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17/02/2016 1 QUÍMICA GERAL Renata Vasques da Silva Tavares Bibliografia Classificações da matéria ELEMENTO QUÍMICO O átomo é a menor partícula que ainda caracteriza um elemento químico Mas e o átomo? �A cada elemento é dado um único símbolo químico (uma ou duas letras). �Os elementos são a base de constituição da matéria. SUBSTÂNCIA PURA MISTURA SUBSTÂNCIA PURA � Tem composição química definida � Possuem propriedades químicas e físicas constantes. Ex. densidade, ponto de fusão e ebulição. Ex: açúcar, água, alumínio, oxigênio SUBSTÂNCIAS SIMPLES SUBSTÂNCIAS COMPOSTAS � Moléculas formadas por um único tipo de elemento químico. � Não pode ser decomposta em substâncias mais simples. � Moléculas formadas por dois ou mais elementos químicos, unidos, em proporções bem definidas e constantes. � Pode ser representada por um fórmula porque tem composição fixa. Substância Fórmula Representação Gás hidrogênio H2 Gás oxigênio O2 Gás ozônio O3 SUBSTÂNCIAS SIMPLES Substância Fórmula Representação Água H2O Sal de cozinha NaCl Açúcar C12H22O11 SUBSTÂNCIAS COMPOSTAS 17/02/2016 2 SUBSTÂNCIA SIMPLES O2 É uma substância simples ou um elemento químico? E o O3? Os compostos abaixo são iguais ou diferentes? C2H6O C C O H HH HH H C2H6O C H H H O C H H H etanol éter dimetílico CH3CH2OH CH3OCH3 ISOMEROS ELEMENTO QUÍMICOX MISTURA � Formada por duas ou mais substâncias, que mantém suas identidade própria, não reagindo entre si. MISTURAS HOMOGÊNEAS MISTURAS HETEROGÊNEAS � A matéria é totalmente uniforme; � Pode ser separada por meios físicos; � São chamadas de soluções. Ex: água + açúcar, água + álcool � Apresenta apenas uma fase; � A matéria não é totalmente uniforme; � Pode ser separada por meios físicos; Ex: água + óleo, água + areia � Apresenta duas ou mais fases; O leite é considerado uma mistura heterogênea. Aspecto homogêneo a olho nu Aspecto heterogêneo ao microscópio Copo de leite Líquido branco com gotículas de gordura OBS: Toda mistura onde os componentes são todos gasosos sempre será homogênea!!! MISTURA SistemasSistema é uma porção limitada do universo, considerada como um todo para efeito de estudo. SISTEMAS HOMOGÊNEOS SISTEMAS HETEROGÊNEOS Substância pura: Um componente. Mistura homogênea: Mais de um componente . (Uma fase) Substância pura: Um componente em diferentes estados físicos. Mistura: Mais de um componente (Mais de uma fase) tudo o que é objeto da observação humana. Sistemas homogêneos Sistemas heterogêneos Substância pura Mistura Substância pura Mistura Água Álcool hidratado Gelo: H2O(sól) + Água: H2O(líq) Água + óleo Sistema: E por que o óleo é que fica em cima? Que tipo de sistema representa a figura abaixo? 17/02/2016 3 Observe as figuras abaixo e responda: 1) Qual(is) figura(s) representa(m) uma substância pura? 4) Qual(is) figura(s) representa(m) uma mistura? 5) Quantos átomos estão representados em cada figura? 7) Quantos elementos estão representados em cada figura? 6) Quantas moléculas estão representadas em cada figura? 2) Qual(is) figura(s) apresenta(m) substância(s) simples(s)? 3) Qual(is) figura(s) apresenta(m) substância(s) composta(s)? A B C D ESTADOS DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA Visão macroscópica Visão microscópica O que o átomo? * Na eletrosfera ficam os elétrons (com carga negativa). * Os prótons e nêutrons apresentam praticamente a mesma massa relativa, mas os elétrons são bem mais leves. * O átomo é neutro. * O átomo possui um núcleo e uma eletrosfera. * O raio do átomo é 10.000 a 100.000 vezes maior que o raio do núcleo. * No núcleo ficam os prótons (com carga positiva) e os nêutrons (sem carga efetiva). Estrutura atômica Estrutura atômica: descrição de um átomo lemento químico: símbolo escrito em letra de forma.Z Número atômico: É igual ao número de prótons A Número de massa: É igual ao número de prótons + número de nêutrons E Átomos de um mesmo elemento químico devem obrigatoriamente possuir o mesmo número de prótons (Z). Z também é chamado de número atômico. A ou A = Z + N Obs: o número de nêutrons não é mostrado, mas pode ser obtido subtraindo número de prótons Z, do número de massa A. Para os átomos abaixo determine o A, N, Z e o número de elétrons. Fe26 56 A = Z = N = e- = I53 127 A = Z = N = e- = Ti22 48 A = Z = N = e- = Ag47 108 A = Z = N = e- = Obs: Note que nos átomos, o número de prótons é sempre igual ao número de elétrons. Isso ocorre pois os átomos são neutros!!! 17/02/2016 4 E.1. Assinale a alternativa correta: Os átomos de um mesmo elemento químico não precisam apresentar em comum: a) Número atômico b) Número de prótons c) Número de nêutrons d) Símbolo químico E.2. Átomos de 24Cr51 são utilizados em medicina, no diagnóstico de alterações ligadas aos glóbulos vermelhos. Explique o significado dos números que aparecem ao lado do símbolo do cromo nesta representação. PARA RESOLVER!! E.3. Considere o átomo do elemento químico Bromo, possuidor de 35 prótons, 46 nêutrons e 35 elétrons. Escreva a representação correta para este átomo. E.4. Quantos prótons, nêutrons e elétrons apresenta o átomo de 25Mn55? E.5. Complete a tabela a seguir, indicando quantos protons, nêutrons e elétrons possuem cada um desses átomos: 6C12 8O17 7N13 1H1 prótons nêutrons elétrons E.6. Um dos átomos usados na construção de bombas é o plutônio (símbolo Pu) com 94 prótons, 94 elétrons e 145 nêutrons. Escreva a representação para este átomo. O que são íons??? Os íons são formados quando os átomos perdem ou ganham elétrons. Em um íon: número de prótons ≠ número de elétrons Cátion: formado quando um átomo perde elétron(s) e fica carregado positivamente (+). 26Fe+3 O íon férrico possui 23 elétrons (o átomo de ferro tinha 26 elétrons e perdeu três). 