Reforço Escolar Química Arquivo 03

Prévia do material em texto

1
AULA 16 – Deslocamento de Equilíbrio
Quando um sistema atinge o estado de equilíbrio, ele tende a
permanecer nesse estado desde que não ocorra nenhuma perturbação externa.
Le Chatelier quando estudou os sistemas em equilíbrio e o que poderia
afeta-los, chegou a seguinte conclusão experimental: Quando se provoca uma
perturbação sobre o sistema em equilíbrio, ele tende a se deslocar no sentido
de fuga frente a ação aplicada (tende a anular a ação aplicada), tentando se
ajustar a uma nova situação de equilíbrio, este é o Princípio de fuga ante uma
ação.
Fatores que afetam o equilíbrio
• variação da concentração
• variação da temperatura
• variação da pressão
obs.: catalisador não desloca o equilíbrio
Variação da concentração
Considerando a reação reversível em equilíbrio dada abaixo:
 H2(g) + CO2(g) ´ H2O(g) + CO(g) Vdireta = Vinversa
Se aumentarmos a [H2] e/ou [CO2]
 
O equilíbrio será deslocado para a direita.
Se diminuirmos a concentração a [H2] e/ou a [CO2]
 
 O equilíbrio será deslocado para a esquerda.
 Portanto:
2
Variação da Pressão
O efeito da pressão só é interessante para equilíbrios em que participem
gases, de um modo geral o aumento da pressão provoca um aumento da
velocidade, pois provoca uma diminuição no volume.
Os coeficientes da reação balanceada são proporcionais as quantidades
em volume das substâncias na fase gasosa.
 1 PCl3(g) + 1 Cl2(g) ´ 1 PCl5(g)
 1 volume + 1 volume 1 volume
 2 volumes 1 volume
Podemos observar que da esquerda para a direita ocorre uma contração
de volume e da direita para a esquerda uma expansão de volume.
 P V
 
 Nesse exemplo o equilíbrio é deslocado para a direita
 P V
 Aumento da concentração desloca o equilíbrio no sentido de
consumo da substância (sentido contrário ao que está a substância).
 Diminuição da concentração de uma substância desloca o equilíbrio
no sentido de sua formação (mesmo sentido em que ela está).
Se aumentarmos a pressão favorece a reação que ocorre com a
contração de volume.
Se diminuirmos a pressão favorece a reação que ocorre com expansão de
volume
3
 
 Nesse exemplo o equilíbrio é deslocado para a esquerda
Obs.: Para a reação
 1 H2(g) + 1 Cl2(g) ´ 2 HCl(g)
 
 2 volumes 2 volumes
 A variação de pressão não afeta esse equilíbrio, pois não há contração
nem expansão de volume na reação.
Variação da Temperatura
Como já dissemos se aumentarmos a temperatura aumentará a
velocidade de qualquer reação química, seja ela exotérmica ou endotérmica, só
que o aumento de temperatura favorece mais a reação endotérmica.
Quando observar uma reação não esqueça que o DH representado é da
reação direta, portanto, no exemplo a seguir:
 N2(g) + O2(g) ´ 2 NO(g) DH = + 22kcal
 reação direta é endotérmica
 reação inversa é exotérmica
 
 Nesse exemplo desloca o equilíbrio para a direita.
 Temperatura favorece a reação endotérmica
4
 
