidroxila</p><p>𝑂𝐻−, como, por exemplo, os sais 𝐴𝑙 ( 𝑂𝐻 ) 𝐶𝑙2 (hidroxicloreto de alumínio) e o</p><p>𝐶𝑎 ( 𝑂𝐻 ) 𝐶𝑙 (hidroxicloreto de cálcio).</p><p>Os sais duplos ou mistos não apresentam íons hidrogênio e/ou hidroxila em sua</p><p>composição, mas são formados por dois cátions diferentes de 𝐻+ ou por dois</p><p>ânions que sejam diferentes de 𝑂𝐻−.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 13/48</p><p>A nomenclatura dos sais é composta de maneira bem simples de acordo com a</p><p>seguinte regra: nome do ânion + de + nome do cátion. A Tabela 4.4 apresenta</p><p>alguns exemplos.</p><p>Tabela 4.4 Nomenclatura dos sais. Fonte: FÁBREGA, F. M.. Química Geral e</p><p>Experimental. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2016.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Exemplificando</p><p>Dê os nomes dos seguintes sais e classifique-os:</p><p>a. 𝑁𝑎3𝑃𝑂4: fosfato de sódio; sal neutro.</p><p>b. 𝑁𝑎𝐿𝑖𝑆𝑂4: sulfato de sódio e lítio; sal misto.</p><p>c. 𝐶𝑎𝑆𝑂4.2𝐻2𝑂: sulfato de cálcio di-hidratado: sal hidratado.</p><p>d. 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3: bicarbonato de sódio, sal ácido.</p><p>Os sais ainda podem ser classificados conforme a sua solubilidade. Os sais</p><p>solúveis são aqueles que se dissociam em água, sendo bons condutores de</p><p>eletricidade, como os cloretos de sódio e potássio, e são classificados como</p><p>Ânion De Cátion Nome Fórmula</p><p>Sulfato (𝑆𝑂4</p><p>2 − ) de Sódio (𝑁𝑎+) Sulfato de sódio 𝑁𝑎2𝑆𝑂4</p><p>Fosfato (𝑃𝑂4</p><p>3 − ) de Potássio (𝐾+) Fosfato de potássio 𝐾3𝑃𝑂4</p><p>Acetato (</p><p>𝐶2𝐻3𝑂2</p><p>−)</p><p>de</p><p>Magnésio (</p><p>𝑀𝑔2 + )</p><p>Acetato de magnésio 𝑀𝑔 � 𝐶2𝐻3𝑂2 � 2</p><p>Cloreto (𝐶𝑙−) de Cálcio (𝐶𝑎2 + ) Cloreto de cálcio 𝐶𝑎𝐶𝑙2</p><p>Nitrato (𝑁𝑂3</p><p>−) de Alumínio (𝐴𝑙3 + ) Nitrato de alumínio 𝐴𝑙 � 𝑁𝑂3 � 3</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 14/48</p><p>insolúveis aqueles que apresentam baixa solubilidade em água, sendo assim maus</p><p>condutores de eletricidade, como o cloreto e o iodeto de prata.</p><p>Dentro dos estudos sobre as funções inorgânicas, você conhecerá agora os</p><p>óxidos, que são todas as substâncias formadas por oxigênio e outros elementos</p><p>químicos com menor eletronegatividade do que ele. Graças à elevada afinidade</p><p>eletrônica do oxigênio, os óxidos podem ser formados por metais, tendo assim um</p><p>caráter mais iônico, ou por não metais, possuindo um caráter mais covalente.</p><p>Os óxidos podem ser classificados com base em sua estrutura e em seu</p><p>comportamento químico. De acordo com a sua estrutura, os óxidos podem ser</p><p>classificados como normais e peróxidos; quanto ao seu comportamento químico,</p><p>classificam-se em: ácidos, básicos, neutros, anfóteros, mistos e peróxidos. Os</p><p>óxidos ácidos são aqueles que, quando reagem com água, formam um ácido.</p><p>Alguns desses óxidos podem não reagir diretamente com a água, mas reagem</p><p>com uma base formando sal e água e revelando o seu comportamento ácido. São</p><p>formados, geralmente, por não metais, possuindo caráter covalente, como, por</p><p>exemplo: 𝐶𝑂2, 𝑁𝑂2, 𝑃4𝑂10 e 𝐵2𝑂3.</p><p>Óxidos básicos são aqueles que, ao reagirem com a água, produzem uma base ou</p><p>também são capazes de neutralizar um ácido, formando sal e água. São formados,</p><p>em sua grande maioria, por metais e, portanto, possuem caráter iônico, como, por</p><p>exemplo 𝑁𝑎2𝑂, 𝐿𝑖2𝑂, 𝐶𝑎𝑂 e 𝐵𝑎𝑂. Algumas exceções, que não reagem com a água,</p><p>reagem com ácidos, formando sais, caracterizando o comportamento básico,</p><p>como, por exemplo: 𝑇𝑙2𝑂3, 𝐵𝑖3𝑂3 e 𝑇ℎ𝑂2. Quanto à solubilidade dos óxidos, pode-</p><p>se afirmar que todos são insolúveis, com a exceção dos óxidos básicos de 𝐶𝑎2 +</p><p>, 𝑆𝑟2 + e 𝐵𝑎2 + .</p><p>Óxidos neutros não reagem com a água nem com os ácidos e as bases. São</p><p>formados com não metais e possuem caráter covalente, são exemplos deles: 𝐶𝑂</p><p>, 𝑁2𝑂 e 𝑁𝑂. Os óxidos anfóteros, por sua vez, reagem tanto com ácidos fortes</p><p>quanto com bases fortes, como, por exemplo: 𝑍𝑛𝑂, 𝐴𝑙2𝑂3, 𝑃𝑏𝑂, 𝐵𝑒𝑂 e 𝑆𝑛𝑂. Os</p><p>óxidos duplos ou mistos são formados por dois óxidos de um mesmo elemento,</p><p>como a magnetita, 𝐹𝑒3𝑂4.</p><p>Por fim, temos os peróxidos que são óxidos que possuem dois átomos de oxigênio</p><p>ligados diretamente (– O – O –) e possuem a propriedade de serem agentes</p><p>oxidantes forte. O exemplo mais clássico de um peróxido é o peróxido de</p><p>hidrogênio, 𝐻2𝑂2</p><p>, conhecido popularmente como água oxigenada. Outros exemplos de peróxidos</p><p>são: 𝐾2𝑂2, 𝐿𝑖2𝑂2, 𝐾2𝑂2, 𝐵𝑎𝑂2 e 𝐶𝑎𝑂2.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 15/48</p><p>A nomenclatura dos óxidos é dada pela seguinte regra: prefixo que indica o</p><p>número de átomos de oxigênio + óxido de + prefixo que indica o número de</p><p>átomos do outro elemento + nome do elemento menos eletronegativo,</p><p>considerando que, quando há somente um elemento menos eletronegativo, pode-</p><p>se desprezar o prefixo. Os prefixos podem ser: (1) mono-;</p><p>são chamadas</p><p>períodos, sendo que ao longo deles ocorre o aumento do número atômico.</p><p>Saber a localização do elemento químico nos dá várias informações sobre a</p><p>distribuição eletrônica. Como já mencionamos, os metais de transição</p><p>possuem seus elétrons mais energéticos (elétrons da camada de valência)</p><p>nos orbitais d, enquanto os metais de transição interna nos orbitais f. Os</p><p>metais do grupo principal possuem seus elétrons energéticos em orbitais s,</p><p>enquanto os não metais em orbitais p (Figura 1.5).</p><p>Figura 1.5 Tabela periódica – orbitais da camada de valência. Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 13/47</p><p>https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Tabela_Peri%C3%B3dica_de_2019.webp</p><p>Além da distribuição eletrônica, você pode obter outras informações sobre</p><p>os elementos olhando para a tabela periódica. Existem algumas</p><p>propriedades que se repetem de tempos em tempos, estas são as</p><p>propriedades atômicas que possuem tendências periódicas. São elas:</p><p>tamanho atômico, tamanho iônico, energia de ionização e afinidade</p><p>eletrônica.</p><p>Antes de começarmos a falar destas propriedades, cabe ressaltar que os</p><p>valores de propriedades atômicas podem variar entre os livros didáticos,</p><p>pois dependem do artigo científico original. Uma série de fatores, como a</p><p>técnica aplicada e a precisão do equipamento, afeta os dados obtidos em</p><p>uma pesquisa. Nesta seção, usaremos os valores apresentados por Kotz et</p><p>al. (2014)</p><p>Siga em Frente...</p><p>Tamanho atômico</p><p>Você saberia dizer qual é o tamanho de um átomo? Ou ainda, você</p><p>consegue dizer qual é a fronteira de um átomo? Então, como poderíamos</p><p>saber qual seu tamanho? De fato, pela definição de orbitais não podemos</p><p>traçar uma linha e dizer que o átomo chega até aquele ponto, nem</p><p>matematicamente e nem com observações diretas. Porém, podemos utilizar</p><p>medidas indiretas para conseguirmos estas informações, como analisar</p><p>moléculas compostas pelos mesmos átomos. Neste caso, a definição de</p><p>raio atômico é dada como metade da distância entre os centros de dois</p><p>átomos.</p><p>Após cientistas medirem, experimentalmente, vários tamanhos atômicos e</p><p>tabelarem estes valores (você pode conferir valores e gráficos de variação</p><p>destes valores em Atkins e Jones (2009, p. 40)) foi observado que na</p><p>medida que o valor de n aumenta, aumenta também o raio atômico, ou seja,</p><p>o raio atômico aumenta no mesmo sentido de aumento de período ao longo</p><p>de um grupo. Isso é fácil de analisarmos, se você pensar que quanto maior</p><p>o n, maior o número de camadas, é natural esta tendência em aumentar o</p><p>tamanho do átomo de cima para baixo na tabela periódica.</p><p>Outra observação foi que o tamanho do átomo diminui na medida que</p><p>adicionamos um próton. Podemos simplificar esta observação</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 14/47</p><p>racionalizando que na medida que ocorre o aumento em um próton, a</p><p>atração com a eletrosfera é maior, o núcleo passa a atrair os elétrons mais</p><p>fortemente. Desta maneira, o raio atômico diminui na medida que aumenta o</p><p>número atômico em um mesmo período.</p><p>Tamanho iônico</p><p>Um íon é um elemento que perdeu ou ganhou elétrons. Sendo que ao</p><p>ganhar elétrons, um átomo fica negativo e é chamado de ânion. Quando um</p><p>átomo perde elétrons, ele fica positivo, sendo chamado de cátion. Você</p><p>deve observar se tem um íon ou um elemento neutro ao fazer a distribuição</p><p>eletrônica. Se ele perdeu um elétron, a distribuição eletrônica corresponde à</p><p>distribuição observada para o elemento menos um elétron. Já se ele ganhou</p><p>um elétron, corresponde à distribuição do elemento com um elétron</p><p>adicional.</p><p>Existe uma variação entre o raio atômico do elemento e de seu íon, um</p><p>cátion será sempre menor que o elemento de origem, enquanto um ânion</p><p>será sempre maior. O raio iônico é uma propriedade periódica, em que o</p><p>tamanho do íon aumenta ao longo do período. Agora se compararmos íons</p><p>O2 − , F1 − , Na1 + e Mg2 + , que possuem o mesmo número de elétrons</p><p>(chamados isoelétricos), veremos que embora todos tenham 10 elétrons,</p><p>O2 − possui oito prótons e raio atômico de 140 pm, F1 − possui nove prótons</p><p>e raio atômico de 133 pm, Na1 + possui dez prótons e raio atômico de 98 pm</p><p>e Mg2 + possui 12 prótons e raio atômico de 79 pm. Podemos explicar os</p><p>valores tão diferentes de raio atômico pelo número de prótons. Quanto</p><p>maior o número de prótons, maior a atração núcleo-eletrosfera, portanto,</p><p>menor o tamanho do íon.</p><p>Energia de ionização (EI)</p><p>Estando um átomo em fase gasosa, a energia de ionização é a energia</p><p>necessária para a remoção de um elétron da camada de valência, levando à</p><p>formação de cátions. Como é necessário fornecer energia para que ocorra a</p><p>abstração do elétron, este valor é positivo (energias positivas são fornecidas</p><p>ao sistema e energias negativas liberadas pelo sistema, no caso sistema é a</p><p>reação).</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 15/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Removendo gradativamente, em fase gasosa, 1, 2 e 3 elétrons do átomo de</p><p>magnésio, temos (Figura 1.6):</p><p>Figura 1.6 Energia de ionização do magnésio. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Isso significa que é necessário fornecer ao sistema 738 kJ/mol para remover</p><p>o primeiro elétron do magnésio, 1451 kJ/mol para remover o segundo</p><p>elétron (quase o dobro da primeira EI) e 7733 kJ/ mol na terceira (mais de</p><p>cinco vezes a segunda EI). Se você olhar a distribuição eletrônica do</p><p>magnésio metálico, do cátion que perdeu um elétron e do cátion que perdeu</p><p>dois elétrons, verá que a primeira e a segunda perda ocorreram com</p><p>elétrons da 3ª camada, enquanto o terceiro elétron é retirado de uma</p><p>camada mais próxima ao núcleo. Elétrons de camadas mais internas são</p><p>mais difíceis de serem removidos, devido a sua proximidade com o núcleo.</p><p>Quanto maior for o raio atômico, menor será esta energia, já que os elétrons</p><p>da camada de valência estão mais afastados do núcleo. Com isso, podemos</p><p>dizer que para elementos do grupo principal, a energia de ionização diminui</p><p>com o aumento do período e aumenta com o aumento do número atômico.</p><p>Uma exceção é o valor da energia de ionização do átomo de oxigênio ser</p><p>menor que a do nitrogênio, voltando a aumentar no flúor. Quando o átomo</p><p>de oxigênio está com seis elétrons na camada de valência, temos um orbital</p><p>p com dois elétrons, isso causa uma certa repulsão. Ao perder um elétron,</p><p>cada orbital tem apenas um elétron, diminuindo esta repulsão. Com isso, a</p><p>abstração do primeiro elétron não é tão difícil como no nitrogênio (N, EI =</p><p>1402 kJ/mol) e no flúor (F, EI = 1681 kJ/mol). Este mesmo efeito é</p><p>observado para o enxofre (S) e o selênio (Se) com relação aos seus</p><p>vizinhos nos períodos abaixo. Este exemplo demonstra a importância da</p><p>distribuição eletrônica na energia de ionização.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 16/47</p><p>Afinidade eletrônica (AE)</p><p>A formação de ânions ocorre quando um átomo captura um elétron. A</p><p>capacidade de um átomo capturar elétrons é avaliada como afinidade</p><p>eletrônica, quando o elemento está em fase gasosa. Comumente, quando</p><p>ocorre a adição de um elétron a um átomo, ocorre a liberação de energia,</p><p>desta forma, quanto maior for a afinidade eletrônica, mais negativo será seu</p><p>valor.</p><p>Já mencionamos que quanto maior o número atômico de um elemento ao</p><p>longo do período, menor o átomo, pois há mais prótons para atrair os</p><p>elétrons da camada de valência. Este mesmo efeito é observado para</p><p>afinidade eletrônica. Quanto maior o número atômico ao longo do período,</p><p>maior será</p><p>(2) di-; (3) tri-; (4) tetra-;</p><p>(5) penta-; (6) hexa-; (7) hepta- e assim por diante. A Tabela 4.5 apresenta alguns</p><p>exemplos do uso dessa nomenclatura.</p><p>Tabela 4.5 Nomenclatura dos óxidos. Fonte: FÁBREGA, F. M.. Química Geral e</p><p>Experimental. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2016.</p><p>Os óxidos podem ser formados por elementos químicos que possuam diferentes</p><p>valências e, neste caso, a nomenclatura dos óxidos seguirá uma nova regra,</p><p>segundo a qual os prefixos serão desprezados e serão acrescentados prefixos</p><p>conforme a valência do elemento, ou seja, para o elemento de menor valência será</p><p>Prefixo no</p><p>de átomos</p><p>de oxigênio</p><p>Óxido de</p><p>Prefixo no</p><p>de átomos</p><p>do outro</p><p>elemento</p><p>Nome do</p><p>elemento</p><p>menos</p><p>eletronegati</p><p>vo</p><p>Nome</p><p>Fórmul</p><p>a</p><p>Mono óxido de mono carbono Monóxido de</p><p>carbono</p><p>𝐶𝑂</p><p>Di óxido de mono enxofre Dióxido de</p><p>enxofre</p><p>𝑆𝑂2</p><p>Tri óxido de di Cromo Trióxido de</p><p>dicromo</p><p>𝐶𝑟2𝑂3</p><p>Pent óxido de di Nitrogênio Pentóxido de</p><p>dinitrogênio</p><p>𝑁2𝑂5</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 16/48</p><p>acrescentado o sufixo –oso; e para o de maior valência, o sufixo -ico, como mostra</p><p>a Tabela 4.6.</p><p>Tabela 4.6 Nomenclatura dos óxidos conforme a valência. Fonte: FÁBREGA, F. M..</p><p>Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2016.</p><p>Exemplificando</p><p>Dê os nomes dos seguintes óxidos e classifique-os:</p><p>a. 𝐴𝑙2𝑂3: trióxido de dialumínio; óxido anfótero.</p><p>b. 𝐵𝑎𝑂: óxido de bário; óxido básico.</p><p>c. 𝑃2𝑂5: pentóxido de difósforo; óxido ácido.</p><p>d. 𝑃𝑏3𝑂4: tetróxido de trichumbo; óxido misto.</p><p>Para encerrar nosso estudo sobre as funções inorgânicas, vamos trabalhar agora</p><p>com os hidrtetos. Os hidretos são compostos formados pela combinação do</p><p>hidrogênio com outros elementos e eles desempenham um papel significativo em</p><p>várias áreas da química e correlatas, tendo propriedades distintas e diversas</p><p>aplicações. Esses são compostos que contêm o hidrogênio como principal</p><p>elemento. Eles podem ser classificados em três tipos principais: iônicos,</p><p>covalentes e metálicos, dependendo da natureza dos elementos com os quais o</p><p>hidrogênio se combina.