47Ag+ O íon prata possui 46 elétrons (o átomo de prata tinha 47 elétrons e perdeu um). E.7. Complete a tabela a seguir, indicando quantos protons, nêutrons e elétrons possuem cada uma destas espécies: E.8. Um íon Cr+3 tem 24 prótons e 28 nêutrons. Pede-se: a) O número de elétrons desse íon. b) O símbolo desse íon, acompanhado do número atômico e de massa. PARA RESOLVER!! 19K+ 29Cu 35Br – prótons nêutrons elétrons E.9. Um gás nobre tem número atômico 18 e número de massa 40. O número de elétrons de um ânion X-2 é igual ao número de elétrons do átomo do gás nobre. Qual o número atômico do elemento X? 40 64 80 17Cl- O ânion cloreto possui 18 elétrons (o átomo de cloro tinha 17 elétrons e ganhou mais um). 16S-2 O íon sulfeto possui 18 elétrons (o átomo de enxofre tinha 16 elétrons e ganhou mais dois). Ânion: formado quando um átomo ganha elétron(s) e fica carregado negativamente (-). Obs: Um átomo não perde ou ganha prótons, somente elétrons. 17/02/2016 5 ISÓTOPOS, ISÓBAROS, ISÓTONOS E ISOELETRÔNICOS + - + - + - A figura acima representa três átomos de um mesmo elemento químico. Que elemento é esse? Como você sabe? Estes átomos são ISÓTOPOS entre si, pois possuem o mesmo número de prótons (Z). H1 1 H1 2 H1 3 Isótonos: espécies com mesmo número de nêutrons (N). Ex: 1H e 2He ISÓTOPOS, ISÓBAROS, ISÓTONOS E ISOELETRÔNICOS 3 4 3-1=2 nêutrons 4-2=2 nêutrons Isóbaros: espécies com mesmo número de massa (A). Ex: 1H e 2He 3 3 A = 3 A = 3 Isoeletrônicos: espécies com mesmo número de elétrons. 11Na+ 9F- 10 elétrons 10 elétrons e 10A 12B 10C 9D20 2023 21 E.10. Dados os átomos abaixo, agrupe os isótonos, os isóbaros e os isótopos: PARA RESOLVER!! E.11. Dados os íons 11Na+, 19K+, 9F-, 17Cl-, 12Mg+2, 15P-3, quais são isoeletrônicos entre si? E.12. Dados os átomos 19X40, 20Y40, 40Z91, 19R39, 39S90, 40T90. a) Quais são isótopos? b) Quais são isóbaros? c) Quais são isótonos? d) Quais pertencem ao mesmo elemento químico? E.13. Um átomo X tem 74 nêutrons e 53 prótons. Seu isótopo Y, utilizado na medicina, tem quatro unidades a mais em seu número de massa. Y tem o mesmo número de massa de Z. Z tem uma unidade a mais que Y de número atômico. Represente X, Y e Z com símbolo, número atômico e número de massa. E.14. Dois átomos X e Y são isótopos, tais que 3x+2X7x e 2x+7Y7x+2. Quais os números atômicos e de massa de X e Y? A eletrosfera é uma região onde existem infinitos níveis ou camadas de energia. Eletrosfera Obs: Para os átomos que conhecemos, podemos ter no máximo sete níveis Primeiro nível Segundo nível Terceiro nível * Dentro dos níveis de energia, existem subdivisões energéticas denominadas subníveis, cujas representações são feitas pelas letras (s, p, d, f). Eletrosfera 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 1 2 3 5 4 6 7 Em cada nível existe um número diferente de subníveis ocupados 7p 17/02/2016 6 * Em cada subnível de energia, existem outras subdivisões energéticas denominadas orbitais (orbital é a região mais provável de se encontrar o elétron). Eletrosfera Subnível s Cada subnível s possui apenas 1 orbital do tipo s. Orbital do tipo s Cada orbital pode conter no máximo dois elétrons Cada subnível possui um número determinado de orbitais. Máximo dois elétrons no subnível s Subnível p Cada subnível p possui 3 orbitais do tipo p. px py pz 3 orbitais p Máximo seis elétrons no subnível p 1 orbital px 1 orbital py 3 orbitais p1 orbital pz Subnível d Cada subnível d possui 5 orbitais do tipo d. 5 orbitais d Máximo dez elétrons no subnível d Subnível f Cada subnível f possui 7 orbitais do tipo f. 7 orbitais f Máximo catorze elétrons no subnível d Sabendo quantos elétrons existem em cada subnível e quantos subníveis existem em cada nível, podemos prever a quantidade máxima de elétrons possíveis em cada nível. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2 1 2 3 5 4 6 7 OBS: De maneira geral, quanto mais distante a camada estiver do núcleo, mais enegética será. 2 8 18 32 32 18 2 Número máximo de elétrons por camadas ou níveis É muito importante saber dispor os subníveis em ordem crescente de energia. Para isso utilizamos o diagrama de Linus Pauling 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2 1 2 3 5 4 6 7 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d Subníveis em ordem crescente de energia Para fazer a distribuição eletrônica nos subníveis de um átomo ou íon devemos: 1) Identificar quantos elétrons esta espécie possui. 2) Distribuir estes elétrons de maneira que eles ocupem as posições de menor energia possível (para isso devemos seguir as setas do diagrama de Pauling). Distribuição eletrônica nos subníveis Ex: 1H 1 elétron 1s1 2He 1s2 2 elétrons 11Na+ 10 elétrons 1s2 2s2 2p6 17/02/2016 7 •Dois ou mais orbitais vazios de mesma energia são preenchidos por elétrons de mesmo spin até que todos os orbitais estejam meio cheios (regra de Hund) Ex. 8O 1s 2s 2px 2py 2pz Distribuição eletrônica nos orbitais Regras: •Os orbitais de energia mais baixa são preenchidos em primeiro lugar, de acordo com a ordem: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d •Apenas dois elétrons podem ocupar um mesmo orbital, e eles devem ter spins opostos (princípio da exclusão de Pauli) 27Co distribuição eletrônica nos subníveis distribuição eletrônica nos orbitais distribuição eletrônica na camada mais externa elétrons existentes na camada mais externa subnível mais energético E.15. Preencha as tabelas a seguir com as seguintes informações, para cada uma das espécies citadas: PARA RESOLVER!! 