 Nesse exemplo o equilíbrio é deslocado para a esquerda.
Exercícios
1) A reação de transformação do dióxido de carbono em monóxido de carbono,
representada pela equação a seguir, é muito importante para alguns processos
metalúrgicos.
 C(s)+CO2(g)=2CO(g) DH= + 174kJ/mol de carbono
A constante de equilíbrio desta reação pode ser expressa, em termos de
pressões parciais, como: K=p2(CO)/p(CO2). Qual é o efeito sobre este
equilíbrio quando:
a) adiciona-se carbono sólido?
b) aumenta-se a temperatura?
c) introduz-se um catalisador?
2)(fuvest) A obtenção de SO3(g) pode ser representada pela seguinte equação:
SO2(g) +1/2 O2(g) + catalisador ´ SO3(g)
A formação do SO3(g), por ser exotérmica, é favorecida a baixas temperaturas
(temperatura ambiente). Entretanto, na prática, a obtenção do SO3(g), a partir
do SO2(g) e O2(g), é realizada a altas temperaturas (420°C). Justifique essa
aparente contradição.
3)(vunesp) A reação de combustão de monóxido de carbono a dióxido de
carbono é um processo de equilíbrio químico homogêneo gasoso.
a) Escreva a equação química balanceada do equilíbrio químico.
b) Para aumentar a produção de dióxido de carbono, a pressão do sistema
deve ser aumentada. Justifique por quê.
 Temperatura favorece a reação exotérmica
5
4)(Ita) As opções a seguir se referem a equilíbrios químicos que foram
estabelecidos dentro de cilindros providos de êmbolo. Se o volume interno em
cada cilindro for reduzido à metade, a temperatura permanecendo constante,
em qual das opções a seguir o ponto de equilíbrio será alterado?
a) H2(g) + l2(g) ´2HI(g)
b) CaCO3(s) ´ CaO(s) + CO2(g)
c) PbS(s) + O2(g) ´ Pb(s) + SO2(g)
d) CH4(g) + 2O2(g) ´CO2(g) + 2H2O(g)
e) Fe2O3(s) + 3CO(g) ´2Fe(s) + 3CO2(g)
5)(puc-sp) Considere o equilíbrio representado por:
Qual dos procedimentos a seguir deslocará o equilíbrio no sentido 1?
a) evaporação da água a uma temperatura fixa.
b) aumento de pressão.
c) adição de benzoato de potássio sólido.
d) adição de ácido sulfúrico.
e) aumento da temperatura da solução.
6)(Unicamp) O CoCl2 é um sal de cor azul que se hidrata facilmente, passando
a CoCl2. 2H2O, de cor rosa. Enfeites como "gatinhos", "galinhos" e outros
bibelôs são recobertos com esse sal e mudam de cor em função da umidade do
ar.
a) Escreva a equação química que representa o equilíbrio entre o sal anidro e o
hidratado.
b) Indique qual a cor dos bibelôs em função do tempo úmido ou seco.
Justifique.
7)(ufes) Considere a reação hipotética
 A + B Æ C + D
6
Com relação ao equilíbrio químico do sistema, a temperatura constante, pode-
se afirmar que
a) a adição de reagentes ao sistema desloca o equilíbrio no sentido de
formação de produtos, aumentando o valor da constante de equilíbrio.
b) a adição de produtos ao sistema desloca o equilíbrio no sentido de formação
de reagentes, diminuindo o valor da constante de equilíbrio.
c) a adição de reagentes ou de produtos ao sistema não afeta o valor da
constante de equilíbrio.
d) a adição de reagentes ao sistema desloca o equilíbrio no sentido de
formação de reagentes, diminuindo o valor da constante de equilíbrio.
e) a adição de produtos ao sistema desloca o equilíbrio do sistema no sentido
de formação de produtos, aumentando o valor da constante de equilíbrio.
8)(ufrn) Um estudante comprou, de segunda mão, um livro de Química já
bastante manuseado. Lendo o capítulo referente a Equilíbrios Químicos,
encontrou o gráfico abaixo, que representa a variação das concentrações dos
componentes da reação, em função do tempo.
Infelizmente, faltava, no livro, a página seguinte, com a explicação do gráfico.
No colégio, o estudante obteve ajuda do professor, o qual esclareceu que o
ponto de início do equilíbrio, o de igualdade de concentrações e o de adição
instantânea de reagente eram, respectivamente:
a) t4, t1 e t2
b) t2, t1 e t4
c) t2, t1 e t3
d) t4, t3 e t1
9)(Uerj) Durante uma aula prática de química, para demonstrar o
deslocamento do estado de equilíbrio, um professor utilizou um sistema
fechado em equilíbrio, conforme a equação:
2 NO2(g) ´ N2O4(g) + calor
castanho incolor
As duas variáveis que provocaram a progressiva diminuição na intensidade da
coloração castanha estão indicadas em:
a) adição de catalisador - aumento da pressão
b) aumento do volume - aumento da temperatura
7
c) adição de catalisador - aumento da temperatura
d) imersão em banhode gelo - aumento da pressão
10)(uerj) A seguir, está representada a equação química balanceada que
mostra a combustão da amônia, etapa fundamental na fabricação do ácido
nítrico:
4NH3(g) + 5O2(g) ´ 4NO2(g) + 6H2O(g) DH<0
Essa reação produzirá a quantidade máxima de NO2 - óxido de nitrogênio IV -,
nas seguintes condições de pressão e temperatura, respectivamente:
a) alta - alta
b) alta - baixa
c) baixa - alta
d) baixa - baixa
Respostas
1)
a) Adição de C(s) não altera o equilíbrio pois sua concentração é constante.
 b) C(s)+CO2(g) = 2CO(g) H= + 174kJ/mol de carbono
 Equilíbrio desloca-se para a direita pois o aumento de temperatura,
desloca o equilíbrio no sentido da reação endotérmica.
 c) Adição de catalisador não desloca equilíbrio.
2) Apesar de diminuir o rendimento da reação, o aumento da temperatura
aumenta a velocidade da reação.
3) a) 2CO(g) + 10‚(g) Ï 2CO‚(g)
 b) Pelo princípio de Le Chatelier, aumentando a pressão desloca o
equilíbrio no sentido da reação que se dá com contração de volume.
4) b
5) e
6) a) CoCl2(s) + 2 H2O(g) ´ CoCl2 . 2 H2O(s)
 b) úmido Æ rosa (equilíbrio deslocado para a direita)
 seco Æ azul (equilíbrio deslocado para a esquerda)
7) c
8) c
9) d
8
10) d
1
AULA 17- pH e pOH
Hoje iremos falar sobre um caso particular de equilíbrio iônico, o
equilíbrio iônico da água. A água sofre uma auto-ionização, só que a água é
um eletrólito muito fraco, portanto, ela ioniza muito pouco, mas se estabelece
o equilíbrio abaixo.
Equilíbrio Iônico da Água
 H2O(l) ´ H+(aq) + OH-(aq)
Todo equilíbrio apresenta sua constante de equilíbrio, que é expresso da
seguinte forma:
Aonde Kw é denominado produto iônico da água (a letra w vem de water,