</p><p>Cátion</p><p>Óxido de + nome</p><p>elementos menos</p><p>eletronegativo + valência</p><p>Óxido de + Nome</p><p>elemento menos</p><p>eletronegativo + sufixo</p><p>Fórmula</p><p>𝐹𝑒2 + Óxido de ferro II Óxido ferroso 𝐹𝑒𝑂</p><p>𝐹𝑒3 + Óxido de ferro III Óxido férrico 𝐹𝑒2𝑂3</p><p>𝐶𝑢+ Óxido de cobre I Óxido cuproso 𝐶𝑢2𝑂</p><p>𝐶𝑢2 + Óxido de cobre II Óxido cúprico 𝐶𝑢𝑂</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 17/48</p><p>Os hidretos iônicos são formados pela combinação de hidrogênio com metais</p><p>alcalinos e alcalino-terrosos. Eles têm uma estrutura iônica, onde o hidrogênio</p><p>forma o íon hidreto (𝐻−), que se une ao metal para formar o composto. Exemplos</p><p>de hidretos iônicos incluem hidreto de sódio (𝑁𝑎𝐻) e hidreto de lítio (𝐿𝑖𝐻). Já os</p><p>hidretos covalentes resultam da combinação de hidrogênio com não-metais,</p><p>formando ligações covalentes. Nesses compostos, o hidrogênio compartilha</p><p>elétrons com outros elementos não metálicos. Exemplos de hidretos covalentes</p><p>incluem metano (𝐶𝐻4), amônia (𝑁𝐻3) e água (𝐻2𝑂). Por fim temos os hidretos</p><p>metálicos que são formados pela absorção de hidrogênio por metais, geralmente</p><p>de transição. O hidrogênio ocupa os espaços intersticiais na estrutura cristalina dos</p><p>metais, formando uma solução sólida. Exemplos de hidretos metálicos incluem</p><p>hidreto de ferro (𝐹𝑒𝐻2) e hidreto de titânio (𝑇𝑖𝐻2).</p><p>Os hidretos são compostos que apresentam propriedades que variam de acordo</p><p>com o tipo de ligação química presente no composto. Desse modo, temos que os</p><p>hidretos iônicos tendem a ser sólidos cristalinos, enquanto os hidretos covalentes</p><p>podem ser líquidos ou gasosos, dependendo das condições de temperatura e</p><p>pressão. Já os hidretos metálicos exibem uma ampla gama de propriedades,</p><p>dependendo do metal de base e da quantidade de hidrogênio absorvida.</p><p>Quanto a nomenclatura dos hidretos, devemos seguir algumas regras específicas,</p><p>dependendo do tipo de composto. Para os hidretos iônicos, a nomenclatura segue</p><p>o padrão "hidreto de [nome do metal]", como hidreto de sódio (𝑁𝑎𝐻). Para os</p><p>hidretos covalentes, o hidrogênio é frequentemente mencionado como um prefixo</p><p>no nome do composto, como no caso do metano (𝐶𝐻4) e amônia (𝑁𝐻3). Já os</p><p>hidretos metálicos podem ser nomeados de acordo com o metal de base e a</p><p>proporção de hidrogênio no composto.</p><p>Essas substâncias apresentam uma variedade de aplicações em diferentes áreas</p><p>da ciência e da tecnologia. Os hidretos iônicos são utilizados como fontes de</p><p>hidrogênio em reações químicas, enquanto os hidretos covalentes são essenciais</p><p>em processos industriais, como a produção de amônia para fertilizantes agrícolas.</p><p>Quanto aos hidretos metálicos, eles são usados como materiais de</p><p>armazenamento de hidrogênio em tecnologias de células de combustível e em</p><p>aplicações de armazenamento de energia.</p><p>Os hidretos são compostos químicos importantes com uma variedade de</p><p>propriedades e aplicações. Sua diversidade de tipos e características os torna</p><p>essenciais em muitos campos da ciência e da tecnologia, desde a química básica</p><p>até aplicações avançadas em energia e materiais.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 18/48</p><p>Estudante, nesta aula você trabalhou com os sais, os óxidos e os hidretos,</p><p>observando suas propriedades, características e nomenclatura. Os sais</p><p>desempenham papéis cruciais em diversas áreas, desde a agricultura até a</p><p>indústria e a medicina. Os sais são fundamentais na produção de fertilizantes, na</p><p>regulação do 𝑝𝐻 do solo e na fabricação de produtos químicos. Os óxidos são</p><p>empregados em processos de produção de materiais, na síntese de compostos</p><p>orgânicos e na purificação de água. Sua aplicabilidade abrange desde a fabricação</p><p>de vidros e cerâmicas até a produção de medicamentos e catalisadores,</p><p>destacando sua importância na vida cotidiana e na prática profissional. Já os</p><p>hidretos apresentam propriedades únicas, como capacidade de armazenamento</p><p>de hidrogênio e reatividade química, possibilitam aplicações em tecnologias</p><p>emergentes, como células de combustível, armazenamento de energia e catálise.</p><p>Esses compostos desempenham um papel fundamental na busca por soluções</p><p>sustentáveis e inovadoras para desafios contemporâneos.</p><p>Pensando no exposto, temos estudo voltado a compreensão de processos de</p><p>corrosão. Deste modo, temos que o azinhavre é composto por uma mistura tóxica</p><p>de hidróxido de cobre I, hidróxido de cobre II, carbonato de cobre I e carbonato de</p><p>cobre II, portanto, uma mistura de bases e sais, sendo os sais o carbonato de</p><p>cobre I e carbonato de cobre II, os quais possuem as seguintes fórmulas químicas:</p><p>Carbonato de cobre I ou carbonato cuproso: 𝐶𝑢2𝐶𝑂3.</p><p>Carbonato de cobre II ou carbonato cúprico: 𝐶𝑢𝐶𝑂3.</p><p>Já a ferrugem tem uma composição química complexa, porém, basicamente, é</p><p>constituída por óxido-hidróxido de ferro, óxido de ferro II e óxido de ferro III, os</p><p>quais apresentam as seguintes fórmulas químicas:</p><p>Óxido-hidróxido de Ferro: 𝐹𝑒 ( 𝑂𝐻 ) 𝑂.</p><p>Óxido de ferro III ou óxido férrico: 𝐹𝑒2𝑂3.</p><p>Óxido de ferro II ou óxido ferroso: 𝐹𝑒𝑂.</p><p>Como medidas paliativas para a ferrugem, é aconselhável que, quando possível,</p><p>se mantenham as peças de ferro longe do mar, caso não seja possível mantê-las</p><p>cobertas e em local refrigerado. Já para prevenir o azinhavre, é recomendado</p><p>cobrir as peças de cobre com resina para que não fiquem com contato direto com</p><p>a atmosfera da região litorânea, embora essa seja uma medida preventiva, que</p><p>não torna, portanto, a peça inume ao azinhavre. Outras informações podem ser</p><p>necessárias para compreender melhor os sais e os óxidos. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 19/48</p><p>Para saber mais sobre as propriedades e características dos sais e dos óxidos,</p><p>acesse a biblioteca virtual e faça a leitura do capítulo 4 “Funções inorgânicas” do</p><p>livro “Química”, disponível na Biblioteca Virtual 3.0.</p><p>SPIER, Vivian Cristina. Fundamentos de química. Curitiba, PR: Intersaberes,</p><p>2023. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 05</p><p>mar. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre a solubilidade de sais</p><p>inorgânicos em diferentes solventes, faça a leitura do texto: “Estudo da solubilidade</p><p>de sais em misturas solventes”, disponível em:</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Lucas-Freitas-</p><p>3/publication/328716320_Estudo_da_solubilidade_de_sais_inorganicos_em_mistur</p><p>as_de_solventes/links/5d2109de458515c11c18d1c0/Estudo-da-solubilidade-de-</p><p>sais-inorganicos-em-misturas-de-solventes.pdf. Acesso em: 05 mar. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre a aplicabilidade dos óxidos por meio</p><p>da leitura do artigo “Óxidos de ferro e suas aplicações em processos catalíticos:</p><p>uma revisão”, disponível em: https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000100022.</p><p>Acesso em: 05 mar. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. 11. ed. Rio de Janeiro:</p><p>Mcgraw Hill, 2013.</p><p>FÁBREGA, F. M.. Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2016.</p><p>Aula 3</p><p>HIDROCARBONETOS E</p><p>COMPOSTOS AROMÁTICOS</p><p>Hidrocarbonetos e compostos aromáticos</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 20/48</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Lucas-Freitas-3/publication/328716320_Estudo_da_solubilidade_de_sais_inorganicos_em_misturas_de_solventes/links/5d2109de458515c11c18d1c0/Estudo-da-solubilidade-de-sais-inorganicos-em-misturas-de-solventes.pdf</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Lucas-Freitas-3/publication/328716320_Estudo_da_solubilidade_de_sais_inorganicos_em_misturas_de_solventes/links/5d2109de458515c11c18d1c0/Estudo-da-solubilidade-de-sais-inorganicos-em-misturas-de-solventes.pdf</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Lucas-Freitas-3/publication/328716320_Estudo_da_solubilidade_de_sais_inorganicos_em_misturas_de_solventes/links/5d2109de458515c11c18d1c0/Estudo-da-solubilidade-de-sais-inorganicos-em-misturas-de-solventes.pdf</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Lucas-Freitas-3/publication/328716320_Estudo_da_solubilidade_de_sais_inorganicos_em_misturas_de_solventes/links/5d2109de458515c11c18d1c0/Estudo-da-solubilidade-de-sais-inorganicos-em-misturas-de-solventes.pdf</p><p>https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000100022</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer o universo da química orgânica,</p><p>abordando inicialmente a estrutura e as propriedades dos compostos de carbono.</p><p>Na sequência irá conhecer os hidrocarbonetos. Esse conteúdo é importante para</p><p>sua prática profissional, pois desempenham papéis fundamentais em diversas</p><p>áreas profissionais, como na indústria farmacêutica, de alimentos, petroquímica,</p><p>entre outras. Eles são essenciais na síntese de medicamentos, na produção de</p><p>plásticos, combustíveis, solventes e cosméticos, demonstrando sua ampla</p><p>aplicabilidade na prática profissional. Prepare-se para essa jornada de</p><p>conhecimento. Vamos lá!</p><p>Ponto de Partida</p><p>Estudante, você iniciou o estudo sobre as funções inorgânicas, conhecendo não só</p><p>os ácidos, as bases, os sais, os óxidos e os hidretos como também suas</p><p>diferenças, características, e as regras de nomenclatura. Agora, vamos continuar o</p><p>nosso estudo sobre a química orgânica e as funções orgânicas. Primeiramente</p><p>você compreenderá o conceito de química orgânica e conhecerá as características</p><p>que o átomo de carbono orgânica precisa apresentar para formar essa classe de</p><p>compostos. Além disso, você conhecerá os processos de hibridização do átomo de</p><p>carbono presente nas moléculas orgânicas. Após conhecer esses princípios</p><p>básicos, você irá trabalhar com a classificação do carbono e com a classificação</p><p>das cadeias de átomos de carbono. Ao final, conhecerá a função dos</p><p>hidrocarbonetos, assim como suas características gerais e suas propriedades.</p><p>Para aplicar esse conhecimento, reflita sobre a seguinte situação: você é um</p><p>profissional que trabalha em uma fábrica de motores e está desenvolvendo um</p><p>novo motor bastante potente, com elevada compressão. Sua tarefa é avaliar quais</p><p>compostos e misturas de combustíveis podem ser utilizados neste motor. Desse</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 21/48</p><p>modo você precisará responder a alguns questionamentos. Como avaliar</p><p>hidrocarbonetos utilizados como solventes? Todos os hidrocarbonetos queimam na</p><p>presença de oxigênio e por isso são utilizados como combustíveis, porém,</p><p>qualquer hidrocarboneto pode ser utilizado como combustível? Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Caro estudante, a química orgânica consiste no estudo das moléculas compostas</p><p>por carbono. Esta definição de August Kekulé (1829 - 1896) nem sempre</p><p>descreveu este ramo da química. No final do século XVIII e início do século XIX,</p><p>acreditava-se que compostos orgânicos deveriam ser obtidos apenas por</p><p>organismos vivos, o que ficou conhecido como Teoria do vitalismo. A síntese da</p><p>ureia por Friedich Wöhler, em 1828, foi um marco para que este pensamento se</p><p>transformasse.</p><p>Um dos fundamentos da química orgânica também foi desenvolvido por Kekulé.</p><p>Publicações em paralelo com Couper e Butkerov ficaram conhecidas como Teoria</p><p>estrutural da química orgânica. Esta teoria diz que:</p><p>1. Nos compostos orgânicos, átomos tendem a formar um número fixo de</p><p>ligações, carbono realiza quatro ligações, oxigênio duas, hidrogênio e cloro,</p><p>uma ligação.</p><p>2. Um átomo de carbono pode usar um ou mais elétrons de sua camada de</p><p>valência para formar ligações com outros átomos de carbono.</p><p>De maneira geral, moléculas orgânicas são compostos formados por ligações</p><p>covalentes, combinando átomos de carbono com outros elementos, como</p><p>hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre etc. Compostos formados apenas por</p><p>carbonos e hidrogênios são chamados de hidrocarbonetos, sendo que a presença</p><p>de diferentes elementos químicos leva a diferentes funções químicas, por exemplo,</p><p>moléculas contendo grupos 𝑂𝐻 são chamadas de álcoois, 𝐶 − 𝑂 − 𝐶 éteres, ou</p><p>𝐶𝑂𝑂𝐻 ácidos carboxílicos.</p><p>A fórmula elementar de um composto orgânico corresponde à menor proporção</p><p>entre os átomos que descrevem a molécula. Você deve ficar atento que uma</p><p>mesma fórmula molecular pode descrever dois compostos diferentes, como 𝐶2𝐻6𝑂</p><p>que descreve o etanol ou o éter dimetílico, conforme apresentado na Figura 4.1.</p><p>Por levarem a funções orgânicas diferentes, estes compostos apresentam</p><p>propriedades diferentes, sendo chamados de isômeros constitucionais, neste caso</p><p>de função.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 22/48</p><p>Figura 4.1 C2H6O – Etanol e éter dimetílico –</p><p>Isômeros constitucionais. Fonte: DREKENER, R. L.</p><p>Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>Os átomos tendem a se ligar covalentemente para completar esta última camada,</p><p>embora ocorram algumas exceções à regra do octeto. Note que quando</p><p>mostramos a Teoria estrutural para o carbono, independentemente de ligações</p><p>simples, duplas ou triplas, sempre quatro ligações são possíveis. Vamos analisar o</p><p>hidrocarboneto mais simples, o metano. Ele é composto por um átomo de carbono</p><p>e quatro átomos de hidrogênio. Em 1874, trabalhos independentes de Van’t Hoff e</p><p>Le Bel descreveram o metano como uma molécula em que os hidrogênios ocupam</p><p>vértices de um tetraedro, estando o átomo de carbono no centro. Desse modo, é</p><p>possível observar que os átomos ocupam posições diferentes no espaço e outra</p><p>que as quatro ligações com os átomos de hidrogênio</p><p>são idênticas. Você se lembra</p><p>que a distribuição eletrônica do carbono é 1𝑠2 2𝑠2 2𝑝2 e que cada ligação</p><p>covalente é formada pelo compartilhamento de um elétron do carbono com um</p><p>elétron do outro átomo envolvido na ligação? Como pode o carbono fazer então</p><p>quatro ligações? Uma explicação para isso ser possível é realizar uma mistura de</p><p>orbitais, chamada hibridização. Para o metano, esta hibridização ocorre ao se</p><p>misturar o orbital 2𝑠 com os três orbitais 2𝑝. O número de orbitais formados deve</p><p>ser a soma dos orbitais envolvidos, quatro orbitais híbridos. Eles terão um formato</p><p>entre o esférico do orbital 𝑠 e o formato de haltere do orbital 𝑝. Estes quatro orbitais</p><p>são chamados 𝑠𝑝3, conforme apresentado na Figura 4.2.</p><p>Figura 4.2 Hibridização sp3 do carbono. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora</p><p>S.A., 2017.</p><p>Se você considerar que a camada de valência do carbono no metano possui</p><p>quatro orbitais 𝑠𝑝3, cada um terá um elétron (Figura 4.2), realizando quatro</p><p>ligações iguais. Isso explica o metano possuir estrutura tetraédrica, com as quatro</p><p>ligações 𝐶 − 𝐻 idênticas em tamanho e características.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 23/48</p><p>Agora, vamos analisar outra estrutura de um hidrocarboneto, o eteno, de fórmula</p><p>molecular 𝐶2𝐻4. O eteno (ou etileno) possui dois carbonos com geometria trigonal</p><p>plana ligados por uma ligação dupla, sendo cada um deles ligado a dois</p><p>hidrogênios. Você já se perguntou como ocorre a formação da ligação dupla? Esta</p><p>ligação é composta pelo que chamamos de ligação sigma (𝜎) e outra ligação pi (𝜋).</p><p>No que estas ligações diferem? Para respondermos a estas questões, precisamos</p><p>ver um segundo tipo de hibridização, a hibridização 𝑠𝑝2. Nesta hibridização, o</p><p>átomo de carbono forma orbitais híbridos utilizando o orbital 2𝑠 e apenas dois</p><p>orbitais 2𝑝, conforme apresentado na Figura 4.3. O formato dos três orbitais 𝑠𝑝2</p><p>formados é mais cilíndrico do que os orbitais 𝑠𝑝3, atribuímos isso ao fato de que</p><p>temos uma contribuição maior do orbital 𝑠 neste caso (33,33%, enquanto para 𝑠𝑝3</p><p>é 25%). Esta contribuição é chamada de caráter 𝑠 e quanto maior seu valor, mais</p><p>esférico o orbital híbrido formado.