Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Aula 01 Sistemas Materiais A Química (do egípcio kēme (chem), significando "terra") é uma ciência que visa compreender melhor alguns acontecimentos e fenômenos que ocorrem com os materiais na natureza ou em laboratórios. Matéria, ou material, é tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço, ou seja, está ao nosso redor na formação do universo. Estado de Agregação Um material qualquer da natureza pode ser observado em três fases de agregação: sólido – líquido – gasoso. Fases da Matéria Mudanças de Fases A naftalina, um sólido esbranquiçado, por aquecimento, passa da fase sólida para a fase gasosa. Um material pode passar por uma mudança de fase devido a uma alteração de temperatura e/ou pressão. PROCESSO ENDOTÉRMICO: Ocorre por absorção de calor, nesse caso ocorre um aumento da temperatura (aquecimento). Processo Exotérmico: Ocorre com liberação de calor, há, portanto uma diminuição da temperatura (resfriamento). Mudanças Observações: Um líquido em aquecimento tem suas partículas aumentando o grau de desorganização e passando a gás. Caso seja atingida a temperatura crítica passa em definitivo a fase gasosa. Evaporação: Processo Lento e superficial (vaporização) Ebulição: Processo rápido e em toda extensão do líquido. Materiais da Natureza Os materiais da natureza, a partir de suas propriedades e características são subdivididos em: Substância Pura Uma substância é um tipo de material da natureza que apresenta propriedades definidas e determinadas. Uma substância pura: - Tem composição química definida e constante. - Tem constantes físicas próprias. - Resiste aos processos físicos comuns de fracionamento. - É representada por fórmula. São formadas através de fenômenos químicos e caracterizam-se por possuírem o conjunto de moléculas totalmente iguais. Podem ser simples (H2, O2, Cl2) quando formadas por um tipo só de átomos, ou compostas (H2O, NaCl) quando formadas por dois ou mais tipos de átomos diferentes. Substâncias e Misturas Na sequência de nosso estudo encontraremos com frequência a expressão sistema. O termo sistema significa uma porção limitada de matéria que é estudada ou analisada. São formadas através de fenômenos Físicos e são a reunião de duas ou mais substâncias puras que não reagem entre si. Podem ser homogêneas (monofásicas) ou heterogêneas (difásicas, trifásicas, polifásicas). Fórmula Molecular Dispositivo que nos permite representar graficamente uma substância. Analisando a fórmula molecular de uma substância podemos classificá-la em: simples ou composta. Misturas É um material que não possui propriedades definidas ou constantes por ser constituído por duas ou mais substâncias diferentes. Fases É toda porção limitada, distinguida pela visão, na formação de um sistema. Todo sistema, seja uma substância ou uma mistura, em função do número de fases, pode ser classificada em: Homogêneo ou Heterogêneo. Sistema Homogêneo: Constituído por uma única fase (monofásico). Apresenta propriedades iguais em toda sua extensão. Exemplo: Qualquer substância pura em uma única fase de agregação. Misturas Homogêneas: Misturas que são constituídas de uma única fase. Exemplo: Água da Rede Pública, Petróleo, Álcool Hidratado, Vinho, Vinagre, Aço, Ouro 18 Quilates.... Sistema Heterogêneo: Constituído por duas um mais fases (polifásico). Apresenta propriedades diferentes em fases distintas. Exemplo: Uma substância pura em duas fases de agregação; um copo com gelo e água. Misturas Heterogêneas: Mistura que apresenta duas ou mais fases. Exemplo: Areia, Granito, Sangue, Leite, Rochas. Mistura Eutética É a mistura de sólidos que possui o mesmo ponto de fusão. Ex.: Pb + Sn ( solda em eletrônica) Mistura Azeotrópica Mistura de líquidos que possui o mesmo ponto de ebulição. Ex.: H2O + C2H5OH (álcool hidrofílico) Exercícios 01. (ITA) - O fato de um sólido, nas condições ambientes, apresentar um único valor de massa específica em toda sua extensão é suficiente para afirmar que este sólido: I. É homogêneo. II. É monofásico. III. É uma solução sólida. IV. É uma substância simples. V. Funde a uma temperatura constante. Das afirmações feitas, estão CORRETAS a) apenas I e II. b) apenas I, II e III. c) apenas II, III e V. d) apenas IV e V. e) todas. 2. (UFSM) - A alternativa que apresenta um fenômeno físico é: a) laminação do aço b) queima de fogos de artifício. c) amadurecimento de frutas. d) revelação de fotografia e) combustão da gasolina. 3. (UFMG) - Observe o gráfico: Este gráfico apresenta uma mudança de estado físico. Inicialmente, o sistema só tem uma fase, e esta é sólida. Após a mudança, o sistema é líquido. Sobre esse sistema e sua transformação, todas as afirmativas estão corretas, exceto: a) A mudança de estado é uma fusão. b) A mudança de estado ocorre a partir de 50ºC. c) A mudança de estado termina no instante t3. d) O sistema é constituído por uma substância pura e cristalina. e) O sistema tem mais de uma fase no instante t2. 