20Ca+2 distribuição eletrônica nos subníveis distribuição eletrônica nos orbitais distribuição eletrônica na camada mais externa elétrons existentes na camada mais externa subnível mais energético 35Br - distribuição eletrônica nos subníveis distribuição eletrônica nos orbitais distribuição eletrônica na camada mais externa elétrons existentes na camada mais externa subnível mais energético E.16. Um átomo cuja configuração eletrônica é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 tem como número atômico? E.17. Qual o número atômico do elemento químico no qual o subnível mais energético será 3d8? E.18.O átomo de Ferro tem número atômico Z = 26. a) Qual é a última camada, ou camada de valência? b) Quantos elétrons existem no subnível mais energético? A CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS Desde início séc. XIX - Cientistas buscavam semelhanças entre as propriedades dos elementos químicos. Dimitri Mendeleiev Grande contribuição: Organizou os elementos conhecidos na época (cerca de 65), em ordem crescente de massa, de tal forma que em cada grupo ficasse os elementos com propriedades semelhantes. Mendeleiev, com sua tabela, conseguia prever dados sobre elementos que ainda nem haviam sido descobertos. Dmitri Ivanovich Mendeleyev 17/02/2016 8 1871 - Mendeleev observou que a posição mais adequada para o As seria abaixo do P, e não do Si. Ficou faltando um elemento abaixo do Si, cujas propriedades foram previstas. 1886 - o Ge foi descoberto. As propriedades do Ge se equiparam bem à previsão de Mendeleev. Formato da tabela periódica de Mendeleiev * É organizada em ordem crescente de número atômico (Z). Tabela periódica atual Da esquerda para a direita, o n°atômico (Z) aumenta. Encontre e observe na sua tabela ... Número atômico: Massa atômica: Observe que são números decimais (Ex: H = 1,002 u) . Isótopos naturais Nomes Abundância aproximada 1H1 Hidrogênio leve 99,985% 1H2 Deutério 0,015% 1H3 Trítio 10-7% (MA) = (1 x 99,985) + (2 x 0,015) + (3 x 10-7) = 1,002 u 100 Símbolo químico: Alguns exemplos: N, Cl, Na. Períodos: São as sete linhas horizontais encontradas na tabela. 1 2 3 4 5 6 7 Colunas, Grupos ou Famílias: São as dezoito linhas verticais encontradas na tabela. 8B 17/02/2016 9 Existem duas maneiras de numerar as famílias em uma tabela: a) Os “elementos representativos” são identificados por algarismos romanos (IA a VIIIA). b) Os elementos de transição são identificados por algarismos romanos (IB a VIIIB). OBS: O grupo VIIIB corresponde a três colunas. I) maneira mais antiga (prevaleceu até 1985) II) maneira atual As colunas são numeradas numa seqüência que vai de 1 a 18. Existem duas maneiras de numerar as famílias em uma tabela: Colunas, Grupos ou Famílias: Família ou grupo Nome IA ou 1 Família dos metais alcalinos IIA ou 2 Família dos metais alcalinos terrosos IIIA ou 13 Família do Boro IVA ou 14 Família do Carbono VA ou 15 Família do Nitrogênio VIA ou 16 Família dos Calcogênios ou Chalcogênios VIIA ou 17 Família dos Halogênios VIIIA ou 18 Família dos Gases nobres Metais x Semi-metais x Ametais ou Não metais * No 6°período (3B) se localiza a série dos Lantanídios * No 7°período (3B) se localiza a série dos Actinídios. A maioria dos elementos da tabela periódica são sólidos a temperatura ambiente, com exceção: Hg e Br (líquidos) H, N, O, F, Cl,He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn (gasosos) 17/02/2016 10 Tabela periódica X Configuração eletrônica A posição de um elemento na tabela periódica está totalmente relacionado com a sua distribuição eletrônica. * O número do período indica o número de camadas ocupadas pelos elétrons do elemento. 1s2 2s2 2p5 Período: 11Na – portanto o Na está no 3o período. 3 camadas 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s1 portanto o F está no 2o período. 2 camadas 1s2 2s2 2p6 9F – Descubra a quais períodos pertencem os elementos abaixo: Zr40 Não vale olhar na tabela!!! - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2 portanto o Zr está no 5o período. 5 camadas 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d2 5s2 1H - 1s1 1s2 portanto o H está no 1o período. 1 camada O no. do período corresponde ao da camada de valência. Camada de valência = última camada = camada mais externa Famílias ou grupos: Elementos representativos (IA a VIIIA): O número de elétrons que existem na última camada é igual ao número da família. Obs: isso só é válido para os elementos representativos (1A a 8A)!! 12Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 - 1s2 2s2 2p6 3s2 2 elétrons na última camada. Mg pertence a família IIA 6C 1s2 2s2 2p2 - 1s2 2s2 2p2 4 elétrons na última camada. C pertence a família IVA (e- mais energético encontra-se no subnível d) Elementos da família B (elementos de transição): Uma das características desses elementos, é que o elétron mais energético encontra-se no subnível d . Ex: 22Ti - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 Lantanídeos e actinídeos (elementos de transição interna): (e- mais energético encontra-se no subnível f) Lantanídeos e actinídeos caracterizam-se por apresentar o elétron mais energético no subnível f. 57La -1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1 Elementos de uma família apresentam mesma configuração eletrônica da camada de valência. Família IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA e- na camada de valência ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 np3 ns2 np4 ns2 np5 ns2 np6 E. 19. Complete as tabelas abaixo com o nome dos seguintes elementos químicos: Símbolo Nome Símbolo Nome Na H Ca Au K Mg B Cl Ba Br Fe Pb Ag Pt F Zn W Cr S Li P Si C He O Ne N Hg Co Mn 17/02/2016 11 E.20. Encontre a família e o período em que se encontram os elementos a seguir: a) 15P b) 20Ca E.21. Determine a posição do elemento Z = 11 na tabela (sem olhar na tabela). E.22. O elemento S se encontra no