</p><p>Figura 4.3 Hibridização sp2 do carbono. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>Se você observar o carbono com a hibridização 𝑠𝑝2, verá que um orbital 𝑝</p><p>permanece intacto. Ao ligar dois carbonos 𝑠𝑝2, teremos uma sobreposição de</p><p>orbitais 𝑠𝑝2 perfeita, caracterizando a ligação 𝜎, enquanto os orbitais 𝑝 ficaram em</p><p>paralelo, realizando uma ligação 𝜋 ao se sobrepor lateralmente. Com relação ao</p><p>tamanho de uma ligação 𝜎 𝐶 𝑠𝑝2 − 𝐶 𝑠𝑝2, devido ao tamanho do orbital</p><p>(maior caráter 𝑠) ela será menor que uma ligação 𝜎 𝐶 𝑠𝑝3 − 𝐶 𝑠𝑝3.</p><p>E se aumentarmos ainda mais o caráter 𝑠 em um orbital híbrido? Isso é o que</p><p>ocorre na hibridização 𝑠𝑝, em que o caráter 𝑠 é de 50%</p><p>. Esta hibridização envolve apenas um orbital 2𝑝 e um orbital 2𝑠, conforme</p><p>mostrado na Figura 4.4. Isto é o que ocorre no acetileno (etino), um hidrocarboneto</p><p>que possui uma ligação 𝜎 e duas ligações 𝜋, possuindo assim uma ligação tripla.</p><p>Este orbital é menor que os orbitais 𝑠𝑝2 e 𝑠𝑝3, sendo assim, a ligação 𝐶𝑠𝑝 – 𝐶𝑠𝑝</p><p>é menor entre as três ligações dos hidrocarbonetos.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 24/48</p><p>Figura 4.4 Hibridização e estrutura do acetileno. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Classificação do carbono e das cadeias carbônicas</p><p>O átomo de carbono é classificado com base no número de átomos de carbono</p><p>aos quais está ligado diretamente. Quando ele está ligado a quatro outros átomos</p><p>de carbono, ele é chamado de quaternário. Se ele está ligado a três outros átomos</p><p>de carbono, ele é denominado carbono terciário. Quando ele se liga a dois outros</p><p>átomos de carbono, ele é chamado de carbono secundário, e quando ele está</p><p>ligado a apenas um átomo de carbono ou a nenhum outro átomo de carbono, ele é</p><p>chamado de carbono primário. Essas classificações são fundamentais na</p><p>determinação das propriedades, reatividades e na organização de estruturas das</p><p>moléculas orgânicas.</p><p>Quanto as cadeias dos átomos de carbono, elas representam a estrutura das</p><p>moléculas orgânicas. Existem diferentes formas de classificação das cadeias</p><p>carbônicas, que podem ser classificadas de acordo com as ligações presentes,</p><p>número de ligações entre os átomos de carbono e presença de heteroátomos entre</p><p>átomos de carbono.</p><p>A seguir você conhecerá as diferentes formas de classificação das cadeias com</p><p>seus respectivos exemplos.</p><p>1. Em relação a abertura e fechamento das cadeias carbônicas, elas podem ser</p><p>classificadas como cadeia aberta, fechada e mista.</p><p>Cadeia aberta: apresenta pelo menos duas extremidades e nenhuma</p><p>estrutura fechada.</p><p>Cadeia fechada: não possui nenhuma extremidade e uma estrutura fechada.</p><p>Cadeia mista: possui uma estrutura fechada e pelo menos uma extremidade.</p><p>2. Em relação a forma como os átomos de carbono estão distribuídos pela</p><p>estrutura, podendo a cadeia ser normal ou ramificada.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 25/48</p><p>Cadeia normal: apresenta apenas duas extremidades em uma cadeia aberta</p><p>e nenhuma extremidade quando cadeia fechada.</p><p>Cadeia ramificada: Possui no mínimo três extremidades quando cadeia</p><p>aberta e pelo menos uma extremidade quando cadeia fechada.</p><p>3. Em relação a presença de ligações simples e ligações duplas ou triplas,</p><p>podendo a cadeia ser saturada ou insaturada.</p><p>Cadeia saturada: apresenta apenas átomos de carbono contendo ligações</p><p>simples.</p><p>Cadeia insaturada: apresenta pelo menos uma ligação entre átomos de</p><p>carbono, dupla ou tripla.</p><p>4. Em relação a presença de heteroátomos entre os átomos de carbono,</p><p>podendo ser cadeia homogênea e heterogênea.</p><p>Cadeia homogênea: apresenta apenas átomos de carbono na cadeia</p><p>principal.</p><p>Cadeia heterogênea: apresenta um heteroátomo (O, N, S) ligado a dois</p><p>átomos de carbono.</p><p>Hidrocarbonetos</p><p>Os hidrocarbonetos são classificados de acordo com suas ligações em alcanos,</p><p>alcenos, alcinos e aromáticos. Os alcanos apresentam fórmula estrutural 𝐶𝑛𝐻2𝑛 + 2,</p><p>possuem apenas ligações simples e cada carbono é tetraédrico (𝑠𝑝3), ligado a</p><p>carbonos ou hidrogênios. A principal fonte de hidrocarbonetos é o petróleo, sendo</p><p>que a gasolina e a querosene são misturas de hidrocarbonetos. Quando puros,</p><p>estes compostos são incolores, com odores desagradáveis e insolúveis em água</p><p>(devido à baixa polaridade). Todos os hidrocarbonetos queimam na presença de</p><p>oxigênio e, por isso, são utilizados como combustíveis. Além da reação de</p><p>combustão, hidrocarbonetos são pouco reativos.</p><p>Com relação ao seu estado físico, compostos com até quatro carbonos são gases</p><p>na temperatura ambiente, enquanto compostos com 5 − 15 e o heptadecano a</p><p>22 °𝐶. Hidrocarbonetos acima deste tamanho são sólidos na temperatura</p><p>ambiente.</p><p>Quando temos outras cadeias carbônicas substituindo um dos átomos de 𝐻 em</p><p>um 𝐶𝐻2, chamamos de cadeia ramificada. Na Figura 4.5 vemos que a fórmula</p><p>𝐶5𝐻10 pode representar o 𝑛 para denotar que a cadeia é linear) ou o 2-metil-</p><p>butano, estes também são chamados de isômeros constitucionais, neste caso de</p><p>cadeia. Note que a maior cadeia carbônica é responsável por dar o nome ao</p><p>hidrocarboneto (butano), a posição do substituinte é dada pelo número 2, o nome</p><p>do substituinte é metila, sendo esta estrutura ramificada.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 26/48</p><p>Os alcanos podem ainda ser cíclicos,</p><p>ou seja, formando um anel. A fórmula 𝐶5𝐻10</p><p>é um anel de átomos de carbono substituído com dois hidrogênios cada um,</p><p>sendo denominado ciclopentano. Já a fórmula 𝐶6𝐻12 é do cicloexano, um</p><p>cicloalcano bastante conhecido e estudado.</p><p>Figura 4.5 Alcanos lineares e ramificados, nomenclatura e isomeria. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Os alcenos e alcinos possuem instaurações na forma de ligações duplas e triplas,</p><p>respectivamente. Os alcenos possuem fórmula estrutural 𝐶𝑛𝐻2𝑛, nomeados com o</p><p>sufixo “eno”. Os mais simples são o eteno e o propileno, a partir daí, devemos</p><p>indicar a posição da ligação dupla, pois ela afeta as propriedades destes</p><p>compostos (pontos de fusão e ebulição, solubilidade etc.). Os alcinos possuem</p><p>fórmula estrutural 𝐶𝑛𝐻2𝑛 − 2 e são nomeados com o sufixo “ino”, sendo mais</p><p>simples o etino. A Figura 4.6 apresenta exemplos de alcenos e alcinos.</p><p>Figura 4.6 Alcenos e alcinos. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Os alcanos, os alcenos e os alcinos são incolores, sendo que os de baixo peso</p><p>molecular são gases e os de peso mais elevados são líquidos e sólidos. Eles</p><p>reagem com oxigênio em reações de combustão. Contudo, existe uma diferença</p><p>entre eles e os alcanos: sua reatividade. A ligação 𝜋 não é tão forte como a ligação</p><p>𝜎. Na ligação 𝜎 ocorre a sobreposição de orbitais, enquanto na ligação 𝜋 ocorre</p><p>uma interação lateral. Com isso, a dupla ligação pode reagir com diversos</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 27/48</p><p>compostos, precisando de menos energia para ser quebrada do que a ligação</p><p>simples.</p><p>No entanto, existe uma classe especial de hidrocarbonetos, que embora sejam</p><p>representados com duplas ligações, não apresentam a mesma reatividade de</p><p>alcenos. Estes compostos são denominados compostos aromáticos. O mais</p><p>simples é o benzeno, de fórmula 𝐶6𝐻6</p><p>, e quando substituído com uma metila é nomeado tolueno. Note que estes</p><p>compostos possuem uma nomenclatura bem própria, conforme apresentado na</p><p>Figura 4.7.</p><p>Figura 4.7 Alguns compostos aromáticos. Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Descoberto em 1825 como subproduto de gás de iluminação, o benzeno chamou a</p><p>atenção dos químicos da época. Inicialmente descrito por Kekulé como um alceno</p><p>cíclico com ligações duplas e simples alternadas, em que as duas possíveis</p><p>estruturas estavam em equilíbrio. Entretanto, o benzeno não se comportava como</p><p>um alceno típico, já que não reagia da mesma forma. Este problema foi</p><p>solucionado pela elaboração da hipótese de que o benzeno é um híbrido de duas</p><p>estruturas de ressonância. De fato, passado algum tempo, com técnicas mais</p><p>modernas, foi observado que o tamanho das seis ligações do anel benzênico era</p><p>igual para todos,139 𝑝𝑚, valor entre o comprimento de ligações simples (154 𝑝𝑚</p><p>) e duplas (134 𝑝𝑚). Em termos de orbitais, esta estabilidade diferenciada do</p><p>benzeno pode ser explicada pelo fato de que todos os orbitais das duplas ligações</p><p>estão alinhados, permitindo que os elétrons circulem entre eles.</p><p>O benzeno é um líquido incolor, sendo que quando substituído pode ser líquido ou</p><p>sólido (isso nas condições normais de temperatura e pressão). Comporta-se como</p><p>hidrocarboneto em questão de solubilidade, ou seja, insolúveis em água e solúveis</p><p>em solventes apolares. São quimicamente estáveis, não reagem como os outros</p><p>compostos com ligações duplas e triplas. Esta estabilização adicional é atribuída</p><p>ao efeito de ressonância, uma maneira que ela pode ser avaliada é analisando</p><p>quanto de energia é liberada pela hidrogenação do benzeno e quanto de energia é</p><p>liberada pela hidrogenação de três ligações duplas que estiverem isoladas. A</p><p>reação de hidrogenação consiste em adicionar gás hidrogênio (𝐻2) a ligações</p><p>duplas e triplas, levando a compostos mais saturados ou com menor número de</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 28/48</p><p>instaurações. Quanto menos energia é liberada neste processo, mais estável é o</p><p>composto que está sendo hidrogenado.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, nesta aula você trabalhou com os princípios da química orgânica. Seu</p><p>estudo se iniciou pelas definições de química orgânica e características do átomo</p><p>de carbono. Nesse sentido, você estudou as estruturas de hibridização do carbono</p><p>e as características e estruturas das cadeias orgânicas, além de verificar a</p><p>classificação dos átomos de carbono em compostos orgânicos. Além disso, você</p><p>conheceu e compreendeu as estruturas dos hidrocarbonetos, verificando as</p><p>características e propriedades de alcanos, alcenos, alcinos e hidrocarbonetos</p><p>aromáticos.</p><p>Desse modo, vamos retomar a situação envolvendo o desenvolvimento de</p><p>motores, voltando nosso estudo a escolha de hidrocarbonetos e misturas de</p><p>hidrocarbonetos que podem ser empregados como combustíveis. Os compostos</p><p>que são utilizados como combustíveis, além de reagirem com oxigênio sofrendo</p><p>combustão, devem também, não sofrer detonação facilmente. Detonação é um</p><p>processo em que a energia liberada no local de início de reação se propaga na</p><p>forma de uma onda de choque. Um padrão utilizado para isso é o índice de</p><p>octanagem, que nada mais é do que o índice de resistência à detonação. Se uma</p><p>gasolina possui octanagem 85%, corresponde à mesma resistência de detonação</p><p>de uma mistura 85% de isoctano (2,2,4-trimetil-pentano) e 15% de heptano. Uma</p><p>octanagem de 120% corresponde a uma resistência à detonação 20% superior ao</p><p>isoctano. Quanto mais potente o motor, mais compressões ele exigirá, portanto,</p><p>mais resistente à ignição espontânea o combustível deverá ser.</p><p>Baseado em seus conhecimentos de hidrocarbonetos, você sabe que eles reagem</p><p>com oxigênio, por isso podem servir como combustíveis. Você verificou, então,</p><p>diferentes misturas de hidrocarbonetos e testou seus índices de octanagem,</p><p>obtendo valores de 75%, 98%, 107% e 117%. Baseado nestes dados, você sugere</p><p>iniciar os testes com o combustível com 117% de índice de octanagem, pois o</p><p>motor a ser desenvolvido utiliza alta compressão.</p><p>Outras informações podem ser necessárias para compreender melhor os</p><p>compostos orgânicos e os hidrocarbonetos. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as os princípios gerais da química orgânica e a função dos</p><p>hidrocarbonetos, acesse a biblioteca virtual e faça a leitura do capítulo 11 “Química</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 29/48</p><p>Orgânica” do livro “Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio</p><p>Ambiente”, disponível na Minha Biblioteca.</p><p>ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de química:</p><p>questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Grupo A, 2018.</p><p>Disponível em:</p><p>. Acesso em:</p><p>09 mar. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos a nomenclatura de</p><p>compostos orgânicos, faça a leitura do artigo: “Nomenclatura de compostos</p><p>orgânicos segundo as recomendações da IUPAC. Uma breve introdução”,</p><p>disponível em:</p><p>https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/9658/5071.</p><p>Acesso em: 09 mar. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre compostos aromáticos por meio da</p><p>leitura do texto “Introdução à química orgânica”, disponível em:</p><p>https://atividadesescolaresprontas.com.br/wp-content/uploads/2021/10/APOSTILA-</p><p>_-introducao_quimica_organica.pdf. Acesso em: 09 mar. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de química:</p><p>questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Grupo A, 2018.</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. 11. ed. Rio de Janeiro:</p><p>Mcgraw Hill, 2013.</p><p>DREKENER,</p><p>R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Aula 4</p><p>GRUPOS FUNCIONAIS</p><p>Grupos Funcionais</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 30/48</p><p>https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/9658/5071</p><p>https://atividadesescolaresprontas.com.br/wp-content/uploads/2021/10/APOSTILA-_-introducao_quimica_organica.pdf</p><p>https://atividadesescolaresprontas.com.br/wp-content/uploads/2021/10/APOSTILA-_-introducao_quimica_organica.pdf</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer as funções orgânicas</p><p>oxigenadas e as funções orgânicas nitrogenadas. Esse conteúdo é importante para</p><p>sua prática profissional, pois essas funções estão presentes em uma variedade de</p><p>compostos, desde solventes e reagentes até produtos farmacêuticos e materiais</p><p>poliméricos. Compreender suas propriedades e reatividades é fundamental para</p><p>diversas áreas, incluindo indústria farmacêutica, química de materiais e pesquisa</p><p>científica. Prepare-se para essa jornada de conhecimento. Vamos lá!</p><p>Ponto de Partida</p><p>Caro estudante, como as funções orgânicas oxigenadas, como álcoois e cetonas,</p><p>contribui para a diversidade estrutural e funcional dos compostos orgânicos</p><p>encontrados na natureza e na indústria? Além disso, quais são as propriedades e</p><p>aplicações dos ácidos carboxílicos e seus derivados, tais como ésteres e amidas,</p><p>em diferentes áreas, como na produção de alimentos, na fabricação de polímeros</p><p>e na síntese de medicamentos? Outro ponto é saber qual é o papel das funções</p><p>orgânicas nitrogenadas, como aminas e amidas, na química orgânica e na</p><p>bioquímica, considerando suas propriedades ácidas e básicas, bem como suas</p><p>aplicações em compostos naturais e sintéticos?