4. (FUVEST) - Ar, gás carbônico, naftaleno, iodo, latão, ouro 18 quilates. Se esses materiais forem classificados em substâncias puras e misturas, pertencerão ao grupo das substâncias puras: a) ar, gás carbônico e latão; b) iodo, ouro 18 quilates e naftaleno; c) gás carbônico, latão e iodo; d) ar, ouro 18 quilates e naftaleno. e) gás carbônico, iodo e naftaleno. 5. (UFRGS) - Analise os sistemas materiais abaixo, estando ambos na temperatura ambiente. I – Mistura de 10 g de sal de cozinha, 30 g de areia fina, 20 mL de óleo e 100 mL de água. II – Mistura de 2,0 L de CO2, 3,0 L de N2 e 1,5 L de O2. Sobre esses sistemas é correto afirmar que: a) ambos são heterogêneos, pois apresentam mais de uma fase. b) em I, o sistema é bifásico, após forte agitação, e, em II, o sistema é monofásico. c) em I, o sistema é trifásico, após forte agitação, e em II, o sistema é monofásico. d) ambos apresentam uma única fase, formando sistemas homogêneos. e) em I, o sistema é trifásico, independentemente da ordem de adição dos componentes, e, em II, o sistema é bifásico. Gabarito 1- A 2- A 3- D 4- E 5- E Aula 02 Tabela periódica Os elementos químicos sempre foram agrupados de modo a termos elementos semelhantes juntos, tendo desta maneira o desenvolvimento de várias tabelas até os nossos dias atuais. Classificação periódica Muitas características dos elementos químicos se repetem periodicamente, estas propriedades são denominadas de propriedades periódicas. Vejamos algumas destas propriedades Exercícios: 1. (UNESP) Associar os números das regiões da tabela periódica esquematizada a seguir com: a) os metais alcalinos, b) os não-metais, c) os gases nobres, d) os metais de transição. 2. (UFMG) Considere o gráfico a seguir, referente à produção mundial, de 1980, dos metais mais comumente usados. A análise do gráfico permite concluir que todas as afirmativas estão corretas, EXCETO: a) O metal mais produzido no mundo é um metal de transição. b) O metal representativo menos produzido, entre os relacionados, tem massa molar igual a 82 g/mol. c) O segundo metal mais produzido pertence ao mesmo grupo do boro. d)Os metais de transição relacionados pertencem à primeira série de transição. 3. (CESGRANRIO) Uma das utilizações da Classificação Periódica dos Elementos é o estudo comparativo de suas propriedades. Dos elementos a seguir, aquele que, ao mesmo tempo, é mais denso que o BROMO e tem maior potencial de ionização do que o CHUMBO é o: a) N b) O c) Ge d) Fe e) Kr 4. (UEL) Na classificação periódica, a energia de ionização dos elementos químicos AUMENTA a) das extremidades para o centro, nos períodos. b) das extremidades para o centro, nas famílias. c) da direita para a esquerda, nos períodos. d) de cima para baixo, nas famílias. e) de baixo para cima, nas famílias. 5. (UNIRIO) O mercúrio e o chumbo são ameaça constante para o homem. A inalação de vapores de mercúrio, que atinge os garimpeiros que empregam o mercúrio para extrair ouro, provoca vertigens, tremores e danos aos pulmões e ao sistema nervoso. No caso do chumbo, que sob forma metálica não é venenoso, seus compostos, usados durante muito tempo como pigmentos de tintas, podem ocasionar infertilidade e envenenamento (plumbismo), causa provável da morte de alguns pintores renascentistas. Pela posição desses dois elementos na tabela periódica, podemos afirmar que: a) o chumbo é mais eletronegativo do que o mercúrio. b) chumbo e mercúrio pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica. c) chumbo e mercúrio não possuem o mesmo número de camadas ocupadas. d) chumbo e mercúrio possuem o mesmo raio atômico. e) cloreto de mercúrio II, HgCl2‚, possui massa molar maior do que cloreto de chumbo II, PbCl2. Gabarito 1. a) I – alcalinos, b) III - metais de transição, c) VI - não-metais, d) VII - gases nobres 2 – B 3 – C 4 – E 5 – A Aula 03 ESTEQUIOMETRIA É o cálculo das quantidades de reagentes e/ou produtos envolvidos em uma reação química efetuado com o auxílio da equação química correspondente. A relação quantitativa entre as espécies é estabelecida pelos seus coeficientes estequiométricos. Resolução dos Problemas RENDIMENTO DAS REAÇÕES Geralmente, em laboratórios ou indústrias, a quantidade de produtos obtidos é menor do que as previstas teoricamente pela estequiometria. Isso se deve por alguns problemas, tais como: - pela presença de impurezas nos reagentes; - pelo fato de muitas reações serem reversíveis; - pela possibilidade de reações paralelas que fornecem produtos diferentes dos desejados. - pode haver perda ao transferir substâncias reagentes de um recipiente para outro. - pode variar a temperatura durante o processo; Existem, ainda, muitas dificuldades operacionais que acarretam perda de produtos, ou seja, a reação não ocorre 100%. Em um problema, quando não houver referência ao rendimento da reação envolvida, supõe-se que ela tenha sido de 100%. Se houver referência devemos montar uma proporção para determinar o resultado com o rendimento dado. Vejamos agora alguns exercícios para explicarmos a teoria do rendimento. PUREZA DOS REAGENTES Na Química temos algo parecido, uma amostra de uma determinada substância contém