terceiro período e pertence à família do calcogênio (6A). Qual a configuração eletrônica de sua camada de valência. E.23. O elemento químico de número atômico 31 está localizado na tabela periódica em que família e período? E.24. Um determinado elemento químico está situado no quarto período da tabela periódica e pertence à família 6A. Qual é o número atômico deste elemento? E.25. Um átomo que tem numero de massa (A=81) e 46 nêutrons. A que família e período da tabela periódica este elemento pertence? E 26. Um átomo A tem um próton a mais que um átomo B. Sobre eles podemos afirmar: a) Se B for um metal alcalino-terroso, A será um metal alcalino; b) Se B for um gás nobre, A será um metal alcalino; c) Se B for um gás nobre, A será um halogênio; d) Se B for um metal de transição, A será um gás nobre; e) São isótopos. LIGAÇÕES QUÍMICAS Exemplo: Para o elemento Oxigênio (O) São encontradas moléculas de O2, O3 (Onde átomos de oxigênio estão combinados entre si) Ou então CO, CO2, H2CO3 (Onde átomos de oxigênio se combinam com átomos de outros elementos) A maioria dos elementos não existem isolados. Por que a maioria dos átomos forma ligações, e os gases nobres não? Uma molécula somente será formada se esta for mais estável e tiver menor energia do que os átomos individuais. Apenas os gases nobres (He, Xe, Ar, Kr, Xe e Rn), em condições ambientes, são encontrados isolados, ou seja, não combinados com outros átomos. TEORIA DO OCTETO � Todos os gases nobres, com exceção do He, têm uma configuração s2p6. � A regra do octeto: os átomos tendem a ganhar, perder ou compartilhar elétrons até que eles estejam rodeados por 8 elétrons de valência (4 pares de elétrons). Se o átomo possuir apenas a primeira camada, ele deve adiquirir 2 elétrons de valência (semelhante ao hélio). � Cuidado: existem várias exceções à regra do octeto. Gás nobre Configuração eletrônica Elétrons na última camada Hélio (He) 1s2 1 (K) - 2 Neônio (Ne) 1s2,2s2,2p6 2 (L) - 8 Argônio (Ar) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6 3 (M) - 8 Criptôni o (Kr) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,3d10,4s2,4p6 4 (N) - 8 Xenônio (Xe) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,3d10,4s2,4p6,4d10,5s2,5p6 5 (O) - 8 Radônio (Rn) 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,3d10,4s2,4p6,4d10,5s2,5p6,4f14, 5d10,6s2,6p6 6 (P) - 8 Configurações eletrônicas para os gases nobres: 17/02/2016 12 Os gases nobres possuem a camada de valência completa, e portanto não precisam se ligar para ficarem estáveis. Observações Importantes... Os outros elementos, precisam completar 8 elétrons na última camada (com exceção da camada K, que são 2) para ficarem estáveis e igualar a sua configuração eletrônica a de um dos gases nobres. Como adquirir esta configuração estável? LIGAÇÃO IÔNICA Ligação entre íons de carga oposta. Ocorre através de uma transferência de elétrons de um átomo para outro, originando um composto (iônico) mais estável. 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1s2 2s2 2p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Na (11p e 11 e-) Cl (17p e 17 e-) Na+(11p e 10 e-) Cl- (17p e 18 e-) 3) Atração eletrostática entre os íons sódio e cloreto formados: 1) Perda de um elétron pelo Na (formação de cátion): 11Na + PI → 11Na+ + 1e-(11p e 11e-) (energia absorvida) (11p e 10e-) (elétron liberado) O cátion (Na+) e o ânion (Cl-) são atraídos por forças eletrostáticas, e isso libera uma grande quantidade de energia. 17Cl + 1 e- → 17Cl- + energia (17p e 17e-) (elétron adicionado) (17p e 18e-) (energia liberada) Na+ Cl- 2) Ganho de elétron pelo Cl (formação de ânion): LIGAÇÃO IÔNICA LIGAÇÃO IÔNICA � A transferência de elétrons envolve sempre o nível de valência dos átomos (os elétrons saem do último nível de um átomo e vão para o último nível do outro). � Em geral, a ligação iônica ocorre entre metais e ametais: Observações importantes... Metais: formam os cátions, pois tem tendência a perder elétrons com facilidade (baixa energia de ionização). Ametais: formam os ânions, pois tem tendência a receber elétrons com facilidade (alta energia de ionização e alta afinidade eletrônica). LIGAÇÃO IÔNICA Observações importantes... * Cátions e ânions atraem-se mutuamente, formando um sólido iônico, com os íons em posições bem definidas, em um arranjo geométrico denominado retículo cristalino. Estrutura cristalina do NaCl • O NaCl forma uma estrutura muito regular na qual cada íon Na+ é circundado por seis íons Cl-. • Similarmente, cada íon Cl- é circundado por seis íons Na+. • Há um arranjo regular de Na+ e Cl- em 3D. •Observe que os íons são empacotados o mais próximo possível. •Não é fácil encontrar uma fórmula para descrever a rede iônica. Estrutura do NaCl 17/02/2016 13 � Apresentam elevados pontos de fusão (devido a grande intensidade das forças de atração entres os íons). Os compostos iônicos são todos sólidos a temperatura ambiente. MgO: ponto de fusão = 2800 ºC PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS NaCl: ponto de fusão = 807 ºC � São quebradiços PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS � Os compostos iônicos não conduzem corrente elétrica no estado sólido. Pois neste caso existem os íons, maseles estão presos na estrutura cristalina. � Os compostos iônicos conduzem corrente elétrica no estado líquido (quando fundidos). Pois neste caso os íons estão livres. estado sólido estado líquido � Os compostos iônicos, quando dissolvidos em água, conduzem a corrente elétrica. Isto ocorre, pois nestes dois casos também existem íons livres. Cristal de NaCl NaCl dissolvido: íons Na+ e Cl- em solução PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS Como escrever fórmulas iônicas: Qual é a fórmula do composto formado entre Al e O? 1) Verifique quais são os cátions e ânions prováveis: 13Al – 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 3 elétrons na última camada. Al tende a perder estes elétrons se transformando no cátion Al+3. 