</p><p>Nesta aula você vai explorar o universo das funções orgânicas, abordando as</p><p>funções oxigenadas, que são aquelas que apresentam um heteroátomo de</p><p>oxigênio em sua composição. Dentro deste universo temos os ácidos carboxílicos,</p><p>que são compostos orgânicos que possuem o grupo funcional carboxila em sua</p><p>estrutura. Seus derivados incluem ésteres, amidas e anidridos, com aplicações na</p><p>indústria farmacêutica, alimentícia e de polímeros. Por fim, você conhecerá as</p><p>características das funções nitrogenadas, que são aquelas que possuem um</p><p>heteroátomo de nitrogênio em sua constituição.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 31/48</p><p>Para compreender todos esses pontos, pense na seguinte situação, você é um</p><p>profissional que trabalha em um laboratório de obtenção de moléculas orgânicas</p><p>aplicadas em indústria alimentícia, em que um novo adoçante está sendo avaliado</p><p>para uso em suco de limão. Um dos testes que devem ser realizados é a</p><p>estabilidade química, em que as funções orgânicas devem permanecer sem reagir.</p><p>Quando a molécula tem sua estrutura alterada, suas propriedades organolépticas</p><p>podem ser afetadas, por isso sua estabilidade é importante. Como este adoçante</p><p>apresenta em sua estrutura uma função éter e o meio é suco de limão (ácido</p><p>cítrico está presente), a estabilidade desta função deve ser avaliada no meio. Uma</p><p>informação importante é que éteres, em meio ácido, levam à formação de álcoois.</p><p>Como você poderia monitorar um experimento contendo o adoçante e o ácido</p><p>cítrico na mesma concentração que o suco? Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Caro estudante, as moléculas orgânicas apresentam propriedades físicas e</p><p>reatividade de acordo com suas estruturas e os átomos que as compõem. A</p><p>reatividade diz respeito ao comportamento químico da molécula, em outras</p><p>palavras, a reatividade define frente a que tipo de reagentes a molécula original</p><p>leva a produtos, além de quais os produtos formados. As propriedades dizem</p><p>respeito ao seu comportamento físico-químico, como ponto de ebulição, ponto de</p><p>fusão, polaridade, solubilidade etc. Os alcanos são pouco reativos, o que varia</p><p>para alcenos e alcinos, devido à ligação dupla. Podemos inferir que as</p><p>propriedades variam devido a estes fatores, pois alterar a hibridização afeta o</p><p>formato da molécula e, portanto, suas interações intermoleculares.</p><p>Quando começamos a estudar moléculas orgânicas com diferentes átomos, vemos</p><p>que estas propriedades variam muito. Por exemplo, benzeno não é um composto</p><p>ácido, já o fenol (substituímos o 𝐻 por uma hidroxila) é ácido. Ou ainda, etano nas</p><p>CNTP é um gás e etanol é um líquido, e ambos contêm dois átomos de carbono.</p><p>Neste segundo caso, você consegue explicar esta diferença, não é mesmo? Basta</p><p>você lembrar das ligações de hidrogênio presentes nos álcoois.</p><p>Ao olharmos uma estrutura orgânica, devemos procurar os átomos que definem</p><p>suas características, os chamados grupos funcionais. Estes grupos permitem</p><p>separarmos as moléculas de acordo com suas funções orgânicas. Podemos</p><p>chamar os átomos diferentes de hidrogênio e carbono de heteroátomos, podendo</p><p>eles serem variados, como oxigênio, nitrogênio, enxofre, entre outros. Alguns</p><p>grupos funcionais são compostos sintetizados em laboratório apenas, porém, com</p><p>grande aplicação em síntese, como material de partida ou reagente.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 32/48</p><p>Existem diversas funções orgânicas, sendo as principais: álcoois, haletos, éteres,</p><p>aminas, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos e seus derivados, conforme</p><p>apresentado na Figura 4.8.</p><p>Figura 4.8 Principais funções orgânicas. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>Os haletos orgânicos são moléculas orgânicas que contêm um substituinte</p><p>halogênio (𝐹, 𝐶𝑙, 𝐵𝑟, 𝐼) (Figura 4.9). Devido à diferença de eletronegatividade entre</p><p>os halogênios e o carbono, ocorre a formação de momentos de dipolo (𝜇), que</p><p>caracteriza ligações polares.</p><p>Figura 4.9 Exemplos de haletos orgânicos. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Nos alcanos, podemos classificar um carbono como primário, secundário, terciário</p><p>ou quaternário, dependendo do número de átomos de carbono a que o carbono</p><p>analisado está ligado. O mesmo pode ser realizado para haletos de alquila, que</p><p>podem ser classificados como primários, secundários ou terciários, dependendo do</p><p>átomo de carbono que o halogênio está conectado.</p><p>Quando temos um substituinte hidroxila (𝑂𝐻) ligado a um átomo de carbono, a</p><p>função presente é um álcool, conforme apresentado na Figura 4.10. O metanol (</p><p>𝐶𝐻3𝑂𝐻) é o representante mais simples desta função, e o etanol (𝐶𝐻3𝐶𝐻2𝑂𝐻) um</p><p>dos representantes mais importantes comercialmente. Você também pode</p><p>classificar os álcoois como primários, secundários e terciários, utilizando os</p><p>mesmos critérios que os haletos de alquila.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 33/48</p><p>Figura 4.10 Classificação de álcoois como primários, secundários e terciários. Fonte: DREKENER, R. L. Química</p><p>Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Você já deve ter notado que para nomear os álcoois você deve utilizar a</p><p>nomenclatura dos hidrocarbonetos (prefixo da quantidade de carbono), e substituir</p><p>o sufixo “o” por “ol”. Note que na nomenclatura dos hidrocarbonetos, “ano” é a</p><p>terminação para alcano, “eno" para alceno e “ino” para alcino, nos álcoois teremos</p><p>as terminações “anol”, “enol” e “inol”.</p><p>Você notou na Figura 4.10 que há uma segunda nomenclatura para o 2-propanol e</p><p>para o 2-metil-2-propanol? Esta nomenclatura “iso” e “tert” é utilizada para definir</p><p>cadeias ramificadas. O prefixo iso é utilizado para cadeias que possuem a</p><p>substituição em uma das metilas do isopropano, o prefixo sec é utilizado quando o</p><p>substituinte está no carbono secundário da cadeia, tert quando o substituinte</p><p>estiver no carbono terciário e neo quando a função orgânica</p><p>estiver no carbono</p><p>primário.</p><p>Os álcoois são compostos com ponto de ebulição e fusão mais elevados que os</p><p>alcanos, sendo que podemos comparar esta propriedade de acordo com a massa</p><p>equivalente ou o número de carbonos. O etano possui um ponto de ebulição de</p><p>−89 °𝐶, enquanto o etanol, também com dois carbonos, possui ponto de ebulição</p><p>de 78,4 °𝐶. Também podemos comparar o etanol (𝑀𝑀 = 46 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙) com o</p><p>propano (𝑀𝑀 = 44 𝑔 / 𝑚𝑜𝑙), já que possuem massas molares próximas. O</p><p>propano possui ponto de ebulição bem menor que o etanol, de −42 °𝐶. Estas</p><p>diferenças ocorrem devido à formação de ligações de hidrogênio nas moléculas de</p><p>álcool. À medida que se aumenta a cadeia carbônica do álcool, o ponto de</p><p>ebulição será maior. As ligações de hidrogênio presentes no álcool fazem com que</p><p>álcoois metanol e etanol sejam solúveis em água, já o propanol parcialmente</p><p>solúvel. Isso ocorre graças a presença de uma cadeia maior na molécula, ou seja,</p><p>quanto maior o número de átomos de carbono do álcool, menos solúvel em água</p><p>ele será. Quando temos mais hidroxilas em uma mesma molécula como o</p><p>propano-1,2-diol (𝐶𝐻3𝐶𝐻 ( 𝑂𝐻 ) 𝐶𝐻2𝑂𝐻) a miscibilidade em água é total, diferente</p><p>do propanol.</p><p>Quando uma hidroxila está ligada a um anel benzênico você não terá um álcool,</p><p>mas sim, um fenol. A hidroxila ligada ao anel aromático confere a molécula uma</p><p>característica bem peculiar, ele é mais ácido que um álcool comum. Por exemplo,</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 34/48</p><p>em uma reação ácido-base com 𝑁𝑎𝑂𝐻 10%, o fenol irá formar o sal, enquanto</p><p>seu equivalente não aromático, o cicloexanol, não reagirá.</p><p>A acidez de compostos orgânicos está relacionada com a estabilidade do ânion</p><p>formado, quanto mais estável ele for, mais ácido será o composto. Um dos fatores</p><p>que estabiliza a carga negativa é a ressonância. No fenol, o ânion gerado tem a</p><p>carga estabilizada pela ressonância do anel. No cicloexanol não há nenhum tipo de</p><p>estabilização, por isso ele é menos ácido e não reage com 𝑁𝑎𝑂𝐻 10%.</p><p>De maneira geral, os álcoois podem ser considerados derivados da água, em que</p><p>um dos hidrogênios foi substituído por uma cadeia carbônica. Quando ocorre a</p><p>substituição do outro hidrogênio, temos uma nova função orgânica, os éteres. Os</p><p>éteres podem ser classificados como simples (simétricos) ou mistos, dependendo</p><p>se os substituintes possuem cadeias carbônicas idênticas ou não, conforme</p><p>apresentado na Figura 4.11.</p><p>Figura 4.11 Função éter: simétricos e assimétricos. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2017.</p><p>A nomenclatura de éteres pode ser dada pelo nome sistemático (IUPAC), em que a</p><p>regra envolve o nome do substituinte menor (metil, etil propil, butil etc.) menos o</p><p>sufixo “il” mais o sufixo “oxi”, adicionando ao nome do hidrocarboneto maior. Uma</p><p>segunda nomenclatura pode ser utilizada com o emprego da palavra éter, mais</p><p>substituinte menor (metil, etil etc.), mais substituinte maior terminado em -ílico.</p><p>Exemplos das duas nomenclaturas estão na Figura 11 e um esquema explicativo</p><p>da nomenclatura de éteres está na Figura 4.12.</p><p>Figura 4.12 Nomenclatura de éteres. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 35/48</p><p>Os éteres são moléculas com baixa polaridade, que não realizam ligações de</p><p>hidrogênio como os álcoois. Você pode imaginar que isso resulta em propriedades</p><p>bem distintas com relação aos seus isômeros. O éter dimetílico apresenta ponto de</p><p>ebulição de −23°𝐶. O éter dietílico apresenta ponto de ebulição de 34,5°𝐶 e é um</p><p>importante solvente, mesmo sendo levemente inflamável. O éter dietílico é pouco</p><p>solúvel em água (10𝑔 de água), sendo que na proporção de até quatro átomos de</p><p>carbono por átomo de oxigênio alguma solubilidade é observada, acima disso,</p><p>éteres são insolúveis.</p><p>Assim como álcoois e éteres podem ser interpretados como derivados orgânicos</p><p>da água, já a função amina pode ser considerada como derivado orgânico da</p><p>amônia (𝑁𝐻3). A amônia é muito semelhante à água, ambas realizam ligações de</p><p>hidrogênio e são polares. As aminas possuem como grupo funcional o nitrogênio,</p><p>podendo ser aminas primárias (𝑅𝑁𝐻2), secundárias (𝑅2𝑁𝐻) ou terciárias (𝑅3𝑁. ), de</p><p>acordo com o número de cadeias carbônicas ligadas ao átomo de nitrogênio</p><p>(Figura 4.13).</p><p>Figura 4.13 Classificação das aminas. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017.</p><p>Com relação à nomenclatura, você deve ter notado na Figura 4.13, que se utiliza o</p><p>nome do substituinte (propil, metil etc.) acrescido do tipo de cadeia (an, em e in) e</p><p>a palavra amina. Também é comum utilizar apenas propilamina no lugar de</p><p>propanamina. Algumas aminas são trivialmente nomeadas com o nome de suas</p><p>fontes como a putrescina (𝑁𝐻2𝐶𝐻2𝐶𝐻2𝐶𝐻2𝐶𝐻2𝑁𝐻2) e a cadaverina (</p><p>𝑁𝐻2𝐶𝐻2𝐶𝐻2𝐶𝐻2𝐶𝐻2𝐶𝐻2𝑁𝐻2), encontradas na carne em decomposição.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Aminas pequenas são solúveis em água, porém a maior parte não apresenta</p><p>elevadas solubilidades. As aminas são bases e, em presença de ácidos, formam</p><p>sais. Se você desenhar a estrutura de Lewis desta molécula, irá notar que as</p><p>aminas possuem um par de elétrons não ligantes, este par de elétrons confere a</p><p>basicidade às aminas.</p><p>O grupo carboxílico define os ácidos carboxílicos (−𝐶𝑂𝑂𝐻 ou −𝐶𝑂2𝐻), sendo o</p><p>mais simples o ácido fórmico, que tem este nome por ser produzido por formigas.</p><p>Você já deve ter sido picado por uma e pôde evidenciar que ele é um líquido</p><p>irritante, sendo um dos responsáveis pela ardência da picada (SOLOMONS et al,</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 36/48</p><p>2013). O ácido acético também é seu conhecido, já que ele é responsável pelo</p><p>gosto ácido do vinagre, sendo proveniente da oxidação do etanol do vinho. O ácido</p><p>2-hidroxi-1,2,3-propanotricarboxílico também faz parte do seu dia a dia, mas com</p><p>este nome fica difícil de reconhecê-lo, não é mesmo? Ele é o ácido cítrico,</p><p>presente em diversas frutas, como o limão. A Figura 4.14 apresenta alguns ácidos</p><p>carboxílicos e onde eles são encontrados (KOTZ et al, 2014; SOLOMONS et al</p><p>2013).</p><p>Figura 4.14 Exemplos de ácidos carboxílicos e suas fontes. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Os ácidos normalmente são nomeados dependendo de onde foram obtidos, como</p><p>os já mostrados anteriormente, mas existem os nomes sistemáticos dados</p><p>retirando o sufixo “o” do hidrocarboneto correspondente e a adição do sufixo “oico”,</p><p>adicionando a palavra ácido antes do nome. Com relação aos seus aspectos, note</p><p>que desde o ácido mais simples (ácido fórmico) eles já se apresentam na forma de</p><p>líquidos, o que podemos explicar pelas ligações de hidrogênio possíveis nesta</p><p>função. Os ácidos com estruturas de maior massa podem existir como sólidos à</p><p>temperatura ambiente.</p><p>Como a maioria dos ácidos orgânicos, o ácido acético é um ácido fraco e solúvel</p><p>em água. Sua acidez é explicada pela perda do hidrogênio do grupo carboxílico, os</p><p>ácidos carboxílicos em água produzem o íon hidrônio e um carboxilato, com 𝑁𝑎𝑂𝐻</p><p>formam água e carboxilato de sódio, reagindo totalmente. A solubilidade você</p><p>pode explicar devido à polaridade da molécula, os dois átomos de oxigênio da</p><p>carboxila apresentam maior eletronegatividade que o carbono, apresentando</p><p>assim 𝛿−, o hidrogênio, por sua vez, apresenta uma 𝛿+, estas duas características</p><p>possibilitam a formação de ligações de hidrogênio com a água. Note, com isso,</p><p>que ácidos carboxílicos de cadeia carbônica longa devem ser menos solúveis.</p><p>Algumas funções orgânicas podem ser obtidas a partir de ácidos carboxílico,</p><p>sendo conhecidas como derivadas de ácidos carboxílicos</p><p>e são amplamente</p><p>encontradas na química orgânica. Essas funções desempenham papéis</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 37/48</p><p>importantes em diversos processos biológicos e industriais, elas incluem os</p><p>ésteres, amidas, anidridos, haletos de ácido e outros compostos que resultam da</p><p>substituição de um ou mais hidrogênios do grupo carboxila por diferentes grupos</p><p>funcionais. Cada uma dessas classes de compostos apresenta propriedades e</p><p>aplicações distintas, como a presença de ésteres em óleos e gorduras, amidas em</p><p>proteínas e haletos de ácido em reações de síntese orgânica. Essas funções</p><p>derivadas fornecem uma rica variedade de substâncias com propriedades únicas e</p><p>versatilidade química, sendo essenciais em muitos campos da química e da</p><p>biologia.</p><p>Mas estudante, como é possível identificar uma função orgânica? Os diferentes</p><p>grupos funcionais podem ser observados por diversas técnicas. Uma delas é a</p><p>análise de infravermelho (𝐼𝑉). Esta técnica consiste em irradiar as moléculas da</p><p>amostra, fazendo com que os átomos vibrem em torno das ligações covalentes</p><p>que os ligam. Como os grupos funcionais apresentam átomos organizados de</p><p>maneira diferente, cada grupo vibra de uma maneira própria. Por conta disso, eles</p><p>absorvem energia no 𝐼𝑉 em regiões específicas, resultando em um espectro de</p><p>absorção. Álcoois que realizam ligações de hidrogênio apresentam um sinal largo</p><p>característico na região de 3200 − 3500 𝑐𝑚−1 no espectro de 𝐼𝑉, já aminas</p><p>apresentam um sinal fino na mesma região (SOLOMONS; FRYHLE; JOHNSON,</p><p>2013)..