Impurezas e purezas, significa que além daquela substância que nos interessa, existem outras que não são úteis. REAGENTE LIMITANTE E EM EXCESSO Reagente limitante: Em uma reação química, o reagente limitante é aquele que será totalmente consumido no processo, fazendo com que a reação termine. A sua determinação depende da quantidade inicial (mols) de cada um dos reagentes, e leva em conta a estequiometria da reação. Reagente em excesso: Havendo um reagente limitante o outro reagente dado pode está em excesso. Deste modo, torna-se importante determinar o reagente limitante de uma reação química. Exercícios: 1. (FURG-98) A ação efervescente de um comprimido antiácido, deve-se à reação química entre o bicarbonato de sódio (NaHCO3) e um ácido, com a consequente produção do gás dióxido de carbono (CO2), conforme a reação: NaHCO3(s) + H+(aq) Æ Na+(aq) + CO2(g) + H2O(l) Se um comprimido de antiácido contendo bicarbonato de sódio é completamente consumido pela reação acima e o volume de CO2 produzido nas CNTP foi de 112 mL, pode-se dizer que a massa de bicarbonato de sódio contida no comprimido era de: a) 0,18 g b) 0,22 g c) 0,42 g d) 1,54 g e) 5,10 g 2. (FURG-98) Uma das reações que pode ocorrer entre a hematita (Fe2O3) e monóxido de carbono (CO) é representada pela equação: Fe2O3(s) + 3 CO(g) ⇔ 2 Fe(s) + 3 CO2(g) A massa de CO consumida na obtenção de 28 g de Fe será aproximadamente igual a: a) 14 g b) 21 g c) 28 g d) 42 g e) 56 g 3. (FURG-99) "Estima-se que, anualmente, sejam lançadas na atmosfera cerca de 146 milhões de toneladas (1,46 x 108 t) de dióxido de enxofre" (GEPEQ, Interações e Transformações: Química para o 2° Grau, 1993, p. 173). Através das equações abaixo, podemos representar a formação do ácido sulfúrico, a partir da queima do enxofre. S8(s) + 8 O2(g) Æ 8 SO2(g) 2 SO2(g) + 2 H2O(g) + O2(g) Æ 2 H2SO4(aq) Com base nesses dados e supondo que todo o dióxido de enxofre se transforme em ácido sulfúrico, pode-se estimar que os valores aproximados para a massa (em toneladas) e a quantidade de matéria (em mols) de ácido sulfúrico produzido anualmente pelas emissões de SO2 são, respectivamente, a) 3,50 x 1015 e 3,60 x 1013. b) 2,23 x 108 e 2,27 x 1012. c) 2,23 x 108 e 1,14 x 1012. d) 3,50 x 1015 e 1,80 x 1013. e) 5,50 x 108 e 1,50 x 1012. 4. (FURG-00) Quando se dissolve em água 1 x 10-7 mols de cloreto de cálcio, quantos mols de íons se formam? a) 1 x 10-7 b) 2 x10-7 c) 3 x10-7 d) 4 x10-7 e) 5x 10-7 5. (FURG-01) Nos lixões, a decomposição anaeróbica da matéria orgânica é comum e gera entre outras coisas, o biogás, constituído principalmente por metano. Esse gás, acumulado sob o lixo, é excelente combustível. Em condições ideais e nas CNTP, pode-se dizer que 1 kg de gás metano - CH4 - ocuparia um volume aproximado de: a) 22,7 L b) 62,5 L c) 160 L d) 1120 L e) 1400 L Gabarito 1- C 2- B 3- B 4- B 5- E Aula 04 Abaixo algumas informações sobre soluções: Concentração Comum > Representada por C, relaciona a massa do soluto pelo volume da solução. Concentração quantidade de matéria por volume > Relaciona o número de mols(n) do soluto pelo volume da solução. Título > Representado por T (ou τ) relaciona a massa do soluto pela massa da solução. Concentração quantidade de matéria por volume > Relaciona o número de mols(n) do soluto pelo volume da solução. C1 x V1 = C2 x V2 Para soluções aquosas, onde a água é o solvente, temos que: VH2O = V2 – V1 ou V2 = V1 + VH2ONeutralização Ácido + Base → Sal + H2O O ponto de equivalência, ou zona de viragem, ocorre quando: nº H+ do ácido = nº OH- da base Essa é uma prática importante de laboratório que nos permite padronizar a concentração de uma solução ácida ou de uma solução alcalina. A prática realizada é a titulação ACIDEMETRIA: Permite calcular a concentração de uma solução aquosa ácida a partir de uma solução alcalina de concentração conhecida. ALCALIMETRIA: Usada para cálculo da concentração de uma solução básica a partir de uma solução ácida de concentração conhecida. Observação: Na resolução de muitas questões de neutralização podemos utilizar a expressão: X × MA × VA = Y × MB × VB Onde: x = nº H+ do ácido MA = concentração Mol/L do ácido y = nº OH- da base MB = concentração Mol/L da base Exercícios 1. Uma solução aquosa apresenta 16% em massa de sacarose (C12H22O11). Se fosse possível fazer um “retrato” microscópico dessa solução, a proporção de moléculas de sacarose para moléculas de água seria aproximadamente A) 1:1 B) 1:7 C) 1:10 D) 1:100 E) 1:700 2. Um experimento é realizado em duas etapas. Etapa 1: A 200mL de água destilada contidos em um copo são adicionadas quantidades crescentes de NaCl. Essa mistura é agitada intensa e vigorosamente, até que se observe a precipitação de cristais de NaCl que não mais solubilizam. Etapa 2: À mistura obtida na Etapa 1 são acrescentados alguns cristais de KMnO4. Após algum tempo, observa-se que a fase líquida adquire uma coloração violácea caraterística do permanganato de potássio. A análise desse experimento permite concluir que A) a fase líquida ao final da Etapa 2 é uma solução supersaturada. B) o NaCl e o KMnO4 devem apresentar os mesmos valores de coeficiente de solubilidade. C) a solubilidade do KMnO4 na Etapa 2 só foi possível porque a solução líquida obtida na Etapa 1 estava insaturada. D) a solução líquida obtida na Etapa 1, embora esteja saturada de NaCl, ainda mantém a possibilidade de solubilizar KMnO4. E) a fase líquida obtida ao final da Etapa 2 não pode ser considerada uma solução, porque foram utilizados dois solutos com propriedades diferentes. 