que é água em inglês). O Kw como qualquer constante de equilíbrio só varia
com a temperatura.
a 25°C na água pura, temos:
 [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L
 \ Kw = [H+].[OH-] = 10-14 (mol/l)2
Tipos de Soluções (a 25°C)
a) Água Pura ou Solução Neutra
 Uma solução é considerada neutra quando:
 b) Solução Ácida
 Uma solução é considerada ácida quando:
 c) Solução Básica
 Uma solução é considerada básica quando:
 Kw = [H+].[OH-]
[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L
 [H+] > 10-7 mol/L
 [OH-] < 10-7 mol/L
 [H+] < 10-7 mol/L
 [OH-] > 10-7 mol/L
2
Para facilitar o estudo da acidez dos sistemas, como a concentração dos
íons é muito baixa, os químicos acharam por bem expressar a concentração
dos íons pelo seu cologaritmo (inverso do seu logaritmo):
 colog x = - log x = 1
 log x
Portanto, temos a seguinte situação:
 Kw = [H+].[OH-]
 10-14 = [H+].[OH-]
 log 10-14 = log [H+] + log [OH-]
 - log 10-14 = (- log [H+]) + ( - log [OH-])
O químico dinamarquês Peter Lauritz Sorensen propôs que essa relação
 – log x fosse designada por px (p de operador potência), ficamos então com
 - log = p (potencial), voltando teremos:
Potencial hidrogeniônico e hidroxiliônico
• Potencial Hidrogeniônico
• Potencial Hidroxiliônico
Agora resolvida essa parte matemática, vamos voltar para as soluções e
ver como ficará cada uma delas.
Água Pura ou Solução Neutra (a 25°C)
 Uma solução é considerada neutra quando:
14 = pH + pOH
pH = -log [H+]
pOH = - log [OH-]
[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L
 pH = pOH = 7
3
 Solução Ácida (a 25°C)
 Uma solução é considerada ácida quando:
 Solução Básica
 Uma solução é considerada básica quando:
• Escala de pH e pOH
 pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
 pOH 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
 aumenta a acidez
 aumenta a alcalinidade
Exercícios
1) Com ou sem açúcar o cafezinho é consumido por milhões de brasileiros.
Sabendo-se que no cafezinho a concentração molar de íons H+ é 1,0.10-5
mol/L, o seu pOH a 25°C e o caráter do meio são respectivamente:
a) 7 ; neutro
SOLUÇÃO NEUTRA / ÁGUA PURA
 [H+] > 10-7 mol/L
 [OH-] < 10-7 mol/L
pH < 7 e pOH > 7
 [H+] < 10-7 mol/L
 [OH-] > 10-7 mol/L
pH > 7 e pOH < 7
 SOLUÇÃO ÁCIDA SOLUÇÃO BÁSICA
4
b) 5 ; ácido
c) 9 ; básico
d) 5 ; básico
e) 9 ; ácido
2)(fuvest) Ao tomar dois copos de água, uma pessoa diluiu seu suco gástrico
(solução contendo ácido clorídrico) de pH = 1, de 50 para 500 mL. Qual será o
pH da solução resultante logo após a ingestão da água?
a) 0
b) 2
c) 4
d) 6
e) 8
3)(viçosa) Para que uma solução de ácido clorídrico tenha um pH
aproximadamente igual a 2, a sua concentração em mol.L-1 deverá ser:
a) 0,01
b) 0,02
c) 2
d) 0,2
e) 0,1
4)(ufu) A água destilada, após contato com a atmosfera, durante certo tempo,
apresenta um pH menor que 7,0. Esse valor de pH deve-se à dissolução do
seguinte composto na água:
a) H2
b) NO
c) CO2
d) N2O
5) Sabe-se que a reação de formação do hidróxido de amônio do detergente
que contém amoníaco, como o derramado por Gabi e Tomás, é expressa pela
equação
 NH3+ H2O ´ NH4+ + OH_
Gabi e Tomás fizeram, então, as seguintes afirmativas:
I. O produto dessa reação se encontra altamente dissociado.
II. A solução tem pH básico.
III. De acordo com a teoria de Arrhenius, bases são substâncias que se
dissociam em água, produzindo íons OH_.
Está(ão) correta(s)
a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) apenas II e III.
5
6)(ufrj) Em um potenciômetro, se faz a leitura de uma solução 0,001M de
hidróxido de sódio (utilizado na neutralização do ácido lático). Sabendo-se que
o grau de dissociação é total, o valor do pH encontrado corresponde a
a) 2,7.
b) 5,4.
c) 12,0.
d) 11,0.
e) 9,6.
7)(ufpe) A solubilidade do dióxido de carbono em refrigerantes pode ser
representada pelos seguintes processos:
CO2(g) ´CO2(aq)
CO2(aq) + H2O(l) ´ H2CO3(aq)
H2CO3(aq) ´ HCO3(aq) + H+(aq) Ka = 10-7
Nos refrigerantes o CO2 é mantido a pressões maiores que a atmosférica, mas
após abertos, a pressão entra em equilíbrio com a pressão atmosférica, e
portanto o pH do refrigerante, de acordo com as equações acima, deverá:
a) aumentar.
b) diminuir.
c) permanecer inalterado.
d) tornar-se igual a 10-7.
e) tornar-se igual a 107.
8)(vunesp) As leis de proteção ao meio ambiente proíbem que as indústrias
lancem nos rios efluentes com pH menor que 5 ou superior a 8. Os efluentes
das indústrias I, II e III apresentam as seguintes concentrações (em mol/L) de
H+ ou OH-:
Considerando apenas a restrição referente ao pH, podem ser lançados em rios,
sem tratamento prévio, os efluentes:
a) da indústria I, somente.
b) da indústria II, somente.
c) da indústria III, somente.
d) das indústrias I e II, somente.
6
e) das indústrias I, II e III.
9)Em alguns casos, é muito importante o conhecimento da acidez de
determinados sistemas, o que se obtém por meio da medida do pH. Variações
muito acentuadas no pH da saliva humana, por exemplo podem evidenciar
distúrbios orgânicos.
Se a amostra X (da saliva de uma pessoa) apresenta pH=6,0 e a amostra Y
(da saliva de outra pessoa) tem [H3O+] igual a 1,0_10-5mol/L, pode-se afirmar
que:
a) A amostra X é menos alcalina.
b) A [OH_] da amostra Y é maior do que a da amostra X.
c) A amostra Y é mais ácida.
d) A [H3O+] da amostra Y é menor do que a da amostra X.
e) A ingestão de leite de magnésia Mg(OH)2 aumenta a acidez das duas
amostras.
10)(vunesp) Um suco de tomate tem pH=4,0 e um suco de limão tem pH=2,0.
Sabendo-se que pH=-log[H+] e pH+pOH=14:
 Calcule quantas vezes a concentração de H + do suco de limão é maior do
que a concentração de H+ do suco de tomate.
Gabarito
1) e
2) b
3) a
4) c
5)d
6) d
7) a
8) c
9) c
10) A concentração de [H+] do suco de limão é 100 vezes maior que a
do suco de tomate.
1
AULA 18 – Eletroquímica
A eletroquímica estuda as reações nas quais ocorrem transferência de
elétrons (reações de óxido-redução) e o seu aproveitamento prático para
converter energia química em energia elétrica e vice-versa.
 
