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Aula 1 Lei de Lavoisier Lei de Proust Substância Simples x Substância Composta Substância Pura x Mistura Peso x Massa Aula 2 Massa atômica 1 u = 1/12 mC = 1,66 x 10 -27 kg Relação entre massa do átomo (u) e massa (g) Massa molecular Mol 1 mol = 6,02 x 10²³ átomos, moléculas, íons ou partículas Massa molar (M) Número de mol n = m/M Relação entre massa e mol ATIVIDADE FINAL 5 – p. 34 Relações numéricas: Massa e volume se relacionam através da densidade Mol e massa se relacionam através da massa molar Mol e átomos (ou moléculas/íons/partículas) se relacionam através da constante de Avogadro Aula 3 Balanceamento Relações estequiométricas: os reagentes/produtos podem ser relacionados através da massa ou mol. Ex.: Qual a massa de água produzida a partir de 3 mol de O2? H2 + 1/2O2 H2O Relação em mol: Relação em massa: 1/2 mol O2 1 mol H2O 1/2 x 32 g O2 18 g H2O 3 mol O2 x 3 x 32 O2 x x = 6 mol H2O x = 108 g H2O 1 mol H2O 18 g 6 mol H2O x x = 108 g Relação entre mol e átomos, moléculas, íons ou partículas A definição da relação a ser utilizada vai depender do que o problema quer no final (massa o mol), mas ambas levam ao mesmo resultado. Aula 4 Lei dos Gases Ideais (fora das CPTP ou CNTP) PV = nRT Lei de Gay-Lussac (P constante) Lei de Boyle-Mariotte (T constante) Temperatura sem Kelvin (K) SEMPRE! K = ºC + 273 CNTP: 1 mol de gás ocupa 22,4 L CPTP: 1 mol de gás ocupa 22,7 L O volume do gás se relaciona com o número de mol. Pela relação estequiométrica da reação, você pode relacionar em mol ou massa. Se a relação for em mol, depois é só relacionar direto com o volume. Se a relação for em massa, primeiro tem que passar pra mol e depois relacionar com o volume. Aula 5 Rendimento Após balancear a equação, faz-se os cálculos normalmente. O valor encontrado é para uma reação com 100 % de rendimento. Daí é só fazer uma regra de três para o rendimento real informado. Se o problema quiser saber o rendimento da reação, a massa obtida através da relação estequiométrica corresponde ao rendimento de 100 %; através da regra de três, a massa real estará relacionada com o rendimento real da reação. ATIVIDADE FINAL 2 (p. 125) E ATIVIDADE FINAL 3 (p. 126) Pureza Deve ser considerada antes de iniciar os cálculos. Ex.: 300 g de CaCO3 com 80 % de pureza. 300 g 100 % x 80 % x = 240 g CaCO3 Isso quer dizer que quando 300 g de CaCO3 80 % puro são inseridos em uma reação, apenas 240 g irão de fato reagir. Logo, a massa a ser usada nos cálculos é 240 g e não 300 g. ATIVIDADE FINAL 4 (p. 126) e EXEMPLO 4 (p. 115) Isotérmico: Temperatura constante Isobárico: Pressão constante Reagente limitante/excesso Quando o problema fornece a massa de um dos reagentes apenas, na verdade ele está considerando que o outro reagente estará presente em quantidade estequiométrica para reagir. Logo, a massa dada poderá ser usada nos cálculos. Quando o problema fornece a massa dos dois reagente utilizados, é necessário determinar o reagente limitante, pois a sua massa que será utilizada nos cálculos, já que este se encontra presente em menor quantidade em termos estequiométricos. Exemplo: H2 + 1/2O2 H2O Qual a massa de água produzida ao reagir 7 g de H2 com 15 g de O2? 1 mol 0,5 mol 1 mol 2 g 16 g 18 g 1) balancear a reação; 2) como o problema dá os dados em massa, faremos a relação estequiométrica em massa. Pela reação: 2 g H2 reagem com 16 g de O2. 2 g H2 16 g O2 3) escolhemos um dos reagentes como base para definir quanto que seria necessário do outro reagente. Daí fazemos a comparação com a massa que de fato temos disponível. Tomarei por base a massa de H2. 