8O - 1s2, 2s2, 2p4 6 elétrons na última camada. O tende a ganhar dois elétrons para completar o octeto, se transformando no ânion O2-. Al3+ O2- obtemos o composto iônico Al2O3 Como escrever fórmulas iônicas: Qual é a fórmula do composto formado entre Al e O? 2) Escrever primeiro o cátion e depois o ânion. 3) Toda fórmula é eletricamente neutra, ou seja, a soma das cargas positivas sempre será igual a soma das cargas negativas. Para isso, “cruze os valores das cargas”: 2 Al+3 = +6 (seis cargas positivas) 3 O-2 = -6 (seis cargas negativas) Al2O3 0 (fórmula eletricamente neutra) 4) Escrever a fórmula mínima para os compostos. O composto formado entre Ca e O não é Ca2O2, e sim CaO. Cargas dos íons s1 s2 s2p1 s2p2 s2p3 s2p4 s2p5 s2p6 17/02/2016 14 Outros ânions MnO4 - Permanganato MnO4 2- Manganato MnO3 2- Manganito OH - Hidróxido H - Hidreto O 2- Óxido CrO4 2- Cromato Cr2O7 2- Dicromato AsO3 3- Arsenito AsO4 3- Arsenato BO3 3- Borato B4O7 2- Tetraborato Nitrogênio NO2 - Nitrito NO3 - Nitrato N3 - Azoteto/ Azida N 3- Nitreto Enxofre S 2- Sulfeto SO4 2- Sulfato SO3 2- Sulfito S2O3 2- Tiossulfato S2O4 2- Hipossulfito S2O8 2- Persulfato S4O6 2- Tetrationato Flúor F - Fluoreto Cl - Cloreto Br - Brometo I - Iodeto ClO - Hipoclorito ClO2 - Clorito ClO3 - Clorato ClO4 - Perclorato BrO - Hipobromito BrO3 - Bromato IO - Hipoiodito IO3 - Iodato O4 - Periodato Carbono CN - Cianeto CNO - Cianato CNS - Tiocianato C2H3O2 - Acetato CO3 2- Carbonato HCO 2- Formiato C2O4 2- Oxalato [Fe(CN)6 ] 3- Ferricianeto [Fe(CN)6 ] 4- Ferrocianeto C 4- Carbeto / Metaneto C2 2- Carbeto / Acetileto Fósforo PO3 - Metafosfato H2PO2 - Hipofosfito HPO3 2- Fosfito PO4 3- Ortofosfato P 3- Fosfeto P2O7 4- Pirofosfato P2O 4- Hipofosfato Exemplos de ânions e seus respectivos nomes Monovalentes Li+ Lítio Na+ Sódio K+ Potássio Rb+ Rubídio Cs+ Césio Fr+ Frâncio Ag+ Prata NH4+ Amônio Bivalentes Be2+ Berílio Mg2+ Magnésio Ca2+ Cálcio Sr2+ Estrôncio Ba2+ Bário Ra2+ Rádio Zn2+ Zinco Cd2+ Cádmio Trivalentes Al3+ Alumínio Bi3+ Bismuto Cátions com mais de uma valência Monovalentes Bivalentes Trivalentes Tetravalentes Au+ (auroso) Au3+ (aurico) Cu+ (cuproso) Cu2+ (cúprico) Fe2+ (ferroso) Fe3+ (férrico) Hg2+ (mercúrico) Hg22+ (mercuroso) Co2+ (cobaltoso) Co3+ (cobáltico) Ni2+ (niqueloso) Ni3+ (niquélico) Cr2+ (cromoso) Cr3+ (crômico) Mn2+ (manganoso) Mn4+ (mangânico) Sn2+ (estanoso) Sn4+ (estânico) Pb2+ (plumboso) Pb4+ (plúmbico) Ti2+ (titanoso) Ti4+ (titânico) Pt2+ (platinoso) Pt4+ (platínico) Exemplos de cátions e seus respectivos nomes E 43. Dê a fórmula do composto resultante da união entre os átomos dos elementos: a) Mg e O c) Ca e I e) Na e S g) Mg e N i) Al e O b) Ca e H d) Mg e Br f) Al e Cl h) Cs e O j) O e K E 44. O átomo de alumínio tem configuração 2 – 8 – 3; o de oxigênio 2 – 6. a) Quais as configurações dos íons formados? b) Qual a fórmula do composto resultante. E 45. Determine a fórmula e o nome dos compostos formados pelos seguintes cátions e ânions: a) Ni2+ e Cl- b) Al3+ e F- c) Na+ e PO43- d) Al3+ e SO42- e) Ca2+ e P2O74- f) K+ e [Fe(CN)6]3- g) Fe3+ e PO43- h) Ca2+ e PO43- i) Pb4+ e SO42- j) Fe3+ e CO32- k) Ni2+ e NO3- l) Cu+ e HPO32- E 49. Um elemento A tem 6 elétrons na sua última camada. Sobre ele, todas as afirmações a seguir são corretas, exceto: a) Forma um composto iônico ao se ligar a um elemento do grupo 1A. b) Pode formar composto com o hidrogênio na proporção de 1:2. c) Ao se ligar ao flúor, será o elemento menos eletronegativo do composto. d) Este elemento pode ser o oxigênio ou o enxofre. e) Este elemento é um halogênio. E 50. Qual é a fórmula do composto resultante da união dos elementos 16X e 20Y? 17/02/2016 15 E 52. A única fórmula correta, que se obtém ao se fazer a combinação entre os íons: K+; Fe2+; Al3+, SO42- e OH- é: a)Fe3(SO4)2 b) KSO4 c) Al(OH)3 d) Fe(OH)3 e) K(OH)2 E 51. Qual é a fórmula do composto resultante da união de átomos de um elemento X, do grupo 1A, com átomos de outro elemento Y, do grupo 5A? E 53. Um elemento metálico X reage com enxofre, dando um composto de fórmula XS. Um outro elemento Y, também metálico, reage com enxofre, dando um composto de fórmula Y2S. A que grupos da Tabela Periódica pertencem os elementos X e Y? LIGAÇÃO COVALENTE � Ligação entre ametal-ametal ou ametal-hidrogênio. O par eletrônico pertencerá a ambos os átomos da ligação Cada átomo de H possui um elétrons na última camada � Compartilham os elétrons da última camada para atingir a configuração de um gás nobre. O compartilhamento de elétrons se dá porque o núcleo de um átomo atrai os elétrons de valência do outro átomo e vice-versa. + - repulsão repulsão atração + - LIGAÇÃO COVALENTE Existe uma distância, chamada de comprimento de ligação, em que há um equilíbrio entre as forças de atração e de repulsão. Fórmula eletrônica ou de Lewis Como representar a ligação covalente: ........ H2 H Fórmula molecular Fórmula estrutural H HH OBS: O hidrogênio não é um metal, (apesar de ser encontrado na família 1A). Este elemento tende a ganhar um elétron e igualar a sua configuração eletrônica à do gás nobre Helio. Símbolos de Lewis • Representamos os elétrons como pontos ao redor do símbolo do elemento. • O número de elétrons disponíveis para a ligação é indicado por pontos desemparelhados. (Obs: O número de elétrons disponíveis são os da última camada, indicado pela família a qual o elemento pertence) • Esses símbolos são chamados símbolos de Lewis. • Geralmente colocamos os elétrons nos quatro lados de um quadrado ao redor do símbolo do elemento. 