</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, nesta aula você trabalhou com as funções orgânicas. Função orgânica</p><p>refere-se a grupos de átomos com características específicas que conferem</p><p>propriedades e reatividade distintas a compostos orgânicos, ela determina o</p><p>comportamento químico e as aplicações dos compostos em diversos processos</p><p>industriais, biológicos e ambientais. Nesse contexto, você conheceu e</p><p>compreendeu as características de função oxigenadas, que são aquelas que</p><p>possuem um heteroátomo de oxigênio em sua estrutura, e as funções</p><p>nitrogenadas, que são aquelas que apresentam um átomo de nitrogênio em sua</p><p>cadeia.</p><p>Para aplicar esses temas, vamos retornar a nossa situação proposta, que consiste</p><p>na obtenção de moléculas a serem empregadas na indústria alimentícia. Desse</p><p>modo, para resolver este problema, você precisa procurar um método que permita</p><p>monitorar constantemente se o produto está sendo obtido, para registrar quando</p><p>isso ocorre. Você tem nos reagentes um éter (adoçante) e como produto de</p><p>decomposição um álcool, duas funções com características bastante distintas, isso</p><p>porque, embora nas duas moléculas o oxigênio esteja ligado ao carbono, apenas</p><p>em um deles temos a ligação 𝑂 − 𝐻, sendo possível realizar ligação de hidrogênio.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 38/48</p><p>Esta é uma excelente oportunidade para o uso de uma análise de infravermelho.</p><p>Os álcoois apresentam um sinal no espectro de infravermelho (em</p><p>3200 − 3500 𝑐𝑚−1), então, você pode realizar análises de infravermelho de</p><p>tempos em tempos até que este sinal surja. Neste ponto, você está observando a</p><p>decomposição do éter.</p><p>Figura 4.15 Reação de decomposição de éter. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2017.</p><p>O custo desta análise é praticamente o equipamento de IV, existem ainda</p><p>equipamentos de infravermelho que podem ser utilizadas como sensor interno</p><p>(dentro da reação) com monitoramento constante. Outras informações podem ser</p><p>necessárias para compreender melhor a situação proposta. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as funções orgâcnias, acesse a biblioteca virtual e faça a</p><p>leitura do capítulo 14 “Álcoois, éteres e tióis”, do capítulo 16 “Aminas” e capítulo 18</p><p>“Ácidos carboxílicos” do livro “Introdução à química geral, orgânica e bioquímica”,</p><p>disponível na Minha Biblioteca.</p><p>BETTELHEIM, Frederick A.; BROWN, William H.; CAMPBELL, Mary K.; FARRELL,</p><p>Shawn O. Introdução à química geral, orgânica e bioquímica - Combo:</p><p>Tradução da 9ª edição norte-americana. São Paulo: Cengage Learning Brasil,</p><p>2016. Disponível em:</p><p>. Acesso em:</p><p>09 mar. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre funções oxigenadas,</p><p>faça a leitura do artigo: “Sabonete de erva cidreira (Lippia alba): uma proposta para</p><p>o ensino de</p><p>funções oxigenadas”, disponível em: https://www.researchgate.net/profile/Erasmo-</p><p>Junior/publication/371605060_Sabonete_de_erva_cidreira_Lippia_alba_uma_prop</p><p>osta_para_o_ensino_de_funcoes_oxigenadas/links/648bc80bb9ed6874a5b196f0/S</p><p>abonete-de-erva-cidreira-Lippia-alba-uma-proposta-para-o-ensino-de-funcoes-</p><p>oxigenadas.pdf. Acesso em: 09 mar. 2024.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 39/48</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Erasmo-Junior/publication/371605060_Sabonete_de_erva_cidreira_Lippia_alba_uma_proposta_para_o_ensino_de_funcoes_oxigenadas/links/648bc80bb9ed6874a5b196f0/Sabonete-de-erva-cidreira-Lippia-alba-uma-proposta-para-o-ensino-de-funcoes-oxigenadas.pdf</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Erasmo-Junior/publication/371605060_Sabonete_de_erva_cidreira_Lippia_alba_uma_proposta_para_o_ensino_de_funcoes_oxigenadas/links/648bc80bb9ed6874a5b196f0/Sabonete-de-erva-cidreira-Lippia-alba-uma-proposta-para-o-ensino-de-funcoes-oxigenadas.pdf</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Erasmo-Junior/publication/371605060_Sabonete_de_erva_cidreira_Lippia_alba_uma_proposta_para_o_ensino_de_funcoes_oxigenadas/links/648bc80bb9ed6874a5b196f0/Sabonete-de-erva-cidreira-Lippia-alba-uma-proposta-para-o-ensino-de-funcoes-oxigenadas.pdf</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Erasmo-Junior/publication/371605060_Sabonete_de_erva_cidreira_Lippia_alba_uma_proposta_para_o_ensino_de_funcoes_oxigenadas/links/648bc80bb9ed6874a5b196f0/Sabonete-de-erva-cidreira-Lippia-alba-uma-proposta-para-o-ensino-de-funcoes-oxigenadas.pdf</p><p>https://www.researchgate.net/profile/Erasmo-Junior/publication/371605060_Sabonete_de_erva_cidreira_Lippia_alba_uma_proposta_para_o_ensino_de_funcoes_oxigenadas/links/648bc80bb9ed6874a5b196f0/Sabonete-de-erva-cidreira-Lippia-alba-uma-proposta-para-o-ensino-de-funcoes-oxigenadas.pdf</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre as funções nitrogenadas por meio</p><p>da leitura do texto “Funções nitrogenadas na abordagem sobre “drogas”: Ensino de</p><p>química e aprendizagem significativa (AS)”, disponível em:</p><p>https://repositorio.ifes.edu.br/bitstream/handle/123456789/1129/Disserta%c3%a7%</p><p>c3%a3o Jussan%c3%a3 Luzia Venturin Caus 16092020.pdf?</p><p>sequence=3&isAllowed=y. Acesso em: 09 mar. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de química:</p><p>questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Grupo A, 2018.</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. 11. ed. Rio de Janeiro:</p><p>Mcgraw Hill, 2013.</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B.; JOHNSON, R. G. Química orgânica. Rio</p><p>de Janeiro: LTC, 2012.</p><p>Encerramento da Unidade</p><p>PRINCÍPIOS DE QUÍMICA</p><p>INORGÂNICA E ORGÂNICA</p><p>Videoaula de Encerramento</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá trabalhar com os conceitos pertinentes as</p><p>funções inorgânicas e orgânicas. Esse conteúdo é importante para a sua prática</p><p>profissional, pois as funções inorgânicas são essenciais em diversos setores</p><p>industriais, desde a produção de alimentos até a fabricação de produtos químicos.</p><p>Já as funções orgânicas são fundamentais na síntese de medicamentos, plásticos</p><p>e combustíveis, impactando diretamente na prática profissional de químicos,</p><p>engenheiros e profissionais de diversas áreas. Bons estudos! Vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 40/48</p><p>https://repositorio.ifes.edu.br/bitstream/handle/123456789/1129/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Jussan%c3%a3%20Luzia%20Venturin%20Caus%2016092020.pdf?sequence=3&isAllowed=y</p><p>https://repositorio.ifes.edu.br/bitstream/handle/123456789/1129/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Jussan%c3%a3%20Luzia%20Venturin%20Caus%2016092020.pdf?sequence=3&isAllowed=y</p><p>https://repositorio.ifes.edu.br/bitstream/handle/123456789/1129/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Jussan%c3%a3%20Luzia%20Venturin%20Caus%2016092020.pdf?sequence=3&isAllowed=y</p><p>Ponto de Chegada</p><p>Olá, estudante! Para desenvolver a competência desta Unidade, que é conhecer e</p><p>compreender as características das funções inorgânicas e orgânicas, você precisa</p><p>compreender inicialmente o significado de função química, que é um conjunto de</p><p>substâncias que possuem características químicas semelhantes devido à presença</p><p>de um grupo funcional específico. Esses grupos determinam o comportamento e</p><p>as propriedades das substâncias, como ácidos, bases, hidrocarbonetos, entre</p><p>outros. Além disso, eles desempenham papéis distintos em processos químicos e</p><p>têm diversas aplicações na indústria, na medicina e em outras áreas.</p><p>Quanto ao estudo das funções inorgânicas, temos as definições de Arrhenius e</p><p>Bronsted-Lowry para ácidos e bases, abrangendo uma gama grande de</p><p>substâncias que apresentam esse tipo de comportamento. Arrhenius define ácido</p><p>como uma espécie que libera íons H+ em solução aquosa e a base como uma</p><p>espécie que libera OH-. Já Bronsted-Lowry define compostos ácidos como</p><p>doadores de H+ e as bases como receptores de H+. Essas definições são</p><p>importantes na química pois permitem uma interpretação mais abrangente e</p><p>precisa das propriedades ácido-base, levando a uma melhor compreensão das</p><p>interações químicas e possibilitando o desenvolvimento de aplicações práticas em</p><p>diversas áreas, como na indústria, na agricultura e na medicina. Além disso, você</p><p>vai compreender as características e as propriedades que estes compostos</p><p>apresentam, como sua classificação quanto a sua estrutura química, sua força e as</p><p>regras de nomenclatura empregadas.</p><p>Em relação as funções inorgânicas dos sais, você vai conhecer as características</p><p>que estes compostos apresentam, suas propriedades e as regras de</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 41/48</p><p>nomenclatura. Quanto aos óxidos, será vista a definição de óxidos, sua</p><p>classificação em diferentes categoriais, como os óxidos ácidos, os óxidos básicos,</p><p>os anfóteros e os mistos, seguido pelas regras de nomenclatura. Ao final das</p><p>funções inorgânicas, você vai conhecer a função dos hidretos, que são compostos</p><p>importantes que possuem o hidrogênio como ânion da substância e,</p><p>consequentemente, apresentam aplicações específicas devido as suas</p><p>propriedades e características.</p><p>Já no inicio do estudo das funções orgânicas, você será apresentado as teorias</p><p>fundamentais da química orgânica, assim como verá a estrutura do átomo de</p><p>carbono por meio dos processos de hibridização, finalizando com as propriedades,</p><p>características e classificação do átomo de carbono e das cadeias carbônicas. A</p><p>partir desse ponto, você vai conhecer as funções orgânicas, iniciando pelos</p><p>hidrocarbonetos, que são compostos formados por átomos de carbono e</p><p>hidrogênio. Essa função é dividida em alcanos, alcenos, alcinos e compostos</p><p>aromáticos.</p><p>Por fim, você terá a introdução as funções oxigenadas, que são aquelas que</p><p>apresentam um heteroátomo de oxigênio em sua estrutura e as funções</p><p>nitrogenadas, que apresentam o átomo de nitrogênio, finalizando o estudo com</p><p>uma breve introdução aos ácidos carboxílicos e seus derivados.</p><p>Todas essas informações são fundamentais para que você possa atingir a</p><p>competência proposta e apresente os resultados de aprendizagem esperados.</p><p>Então, vamos embarcar nessa fascinante jornada do conhecimento! Bons</p><p>estudos!</p><p>É Hora de Praticar!</p><p>Estudante, as moléculas constituídas por carbono estão no centro do</p><p>desenvolvimento de nossa sociedade. Nas roupas que usamos, em produtos</p><p>aplicados na agricultura, ou na indústria alimentícia, ou ainda na indústria</p><p>farmacêutica. Devido à sua importância, devemos conhecer as principais</p><p>características das moléculas orgânicas. O que define estas propriedades? Esta</p><p>resposta é simples: as funções orgânicas.</p><p>Desse modo, você se colocará na posição de um estagiário em um laboratório de</p><p>pesquisa e desenvolvimento em uma indústria de obtenção de pesticidas. Em sua</p><p>função, você deve ser capaz de escolher solventes adequados para um processo</p><p>químico e utilizar as propriedades das moléculas orgânicas para recuperar</p><p>compostos de grande valor agregado e, ainda. Como reconhecer estruturas de</p><p>moléculas orgânicas? Como relacionar suas estruturas com suas propriedades?</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 42/48</p><p>Pensando no exposto, você deverá solucionar os questionamentos levantados a</p><p>seguir:</p><p>1. Você está atuando no setor de pesquisa e desenvolvimento, seu gestor</p><p>solicitou que você fizesse um levantamento de quais compostos poderiam ser</p><p>utilizados como solventes em uma reação envolvendo moléculas apolares.</p><p>Moléculas apolares apresentam apenas interações intermoleculares do tipo</p><p>London. Com isso, você logo pensou em moléculas também apolares. Entre</p><p>as funções orgânicas, você irá notar que além dos átomos que compõem a</p><p>molécula, a organização deles influência nesta característica de polaridade.</p><p>Com esta ideia na cabeça, você foi ao almoxarifado da empresa e solicitou ao</p><p>responsável as moléculas apolares que havia em grande quantidade. Ele te</p><p>passou nove moléculas compostas apenas por carbonos. Por que apenas</p><p>estas? Todas podem ser utilizadas? Quais os critérios que você deve utilizar</p><p>em sua escolha?</p><p>2. Agora você precisa verificar, em uma etapa reacional da rota sintética</p><p>estudada, que alguns produtos de grande valor agregado estavam sendo</p><p>perdidos, eles sobravam no meio reacional. Isto estava acarretando um gasto</p><p>excessivo na compra de reagentes. Uma alternativa era conseguir purificar</p><p>estes compostos e reutilizá-los. Como você progrediu muito bem na primeira</p><p>etapa do projeto, seu gestor solicitou que você separasse e purificasse estes</p><p>compostos de uma mistura obtida após uma reação. Esta mistura era</p><p>composta por fenol substituído, uma amina e um álcool, que são subprodutos</p><p>obtidos após purificação de uma reação de obtenção de um éter. Sua</p><p>limitação está na estabilidade dos compostos envolvidos, que não podem ser</p><p>aquecidos por sofrerem decomposição. Qual a diferença entre um fenol e um</p><p>álcool comum? Quais as características das aminas? No que estes</p><p>compostos diferem? Bons estudos!</p><p>Reflita</p><p>Como a compreensão dos princípios ácido-base, como definidos pelas teorias de</p><p>Arrhenius e Bronsted-Lowry, é fundamental para o desenvolvimento e produção de</p><p>medicamentos na indústria farmacêutica?</p><p>Como a compreensão das propriedades e reatividade dos hidrocarbonetos é</p><p>crucial na indústria petrolífera para a exploração, produção e refinamento de</p><p>petróleo e seus derivados?</p><p>Como as funções oxigenadas, incluindo álcoois, éteres, aldeídos e cetonas,</p><p>desempenham um papel crucial no desenvolvimento de moléculas ativas e no</p><p>desenvolvimento de fármacos na indústria farmacêutica?</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 43/48</p><p>Resolução do estudo de caso</p><p>Estudante, como estagiário no setor de pesquisa e desenvolvimento de uma</p><p>indústria de pesticidas, seu gestor solicitou que você indicasse quais compostos a</p><p>empresa possuía em estoque e que pudessem ser utilizados como solventes em</p><p>uma reação de obtenção de um composto intermediário na obtenção de novo</p><p>pesticida.</p><p>Como as moléculas envolvidas na reação eram apolares, você logo</p><p>pensou em utilizar como solvente uma molécula também apolar. Como selecionar</p><p>moléculas apolares que possam ser utilizadas como solvente? Toda molécula</p><p>apolar pode ser utilizada? Quais critérios você deve seguir nesta escolha?</p><p>Os hidrocarbonetos são moléculas apolares, então, por que não os utilizar como</p><p>solventes? Um critério a ser levado em consideração é a estabilidade das</p><p>moléculas, pois o solvente não deve reagir nas condições de reação empregadas</p><p>no reator. Como você não tem muitos detalhes sobre o processo empregado, o</p><p>ideal é que selecione moléculas estáveis. Alcenos e alcinos possuem ligações 𝜋 e</p><p>isso os torna reativos, então, não são uma boa escolha.</p><p>Com isso, vamos focar nossa decisão entre alcanos, cicloalcanos e compostos</p><p>aromáticos. O propósito em se utilizar solvente em uma reação é facilitar que as</p><p>moléculas entrem em contato sem que a reação ocorra de maneira violenta,</p><p>portanto, é ideal escolhermos compostos líquidos na temperatura ambiente.</p><p>Também é preciso investigar a temperatura da reação, pois imagina se você</p><p>escolhe um composto com ponto de ebulição abaixo da temperatura de reação?