3. A água oxigenada, utilizada como antisséptico, é uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio. Em contato com a catalase, uma enzima existente nos micro-organismos, a água oxigenada se decompõe, formando oxigênio nascente, segundo a reação: H2O2 → H2O + 1/2O2 É usual exprimir a concentração da água oxigenada como sendo o volume de oxigênio em litros, medido a 0°C e 1 atm, liberados por litro de solução. A água oxigenada é comercializada em duas concentrações: 10 volumes e 20 volumes. Uma água oxigenada a 22,4 volumes corresponde a uma solução de peróxido de hidrogênio cuja concentração, em porcentagem, é igual a A) 3,4. B) 6,8. C) 11,2. D) 34,0. E) 68,0. 4. Ácido cítrico (C6H8O7), utilizado como acidulante, flavorizante e conservante, foi adicionado a um refrigerante numa concentração de 0,01% em massa. Supondo que a densidade do refrigerante seja igual a 1,0 g.mL-1, a concentração do ácido cítrico, expressa em mol L-1, será de aproximadamente A) 0,005. B) 0,0002. C) 0,0005. D) 0,00002. E) 0,00005. 5. A concentração de NaCl em uma solução fisiológica é expressa comercialmente como 9/1000 (p/V). O número de mols do sal que corresponde à massa empregada para o prepara de 1L de solução é A) 0,25 B) 0,15 C) 0,39 D) 3,9 E) 6,5 Gabarito 1 – D 2 – D 3 – B 4 – C 5 – B Aula 05 Exercícios 01) (Mack-2002) Em relação à combinação de 1 mol de átomos de flúor (Z = 9) com 1 mol de átomos de hidrogênio (Z = 1), pode-se afirmar que: Eletronegatividade: F = 4,0 e H = 2,1 a) a ligação iônica é predominante. b) formam-se moléculas apolares. c) cada átomo de flúor liga-se a dois átomos de hidrogênio. d) predomina a ligação covalente polar. e) formam-se 2 mols de moléculas. 02) (UERJ-1998) Apesar da posição contrária de alguns ortodontistas, está sendo lançada no mercado internacional a "chupeta anticárie". Ela contém flúor, um já consagrado agente anticárie, e xylitol, um açúcar que não provoca cárie e estimula a sucção pelo bebê. Considerando que o flúor utilizado para esse fim aparece na forma de fluoreto de sódio, a ligação química existente entre o sódio e o flúor é denominada: A) iônica B) metálica C) dipolo-dipolo D) covalente apolar 03) (UFMG-2001) Com relação aos íons K+ e Cl – , é INCORRETO afirmar que: A) ambos apresentam o mesmo número de elétrons que o átomo de argônio. B) o ânion Cl – é maior que o átomo neutro de cloro. C) o átomo neutro de potássio absorve energia para se transformar no cátion K+. D) um elétron é transferido do Cl – para o K+ , quando esses íons se ligam. 04) (Vunesp-2003) Qual a fórmula do composto formado entre os elementos 20Ca 40 e 17Cl35 e qual a ligação envolvida? a) CaCl, iônica. b) CaCl, covalente. c) CaCl2, iônica. d) CaCl2, covalente. e) Ca2Cl, iônica. 05) (UFRN-1998) Assinale a opção na qual as moléculas apresentam maior comprimento de ligação carbono oxigênio. A) CO B) H2CO C) H3COH D) CO2 Gabarito 1 – D 2 – A 3 – D 4 – C 5 – C Aula 06 Exercícios 01 (UFRGS-RS) O modelo de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência estabelece que a configuração eletrônica dos elementos que constituem uma molécula é responsável pela sua geometria molecular. Relacione as moléculas com as respectivas geometrias: Dados: números atômicos: H (Z = 1), C (Z = 6), N (Z = 7), O (Z = 8), S (Z = 16) Coluna I - Geometria molecular 1 - linear 2 - quadrada 3 - trigonal plana 4 - angular 5 - pirâmide trigonal 6 - bipirâmide trigonal Coluna II - Moléculas ( ) SO3 ( ) NH3 ( ) CO2 ( ) SO2 A relação numérica, de cima para baixo, da coluna II, que estabelece a sequência de associações corretas é: a) 5 - 3 - 1 - 4 b) 3 - 5 - 4 - 6 c) 3 - 5 - 1 – 4 d) 5 - 3 - 2 - 1 e) 2 - 3 - 1 – 6 02 (ITA-SP) Assinale a opção que contém a geometria molecular correta das espécies OF2, SF2, BF3, NF3, CF4 e XeO4, todas no estado gasoso. a) Angular, linear, piramidal, piramidal, tetraédrica e quadrado planar. b) Linear, linear, trigonal plana, piramidal, quadrado planar e quadrado planar. c) Angular, angular, trigonal plana, piramidal, tetraédrica e tetraédrica. d) Linear, angular, piramidal, trigonal plana, angular e tetraédrica.e) Trigonal plana, linear, tetraédrica, piramidal, tetraédrica e quadrado planar. 03 (PUC-MG) Com relação à geometria das moléculas, a opção correta a seguir é: a) NO - linear, CO2 - linear, NF3 - piramidal, H2O - angular, BF3 - trigonal plana. b) NO - linear, CO2 - angular, NF3 - piramidal, H2O - angular, BF3 - trigonal plana. c) NO - linear, CO2 - trigonal, NF3 - trigonal, H2O - linear, BF3 - piramidal. d) NO - angular, CO2 - linear, NF3 - piramidal, H2O - angular, BF3 - trigonal. e) NO - angular, CO2 - trigonal, NF3 - trigonal, H2O - linear, BF3 - piramidal. 