• Transferência de elétrons: oxidação e redução
Como já vimos na aula 11 do nosso curso, oxidação é a doação de elétrons
acompanhado de um aumento do Nox, enquanto que redução é o recebimento
de elétrons acompanhado de uma diminuição do Nox.
Por exemplo a reação entre o íon cobre e zinco metálico:
 
 
 O que ocorre na prática: o zinco desloca o íon cobre, o zinco metálico
passa para o meio aquoso sofrendo oxidação enquanto que o íon cobre sofre
redução passando a cobre metálico que se deposita sobre a barra de zinco.
 
 início
2
 
 final
Comparando a reatividade dos elementos como no experimento acima no
qual podemos contatar que o zinco é mais reativo (sofre oxidação) que o cobre
é possível construirmos uma fila de reatividade.
Ordem de reatividade dos metais
 Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H2, Cu, Ag, Pt, Au
 Metais não- nobres Metais nobres
 Diminui a reatividade e a capacidade de perder e-
Conhecendo-se essa fila podemos prever o que ocorrerá numa reação de
deslocamento.
PILHA ou CÉCULA GALVÂNICA
Uma pilha é uma reação de óxido-redução espontânea que ocorre em um
sistema apropriado para aproveitarmos o fluxo de elétrons. A primeira pilha foi
construída por Alessandro Volta em 1800, mas já em 1836 o químico inglês
John Daniell construiu uma pilha diferente da de Volta, eram dois eletrodos
interligados, cada eletrodo é um sistema constituído por uma barra metálica
imersa em uma solução aquosa de um sal formada pelos cátions do mesmo
metal.
 O eletrodo de zinco
 
3
 O eletrodo de cobre
 
 Construindo a pilha
É preciso interligar os eletrodos, externamente um fio condutor conecta
as barras metálicas, enquanto que a ponte salina faz a ligação entre as
soluções.
 
O eletrodo de zinco é o pólo – (negativo) chamado de ânodo, eletrodo
que sofre a oxidação.
O eletrodo de cobre é o pólo + (positivo) chamado de cátodo, eletrodo
que sofre redução.
Os elétrons sempre fluem pelo circuito externo de quem oxida para quem
reduz, ou do ânodo para o cátodo.
Reações que ocorrem na pilha quando ligada:
Ânodo : Zn(s) Æ Zn(aq) + 2e-
Cátodo: Cu(aq) + 2e- Æ Cu(s)
Global : Zn(s)+ Cu(aq) Æ Zn(aq) + Cu(s)
 