17/02/2016 16 Estrutura de Lewis As ligações covalentes podem ser representadas pelos símbolos de Lewis dos elementos: Nas estruturas de Lewis, cada par de elétrons em uma ligação é representado por uma única linha: Cl + Cl Cl Cl Cl Cl H F H O H H N H H CH H H H Ligações múltiplas É possível que mais de um par de elétrons seja compartilhado entre dois átomos (ligações múltiplas): • Um par de elétrons compartilhado = ligação simples (Ex: H2) H – H • Dois pares de elétrons compartilhados = ligação dupla (Ex: O2); O = O .. . . .. . . •Três pares de elétrons compartilhados = ligação tripla (Ex: N2). .. .. N ≡ N Obs: Em geral, a distância entre os átomos ligados diminui à medida que o número de pares de elétrons compartilhados aumenta. Mostre a representação da estrutura eletrônica de Lewis para cada uma das moléculas abaixo: F2 HBr H2O NH3 CH4 CH2Cl2 CH2O C2H2 O2 N2 HCN H2CO3 Características da ligação covalente � Somente participarão da ligação covalente os elétrons de valência, ou seja, os elétrons do último nível de energia de cada átomo. � Ocorre entre ametais e hidrogênio (pois são espécies que necessitamde elétrons para completar o seu octeto). Não usar símbolos diferentes para representar os elétrons!! �O compartilhamento de elétrons para formar uma ligação covalente não significa compartilhamento igual daqueles elétrons. �Existem algumas ligações covalentes nas quais os elétrons estão localizados mais próximos a um átomo do que a outro. �O compartilhamento desigual de elétrons resulta em ligações polares. Características da ligação covalente Sobreposição frontal dos orbitais LIGAÇÃO SIGMA (σσσσ) 17/02/2016 17 LIGAÇÃO PI Sobreposição lateral dos orbitais LIGAÇÃO PI (pipipipi) LIGAÇÃO DUPLA (1 SIGMA + 1 PI) pipipipi σσσσ σσσσ σσσσpipipipi σσσσσσσσ C C H H H H σσσσ σσσσ σσσσσσσσ σσσσ pipipipi LIGAÇÃO TRIPLA (1 SIGMA + 2 PI) σσσσ pipipipi pipipipi σσσσ σσσσ C C HH σσσσ pipipipi σσσσσσσσ pipipipi LIGAÇÃO IÔNICA X LIGAÇÃO COVALENTE átomos átomos compartilhamento de elétrons transferência de elétrons molécula Íon positivo Íon negativo Ligação covalente Ligação iônica Exceções à Regra do Octeto LIGAÇÃO METÁLICA Ligação entre metais � Condutividade elétrica; � Condutividade térmica; � Ductibilidade (formação de fios); � Maleabilidade (formação de lâminas); � Brilho metálico. Propriedades Em um sólido metálico, os cátions estão dispostos em um arranjo regular e os elétrons estão deslocalizados sobre o cristal. 17/02/2016 18 Capacidade que os átomos de um determinado elemento possuem para atrair elétrons de uma ligação. Eletronegatividade: Pauling estabeleceu as eletronegatividades em uma escala de 0,7 (Cs) a 4,0 (F). F > O > N > Cl > Br > I > S >C > P = H > metais Fui Ontem No Clube, Briguei, I Sai Correndo Para o Hospital Eletronegatividade: Eletronegatividade O aumento da eletronegatividade é o inverso do aumento do raio atômico. Quanto menor o átomo, maior a atração pelos elétrons compartilhados em uma ligação LIGAÇÃO COVALENTE POLAR Um dos átomos envolvidos na ligação é mais eletronegativo que o outro. Ligação covalente polar O Cloro atrai mais os elétrons da ligação para si, deslocando a densidade eletrônica para o seu lado. F > O > N > Cl > Br > I > S >C > P = H > metais Os elétrons são atraídos com igual intensidade por ambos os núcleos. LIGAÇÃO COVALENTE APOLAR Ligação covalente apolar F > O > N > Cl > Br > I > S >C > P = H > metais GEOMETRIA MOLECULAR Teoria de Repulsão dos Pares Eletrônicos de Valência (TRPEV) Os grupos de elétrons se repelem uns com os outros e a forma adotada pela molécula será aquela em que a repulsão dos grupos eletrônicos seja mínimo. Para prever Para prever a geometria das moléculas: a geometria das moléculas: Molécula for formada por apenas dois átomos: a geometria será sempre linear, independentemente dos átomos envolvidos. H H O O N N H Br No. de átomos ligados ao átomo central No. de pares de elétrons isolados Orientação Ângulos entre os pares de elétrons Geometria da molécula Exemplo 2 0 180° Linear BeCl2 2 1 ou 2 104°27’ Angular H2O, SO2 3 0 120° Trigonal plana BF3 3 1 107°48’ Piramidal NH3 4 0 109°28’ Tetraédrica CH4 17/02/2016 19 MOLÉCULAS POLARES X MOLÉCULAS APOLARES Alinhamento das moléculas polares na presença de um campo elétrico 3) Considerar cada seta como sendo um vetor e encontrar a resultante (µ); Como prever se uma molécula é polar ou não? Ex: SO2 1) Desenhar a fórmula estrutural ou a de Lewis da molécula (especificando qual é a geometria); 2) Desenhar em cada ligação polar uma seta orientada para o átomo mais eletronegativo da ligação; S+ O O µµµµ ≠ 0 S+ O Oµµµµ S+ O O .. Regras para prever polaridade a partir da geometria molécula linear angular piramidal ou POLAR trigonal plana tetraédrica ou ou Os átomos ligados no átomo central são iguais? SIM APOLAR NÃO POLAR Determine se as moléculas HCl, NH3, BF3, CCl4 e CH3Cl são polares ou apolares. Determine se as moléculas CO2 e H2O são polares ou apolares. CO2 H2O 17/02/2016 20 Determine se as moléculas CF4 e CH2F2 são polares ou apolares. CF4 CH2F2 A molécula de ácido acético é polar? A molécula não é simétrica. Possui uma densidade negativa na região dos oxigênios por estes serem bastante eletronegativos. Ácido acético Observações: Determine a geometria das seguintes moléculas e diga se estas moléculas são polares ou apolares: a) BeCl2 b) BH3 c)AsH3 d) CH2Br2 e) H2S f) TeO2 g)HBr h) N2 i) SiO2 j) CHF3 Determine a geometria dos átomos selecionados e diga se estas moléculas são polares ou apolares: C OH H HH C O H OH C CH2 H CH3 CH3 O CH3 CH3 C C H Forças intermoleculares Forças intermoleculares São forças que mantém as