04 (Unificado-BA) A amônia (NH3), ao reagir com a água origina os íons amônio (NH4+) e hidroxila (OH-) segundo a equação química: NH3(g) + H2O(ℓ) → NH4+(aq) + OH−(aq) Dados: números atômicos: H = 1; N = 7; O = 8. As duas espécies químicas formadas pelo nitrogênio (N) apresentam, respectivamente, geometria: a) trigonal e angular. b) piramidal e tetraédrica. c) tetraédrica e piramidal. d) tetraédrica e plana. e) linear e piramidal. 05 (ITA-SP) Assinale a opção que contém, respectivamente, a geometria das moléculas NH3 e SiCℓ4 no estado gasoso: a) Plana; plana. b) Piramidal; plana. c) Plana; tetragonal. d) Piramidal; piramidal. e) Piramidal; tetragonal. Gabarito 1 – C 2 – C 3 – A 4 – B 5 – E Aula 07 Ou seja: Quando um líquido está sendo aquecido, algumas moléculas colidem violentamente entre si e tornam-se livres. Com isso, formam-se porções de vapores no interior da massa líquida, constituindo desta forma as bolhas. Estas bolhas não sobem à superfície imediatamente, isto só ocorre quando a pressão dentro da bolha iguala-se à pressão externa. A esse fenômeno damos o nome de EBULIÇÃO. A ebulição de um líquido depende da pressão externa, isto é, quanto menor for a pressão externa menor será a sua temperatura de ebulição Verificam-se alterações de algumas propriedades do solvente, provocadas pela adição de um soluto não volátil a este solvente. Estas alterações dependem apenas da quantidade de partículas, do soluto, que foi adicionada ao solvente. Tais propriedades são denominadas de PROPRIEDADES COLIGA- TIVAS Ou seja: A volatilidade de um líquido está ligada diretamente à atração entre suas moléculas. Assim, quanto mais fracas forem as ligações intermoleculares, mais fácil será a evaporação. Portanto, maior será a pressão máxima de vapor do líquido. Exercícios 01) Devido à sua altitude, a pressão atmosférica no topo do Pico da Bandeira é menor do que 1 atm. Entretanto, ao nível do mar pode ser considerada igual a 1 atm. Em um recipiente aberto: a) A água entra em ebulição a 100 ºC, tanto no topo do Pico da Bandeira como ao nível do mar. b) A temperatura de ebulição da água é maior do que 100 ºC no Pico da Bandeira. c) A temperatura de ebulição da água é menor do que 100 ºC no Pico da Bandeira. d) A temperatura de ebulição da água é maior do que 100 ºC ao Nível do mar. e) A temperatura de ebulição da água é menor do que 100 ºC ao Nível do mar. 02) (Mackenzie-SP) Relativamente ao diagrama de fases da água pura, é incorreto afirmar que, no ponto: a) A, tem-se o equilíbrio entre água sólida e água líquida. b) B, tem-se o equilíbrio entre água líquida e vapor. c) C, tem-se, somente, água na fase vapor. d) T, as três fases coexistem em equilíbrio. e) D, coexistem as fases vapor e líquida. 03) (UNESP-SP) Comparando duas panelas, simultaneamente sobre dois queimadores iguais de um mesmo fogão, observa-se que a pressão dos gases sobre a água fervente na panela de pressão fechada á maior que aquela sobre a água fervente numa panela aberta. Nessa situação, e se elas contêm exatamente as mesmas quantidades de todos os ingredientes, podemos afirmar que, comparando com o que ocorre na panela aberta, o tempo de cozimento na panela de pressão fechada será ... a) menor, pois a temperatura de ebulição será menor. b) menor, pois a temperatura de ebulição será maior. c) menor, pois a temperatura de ebulição não varia com a pressão. d) igual, pois a temperatura de ebulição independe da pressão. e) maior, pois a pressão será maior. 04) Indique a afirmativa INCORRETA: a) Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapores dos líquidos. b) A pressão de vapor de um líquido é inversamente proporcional ao volume do líquido. c) A água do mar entra em ebulição a uma temperatura mais alta que a água destilada. d) O líquido A tem a 20°C a pressão de vapor igual a 30 mmHg; o líquido B, à mesma temperatura, tem pressão de vapor igual a 60 mmHg; então, a temperatura de ebulição de B é menor que a de A. e) Um líquido entra em ebulição quando sua pressão de vapor se torna igual à pressão externa (atmosférica). 05) Uma salada de alface foi temperada com uma solução de vinagre e sal. Após certo tempo, as folhas de alface murcharam. A esse fenômeno chamamos de: a) dispersão. b) tonometria. c) ebuliometria. d) crioscopia. e) osmose. 