4
Quando a pila começa a funcionar os elétrons começam a migrar.
 
O eletrodo de zinco que sofre oxidação tem a sua massa diminuída
enquanto que o eletrodo de cobre que sofre redução tem sua massa
aumentada.
Na ponte salina os íons fluem para equilibrar os eletrodos, no eletrodo de
zinco o sistema está com muitas cargas positiva então os ânions migram para
lá, enquanto que o eletrodo de cobre está com muitas cargas negativas,
portanto, os cátions da ponte migram para lá.
E é assim basicamente que funciona uma pilha de Daniell.
Uma pilha nada mas é do que uma reação de óxido-redução ocorrendo
em uma aparelhagem que aproveita o fluxo de elétrons, convertendo energia
química em energia elétrica.
Para você prever quem irá oxidar ou reduzir na pilha, quando você for
montar uma, é o potencial de redução.
Potencial padrão de redução
 Tabela de potencias-padrão de redução (em volts)
 Na+ + 1 e- Æ Na E°= - 2,71 V aumenta
 Zn2+ + 2 e- Æ Zn E°= - 0 ,76 V a força
 2 H+ + 2e- Æ H2 E°= 0,00 V oxidante
 Cu2+ + 2e- Æ Cu E°= + 0,34 V
5
Cálculo da f.e.m. ou DE
Na pilha de Daniell, teremos:
 DE = ECu - EZn
 DE = +0,34 – (- 0,76)
 DE = + 1,10 V
obs.: em uma pilha por ser uma reação espontânea o DE será sempre positivo.
Exercícios
1)(unicamp) A figura a seguir representa uma pilha de mercúrio usada em
relógios e cronômetros.
As reações que ocorrem nesta pilha são:
Zn(s) = Zn2+(aq) + 2e_
HgO(s) + H2O(l) + 2e_ = Hg(l) + 20H-(aq)
a) De qual eletrodo partem os elétrons quando a pilha está fornecendo
energia? Justifique.
b) Cite duas substâncias cujas quantidades diminuem com o funcionamento da
pilha. Justifique.
6
2)(vunesp) Mergulha-se uma lâmina limpa de níquel em uma solução azul de
sulfato de cobre. Observa-se que a lâmina fica recoberta por um depósito
escuro e que, passado algum tempo, a solução se torna verde. Explique o que
ocorreu:
a) na lâmina de níquel;
b) na solução.
3)(vunesp) O funcionamento de uma pilha de combustível é baseado nas semi-
reações a seguir, cada uma delas representada com o respectivo potencial
padrão de redução, E¡:
2H2O(l) + 2e_ Æ H2(g) + 2OH_(aq) E0=-0,828 V
_ O2 (g) + H2O(l) + 2e_ Æ 2OH_(aq) E0=0,401V
Levando-se em conta estas informações, afirma-se:
I) A reação global da pilha de combustível é
H2(g) + 1/2 O2(g) Æ H2O(l)
II) O hidrogênio sofre oxidação no processo.
III) A diferença de potencial desta pilha de combustível, em condição padrão, é
igual a 1,229V.
Estão corretas as afirmações:
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
4)(fuvest) Moedas feitas com ligas de cobre se oxidam parcialmente pela
reação do ambiente. Para "limpar" estas moedas pode-se utilizar o arranjo
esquematizado a seguir. Ao se fechar o circuito, a semi-reação que ocorre na
moeda é:
a) Cu Æ Cu2++ 2 e_
b) Cu Æ Cu+ + e_
7
c) Cu2+ + 2 e_ Æ Cu
d) Cu + Cu2+ Æ 2 Cu+
e) Cu2+ + 2 OH_ Æ Cu(OH)2
Gabarito
1) a) Eletrodo de zinco.
 Fluxo de elétrons : redutor Æ oxidante
 b) Zn(s) (oxidação do zinco)
 HgO(s) (redução do mercúrio)
 H2O(l) (consumo na reação com o HgO)
2) a) Ni desloca o Cu0 da solução de CuSO4
 Ni0 + Cu2+ ÆNi2+ + Cu0
 b) Ni0 + Cu2+ Æ Ni2+ + Cu0
 (azul) (verde)
3) e
4) e
5) 
1
AULA 19 – ELETRÓLISE
Eletrólise é a parte da eletroquímica que estuda a transformação de
energia elétrica em energia química.
 ENERGIA não espontâneo ENERGIA
 ELÉTRICA QUÍMICA
A eletrólise é um processo não espontâneo, onde ocorre a descarga de
íons.
Na descarga de íons os cátions irão receber elétrons, sofrendo redução;
enquanto que os ânions irão ceder elétrons, sofrendo oxidação.
Vejamos agora alguns exemplos de descargas:
Descarga de cátions:
 Na+ + 1 e- Æ Na
 Al3+ + 3e- Æ Al
 Mg2+ + 2e- Æ Mg
Descarga de ânions:
 2 Cl- Æ Cl2 + 2e-
 2 Br- Æ Br2 + 2e-
2 OH- Æ _ O2 + H2O + 2e-
Para que um sistema sofra eletrólise é necessária a presença de íons
livres, os quais como já vimos serão descarregados durante o processo.
Na eletrólise a corrente elétrica atravessa o sistema, descarrega os íons,
e provoca uma reação química (não espontânea) de óxido-redução.
 Acho que já deu para perceber que sem íons livres não irá ocorrer
eletrólise.
Tipos de eletrólise
• eletrólise ígnea (ausência de água)
• eletrólise em meio aquoso
Eletrólise ígnea
A eletrólise ígnea é a eletrólise feita em ausência de água, normalmente
são compostos iônicos fundidos. A eletrólise ígnea é por exemplo, como se
obtém alumínio a partir da bauxita (minério de alumínio).
Obtenção de íons livres
• pela fusão de substâncias iônicas
• pela dissociação ou ionização de substâncias em meio
aquoso
2
Para fazermos a eletrólise é necessário termos uma fonte de corrente
contínua, uma cuba eletrolítica onde se encontra o sistema que sofrerá a
eletrólise eeletrodos inertes que podem ser fios de platina ou barras de
carbono grafite.
 