</p><p>Ou ainda um composto com ponto de fulgor baixo e a reação pega fogo, causando</p><p>um acidente na planta industrial? Ponto de fulgor ou de inflamação é a menor</p><p>temperatura em que o composto libera vapor em quantia suficiente para inflamar.</p><p>Você questionou seu gestor e foi informado que a reação ocorre na temperatura</p><p>ambiente, isso facilita muito sua busca.</p><p>Em uma pesquisa no estoque, você listou nove hidrocarbonetos em quantidade</p><p>suficiente para serem empregados como solvente, apresentados na Figura 4.16.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 44/48</p><p>Figura 4.16 Hidrocarbonetos disponíveis em estoque. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Analisando as estruturas, como já mencionado, alcenos e alcinos não servem,</p><p>eliminando assim as estruturas B, E e G. A estrutura A é um alcano de baixo peso</p><p>molecular, portanto, também deve ser eliminado, já que é um gás (𝑃 . 𝐸 . − 42 °𝐶</p><p>). Pelo estado físico à temperatura ambiente, o composto I também é eliminado,</p><p>pois é sólido (𝑃 . 𝐹 . 40,5 °𝐶). Devido a seus pontos de ebulição serem elevados,</p><p>o tolueno (F, 𝑃 . 𝐸 . 110,6 °𝐶) e o xileno (H, 110,6 °𝐶) são compostos que podem</p><p>ser selecionados, lembre-se que por serem aromáticos, eles são bastante estáveis.</p><p>Os compostos hexano (C) e cicloexano (D) são boas escolhas como solventes,</p><p>seus pontos de ebulição são 68 °𝐶 e 80,7 °𝐶. O cicloexano apresenta maior</p><p>ponto de fulgor (−20 °𝐶) que o hexano (−35 °𝐶), porém são valores muito</p><p>próximos. Você deve agora pesquisar um pouco sobre a toxicidade destes</p><p>compostos na literatura, assim você terá uma resposta bem mais completa.</p><p>Dando sequência, agora vamos pensar no segundo questionamento. Na sua</p><p>função de estagiário, você recebeu a tarefa de recuperar subprodutos de uma</p><p>reação. Estes compostos são importantes devido ao alto valor de compra. Sua</p><p>tarefa é após a purificação da reação, recuperar os reagentes de alto custo. Na</p><p>obtenção de um éter de grande interesse (Figura 4.17), após purificação do</p><p>produto principal, foi obtida uma mistura de álcool subproduto 𝑅1𝐶𝐻2𝑂𝐻, o fenol de</p><p>partida e a base utilizada na reação. Seu gestor solicitou que você recuperasse o</p><p>fenol e o álcool obtidos como subprodutos, para que eles fossem reutilizados.</p><p>Entretanto, deixou claro que estes compostos são sensíveis ao calor, não podendo</p><p>ser aquecidos para remoção em rotaevaporador. Qual abordagem você pode</p><p>utilizar para separar estes compostos?</p><p>Figura 4.17 Obtenção de um éster de interesse. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Após pensar em uma estratégia, você decidiu utilizar as características de acidez e</p><p>basicidade das diferentes funções. A trietilamina é uma amina, portanto, é básica e</p><p>por isso você consegue realizar uma reação com ácido para que ela seja</p><p>protonada (𝐻+) e forme um sal. Você pode utilizar 𝐻𝐶𝑙 para formar o sal</p><p>𝐸𝑡3𝑁𝐻+𝐶𝑙−, que é insolúvel em diversos solventes, como o éter dietílico. Assim,</p><p>você consegue realizar uma filtração e remover o excesso de trietilamina na forma</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 45/48</p><p>de um sal. Para remover o fenol substituído, você pode utilizar a maior acidez dos</p><p>álcoois comuns, formando um sal por adição de 𝑁𝑎𝑂𝐻 10%, realizando uma nova</p><p>filtração. Estas etapas estão esquematizadas na Figura 4.18, sendo que após</p><p>estas duas remoções você tem no meio o álcool 𝑅1𝐶𝐻2𝑂𝐻 e o produto desejado.</p><p>Figura 4.18 Remoção do excesso de trietilamina e do fenol substituído. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral.</p><p>Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Para obter o fenol novamente, você precisa acidificar o meio. E, com isso, conclui</p><p>sua tarefa de recuperação dos compostos de alto custo e finaliza as demandas</p><p>recebidas em sua atuação como estágio em uma empresa produtora de pesticidas.</p><p>Dê o play!</p><p>Assimile</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 46/48</p><p>Estudante, está preparado para se aventurar em um universo cativante de</p><p>substâncias e suas propriedades? Convido-o a iniciar uma jornada de exploração</p><p>sobre as diversas funções químicas que moldam o nosso mundo. Vamos começar</p><p>falando sobre os ácidos e bases, conforme definidos pelas teorias de Arrhenius e</p><p>Bronsted-Lowry. Entenderemos como essas substâncias se comportam em</p><p>soluções aquosas, influenciando uma variedade de processos químicos e</p><p>biológicos.</p><p>Em seguida, mergulharemos no mundo dos sais, óxidos e hidretos, explorando</p><p>suas estruturas e propriedades únicas. Descobriremos como essas substâncias</p><p>desempenham papéis essenciais em diversos campos, desde a indústria até a</p><p>agricultura. Não podemos esquecer dos hidrocarbonetos, que compõem a base de</p><p>muitos compostos orgânicos. Investigaremos os alcanos, alcenos, alcinos e</p><p>compostos aromáticos, explorando suas estruturas e reatividades distintas.</p><p>Por fim, exploraremos as funções orgânicas, incluindo as funções oxigenadas e</p><p>nitrogenadas. Conheceremos os compostos que contêm oxigênio, como álcoois e</p><p>éteres e aqueles que contêm nitrogênio, como as aminas. Compreenderemos</p><p>como essas funções orgânicas estão presentes em uma variedade de produtos</p><p>químicos, medicamentos e materiais do nosso cotidiano. Prepare-se para</p><p>desvendar os segredos da química e suas aplicações no mundo ao nosso redor.</p><p>Boa exploração!</p><p>Figura 4.19 Química Geral – Princípios de Química Inorgânica e Orgânica. Fonte: elaborado pelo autor.</p><p>Referências</p><p>ATKINS, P.; Jones, L. Princípios de química - questionando a vida moderna e o</p><p>meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 47/48</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. 11. ed. Rio de Janeiro:</p><p>Mcgraw Hill, 2013.</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017</p><p>FÁBREGA, F. M.. Química Geral e Experimental. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2016.</p><p>KOTZ, John C. et al. Química geral e reações químicas. 9. ed. São Paulo:</p><p>Cengage Learning, 2010, v. 1-2.</p><p>SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B.; JOHNSON, R. G. Química orgânica. Rio</p><p>de Janeiro: LTC, 2012.</p><p>9/24/24, 9:45 AM Princípios de Química Inorgânica e Orgânica</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/2499ec56-05d6-4e35-b3ad-1241c2f038ff/v1/index.html 48/48</p><p>a afinidade eletrônica. Seguindo a mesma linha de raciocínio, em</p><p>um mesmo grupo, quanto mais acima o átomo se encontra, mais próximo do</p><p>núcleo o elétron será adicionado, resultando em uma maior afinidade</p><p>eletrônica.</p><p>O elemento com maior afinidade eletrônica na tabela periódica é o flúor. O</p><p>flúor é um átomo pequeno do segundo período, que ao adicionarmos um</p><p>elétron completa sua camada de valência.</p><p>Energia de ionização e afinidade eletrônica medem a capacidade de um</p><p>átomo perder e ganhar um elétron, respectivamente, formando íons. Se um</p><p>átomo possui elevada afinidade eletrônica, ele deve possuir baixa tendência</p><p>a formar cátion (o que corresponde a um elevado valor de energia de</p><p>ionização).</p><p>Tenha claro que a energia de ionização e a afinidade eletrônica estão</p><p>relacionadas com a reatividade dos átomos em reações em que se doa e</p><p>recebe elétrons.</p><p>Em resumo, a variação das propriedades periódicas raio atômico, energia</p><p>de ionização e afinidade eletrônica ocorrem de acordo com a Figura 1.7.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 17/47</p><p>Figura 1.7 Resumos de variação das tendências periódicas. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral.</p><p>Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, conhecer e compreender a tabela periódica e as propriedades</p><p>periódicas da matéria auxilia na resolução de diferentes problemas</p><p>relacionados as características dos elementos químicos.</p><p>Desse modo, para que você possa escolher qual elemento empregar como</p><p>material para obtenção do transformador, você precisa lembrar que quanto</p><p>menor for a energia de ionização, mais fácil é abstrair um elétron da camada</p><p>de valência. Por isso é preciso conhecer como os valores de energia de</p><p>ionização variam ao longo da tabela (Figura 1.8).</p><p>Figura 1.8 Variação da energia de ionização. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e</p><p>Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Com isso, fica evidente que quanto maior a energia de ionização, mais difícil</p><p>abstrair um hidrogênio, você conclui, então, que os gases nobres e não</p><p>metais não são boas opções, portanto, o elemento deve ser um metal.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 18/47</p><p>A tendência seria escolher elementos dos grupos 1 e 2, entretanto, outros</p><p>fatores devem ser levados em consideração, como a energia dos orbitais.</p><p>Por isso, sua resposta fica restrita apenas a metais. Investigando quais</p><p>metais são bons condutores, você observou que cobre é um excelente</p><p>candidato, podendo ser uma boa proposta ao seu gestor.</p><p>Com isso, você conseguiu avaliar as propriedades periódicas para</p><p>solucionar um problema de ordem química. Além disso, você pode pensar</p><p>em pontos extras e adicionais sobre o problema apresentado. Continue</p><p>estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre a tabela periódica e a organização periódica dos</p><p>elementos químicos, acesse a biblioteca virtual e faça a leitura do capítulo 2,</p><p>Átomos, busque pelas seções destinadas ao estudo da tabela periódica, do</p><p>livro “Introdução à química geral”, disponível na Minha Biblioteca.</p><p>BETTELHEIM, Frederick A.; BROWN, William H.; CAMPBELL, Mary K.;</p><p>FARRELL, Shawn O. Introdução à química geral. São Paulo: Cengage</p><p>Learning Brasil, 2016. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/. Acesso</p><p>em: 25 jan. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre a tabela</p><p>periódica, faça a leitura do artigo: “Tabela periódica interativa: Um estimula à</p><p>compreensão”, disponível em:</p><p>https://doi.org/10.4025/actascitechnol.v23i0.2757. Acesso em: 25 jan. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre propriedades periódicas e</p><p>sobre a periodicidade das propriedades químicas por meio da leitura e</p><p>estudo do artigo “Propriedades periódicas dos elementos químicos e suas</p><p>breves implicações em sistemas biológicos e nas ciências agrárias”,</p><p>disponível em: https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.6148. Acesso em:</p><p>25 jan. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida</p><p>moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 19/47</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/</p><p>https://doi.org/10.4025/actascitechnol.v23i0.2757</p><p>https://doi.org/10.1590/SciELOPreprints.6148</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas. 2. ed. São Paulo:</p><p>Cengage Learning, 2014. v. 1.</p><p>Aula 3</p><p>LIGAÇÃO E ESTRUTURA</p><p>MOLECULAR</p><p>Ligação e Estrutura Molecular</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer os princípios das</p><p>ligações primárias, para isso, deve-se atentar para a regra do octeto,</p><p>conhecer e saber representar a estrutura de Lewis e conhecer as ligações</p><p>iônica, covalente e metálica. Esse conteúdo é importante para a sua prática</p><p>profissional, pois esses conceitos guiam a formulação de compostos,</p><p>otimizam processos industriais, e são essenciais em setores como química,</p><p>farmacologia e engenharia, influenciando diretamente a concepção e</p><p>produção de substâncias e materiais. Esteja preparado para embarcar nesta</p><p>jornada de aprendizado! Vamos lá!</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 20/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! Você já aprendeu que os átomos, constituintes de toda</p><p>matéria, são compostos por núcleo e eletrosfera e que suas propriedades</p><p>são definidas principalmente pela sua distribuição eletrônica. Como um bom</p><p>observador, você notou que dificilmente a matéria é composta por um único</p><p>tipo de átomo, mas, sim, pela combinação entre diferentes elementos. Nesta</p><p>aula, você irá aprender como a distribuição eletrônica e as propriedades dos</p><p>elementos determinam como os átomos serão conectados. Deste modo,</p><p>reflita sobre como os elementos químicos originam as substâncias químicas</p><p>e compostos?</p><p>Para isso, vamos imaginar que você está trabalhando em uma fábrica de</p><p>insumos químicos aplicados à agricultura e seu gestor solicitou que você</p><p>selecione solventes a serem aplicados em diferentes reações químicas,</p><p>entre uma lista de três solventes: água, cicloexano e etanol. Ele disse a</p><p>você que a água é um solvente polar, seguido em polaridade pelo etanol. Já</p><p>o cicloexano é um solvente apolar. Sabendo que você estava no início do</p><p>seu aprendizado em química, ele informou que sais (compostos iônicos) são</p><p>bastante solúveis em água e que compostos polares dissolvem moléculas</p><p>polares, assim como apolares dissolvem moléculas apolares. Para</p><p>selecionar os solventes a serem empregados, você deve pegar a lista de</p><p>compostos químicos e analisar quais as ligações envolvidas em cada</p><p>molécula. Sua lista de reagentes continha: eteno (H2C = CH2), cloreto de</p><p>alumínio (AlCl3) e cloreto de metila (CH3Cl). Vamos começar nossa análise e</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 21/47</p><p>escolher quais os solventes que atuam melhor na solubilização de cada</p><p>molécula. Bons estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>Em 1916, os químicos Gilbert N. Lewis (1875-1946) e Walter Kossel,</p><p>independentemente, propuseram que a conexão dos átomos ocorria de</p><p>modo que os elementos adquirem oito elétrons na camada de valência, o</p><p>que equivale a dizer que eles assumem a configuração do gás nobre mais</p><p>próximo (MAIA; BIANCHINI, 2007; KOTZ et al. 2014).</p><p>Para ambos, ligação química é a força atrativa entre dois átomos, resultante</p><p>da reorganização dos elétrons de suas camadas de valência. Kossel propôs</p><p>que átomos deveriam doar ou</p><p>receber elétrons, enquanto a teoria de Lewis</p><p>falava em compartilhamento de elétrons entre dois átomos. As duas</p><p>situações são possíveis, a primeira hipótese forma as ligações iônicas, já o</p><p>compartilhamento de elétrons caracteriza uma ligação covalente.</p><p>A camada de valência consiste na camada eletrônica mais externa. Os</p><p>elétrons das outras camadas não estão envolvidos nas ligações químicas.</p><p>Lewis desenvolveu uma notação para a camada de valência, em que o</p><p>símbolo do elemento representa o número atômico e os elétrons internos</p><p>das camadas eletrônicas, já a camada de valência é representada por</p><p>pontos.</p><p>Ligação Iônica: neste tipo de ligação, os elétrons são transferidos de um</p><p>átomo para outro. Com isso são formadas uma carga negativa no átomo</p><p>que recebe elétrons e uma carga positiva no átomo que perde elétrons,</p><p>sendo que a ligação química é a força de atração entre os íons positivo</p><p>(cátion) e negativo (ânion). Um exemplo deste tipo de reação ocorre entre o</p><p>sódio e o cloro, formando o composto iônico cloreto de sódio (Figura 1.9).</p><p>Figura 1.9 Formação de ligação iônica entre sódio e cloro. Fonte: adaptada de Kotz et al. (2014, p. 328).