06) Sabe-se que por osmose o solvente de uma solução mais diluída atravessa uma membrana semipermeável em direção da solução mais concentrada. Sabe-se, também, que um peixe de água doce é hipertônico em relação a água do rio e hipotônico a água do mar. Se um peixe de água doce for colocado na água do mar ele: a) morre porque entra água do mar no seu corpo. b) morre porque sai água do seu corpo. c) morre porque entra sal no seu corpo. d) morre porque sai sal do seu corpo. e) sobrevive normalmente. Gabarito 1 – C 2 – E 3 – B 4 – B 5 – E 6 – B Aula 08 Este estudo é importante para o nosso dia-a-dia, pois explica alguns fenômenos que convivemos tais como: > Oxidação do ferro (ocorre de forma lenta). > Alimentos em panela de pressão cozinham mais rápidos. As quantidades das substâncias são medidas em mol/L, massas, volumes (gases), etc. Enquanto que o intervalo de tempo pode ser dado em segundos, minutos ou horas. A quantidade de reagente ou produto medida em mol/L é representada por [ ]. FATORES QUE INFLUEM NA VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO Para compreendermos os fatores que alteram a velocidade de uma reação devemos conhecer a TEORIA DAS COLISÕES. De acordo com a teoria das colisões pode-se afirmar que a velocidade de uma reação depende: I. Da frequência das colisões. II. Da energia das colisões. III. Da orientação das moléculas nascolisões. A frequência e a energia das colisões são afetadas pelos fatores: > Estado particular em que se encontram os reagentes. > Temperatura em que se realiza a experiência Para que as moléculas quebrem suas ligações iniciais e formem novas substâncias é necessária uma energia mínima denominada de ENERGIA DE ATIVAÇÃO (Ea) Exercícios 01) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 NH3 Æ N2 + 3 H2 A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo. Concentração de NH3 em mol/ L 8,0 6,0 4,0 1,0 Tempo em horas 0,0 0,1 0,2 0,3 Qual é a velocidade média de consumo do reagente nas duas primeiras horas de reação? a) 4,0 mol / L.h b) 2,0 mol / L.h c) 10 mol / L.h d) 1,0 mol / L.h e) 2,3 mol / L.h 02) Em determinada experiência, a reação de formação de água está ocorrendo com o consumo de 4 mols de oxigênio por minuto. Consequentemente, a velocidade de consumo de hidrogênio é de: a) 2 mols/min. b) 4 mols/min. c) 8 mols/min. d) 12 mols/min. e) 16 mols/min. 03) Numa certa experiência, a síntese do cloreto de hidrogênio ocorre com um consumo de 3,0 mol de H2(g) por minuto. A velocidade de formação do cloreto de hidrogênio é igual a: Dado: H2 (g) + Cl2 (g) Æ 2 HCl (g) a) ao dobro da do consumo de gás cloro. b) a 3,0 mol / minuto. c) a 2,0 mol / minuto. d) a 1,0 mol / minuto. e) a 1,5 mol / minuto. 04) A velocidade de uma reação química depende: I. Do número de colisões entre moléculas na unidade de tempo. II. Da energia cinética das moléculas envolvidas na reação. III. Da orientação das moléculas. Estão corretas as alternativas: a) I, II e III. b) somente I. c) somente II. d) somente I e II. e) somente I e III. 05) A poluição é uma das causas da destruição da camada de ozônio. Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de nitrogênio com o ozônio: 2 NO2 (g) + O3 (g) Æ N2O5 (g) + O2 (g) Essa reação ocorre em duas etapas: I. NO2 (g) + O3 (g) Æ NO3 (g) + O2 (g) (lenta) II. NO3(g) + NO(g) Æ N2O5(g) (rápida) Assinale a lei de velocidade para essa reação: a) v = k [NO2]2 [O3] b) v = k [NO2] [O3] c) v = k [NO3] [NO2] d) v = k [NO2] [O3] + k’ [NO3] [NO2] e) v = k [NO2]2 Gabarito 1 – B 2 – C 3 – A 4 – A 5 – B Aula 09 É uma situação especial que ocorre com algumas reações químicas. São reações ou processos que reagentes e produtos são consumidos e produzidos ao mesmo tempo. Os reagentes e produtos das reações reversíveis são separados por uma dupla seta. No início da reação a velocidade direta é máxima, pois temos uma maior concentração do reagente. E, a velocidade da reação inversa é nula, pois não temos, ainda, um produto. À medida que a reação se processa a velocidade da reação direta diminui e da reação inversa aumenta. No momento em que as duas velocidades se igualam dizemos que a reação química atingiu o equilíbrio químico. No momento em que a reação química atinge o EQUILÍBRIO QUÍMICO as concentrações dos seus participantes permanecem constantes. Consideremos um sistema em equilíbrio químico, com as substâncias A, B, C e D. No equilíbrio, as velocidades V1 e V2 são iguais e as concentrações das substâncias A, B, C e D são constantes. Se, por algum motivo, houver modificação em uma das velocidades, teremos mudanças nas concentrações das substâncias. Esta modificação em uma das velocidades ocasiona o que denominamos de DESLOCA-MENTO DO EQUILÍBRIO, que será no sentido da maior velocidade. Porém, após certo tempo, a reação volta a estabelecer um novo equilíbrio químico, mas com valores de concentrações e velocidades diferentes das iniciais. Podemos generalizar dizendo que um aumen-to de temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico, e a diminuição de temperatura desloca o equilíbrio no sentido exotérmico. Alterações de pressão influenciam em equilí-brios que possuem espécies químicas no estado gasoso: > O aumento de pressão sobre o sistema desloca o equilíbrio químico no sentido do menor volume na fase gasosa. > a diminuição de pressão sobre o sistema desloca o equilíbrio químico no sentido do maior volume na fase gasosa Nos equilíbrios iônicos, também são definidos um grau de ionização (α ) e uma constante de equilíbrio (Ki). α = Onde: ni é o número de mols dissociados n é o número de mols inicial ni n Como os valores das concentrações hidro-geniônica e oxidriliônica são pequenos, é comum representá- las na forma de logaritmos e, surgiram os conceitos de pH e pOH. pH = – log [ H+ ] pOH = – log [ OH- ] Exercícios 01. Na equação abaixo, após atingir o equilíbrio químico, podemos concluir a respeito da constante de equilíbrio que: a A + b B c C + d D a) Quanto maior for o valor de Kc, menor será o rendimento da reação direta. b) Kc independe da temperatura. c) Se as velocidades das reações direta e inversa forem iguais, então K2 = 0. d) Kc depende das molaridades iniciais dos reagentes. e) Quanto maior for o valor de Kc, maior será a concentração dos produtos. 