Como exemplo vamos fazer a eletrólise de NaCl.
Primeiro passo é fundir o material para que os íons fiquem livres, se não
o sistema não conduzirá corrente e não ocorrerá a eletrólise.
NaCl(s) Æ NaCl(l)
O NaCl fundido apresenta os seguintes íons:
 NaCl(l) Æ Na+(l) + Cl-(l)
Quando a corrente começar a atravessar o sistema, iniciam-se as
reações de óxido-redução não espontâneas.
 Reação catódica (redução)
 2 Na+(l) + 2e- Æ 2 Na(s)
 Reação anódica (oxidação)
 2 Cl-(l) Æ 2e- + Cl2(g)
Para você lembrar: ânion migra para o ânodo, cátion migra para o
cátodo.
Para obtermos a equação global da eletrólise vamos somar as equações
de cada etapa.
 Reação global da eletrólise
dissociação: 2 NaCl(l) Æ 2 Na+(l) + 2 Cl-(l)
reação catódica: 2 Na+(l) + 2e- Æ 2 Na(s)
reação anódica: 2 Cl-(l) Æ 2e- + Cl2(g)
3
reação global da eletrólise: 2NaCl(l) Æ 2 Na(s) + Cl2(g)
Eletrólise em meio aquoso
O que muda na eletrólise em meio aquoso é que a água participa do
processo, portanto, ela é um pouco mais complexa. A diferença é que
precisamos saber a ordem de descarga dos íons frente a água, já que essa
interfere na descarga.
Conhecendo a ordem de descarga dos íons podemos montar a eletrólise
em meio aquoso, precisamos dos mesmos itens só que a cuba eletrolítica não
precisa ter aquecedores pois não iremos fundir o material.
Como exemplo vamos montar a eletrólise de NaCl em meio aquoso.
4
O importante para montar as equações da eletrólise é identificar os íons
presentes no sistema bem como não esquecer das moléculas de água que
estão presentes (a água ioniza muito pouco em H+ e OH-).
No nosso exemplo as espécies presentes na cuba são:
NaCl que em meio aquoso dissocia em Na+ e Cl- e as moléculas de água.
Quando ligarmos a fonte começa uma reação de óxido-redução não
espontânea, onde os íons ou as moléculas de água serão descarregados nos
respectivos pólos. No nosso exemplo irão ser descarregados primeiramente o
Cl- no ânodo e H2O no cátodo.
Reações
dissociação do sal : 2 NaCl(aq) Æ 2 Na+(aq) + 2 Cl-(aq)
água : 2 H2O(l) Æ 2 H2O(l) 
reação anódica: 2Cl-(aq) Æ Cl2(g) + 2e-
reação catódica: 2 H2O(l) + 2 e- Æ H2(g) + 2OH-(aq)
reação global:2 NaCl(aq) + 2 H2O(l) Æ Cl2(g) + H2(g) + 2 Na+(aq) + 2 OH-(aq)
 NaOH
5
Observe na figura a formação de gás cloro no ânodo e de gás hidrogênio
no cátodo, sobrando na cuba Na+ e OH- .
Lembre–se que a água pode ser descarregada no cátodo ou no ânodo, a
seguir são dadas as equações de descarga da água no cátodo e no ânodo.
Descarga do OH-
 2 OH-(aq) Æ _ O2(g) + H2O(l) + 2e-
Exercícios
1)(unitau) Assinale a alternativa incorreta:
a) Eletrólise ígnea é a reação química provocada pela passagem de corrente
elétrica através de um composto iônico fundido.
b) Eletrólise aquosa é a reação química provocada pela passagem de corrente
elétrica por meio de uma solução aquosa de um eletrólito.
c) Com a eletrólise podemos produzir substâncias na indústria química como a
soda cáustica e hipocloritos.
d) A ddp negativa indica que a reação é espontânea e que poderá ser usada
para gerar corrente elétrica.
e) Na eletrólise de uma solução aquosa de KI, o íon iodeto, quando volta a ser
átomo, perde um elétron.
2)(fuvest) A eletrólise de cloreto de sódio fundido produz sódio metálico e gás
cloro. Nesse processo, cada íon
a) sódio recebe dois elétrons.
b) cloreto recebe um elétron.
c) sódio recebe um elétron.
d) cloreto perde dois elétrons.
e) sódio perde um elétron.
3)(fuvest) É comum encontrar nas lojas de materiais para piscinas o anúncio:
"Temos cloro líquido."
a) Há erro em tal anúncio? Explique.
Quando se obtém cloro por eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio
também se forma hidrogênio.
b) Mostre como se formam o cloro e o hidrogênio nessa eletrólise.
Descarga da água
no cátodo: 2 H2O(l) + 2e- Æ H2(g) + 2 OH-(aq)
no ânodo: H2O(l) Æ _ O2(g) + 2 H+(aq) + 2e-
6
4)(fuvest) Michael Faraday (1791-1867), eletroquímico cujo 2º centenário de
nascimento se comemora este ano, comentou que "uma solução de iodeto de
potássio e amido é o mais admirável teste de ação eletroquímica" pelo
aparecimento de uma coloração azul, quando da passagem de corrente elétrica
sobre o iodeto.
a) Escreva a equação que representa a ação da corrente elétrica sobre o
iodeto.
b) Em que pólo surge a coloração azul? Justifique sua resposta.
5)(unicamp) O cobre metálico, para ser utilizado como condutor elétrico,
precisa ser muito puro, o que se consegue por via eletrolítica. Neste processo
os íons cobre-II são reduzidos no cátodo, a cobre metálico, ou seja,
 Cu2+ (aq) + 2e_ Æ Cu (s)
Qual a massa de cobre que se obtém por mol de elétrons que atravessa a cuba
eletrolítica? Massa atômica relativa do cobre = 64
6)(fatec) Obtém-se magnésio metálico por eletrólise do MgCl‚ fundido. Nesse
processo, a semi-reação que ocorre no cátodo é
a) Mg2+ + Mg2- Æ Mg.
b) Mg2+ - 2e_ Æ Mg.
c) 2Cl- - 2e_ Æ Cl2.
d) Mg2+ + 2e_ Æ Mg.
e) 2Cl- + 2e_ Æ Cl2.
7) Faça o esquema experimental e as equações envolvidas na eletrólise do
CuSO4 em água.
8) Dê a equação global da eletrólise ígnea do Al2O3.
Gabarito
1) d
2) c