</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 22/47</p><p>Você pode explicar esta reação com base nas propriedades periódicas</p><p>estudadas na seção anterior: elementos do grupo 1 e 2 apresentam</p><p>energias de ionização baixas (tendem a perder elétrons facilmente),</p><p>enquanto elementos do grupo 6 e 7 têm elevadas afinidades eletrônicas</p><p>(tendem a receber elétrons). Estas características explicam também a</p><p>reação de cálcio e oxigênio, levando à formação do composto iônico óxido</p><p>de cálcio (Ca2 + O2 − ).</p><p>Ligação covalente: a ligação covalente se dá pelo compartilhamento de</p><p>elétrons entre átomos, podendo ocorrer o compartilhamento de um ou mais</p><p>pares de elétrons. Esta ligação ocorre na formação de compostos como H2</p><p>, H2O e CH4</p><p>. A representação desta molécula ocorre utilizando estruturas de Lewis em</p><p>que os pares de elétrons podem ser representados por traços (Figura 1.10).</p><p>Figura 1.10 Estrutura de Lewis de algumas moléculas. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Siga em Frente...</p><p>Para desenharmos estruturas de Lewis, devemos seguir a regra do octeto</p><p>que consiste em deixar todos os átomos com configuração de gás nobre, ou</p><p>seja, oito elétrons na camada de valência. Com exceção do H, Li e Be que</p><p>tendem a ficar com dois elétrons, configuração do gás nobre He. Na</p><p>construção da estrutura de Lewis do CH2O, você observou que C e O</p><p>compartilham dois pares de elétrons, formando uma ligação dupla. Em</p><p>algumas estruturas como o HCN, carbono e nitrogênio compartilham três</p><p>pares de elétrons, formando uma ligação tripla. Para o gás ozônio (O3)</p><p>existem duas possibilidades de estruturas de Lewis, A e B, que se</p><p>interconvertem (Figura 1.11). As duas estruturas são equivalentes,</p><p>entretanto, nenhuma delas representa corretamente a molécula de ozônio</p><p>que possui ligações O-O apenas de um tamanho, intermediário à ligação</p><p>simples e dupla. A estrutura correta que representa esta molécula é um</p><p>híbrido entre as duas estruturas, chamado híbrido de ressonância. A</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 23/47</p><p>interconversão entre estruturas equivalentes é chamada de ressonância,</p><p>note a seta que representa ressonância deve sempre ser ↔ .</p><p>Figura 1.11 Estrutura de Lewis e híbrido de ressonância para O3.Fonte:</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Embora a regra do octeto funcione a maioria das vezes, algumas moléculas</p><p>atingem estabilidade com menos de oito elétrons na camada de valência,</p><p>como o BH3. Já moléculas contendo como átomo central elementos</p><p>localizados a partir do terceiro período podem expandir a camada de</p><p>valência, como PF5 ou SF4</p><p>(Figura 1.12).</p><p>Figura 1.12 Estruturas de Lewis das moléculas BH3, PF5 e SF4.Fonte: DREKENER, R. L. Química</p><p>Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Embora até agora não tenhamos mencionado nada sobre ângulo entre as</p><p>ligações em moléculas, estes ângulos podem variar, levando a diferentes</p><p>geometrias moleculares. Um modelo que serve para prever a geometria de</p><p>uma molécula é baseado na repulsão dos pares de elétrons das camadas</p><p>de valência, em que a geometria depende do número de ligantes e também</p><p>do número de pares de elétrons que não participam de ligações (isolados)</p><p>no átomo central da molécula (Figura 1.13).</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 24/47</p><p>Figura 1.13 Geometria molecular. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina:</p><p>Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Até agora, vimos ligações covalentes como puras, ou seja, os átomos</p><p>dividem igualmente o par de elétrons. Entretanto, isso é válido apenas</p><p>quando temos dois átomos idênticos, como na molécula do gás cloro (Cl-</p><p>Cl). Ligações como O-H presentes na água são ditas ligações covalentes</p><p>polares, ou seja, um dos átomos atrai o par de elétrons com maior força.</p><p>Átomos diferentes seguram seus elétrons da camada de valência com</p><p>diferentes forças, ou aceitam elétrons extras com maior ou menor facilidade</p><p>(energia de ionização e afinidade eletrônica), isso ocorre mesmo eles</p><p>estando ligados.</p><p>Linus Pauling (1901-1994) propôs um parâmetro calculado a partir de</p><p>Afinidade Eletrônica (AE) e Energia de Ionização (EI), capaz de prever a</p><p>polarização da ligação, a eletronegatividade. Os valores de</p><p>eletronegatividade são conhecidos e tabelados, podendo ser consultados. A</p><p>eletronegatividade dos átomos é uma propriedade periódica, aumentando</p><p>da direita para a esquerda na tabela periódica e diminuindo de cima para</p><p>baixo.</p><p>Ligações como HF são altamente polarizadas, pois a eletronegatividade do</p><p>F é a maior da tabela, 4,0, e H é 2,2. Quando a diferença de</p><p>eletronegatividade é muito grande, ocorre a transferência total do par de</p><p>elétrons, formando um composto iônico, como no caso do NaCl (valores de</p><p>eletronegatividade Na = 0,9 e Cl = 3,2). Na Figura 1.14, vemos a diferença</p><p>entre os tipos de ligações, note que como o átomo apresenta apenas uma</p><p>carga parcial na ligação covalente polar e não total como na ligação iônica,</p><p>o símbolo utilizado é 𝛿+ ou 𝛿− para cargas parciais positivas ou negativas,</p><p>respectivamente (KOTZ, 2014, p. 357).</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 25/47</p><p>Figura 1.14 | Exemplos de ligações covalentes e iônica. Fonte: DREKENER, R. L. Química Geral.</p><p>Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Então, vimos que moléculas podem ser formadas por ligações covalentes e</p><p>compostos iônicos por ligações iônicas. Como ocorre a ligação nos metais?</p><p>Os compostos metálicos são bons condutores elétricos e térmicos, brilhosos</p><p>e flexíveis. Características que não encaixam nem nas ligações covalentes</p><p>nem nas ligações iônicas, em sua totalidade. Realmente, entre átomos</p><p>metálicos temos outro tipo de ligações, as ligações metálicas.</p><p>Para você começar a entender a ligação metálica, precisa lembrar que</p><p>elementos pertencentes aos metais possuem baixa energia de ionização, ou</p><p>seja, eles perdem elétrons da camada de valência com facilidade. Agora,</p><p>vamos analisar o elemento lítio, ele possui apenas um elétron na camada de</p><p>valência e para atingir a estabilidade, precisa perder um elétron. Os elétrons</p><p>da camada de valência do lítio têm liberdade de movimento, devido a sua</p><p>baixa energia de ionização. Neste contexto, se tivermos diversos átomos de</p><p>lítio, sendo que os elétrons estarão livres em torno dos átomos, formando</p><p>um mar de elétrons.</p><p>A força da ligação metálica é maior em elementos que perdem mais elétrons</p><p>com facilidade,</p><p>como o alumínio que forma o cátion Al3 + , pois há uma</p><p>maior interação do cátion com os elétrons quando comparado com cátions</p><p>de carga +1. Agora que você sabe o que é uma ligação metálica, podemos</p><p>analisar um pouco algumas propriedades destes compostos. O fato dos</p><p>elétrons estarem se movendo em torno dos cátions faz com que ao</p><p>aplicarmos pressão não ocorra o mesmo efeito que em compostos iônicos,</p><p>a repulsão. Com isso, os compostos metálicos são flexíveis e não</p><p>quebradiços.</p><p>O mar de elétrons explica também a boa condutividade elétrica, pois</p><p>independente do movimento dos elétrons, sempre haverá núcleos positivos</p><p>em sua volta. Ao aquecermos um pedaço de metal, fornecemos energia</p><p>para os elétrons, que aumentam sua energia cinética. Uma vez que existe</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 26/47</p><p>mobilidade, estes elétrons transferem a energia a outros pontos, aquecendo</p><p>todo o metal após algum tempo. Se analisarmos as propriedades periódicas</p><p>de energia de ionização, ao compararmos átomos mais da direita da tabela</p><p>periódica com átomos do grupo 1 e 2, as propriedades metálicas vão</p><p>modificando, ou seja, compostos metálicos do grupo 1 e 2 tendem a ser</p><p>mais maleáveis que compostos metálicos de cobre, por exemplo. Para unir</p><p>propriedades de diferentes metais, ou ainda modular propriedades de</p><p>interesse, utiliza-se a formação de ligas metálicas. Estas ligas nada mais</p><p>são que uma mistura de dois ou mais metais, ou metais e não metais</p><p>(sempre com a predominância de metais) em estado líquido, com posterior</p><p>resfriamento. Um exemplo de liga bastante utilizado é o ouro 18 quilates, em</p><p>que prata ou cobre são adicionados para deixar o ouro menos maleável,</p><p>possibilitando sua aplicação na fabricação de joias.</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, após conhecer e compreender as características das ligações</p><p>químicas, é importante realizar a interpretação e a aplicação destes</p><p>conteúdos, que são fundamentais na química e necessários quando se</p><p>realizam pesquisas visando obter novos produtos.</p><p>Deste modo, para escolher o melhor solvente em uma determinada</p><p>aplicação química, precisamos inicialmente avaliar a eletronegatividade dos</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 27/47</p><p>átomos envolvidos em cada molécula e determinar se as ligações são</p><p>iônicas ou covalentes (Tabela 1.1).</p><p>Tabela 1.1 Eletronegatividade de elementos selecionados. Fonte: Kotz et al.</p><p>(2014, p. 357).</p><p>Analisando os valores de eletronegatividade, você observa que das</p><p>moléculas mencionadas, apenas o alumínio e o cloro apresentam grande -</p><p>Dc, sendo este composto o único iônico da lista. O alumínio apresenta</p><p>camada de valência contendo 3s23p1, já o cloro apresenta camada de</p><p>valência 3s23p5. Como temos três átomos de cloro e um de alumínio, este</p><p>perde três elétrons de sua camada de valência. Como seu gestor informou,</p><p>compostos iônicos são solúveis em água.</p><p>Os compostos H2C = CH2 e CH3Cl são moléculas contendo ligações</p><p>covalentes. As diferenças entre as duas é que, a ligação C-Cl apresenta</p><p>uma maior polaridade que C-H. Fazendo a estrutura de Lewis e consultando</p><p>a geometria das moléculas, temos as estruturas descritas na Figura 1.15.</p><p>Elemento Eletronegatividade (c)</p><p>Carbono (C) 2,5</p><p>Hidrogênio (H) 2,2</p><p>Alumínio (Al) 1,6</p><p>Enxofre (S) 2,6</p><p>Cloro (Cl) 3,2</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 28/47</p><p>Com estes dados, observamos que devido ao eteno ser simétrico, ele é</p><p>apolar. Já o clorometano é uma molécula polar. Com isso, para solubilizar</p><p>estas moléculas devemos usar cicloexano e etanol, respectivamente. Você</p><p>já se perguntou por que solventes polares dissolvem compostos polares?</p><p>Figura 1.15 Estruturas de Lewis e geometria molecular de eteno e clorometano. Fonte: DREKENER, R. L.</p><p>Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A., 2017.</p><p>Com isso, você conseguiu avaliar as solventes e verificar qual é a melhor</p><p>opção para utilização em uma aplicação específica. Além dessa solução,</p><p>você pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o problema</p><p>apresentado. Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as ligações químicas, acesse a biblioteca virtual e</p><p>faça a leitura do capítulo 3, Ligações Químicas, do livro “Introdução à</p><p>química geral”, disponível na Minha Biblioteca.</p><p>BETTELHEIM, Frederick A.; BROWN, William H.; CAMPBELL, Mary K.;</p><p>FARRELL, Shawn O. Introdução à química geral. São Paulo: Cengage</p><p>Learning Brasil, 2016. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/. Acesso</p><p>em: 25 jan. 2024.</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre a ligação</p><p>química, faça a leitura do texto: “Ligações química: uma abordagem</p><p>centrada no cotidiano”, disponível em:</p><p>http://www.quimica.seed.pr.gov.br/arquivos/File/AIQ_2011/ligacoes_ufrgs.pdf</p><p>. Acesso em: 25 jan. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre ligações iônicas e ligações</p><p>covalentes, por meio da leitura do artigo “Ligações iônica e covalente:</p><p>relações entre as concepções dos estudantes e dos livros de ciências”,</p><p>disponível em: https://fep.if.usp.br/~profis/arquivos/vienpec/CR2/p676.pdf.</p><p>Acesso em: 25 jan. 2024.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 29/47</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/</p><p>http://www.quimica.seed.pr.gov.br/arquivos/File/AIQ_2011/ligacoes_ufrgs.pdf</p><p>https://fep.if.usp.br/~profis/arquivos/vienpec/CR2/p676.pdf</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida</p><p>moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>DREKENER, R. L. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora S.A.,</p><p>2017</p><p>KOTZ, J. C. et al. Química geral e reações químicas. 2. ed. São Paulo:</p><p>Cengage Learning, 2014. v. 1.</p><p>MAIA, D. J.; BIANCHI, J. C. de A. Química geral e fundamentos. São</p><p>Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007.</p><p>Aula 4</p><p>LEIS PONDERAIS</p><p>Leis Ponderais</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá conhecer as Leis Ponderais, que</p><p>se referem a princípios que descrevem as relações quantitativas entre as</p><p>massas de reagentes e produtos em reações químicas. Entre elas temos a</p><p>Lei de Conservação das Massas e a Leis das Proporções Constantes. Esse</p><p>conteúdo é importante pois elas são fundamentais na química,</p><p>possibilitando cálculos precisos em reações, essenciais para o controle</p><p>industrial, síntese de substâncias e compreensão detalhada das relações</p><p>quantitativas. Esteja pronto para embarcar nesta jornada de aprendizado!</p><p>Vamos lá!!!</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 30/47</p><p>Ponto de Partida</p><p>Olá, estudante! A reação química é uma transformação que ocorre na</p><p>matéria em que uma determinada substância, a qual damos o nome de</p><p>reagente, é convertida em uma nova substância, chamada de produto. Para</p><p>que uma reação química ocorra é necessário que determinadas condições</p><p>estejam estabelecidas, uma delas são as quantidades de massa de cada</p><p>reagente. Ao fim do século XVIII, Antoine Laurent Lavoisier e Joseph Louis</p><p>Proust concluíram, com base em estudos experimentais, que as reações</p><p>químicas seguem as chamadas Leis Ponderais e relacionam as massas dos</p><p>reagentes e produtos participantes de uma reação química.</p><p>Pensando nesse fato, você já se deu conta de que itens básicos do seu</p><p>cotidiano como, por exemplo, o seu celular, tablet, computador, fogão,</p><p>geladeira, entre outros, somente existem porque reações químicas</p><p>ocorreram para dar origem aos seus componentes e assim fabricar suas</p><p>peças? Você já imaginou que existem proporções de massa relacionadas a</p><p>essas</p><p>reações?</p><p>Desse modo, vamos iniciar nossos estudos e conhecer as Leis Ponderais e</p><p>suas aplicações, bem como as suas utilidades na produção de algumas</p><p>substâncias bem conhecidas do nosso dia a dia, inclusive nos vidros que</p><p>protegem e enfeitam os nossos lares e guardam nossos perfumes favoritos.</p><p>Para isso, vamos calcular a quantidade necessária de reagentes para</p><p>produzir 500g de soda cáustica (NaOH) a partir dos princípios envolvidos na</p><p>Lei de Conservação das Massas e avaliar a proporção entre os reagentes</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 31/47</p><p>Sueni Santos</p><p>Highlight</p><p>da reação química por meio da Lei das Proporções Constantes. Bons</p><p>estudos!</p><p>Vamos Começar!</p><p>A Química tem como um de seus objetos de estudo as reações químicas.</p><p>Segundo Zumdahl e DeCoste (2015), as reações químicas são na verdade</p><p>rearranjos de agrupamentos de átomos que podem ser descritos por</p><p>equações. Nas reações químicas, substâncias são consumidas e outras são</p><p>formadas. As substâncias que são consumidas durante a reação química</p><p>são chamadas de reagentes e as substâncias que se formam são</p><p>chamadas de produtos.