02. (Ufes 2001) O pH do sangue humano é mantido dentro de um estreito intervalo (7,35 - 7,45) por diferentes sistemas tamponantes. Aponte a única alternativa que pode repre-sentar um desses sistemas tamponantes. a) CH3 COOH / NaCl b) HCl / NaCl c) H3 PO4 / NaNO3 d) KOH / KCl e) H2 CO3 / NaHCO3 03. (UNIFESP-2006) Poluentes como óxidos de enxofre e de nitrogênio presentes na atmosfera formam ácidos fortes, aumentando a acidez da água da chuva. A chuva ácida pode causar muitos problemas para as plantas, animais, solo, água, e também às pessoas. O dióxido de nitrogênio, gás castanho, em um recipiente fechado, apresenta-se em equilíbrio químico com um gás incolor, segundo a equação: 2NO2(g) N2O4(g) Quando esse recipiente é colocado em um banho de água e gelo, o gás torna-se incolor. Em relação a esse sistema, são feitas as seguintes afirmações: I. A reação no sentido da formação do gás incolor é exotérmica. II. Com o aumento da pressão do sistema, a cor castanha é atenuada. III. Quando o sistema absorve calor, a cor castanha é acentuada. Dentre as afirmações, as corretas são: A) I, apenas. B) III, apenas. C) I e III, apenas. D) II e III, apenas. E) I, II e III. 04. (Mack-2004) CHCl3(g) + Cl2(2(g) CCl4(g) + HCl (g) No sistema em equilíbrio acima equacionado, para aumentar a produção de tetracloreto de carbono, deve-se: a) aumentar a pressão do sistema. b) diminuir a concentração de Cl2.c) aumentar a concentração de HCl. d) aumentar a concentração de CHCl3. e) diminuir a pressão do sistema. 05. (Fei 96) Considere uma solução de um ácido HA de constante de ionização Ka a uma dada temperatura. Relativamente a adição de um sal solúvel que possui o íon A- (íon comum), assinale a alternativa correta: a) o íon comum não desloca o equilíbrio b) a concentração de íons H+ aumenta c) o grau de ionização do ácido não se altera d) a constante de ionização Ka do ácido não se altera pois ela depende apenas da temperatura e) o pH da solução não se altera Gabarito 1 – E 2 – E 3 – E 4 – D 5 – D Aula 10 Podemos calcular a variação de entalpia de uma reação a partir das entalpias de formação das substâncias que participam da reação pela fórmula: ENERGIA DE LIGAÇÃO É a energia envolvida (absorvida) na quebra de 1 mol de determinada ligação química, supondo todas no estado gasoso, a 25°C e 1 atm. A quebra de ligações será sempre um processo ENDOTÉRMICO. Exercícios 01. Considerando a reação dada pela equação H2(g) + I2(g) e sabendo que as entropias-padrão, nas condições da reação são: - para o H2(g): 31,2 cal/K . mol - para o I2(g): 27,9 cal/K . mol - para o HI(g): 49,3 cal/K . mol Podemos concluir que a variação de entropia na reação dada, por mol de HI formado, em cal/K. mol, é igual a: a) –4,9 b) –9,8 c) +19,7 d) +39,5 e) +108,4 02. Os DGf 0 da glicose e etanol em solução aquosa são –219,20 e –43,40 Kcal/mol, respectivamente, e o DGf 0 do dióxido de carbono gasoso é –94,30 Kcal/mol. A 25°C, o DG 0 em Kcal/mol da reação: Glicose 2 etanol + 2 CO2 é: a) 494,60 b) –81,50 c) 81,50 d) –56,20 e) 56,20 DGf 0 = energia livre de formação 03. Considere as seguintes transformações: I. Dióxido de carbono sólido (gelo seco) > dióxido de carbono gasoso. II. Ferro fundido > ferro sólido. III. Água líquida > vapor d’água. Dessas transformações, no sentido indicado e à temperatura constante, apenas: a) I é exotérmica. b) II é exotérmica. c) III é exotérmica. d) I e II são exotérmicas. e) II e III são exotérmicas. 04. Numa reação exotérmica, há [1] de calor, a entalpia final (produtos) é [2] que a entalpia inicial (reagentes) e a variação de entalpia é [3] que zero. Completa-se corretamente essa frase substituindo-se [1], [2] e [3], respectivamente, por: a) liberação, maior, maior. b) absorção, maior, menor. c) liberação, menor, menor. d) absorção, menor, maior. e) liberação, maior, menor. 05. Numa reação endotérmica, há [1] de calor, a entalpia final (produtos) é [2] que a entalpia inicial(reagentes) e a variação de entalpia é [3] que zero. Completa-se corretamente essa frase substituindo-se [1], [2] e [3], respectivamente, por: a) liberação, maior, maior. b) absorção, maior, menor. c) absorção, maior, maior. d) absorção, menor, maior. e) liberação, maior, menor. Gabarito 1 – C 2 – D 3 – B 4 – C 5 – C Aula 11 A relação entre as reações químicas e a corrente elétrica é estudada por um ramo da química chamado ELETROQUÍMICA. > Quando uma reação química de óxido redução, espontânea, produz energia elétrica teremos uma PILHA ELETROQUÍMICA. >Quando uma corrente elétrica provoca uma reação química teremos uma ELETRÓLISE. REPRESENTAÇÃO DE UMA PILHA