3) a) O cloro nas condições ambientes, é gasoso.
 b) cátodo: 2H2O + 2e_ Æ H2 + 2OH-
 ânodo: 2Cl- Æ Cl2 + 2e_
4) a) 2 I- Æ I2 + 2e_
7
 b) No ânodo, onde ocorre a oxidação do iodo que com o amido adquire a
coloração azul.
5) 32g
6) d
7) dissociação do sal: CuSO4(aq) Æ Cu2+(aq) + SO42-(aq)
água: : H2O(l) Æ H2O(l) 
reação catódica : Cu2+(aq) + 2e- Æ Cu(s)
reação anódica: H2O(l) Æ _ O2(g) + 2 H+(aq) + 2e-
 reação global: CuSO4(aq) + H2O Æ Cu(s) + _ O2(g) + H2SO4(aq)
8) Al2O3(l) Æ 2Al(s) + 3/2 O2(g)
AULA 20 –INTRODUÇÃO À QUÍMICA ORGÂNICA
DEFINIÇÃO DE QUÍMICA ORGÂNICA
A Química Orgânica é a parte da Química que estuda a maioria dos
compostos do carbono, chamados de compostos orgânicos.
Os compostos orgânicos são muito comuns e importantes em nossa
vida diária; por exemplo, o álcool comum (C2H5OH) presente nas bebidas,
produtos de limpeza, perfumes e combustíveis: o vinagre (C2H4O2) é um
tempero habitual em nossas refeições; a gasolina (C8H18) é um dos
combustíveis de maior uso no mundo atual; e assim por diante.
HISTÓRICO
Os compostos e as reações orgânicas são utilizados pelo homem há
muito tempo. A queima da madeira (combustão) já era feita pelo homem
pré-histórico. Antes de Cristo, a Humanidade já produzia bebidas alcoólicas,
vinagre e corantes. No século XVI, os alquimistas obtiveram muitos
“extratos” vegetais e assim, as técnicas de “retirar compostos já prontos” de
vegetais e animais foram sendo aperfeiçoadas: por exemplo, do limão
extraiu-se o ácido cítrico (C6H8O7); das gorduras animais extraiu-se a
glicerina (C3H8O3).
Foi por esse motivo que Bergman, em 1777, definiu a Química
Orgânica como sendo a química dos compostos existentes nos organismos
vivos, vegetais e animais, enquanto a Química Inorgânica ou Mineral
seria a química dos compostos existentes no reino mineral.
Nessa mesma época, Lavoisier conseguiu analisar vários compostos
orgânicos e constatou que todos continham o elemento químico carbono.
Em 1807, Berzélius lançou a idéia de que somente os seres vivos
possuiriam uma Força Vital capaz de produzir compostos orgânicos, ou
seja, criava-se assim a idéia de que as substâncias orgânicas jamais
poderiam ser sintetizadas,isto é, ser preparadas artificialmente num
laboratório ou numa indústria.
Entretanto, em 1828, Wöhler efetuou a reação mostrada abaixo, onde,
a partir de um composto mineral (cianato de amônio), chegava-se a um
composto orgânico, a uréia, que existe na urina dos animais; começava-se
assim a queda da Teoria da Força Vital.
Nos anos seguintes, muitas outras substâncias orgânicas foram
sintetizadas (acetileno, metanol, ácido acético, etc.) de modo que os
químicos passaram a acreditar na possibilidade de síntese de qualquer
substância química.
No entanto, até hoje, certas sínteses são extremamente difíceis; por
exemplo, a clorofila (C55H72MgN4O5) existentes nos vegetais só foi preparada
artificialmente, em 1960, por Woodward, fato que lhe valeu o Prêmio Nobel
de Química de 1965.
Atualmente dispomos de compostos orgânicos naturais, cujas fontes
principais são o petróleo, o carvão mineral, o gás natural, etc., e de
compostos orgânicos sintéticos, produzidos artificialmente pelas indústrias
químicas, que fabricam desde plásticos e fibras têxteis até medicamentos,
corantes, inseticidas e outros.
TEORIA ESTRUTURAL DE KEKULÉ
O átomo de carbono apresenta certas características que o tornam
bem diferente de todos os demais elementos químicos, como detalhado a
seguir:
1. O carbono é tetravalente
A configuração eletrônica do carbono apresenta 2 e 4 elétrons
respectivamente nas camadas K e L. Tendo 4 elétrons na camada de
valência, o carbono tem tendência de formar 4 ligações covalentes.
2. As quatro ligações simples de um carbono são iguais.
Além disso, é importante destacar que as 4 valências do carbono
são iguais entre si. Assim, por exemplo, as 4 fórmulas exemplificadas a
seguir representam, na realidade, um único composto de fórmula
molecular CHCl3.
3. Os átomos de carbono podem ligar-se entre si, formando cadeias.
LIGAÇÕES ENTRE ÁTOMOS DE CARBONO
Entre átomos de carbono, podemos encontrar:
TIPOS DE CARBONO NUMA CADEIA CARBÔNICA
ß Carbono Primário: é o átomo de carbono que está ligado no
máximo a um outro átomo de carbono.
ß Carbono Secundário: é o átomo de carbono que está ligado a 2
outros átomos de carbono.
ß Carbono Terciário: é o átomo de carbono que está ligado a 3
outros átomos de carbono.
ß Carbono Quaternário: é o átomo de carbono que está ligado a 4
outros átomos de carbono.
Por exemplo, na cadeira orgânica simplificada a seguir:
- Carbonos primários: 1, 7, 8, 9, 10, 12 e 13.
- Carbonos secundários: 5 e 6.
- Carbonos terciários: 2, 4 e 11.
- Carbonos quaternários: 3.
FÓRMULAS ESTRUTURAIS SIMPLIFICADAS
Para poupar tempo e espaço, costuma-se fazer algumas simplificações
nas fórmulas estruturais, originando assim as fórmulas estruturais
simplificadas.
Exemplos:
CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIAS CARBÔNICAS
As cadeias carbônicas são classificadas segundo vários critérios:
I) Cadeia aberta e fechada
 