</p><p>As reações químicas foram bastante observadas ao longo do tempo e, no</p><p>século XVIII, houve um grande avanço da Química como uma ciência bem</p><p>fundamentada e os cientistas passaram a adotar o método científico em</p><p>seus trabalhos. Por meio de estudos meticulosos e experiências</p><p>cuidadosas, foram introduzidas leis importantes que conseguiram explicar</p><p>como as reações químicas ocorriam e como as substâncias se</p><p>comportavam com uma regularidade de modo geral. Entre essas leis</p><p>estavam as Leis Ponderais, que eram aquelas que relacionavam as massas</p><p>das substâncias participantes de uma reação química. Foram criadas três</p><p>Leis Ponderais ao longo da história, sendo a Lei de Lavoisier, Lei de Proust</p><p>e Lei de Dalton. Posteriormente foram criadas também as Leis Volumétricas</p><p>de Gay-Lussac, que são utilizadas somente para substâncias em estado</p><p>gasoso. Dentre as Leis Ponderais, existem duas mais importantes, que são:</p><p>Lei de Lavoisier ou Lei da Conservação das Massas e Lei de Proust ou Lei</p><p>das Proporções Constantes. Essas leis foram criadas, respectivamente, por</p><p>Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794) e por Joseph Louis Proust (1754-</p><p>1826).</p><p>Lei de Conservação das Massas</p><p>Em 1774, a Lei de Lavoisier ou Lei da Conservação das Massas foi</p><p>estabelecida por Antoine Laurent de Lavoisier e diz que “em uma reação</p><p>química feita em recipiente fechado, a soma das massas dos reagentes é</p><p>igual à soma das massas dos produtos”.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 32/47</p><p>A lei foi fundamentada após realizado um experimento que envolvia a</p><p>calcinação do mercúrio metálico em um recipiente fechado, chamado</p><p>retorta, que teve uma de suas extremidades introduzida em uma redoma</p><p>contendo ar e mercúrio e colocada sobre uma cuba de vidro com mercúrio.</p><p>Ao fim da reação houve a produção de óxido de mercúrio II, pois o mercúrio</p><p>reagiu com o oxigênio presente no ar formando o óxido de mercúrio II. Foi</p><p>observado que a quantidade de mercúrio presente na redoma havia</p><p>aumentado, ocupando o espaço do ar e consequentemente o volume inicial</p><p>do ar foi reduzido.</p><p>Ao final do experimento, Lavoisier verificou que a massa no recipiente</p><p>fechado não se alterou e, assim, concluiu que a massa produzida pelo metal</p><p>foi compensada pela massa consumida pelo ar; o que significava que o</p><p>oxigênio do ar havia reagido com o metal ou se combinado com ele. Assim,</p><p>Lavoisier concluiu que em uma transformação química, pesando-se as</p><p>massas dos reagentes e as massas das substâncias produzidas depois da</p><p>transformação (produtos), verifica-se que a soma das massas dos</p><p>reagentes é igual à soma das massas dos produtos, conforme a Equação a</p><p>seguir,</p><p>∑𝑟𝑒𝑎𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑚𝑖 = ∑𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜𝑠 𝑚1 (1)</p><p>sendo i o número de substâncias.</p><p>A Lei da Conservação das Massas ficou popularmente conhecida ao</p><p>estabelecer que a matéria não pode ser criada, não pode ser destruída,</p><p>apenas transformada. Nas reações químicas não apenas a massa das</p><p>substâncias envolvidas se conserva, mas a massa dos elementos contidos</p><p>nas substâncias também permanece constante. A Lei de Lavoisier tornou</p><p>possível a análise quantitativa fundamental para o desenvolvimento da</p><p>Química e o cálculo do rendimento das reações, que trouxe grande impulso</p><p>ao desenvolvimento da química industrial. O uso das balanças nos</p><p>laboratórios, já praticado anteriormente, tornou-se fundamental.</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 33/47</p><p>A seguir estão relacionados alguns exemplos da aplicação da Lei de</p><p>Lavoisier</p><p>Siga em Frente...</p><p>Lei das Proporções Constantes</p><p>Em 1797, Joseph Louis Proust estabeleceu a Lei das Proporções</p><p>Constantes, que foi enunciada como: “a proporção em massa das</p><p>substâncias que reagem e que são produzidas numa reação é fixa,</p><p>constante e invariável”. Foi verificado por Proust que as massas dos</p><p>reagentes e produtos envolvidos em uma reação química seguem uma</p><p>proporção constante. Esta proporção é uma característica própria de cada</p><p>reação e não é dependente da quantidade das substâncias que são</p><p>colocadas para reagir.</p><p>Por exemplo, seja C uma substância que se originou de uma reação tendo A</p><p>e B como reagentes. Proust verificou que para a formação de C, a</p><p>substância A sempre reage com a substância B em uma proporção</p><p>constante e definida. Observou, também, que não importa a quantidade de</p><p>massa dos elementos usada, a proporção sempre será a mesma e</p><p>constatou que a lei se aplicava para qualquer reação química, conforme</p><p>representado a seguir, sendo 𝑚𝑎, 𝑚𝑏 e 𝑚𝑐</p><p>Carbon</p><p>o</p><p>+</p><p>Oxigên</p><p>io</p><p>à</p><p>Gás</p><p>carbôni</p><p>co</p><p>1º</p><p>ensaio</p><p>3g + 8g = 11g</p><p>2º</p><p>ensaio</p><p>12g + 32g = 44g</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 34/47</p><p>as massas de A, B e C, respectivamente.</p><p>Assim, a Lei de Proust foi equacionada da seguinte forma, conforme</p><p>Equação a seguir:</p><p>𝑚𝑎</p><p>𝑚'𝑎</p><p>= 𝑚𝑏</p><p>𝑚'𝑏</p><p>= 𝑚𝑐</p><p>𝑚'𝑐</p><p>(2)</p><p>Portanto, para a reação ocorrida entre o hidrogênio e oxigênio formando</p><p>água, os seguintes valores podem ser obtidos:</p><p>Observa-se que para cada reação química, o somatório das massas dos</p><p>produtos é igual ao somatório das massas dos reagentes, o que segue a Lei</p><p>de Lavoisier, e as massas dos reagentes e dos produtos presentes nas</p><p>reações não são iguais, mas as relações de massa são. Conforme o</p><p>exemplo a seguir, em que as relações de massa de oxigênio/massa de</p><p>A + B à C</p><p>1º ensaio 𝑚𝑎 + 𝑚𝑏 = 𝑚𝑐</p><p>2º ensaio 𝑚'𝑎 + 𝑚'𝑏 = 𝑚'𝑐</p><p>Hidrogênio + Oxigênio à C</p><p>1º ensaio 10g + 80g = 90g</p><p>2º ensaio 2g + 16g = 18g</p><p>3º ensaio 1g + 8g = 9g</p><p>4º ensaio 0,4g + 3,2g = 3,6g</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 35/47</p><p>hidrogênio, massa de água/massa de hidrogênio e massa de água/massa</p><p>de oxigênio são sempre constantes.</p><p>Entre 𝑚𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜 / 𝑚ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑜, 𝑚á𝑔𝑢𝑎 / 𝑚ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑜, 𝑚á𝑔𝑢𝑎 / 𝑚𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜 são sempre</p><p>constantes.</p><p>Vale ressaltar que John Dalton desenvolveu a teoria sobre a estrutura</p><p>atômica com base nas Leis de Lavoisier e Proust, que foram muito</p><p>importantes para estudos posteriores. Os conceitos das Leis Ponderais</p><p>auxiliam a prever as massas necessárias de reagentes e produtos em uma</p><p>reação química, através de um cálculo, conhecido como cálculo</p><p>estequiométrico.</p><p>Exemplificando</p><p>A produção do dióxido de carbono utiliza carbono e oxigênio como</p><p>reagentes. Foram realizados três ensaios com essa reação e observou-se</p><p>que a proporção entre o oxigênio e o carbono sempre será 2,66</p><p>conforme a</p><p>Lei Ponderal de Proust. Foi observado também que essa reação obedece à</p><p>Lei de Lavoisier, ou seja, a massa no sistema permanece constante. Com</p><p>base nessas leis, avalie os respectivos valores das massas (em gramas)</p><p>que substituiriam corretamente as letras A, B e C.</p><p>𝑚𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜 / 𝑚ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑜 + 𝑚á𝑔𝑢𝑎 / 𝑚ℎ𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑜 à 𝑚á𝑔𝑢𝑎 / 𝑚𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜</p><p>1º ensaio 80 / 10 = 8𝑔 + 90 / 10 = 9𝑔 = 90 / 80 = 1,125𝑔</p><p>2º ensaio 16 / 2 = 8𝑔 + 18 / 2 = 9𝑔 = 18 / 16 = 1,125𝑔</p><p>3º ensaio 8 / 1 = 8𝑔 + 9 / 1 = 9𝑔 = 8 / 9 = 1,125𝑔</p><p>4º ensaio 3,2 / 0,4 = 8𝑔 + 3,6 / 0,4 = 9𝑔 = 3,6 / 3,2 = 1,125𝑔</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 36/47</p><p>Nesses experimentos:</p><p>Assim temos:</p><p>Vamos Exercitar?</p><p>Estudante, após conhecer e compreender dos processos que envolvem as</p><p>massas de uma determinada reação química e a aplicação da Lei de</p><p>Conservação das Massas e a Lei das Proporções Constantes, você precisa</p><p>calcular a quantidade necessário de reagentes para produzir 500g de soda</p><p>cáustica (NaOH) e avaliar a proporção entre os reagentes da reação</p><p>química.</p><p>C + O2 à CO2</p><p>1º ensaio A 8g 11g</p><p>2º ensaio 6g B 22g</p><p>3º ensaio 9g 24g Cg</p><p>𝑚𝐶 + 𝑚𝑂2 à 𝑚𝐶𝑂2 Proporção</p><p>1º ensaio 3g 8g 11g 3</p><p>8</p><p>= 2,66</p><p>2º ensaio 6g 16g 22g 16</p><p>6</p><p>= 2,66</p><p>3º ensaio 9g 24g 33g 24</p><p>9</p><p>= 2,66</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 37/47</p><p>Desse modo, é preciso proceder os cálculos para determinar as</p><p>quantidades envolvidas no processo.</p><p>Desse modo, para produzir 500g de soda cáustica, é necessário 662,5g de</p><p>carbonato de sódio, mas 462,5g de hidróxido de cálcio.</p><p>Com isso, você conseguiu aplicar os conceitos da Lei de Conservação das</p><p>Massas para solucionar um problema do cotidiano relacionado a produção</p><p>de uma quantidade definida de produto a partir de seus reagentes,</p><p>considerando a massa de produto a ser obtido. Além dessa solução, você</p><p>pode pensar em pontos extras e adicionais sobre o problema apresentado.</p><p>Continue estudando!</p><p>Saiba Mais</p><p>Para saber mais sobre as leis ponderais e sobre as relações de massas</p><p>envolvidas em reações químicas, acesse a biblioteca virtual e faça a leitura</p><p>do capítulo 3, Relações de massas nas reações químicas, do livro</p><p>“Química”, disponível na Minha Biblioteca.</p><p>CHANG, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. Porto Alegre: Grupo A,</p><p>2013. Disponível em:</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552560/. Acesso</p><p>em: 25 jan. 2024.</p><p>Na2CO3 + O2 à CO2 + CaCO3 Proporção</p><p>1º</p><p>passo</p><p>106g + 74g = 80g + 100g 0,70</p><p>2º</p><p>passo</p><p>180g 180g</p><p>3º</p><p>passo</p><p>662,5g + 462,5g = 500g + 625g 0,70</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 38/47</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580552560/</p><p>Para compreender e aprofundar seus conhecimentos sobre a lei de</p><p>conservação das massas, faça a leitura do artigo: “Lei da conservação das</p><p>massas: experimentação e contextualização”, disponível em:</p><p>https://pdf.blucher.com.br/chemistryproceedings/5erq4enq/eq26.pdf. Acesso</p><p>em: 25 jan. 2024.</p><p>Por fim, aprofunde seus conhecimentos sobre a Lei de Proust, por meio da</p><p>leitura do texto “Lei de Proust”, disponível em:</p><p>https://acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/41532/7/2ed_qui_m4d8_</p><p>tm01_box4.pdf. Acesso em: 25 jan. 2024.</p><p>Referências Bibliográficas</p><p>ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida</p><p>moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009.</p><p>ZUMDAHL, Steven S.; DECOSTE, Donald J. Introdução à química:</p><p>fundamentos. 8. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2016.</p><p>Encerramento da Unidade</p><p>INTRODUÇÃO À QUÍMICA E AO</p><p>UNIVERSO ATÔMICO E</p><p>MOLECULAR</p><p>Videoaula de Encerramento</p><p>Olá, estudante! Nesta videoaula você irá rever os conceitos sobre átomos e</p><p>modelos atômicos, distribuição eletrônica, tabela periódica, propriedades</p><p>periódicas, ligação química primária e leis ponderais. Esse conteúdo é</p><p>importante para a sua prática profissional, pois esses fundamentos orientam</p><p>decisões em setores como química, engenharia e saúde, impactando</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 39/47</p><p>https://pdf.blucher.com.br/chemistryproceedings/5erq4enq/eq26.pdf</p><p>https://acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/41532/7/2ed_qui_m4d8_tm01_box4.pdf</p><p>https://acervodigital.unesp.br/bitstream/123456789/41532/7/2ed_qui_m4d8_tm01_box4.pdf</p><p>inovações, processos industriais e descobertas científicas. Esteja pronto</p><p>para embarcar nesta jornada de aprendizado! Vamos lá!</p><p>Ponto de Chegada</p><p>Olá, estudante! Para desenvolver a competência desta Unidade, que é</p><p>conhecer e compreender os princípios e fundamentos da química geral</p><p>importantes para o desenvolvimento dos demais ramos da Química, você</p><p>deverá primeiramente conhecer a área de estudo da química, que estuda a</p><p>matéria e suas transformações. Desse modo, você precisa compreender</p><p>como o modelo atual do átomo foi desenvolvido, quem foram os cientistas</p><p>que desenharam o modelo atual e quais as implicações desse modelo no</p><p>desenvolvimento da ciência, assim como suas aplicações. Dentro desse</p><p>estudo você compreende as características dos números quânticos, que</p><p>funcionam como um enderenço de um elétron na eletrosfera de um átomo,</p><p>assim como realiza a distribuição eletrônica, fundamental para compreender</p><p>os princípios relacionados as ligações químicas. Na sequência, você</p><p>conhece e compreende a tabela periódica, iniciando seu estudo na evolução</p><p>da estruturação da tabela até o modelo atual, compreendendo as</p><p>características de organização dos elementos químicos e sua classificação,</p><p>além de estudar as propriedades periódicas, que são possíveis de serem</p><p>previstas apenas pela posição do elemento na tabela. Na continuação, você</p><p>começa o estudo das ligações químicas, verificando as condições iniciais</p><p>para que se estabeleçam as ligações químicas e as condições para que um</p><p>determinado tipo de ligação se estabeleça. Nesse sentido, temos o estudo</p><p>da ligação iônica, ligação covalente que origina as moléculas, como as</p><p>9/24/24, 9:43 AM Introdução à Química e ao Universo Atômico e Molecular</p><p>https://alexandria-html-published.platosedu.io/659feff3-71b8-4388-a220-b96029d263c7/v1/index.html 40/47</p><p>moléculas possuem uma quantidade de estruturas possíveis, temos o</p><p>estudo das estruturas moleculares e como é feita a representação delas por</p><p>meio da Estrutura de Lewis e a ligação metálica. Por fim, temos o estudo</p><p>das leis ponderais. Quando temos uma reação química, precisamos</p><p>determinar quais são os reagentes e produtos dela, assim como as relações</p><p>de massa existentes entre reagentes e produtos. Desse modo, temos que a</p><p>Lei de Conservação das massas relaciona a quantidade de matéria após</p><p>uma transformação química e a Lei de Proust relaciona a uma proporção</p><p>definida entre os reagentes e produtos que são formados por uma reação.</p><p>É Hora de Praticar!</p><p>Imagine que você é um trainee em uma empresa que fabrica células</p><p>fotovoltaicas. Sua atribuição é acompanhar o processo de construção</p><p>dessas células, desde a preparação das placas até a montagem final. Em</p><p>suas primeiras semanas, um lote de células fotovoltaicas apresentou</p><p>problema e foi devolvido. Seu gestor pediu que você investigasse qual o</p><p>problema, verificando se as células tinham como serem reaproveitadas. As</p><p>células fotovoltaicas são constituídas de materiais com características de</p><p>semicondutores, como os que são utilizados em componentes eletrônicos.</p><p>Os principais semicondutores produzidos pela sua empresa são silício com</p><p>fósforo (P) e silício com boro (B). Você quer mostrar um bom desempenho</p><p>ao seu gestor, sendo assim, nada melhor que entender a química envolvida</p><p>neste processo.</p><p>Deste modo, você precisará</p>