Uma pilha, segundo a IUPAC, deve ser representada da seguinte forma: Para a pilha de DANIELL 1ª LEI DE FARADAY > A massa, “m”, de uma substância, formada ou transformada numa eletrólise, é diretamente proporcional à carga elétrica, Q, que atravessa o circuito. m = K’ . Q Sabe-se que Q = i . t Consequentemente, A primeira lei de FARADAY pode ser escrita na seguinte forma: m = K’ . i . t 2ª LEI DE FARADAY > A massa, m, de uma substância, formada ou transformada numa eletrólise, é diretamente proporcional ao equivalente-grama, E, dessa substância. m = K’’ . E Associando as duas leis, teremos: m = K. E . Q ou m = K. E . i . t A constante “ K “ vale: 1 96500 Exercícios 01) Podemos dizer que, na célula eletroquímica: a) o magnésio sofre redução. b) o ferro é o ânodo. c) os elétrons fluem, pelo circuito externo, do magnésio para o ferro. d) há dissolução do eletrodo de ferro. e) a concentração da solução de Mg diminui com o tempo. 02) As reações de eletrólise só ocorrem em sistemas que contenham ______________ em movimento. Nessas transformações há consumo de energia ___________ . Completam-se, respectivamente, com: a) átomos e luminosa. b) moléculas e luminosa. c) moléculas e térmica. d) átomos e elétrica. e) íons e elétrica. 03) No cátodo de uma célula de eletrólise sempre ocorre: a) deposição de metais. b) uma semi-reação de redução. c) produção de corrente elétrica. d) desprendimento de hidrogênio. e) corrosão química. 04) O alumínio é obtido industrialmente pela eletrólise ígnea da alumina (Al2O3). Indique a alternativa falsa: a) O íon alumínio sofre redução. b) O gás oxigênio é liberado no ânodo. c) O alumínio é produzido no cátodo. d) O metal alumínio é agente oxidante. e) O íon O2- sofre oxidação. 05) Uma solução de cloreto de prata é eletrolisada durante 965 segundos por uma corrente elétrica de 1 ampère (A). Qual a massa de prata depositada no cátodo ? Dado: Ag = 108 g / mol Gabarito 1 – C 2 – E 3 – B 4 – D 5 m = 1,08 g Aula 12 QUÍMICA ORGÂNICA Em 1828, o cientista alemão Wöhler conseguiu produzir a ureia a partir do cianato de amônio, composto inorgânico. A ureia era obtida a partir da urina, onde ela existe devido à degradação de proteínas no organismo. A partir desta observação, define-se química orgânica como sendo a parte da química que estuda os compostos do elemento químico carbono. Existem substâncias como o CO, CO2, H2CO3 e demais carbonatos, HCN e demais cianetos, que são considerados compostos de transição. Alguns elementos formam, praticamente, todos os compostos orgânicos, tais elementos são chamados de organógenos e, são constituídos pelos elementos C, H, O e N. Em 1858 August Kekulé estudou o carbono e enunciou uma teoria que se resume a: O carbono é tetravalente Observando o carbono no estado normal concluiríamos que ele só teria condiçõesde efetuar apenas duas ligações covalentes, pois possui somente dois elétrons desempa-relhados. Apesar disso, em todos os seus compostos o carbono realiza quatro ligações. Para justificar este fato surgiu a teoria da hibridização. O carbono pode sofrer três tipos de hibridizações: SP , SP2 e SP 3 FUNÇÕES ORGÂNICAS É o conjunto de compostos que apresentam propriedades químicas semelhantes. Essa semelhança é identificada nas fórmulas através de um grupo funcional. > Grupo funcional: É um átomo ou grupo de átomos que é comum a todos os compostos da mesma função FUNÇÃO HIDROCARBONETO São compostos constituídos apenas por átomos de carbono e hidrogênio. Os hidrocarbonetos apresentam as seguintes características: > Possuem moléculas praticamente apolares, que se mantêm unidas por forças de Van Der Waals. > Possuem baixos pontos de fusão e de ebulição, comparados com os compostos polares. Nas condições ambientes são: - gases: com 1 a 4 átomos de carbonos -líquidos: com 5 a 17 átomos de carbonos - sólidos: com mais de 17 átomos de carbonos São hidrocarbonetos que possuem um ou mais grupo benzênico. Ex. Benzeno e Naftaleno. Exercícios 01) Tendo em vista as estruturas do tolueno, clorofórmio e acetonitrila, abaixo, podemos classificá-los, respectivamente, como compostos: a) orgânico, inorgânico e orgânico. b) orgânico, orgânico e orgânico. c) inorgânico, orgânico e orgânico. d) orgânico, inorgânico e inorgânico. e) inorgânico, inorgânico e inorgânico. 02) Um alcino tem peso molecular igual a 68 u.m.a. A fórmula molecular deste alcino é: Dados: H = 1 u; C = 12 u a) C2H4 b) C3H4 c) C5H12 d) C5H10 e) C5H8 3) Os nomes dos radicais orgânicos: São, respectivamente: a) metil, sec-butil, n-propil, fenil. b) metil, n-butil, iso-propil, benzil. c) metil, terc-butil, iso-propil, fenil. d) etil, terc-butil, iso-propil, fenil. e) etil, iso-butil, n-propil, benzil. 04) Com relação ao composto a seguir, os nomes dos radicais ligados ao carbono terciário são: a) etil, n-propil, t-butil. b) etil, n-propil, s-butil. c) metil, etil, n-propil. d) metil, 3-hexil. e) etil, n-propil, isobutil. 05) Quantos carbonos primários há na estrutura do ácido metil propanóico? a) 5. b) 4. c) 3. d) 2. e) 1. Gabarito 1 – B 2 – E 3 – C 4 – A 5 – C
Compartilhar