Cadeia aberta ou acíclica – os átomos de carbono não formam
ciclo.
Exemplo:
Cadeia fechada ou cíclica – os átomos de carbono formam ciclo ou
anel.
II) Classificação das cadeias acíclicas ou abertas
A) Quanto à disposição dos átomos:
Cadeia acíclica normal ou reta: é aquela que apresenta apenas dois
extremos livres.
Cadeia acíclica ramificada: é aquela que apresenta mais de dois
extremos livres.
B) Quanto à natureza dos átomos
Cadeia homogênea: é aquela que não apresenta átomos diferentes de
carbono intercalados na cadeia.
Cadeia heterogênea: é aquela que apresenta átomos diferentes de
carbono intercalados na cadeia.
Esses átomos diferentes de carbono são chamados heteroátomos.
O oxigênio e o nitrogênio são os heteroátomos das referidas cadeias
carbônicas.
C) Quanto ao tipo de ligação entre os átomos de carbono
Cadeia saturada: é aquela em que os átomos de carbono ligam-se
entre si, exclusivamente, por simples ligações.
Cadeia insaturada: é aquela que apresenta pelo menos uma dupla ou
tripla ligação entre os átomos de carbono.
 III) Classificação das cadeias cíclicas ou fechadas
A) Quanto a natureza dos átomos
Cadeia homocíclica (cíclica homogênea) – no anel só há átomos de
carbono.
Cadeia heterocíclica (cíclica heterogênea) – no anel há átomo diferente
do carbono.
B) Classificação das cadeias homocíclicas
As cadeias homocíclicas são classificadas em:
Cadeias alicíclicas – não contêm núcleo benzênico.
Cadeias Aromáticas – contêm núcleo benzênico.
A cadeia aromática pode conter mais de um núcleo benzênico.
Cadeia aromática de núcleos condensados – os anéis possuem
átomos de carbono em comum.
 Cadeias aromáticas de núcleos isolados – os anéis não possuem
átomos de carbono em comum.
Resumindo:
EXERCÍCIOS
1) (UERJ-2000) Na fabricação de tecidos de algodão, a adição de
compostos do tipo n-haloamina confere a eles propriedades biocidas,
matando até bactérias que produzem mau cheiro. O grande
responsável por tal efeito é o cloro presente nesses compostos:
A cadeia carbônica da n-haloamina acima representada pode ser
classificada como:
a) homogênea, saturada, normal
b) heterogênea, insaturada, normal
c) heterogênea, saturada, ramificada
d) homogênea, insaturada, ramificada
e) homogênea, saturada, ramificada
2) (Pucmg) O benzopireno é um composto aromático formado na
combustão da hulha e do fumo. Pode ser encontrado em carnes
grelhadas, em carvão ou peças defumadas. Experiências em animais
comprovaram sua potente ação cancerígena. Apresenta a seguinte
fórmula estrutural:
Sua fórmula molecular é:
a) C22H14
b) C20H20
c) C22H10
d) C20H14
e) C20H12
3) (PucCampinas) Preocupações com a melhoria da qualidade de vida
levaram a propor a substituição do uso do PVC pelo tereftalato de
polietileno ou PET, menos poluente na combustão. Esse polímero está
relacionado com os compostos:
É correto afirmar que I e II têm, respectivamente, cadeia carbônica
a) alicíclica e acíclica.
b) saturada e insaturada.
c) heterocíclica e aberta.
d) aromática e insaturada.
e) acíclica e homogênea.
4) (Cesrangrio) A PREDNISONA é um glicocorticóide sintético de potente
ação anti-reumática, antinflamatória e antialérgica, cujo uso, como de
qualquer outro derivado da cortisona, requer uma série de precauções
em função dos efeitos colaterais que pode causar. Os pacientes
submetidos a esse tratamento devem ser periodicamente monitorados,
e a relação entre o benefício e reações adversas deve ser um fator
preponderante na sua indicação.
 Com base na fórmula estrutural apresentada anteriormente, qual o
número de átomos
 de carbono terciários que ocorrem em cada molécula da prednisona?
 a) 3
 b) 4
 c) 5
 d) 6
 e) 7
5) (UFRS) Um alceno possui cinco átomos de carbono na cadeia principal,
uma ligação dupla entre os carbonos 1 e 2 e duas ramificações, cada uma
com um carbono, ligadas nos carbonos 2 e 3. Sobre este alceno é
INCORRETO afirmar que apresenta.
a) quatro carbonos primários.
b) dois carbonos terciários.
c) um carbono assimétrico.
d) um carbono secundário.
e) um carbono quaternário.
Obs.: Alcenos são compostos de cadeia aberta, com uma dupla ligação e
formados exclusivamente por carbono e hidrogênio.
6) (Ueolondrina) O 1, 2- benzopireno, mostrado na figura adiante, agente
cancerígeno encontrado na fumaça do cigarro é um hidrocarboneto
a) aromático polinuclear.
b) aromático mononuclear.
c) alifático saturado.
d) alifático insaturado.
e) alicíclico polinuclear.
7) (Uelondrina) Na fórmula :
H2C...x...CH-CH2-C...y...N
x e y representam, respectivamente, respectivamente, ligações
a) simples e dupla.
b) dupla e dupla.
c) tripla e simples.
d) tripla e tripla.
e)dupla e tripla.
8) (Puccamp) Na Copa do Mundo, uma das substâncias responsáveis pela
eliminação de Maradona foi a efedrina,
 Qual a fórmula molecular dessa substância?
 a) C10H12NO
 b) C10H20NO
 c) C10H15NO
 d) C10H10NO
 e) C9H10NO
 9) (Unitau) Observe a fórmula:
 As quantidades totais de átomos de carbono primário, secundário e
terciário são,
 respectivamente:
 a) 5, 2 e 2.
 b) 3, 2 e 2.
 c) 3, 3 e 2.
 d) 2, 3 e 4.
 e) 5, 1 e 3.
Gabarito:
1) C
2) E
3) D
4) C
5) E
6) A
7) E
8) C
9) E