2 g H2 16 g O2 7 g H2 x x = 56 g O2 Só para confirmar, vamos pegar a massa de O2 dada e verificar quanto precisaríamos de H2 para reagir: 2 g H2 16 g O2 x 15 g O2 x = 1,875 g H2 IMPORTANTE: verificar se o problema menciona a pureza dos reagentes, pois esta deverá ser considerada antes de determinar o reagente limitante. ATIVIDADE FINAL 9 (p. 131) Ou seja, eu precisaria de 56 g de O2 para reagir com 7 g de H2, no entanto só tenho 15 g de O2 disponíveis. Logo, o O2 é o reagente limitante e o H2 o reagente em excesso. Ou seja, eu precisaria de 1,875 g de H2 para reagir com 15 g de O2, no entanto temos 7 g de H2 disponíveis. Logo, o H2 é o reagente em excesso e o O2 é o reagente limitante. Aula 6 Preparo de solução (sólido dissolvido em líquido ou mistura de dois líquidos) Soluto x Solvente Solução (Soluto + Solvente) Concentração comum (g/L) m = massa do soluto em gramas V = volume da solução em litros Concentração molar ou Molaridade (mol/L) n = nº de mol do soluto em mol V = volume da solução em litros Relação entre Concentração Comum e Concentração Molar: C = concentração comum em g/L M = concentração molar em mol/L Concentração Molal ou Molalidade (molal) n = nº de mol do soluto em mol m = massa do solvente em quilo Concentração em partes por milhão (ppm) 1 parte do soluto presente em 1.000.000 partes da solução ppm em massa: ppm em volume: mg soluto em 106 mg solução mL soluto em 106 mL solução g soluto em 106 g solução L soluto em 106 L solução kg soluto em 106 kg solução m³ soluto em 106 m³ solução Como a quantidade de soluto é muito pequena em relação ao solvente, para efeito de cálculos, caso a densidade da solução não seja dada, podemos considerar a densidade da solução igual a do solvente, que na maioria dos casos é a água (d = 1 g/mL). Porcentagem em massa (% p/p) m1 = massa do soluto em gramas m2 = massa do solvente em gramas M1 = massa molar do soluto em g/mol Porcentagem em volume (% v/v) Porcentagem em massa/volume (% p/v) Aula 7 Diluição: a massa (ou o número de mol) não se altera após o incremento de solvente. CiVi = CfVf MiVi = MfVf Fator de diluição (FD) FD = Ci/Cf Para diluições sucessivas: FDtotal = FDdiluição 1 x FDdiluição 2 x FDdiluição 3 x ... Misturas: Solução A + Solução B Solução C CCVC = CAVA + CBVB MCVC = MAVA + MBVB Considerações Finais: Isso é apenas um resumo dos conteúdos abordados nas tutorias. O material didático deve ser estudado em sua integridade para melhor compreensão dos conceitos estudados. Todo número deve apresentar a unidade que o dimensiona; um número sem unidade não representa nada. Durante o desenvolvimento dos cálculos é muito importante escrever sua unidade, bem como a substância/elemento/composto a qual aquela quantidade se refere. Isto, além de esclarecer o seu raciocínio para quem for corrigir a prova, ajuda a orientar o próprio desenvolvimento do problema. Cuidado com as aproximações excessivas de números com muitas casas decimais. Deixe para fazer a aproximação na resposta final. No desenvolvimento das questões, procure expressar o maior número de casas decimais possível. Lembre-se sempre de recorrer à relação estequiométrica da reação nas questões que envolvem cálculos estequiométricos. E não se esqueça de sempre balancear a reação antes de começar a resolver. Antes de começar a resolver o problema, faça um esquema com os dados fornecidos. Veja o que você tem em termos de mol, %, volume, mol, moléculas (...) e veja aonde você quer chegar em termos de mol, %, volume, mol, moléculas (...). Assim você verá de forma ampla as relações numéricas e estequiométricas que você pode usar. C = concentração comum (g/L) M = concentração molar (mol/L) V = volume (L) i = início f = fim
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