moléculas unidas nos estados sólido e líquido. Fornecendo calor Sólido Líquido Gasoso 17/02/2016 21 Estados físicos da H2O sólido líquido gasoso Revisando..... Moléculas polares: Resultante (µµµµ) ≠ 0 Moléculas apolares: Resultante (µµµµ) = 0 Compostos iônicos: Dependendo do tipo de substância, as forças que unem as moléculas são diferentes. Para moléculas polares: Interação dipolo-dipolo Interação dipolo-dipolo H H Br Br F O N Cl Br I S C P H eletronegatividade O dipolo de uma molécula atrai o dipolo de outra molécula Interação dipolo-dipolo Moléculas de HCl (ácido clorídrico) Moléculas de acetona Para moléculas polares: Ligação de hidrogênio Interação existente entre moléculas que possuem hidrogênio ligado a F, O ou N 17/02/2016 22 O dipolo formado nestas moléculas é mais forte do que aquele mostrado anteriormente F O N Cl Br I S C P H eletronegatividade grande ≠ de eletronegatividade Ligação de hidrogênio na água Forte momento dipolar Ligação de hidrogênio Dipolo instantâneo-dipolo induzido Para moléculas apolares: Forças de London ou + + átomo A átomo B Dipolo instantâneo-dipolo induzido ou Forças de London + + átomo A átomo B δδδδ−−−− δδδδ++++ em uma fração de segundo, a nuvem eletrônica se desloca para um dos extremos da molécula A gerando um dipolo instantâneo. + + δδδδ−−−− δδδδ++++ átomo A δδδδ−−−− δδδδ++++ átomo B A extremidade positiva deste dipolo atrai os elétrons da molécula vizinha (B) gerando um dipolo induzido "Full, Adhesive force of a single gecko foot-hair" (Autumn, K. et al., Nature 405, 681-685 (2000)) Forças de Van der Waals 17/02/2016 23 Prevendo pontos de fusão e ebulição!! I) Para moléculas com massas moleculares aproximadamente iguais: Au m en to do s po n to s de fu sã o e eb u liç ão Ligações de hidrogênio Ocorre em moléculas polares onde o H esta ligado em F, O ou N. dipolo-dipolo Ocorre em moléculas polares com exceção das que fazem ligação de H. (ou força de dispersão de London) dipolo instantâneo-dipolo induzido Ocorre em moléculas apolares. II) Para moléculas com o mesmo tipo de interação intermolecular: Prevendo pontos de fusão e ebulição!! Quanto maior a massa molecular, maior serão os pontos de fusão e ebulição. F2 < Cl2 < Br2 < I2 MM : (38) (71) (160) (254) PE : ( –188°C) (– 34°C) (53°C) (184°C) Exemplo: III) Ramificação da cadeia: Prevendo pontos de fusão e ebulição!! CH3| CH3 – C – CH3| CH3 Molécula apolar MM = 72 PE = 9,5° C Para moléculas com mesmo tipo de força intermolecular e mesma massa molecular, quanto mais ramificada a molécula, menor será o ponto de ebulição. CH3 – CH – CH2 – CH3| CH3 Molécula apolar MM = 72 PE = 28°C E o que ocorre com oscompostos iônicos? fusão O ponto de fusão dos compostos iônicos é bastante elevado. A aranha caminha sobre a água sem afundar. Porque? 17/02/2016 24 Propriedade do líquido que faz com que sua superfície tenha um "comportamento elástico". Tal propriedade é resultante das forças de interação entre moléculas. Tensão Superficial 1. As ligações de hidrogênio formadas entre moléculas de água, HOH, foram representadas ao lado. Com base neste modelo, represente as ligações de hidrogênio que existem entre moléculas de amônia, NH3 . Exercícios 2. A tensão superficial, que provém das forças de atração intermoleculares, é maior na água (H2O) ou no éter etílico (CH3CH2OCH2CH3)? Por quê? 4. Identificar quais as moléculas seguintes podem fazer ligações do tipo ligação de hidrogênio entre si. a) CO2 b) NH3 c) CH4 CH3 CH2 C O H CH3 CH2 C O OH CH3 CH2 C O O CH3 d) e) f) g) O2 5. Hierarquize, justificando, por ordem crescente da temperatura de ebulição os seguintes compostos: I) RbF II) CO2 III)CH3OH IV)CH3Br 6. Proponha, justificando, uma ordem crescente de pontos de ebulição para as seguintes substâncias: I) H2O II) H2S III) H2 IV) NaCl 7. Como explica que à temperatura ambiente e pressão de 1atm, o metanol CH3OH, é um líquido e o metanotiol, CH3SH, é um gás? 8. Entre n-pentano e neo-pentano, qual compostos apresenta maior ponto de ebulição? Justifique. CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 n-pentano neo-pentano Forças Intermoleculares x Solubilidade Solubilidade do NaCl em H2O Solubilidade da glicose em H2O Compostos Hidrofílicos 17/02/2016 25 Massa molar - MM (g/mol) Massa molar é a massa que corresponde a um mol de partículas de uma determinada substância. 6,02 . 1023 átomos de He = 1 mol de átomos de He = 4 g 6,02 . 1023 átomos de C = 1 mol de átomos de C = 12 g 6,02 . 1023 átomos de H = 1 mol de átomos de H = 1 g 6,02 . 1023 átomos de O = 1 mol de átomos deO = 16 g 6,02 . 1023 moléculas de H2O = 1 mol de moléculas de H2O = 18 g O número 6,02 . 1023 equivale a um mol. Calcule a massa molar das seguintes espécies: a)H2S b) H2 c) H2CO3 A massa molar (MM) é determinada utilizando-se a tabela periódica!!! Não esqueça!!! NÚMERO DE MOLS (n) - mol = 4 g ? 20 g de material dentro do recipiente. = 6,02 . 1023 átomos de Hélio = 1 mol de Hélio = 4 g = 6,02 . 1023 átomos de Carbono = 1 mol de carbono = 12 g ? 63,6 g de material dentro do recipiente. = 12 g n = m MM n = 20 4 n = 5 mol n = m MM n = 63,6 12 n = 5,3 mol 1. Qual a quantidade de mols em 4,0 g de mercúrio? Para resolver!! 2. Determine a massa correspondente a 4,6 mol de H2S? SOLUÇÕES Soluto: Substância que é dissolvida. É o componente em menor quantidade. Solvente: Substância dissolvente. É o componente em maior quantidade. + Solução = Mistura homogênea (1 única fase) Toda solução é formada soluto e solvente. Classificação das soluções: 1)Quanto ao estado físico: Líquidas: Ex: água e álcool; solução saturada de água e sal. Sólidas: Ex: ligas metálicas. Gasosas: Ex: ar atmosférico OBS: toda mistura gasosa é uma solução. 17/02/2016 26 2) Quanto à condutividade elétrica: Moleculares: Não conduzem corrente elétrica. Não apresentam íons em solução. Eletrolíticas: Conduzem corrente elétrica. Apresentam íons em solução. sal ácido acético açúcar Eletrólitos fortes: sais, bases fortes, ácidos fortes. Dissolução de NaCl em H2O Dissolução de açúcar em H2O 3) Quanto à quantidade de soluto dissolvido: Solução saturada: quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvido em uma quantidade de solvente. Solução insaturada: quantidade de soluto dissolvida é inferior ao valor máximo, estipulado pelo coeficiente de solubilidade. Solução supersaturada: solubilização de uma quantidade de soluto maior que a prevista pelo coeficiente de solubilidade. (extremamente instável, ou seja, facilmente ocorre a precipitação do excesso que está ultrapassando o coeficiente de solubilidade). So lu bi lid ad e (g de sa l e m 10 0 g de H 2O ) Temperatura (°C) 1) Analisando o gráfico ao lado, responda: a) Como é classificada uma solução com 80 g de KNO3 dissolvidos em 100 g de H2O a 60 °C? b) Como é classificada uma solução que apresenta 140 g de KNO3 em 100 g de H2O a 70 °C? c) Como é classificada uma solução que apresenta 180 g de KNO3 em 300 g de H2O a 40 °C? d) O que ocorrerá com uma solução saturada de KNO3 se a resfriarmos de 50 °C para 30 °C? e) Qual a massa de KNO3 necessária para saturar 400 g de água a 50 °C? Concentração comum Razão entre a massa do soluto (em g), e o volume de solução (em L ou mL). C = concentração (g/L) m1 = massa do soluto (g) V = Volume de solução (L ou mL) Unidade: g/L ou g/mL A concentração indica a quantidade de soluto, em gramas, que existe em um litro de solução. C = m1 V Ex: A concentração de glicose no sangue humano é de aproximadamente 0,78 g/L, ou seja, em cada 1 litro de sangue, existe 0,78 grama de glicose. 17/02/2016 27 No laboratório de química, você pesou 10 g de NaOH e colocou em um béquer. O NaOH foi dissolvido com um pouco de água e transferido para um balão volumétrico de 200 mL. Feito isso, completou-se o volume até o menisco do balão. Como expressar a concentração desta solução em g/L? Para resolver!! Concentrações expressas em massa/massa (T) – Porcentagem em massa de soluto (T%) T = m1 m T = título m1 = massa do soluto m = massa da solução (massa do soluto + massa do solvente) T % = 100 T T% expressa a massa de soluto, em gramas, presente em 100 g de solução. Para resolver!! 1. Uma bisnaga de xilocaína a 2%, de massa total 250 g, apresenta quantos gramas de solvente? 2. Como preparar 200 g de uma solução 5% de CaCO3? Concentrações expressas em volume/volume – Porcentagem em volume %v = v1 x 100 v %v = porcentagem em volume v1 = volume do soluto v = volume da solução (volume do soluto + volume do solvente) Representa a porcentagem em volume do soluto presente na solução Usual para líquidos e gases Para resolver!! 1. O álcool 96° é uma solução que contém 96% de álcool e 4% de água em volume. Qual é o volume de álcool contido em 1 L de álcool 96°? 2. O vinagre é uma mistura, basicamente, de água e ácido acético. Sabendo que em cada litro de vinagre existem 50 mL de ácido acético, calcule a porcentagem em volume deste componente. Concentração molar, concentração em mol/l ou molaridade Razão entre o número de mols do soluto e o volume da solução (em L). Unidade: mol por litro (mol/L), molar (M) M = n1 V(L) M = Concentração em mol/l; n1 = número de mols de soluto; V = volume de solução (litros); n1 = m1 MM1 M = m1 MM1.V(L) m1 = massa de soluto (gramas); MM1 = massa molar do soluto. 17/02/2016 28 1. São dissolvidos 23,4 g NaCl em água suficiente para 2000 cm3 de solução. Determine a concentração molar ou molaridade desta solução. (MM: Na - 23 Cl - 35,5). 2. Qual é a concentração molar de 300 mL de uma solução que contém 0,15 moI de moléculas do soluto? Para resolver!! Ex: O HCl está presente no suco gástrico na concentração de 0,01 mol/L. Ou seja, em cada um litro de suco gástrico, existe 0,01 mol do ácido. É a razão da massa da solução pelo volume da solução. Densidade d = densidade; m = massa da solução (g); V = volume da solução (L ou mL). Unidade: g/L ou g/mLd = m V Concentração comum X densidade C = m1 V d = m V m1 = massa do soluto m = massa da solução Relações entre as unidades de concentração C = M.MM = 1000.d.T Atenção!!!! Estafórmula deve ser usada por partes!!!! Ex: M.MM = 1000.d.T ou C = 1000.d.T ou C = M.MM Onde C = concentração comum (g/L) M = concentração molar (mol/L) MM = massa molar (g/mol) d = densidade (g/mL) T = título (não se esqueça!!! Sempre um valor 0>T<1) 1. Uma solução de HCl contém 36,5 %, em massa do ácido e densidade 1,2 g/mL. Qual a molaridade da solução? Para resolver!! 2. Qual a concentração em g/L da solução acima? 3. Uma solução aquosa de hidróxido de sódio tem densidade igual a 1,25 g/mL e 40% em massa de soluto. Qual é a massa do soluto, em gramas, presentes em 100 mL desta solução? Diluir uma solução é adicionar solvente (em geral água) mantendo a quantidade de soluto constante. DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES 17/02/2016 29 Solução inicial Mi = ni/ Vi Mf = ni/ Vf ni = Mi.Vi ni = Mf.Vf Mi . Vi = Mf . Vf DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES Adicionar água Solução final Foram adicionados 750 mL de água destilada à 250 mL de uma solução 0,5 M de HCl. Qual a molaridade da solução formada ? Para resolver!! Solução 1 n1 = M.V Solução 2 n1’ = M’.V’ Solução 3 n1’’ = M’’.V’’ + + = que resulta: n1 + n1’ = n1’’ M.V + M’.V’ = M’’ .V‘’ Mistura de soluções de mesmo soluto Foram misturados 0,5 L de solução 1 M de NaOH, com 1,5 L de solução 2 M, da mesma base. Qual a Molaridade resultante ? Para resolver!!
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