Resumo de Fis-Quim

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Resumo de Físico-química 
Equilíbrio químico e Constante de equilíbrio 
O equilíbrio químico é atingido quando, na mistura reacional, as velocidades das reações direta (reagentes formando produtos) e inversa (produtos formando regenerando os reagentes) ficam iguais.
A constante Kc é denominada constante de equilíbrio em termos de concentração, e é uma grandeza com valor específico para uma dada reação e temperatura, independente das concentrações iniciais, volume do recipiente ou pressão.
aA + bB ⟺ cC + dD 
Kc = ([C]c⋅[D]d)/[A]a⋅[B]b, ou seja Kc = [produto]/[reagente]
O Kp é aplicável a equilíbrios homogêneos gasosos, ou equilíbrios heterogêneos, cuja constante de equilíbrio é função apenas do componente gasoso.
aA + bB ⟺ cC + dD
Kp = ([PC]c⋅[PD]d)/[PA]a⋅[PB]b  
Kp = constante de equilíbrio em função das pressões parciais.
PA= pressão parcial do reagente A em equilíbrio
PB = pressão parcial do reagente B no equilíbrio
PC= pressão parcial do reagente C no equilíbrio
PD = pressão parcial do reagente D no equilíbrio.
Kp= Kc(RT)Δn 
Exercício de fixação:
Reações químicas dependem de energia e colisões eficazes que ocorrem entre as moléculas dos reagentes. Em sistema fechado, é de se esperar que o mesmo ocorra entre as moléculas dos produtos em menor ou maior grau até que se atinja o chamado “equilíbrio químico”.
O valor da constante de equilíbrio em função das concentrações das espécies no equilíbrio, em quantidade de matéria, é um dado importante para se avaliar a extensão (rendimento) da reação quando as concentrações não se alteram mais.
Considere a tabela com as quantidades de reagentes e produtos no início e no equilíbrio, na temperatura de 100°C, para a seguinte reação:
A constante de equilíbrio tem o seguinte valor:
a) 0,13
b) 0,27
c) 0,50
d) 1,8
e) 3,0
pH e pOH 
Para medir os níveis de acidez e alcalinidade das soluções, utilizam-se as escalas de pH e pOH, que medem os teores dos íons H+ e OH- livres por unidade de volume da solução.
pH = - log [H+]
[H+] = 10-pH, em mol/L
pOH = - log [OH-]
[OH-] = 10-pOH, em mol/L
pH + pOH = 14
A escala de pH vai de 0 á 14, sendo, abaixo de 7 ácido e acima de 7 básico, ou seja pH = 7 será neutro. Temperatura de 25°C.
Equilíbrio Iônico da água
A água possui caráter anfótero, comportando-se como bases, aceitando prótons, e como ácidos, doando prótons. Quando as moléculas de água se chocam, devido ao seu constante movimento, há uma transferência de próton (H+) de uma molécula para outra, gerando uma auto-ionização.
H2O(L) ⟺ H+(AQ) + OH−(AQ) 
Ki = ([H+].[OH-])/[H2O]
[H+] > 10−7 mol/L 
[OH−] < 10−7 mol/L
[H+] [OH−] = 10−14 
Dica: Caso caia uma questão falando sobre caráter ácido e tiver a opção suco de limão, você deve marcá-la. Entretanto, se estiver falando sobre caráter básico, a opção será soda cáustica. 
Exercício de fixação:
(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.
Ionização de ácidos e bases
Define-se constante de ionização de ácidos e bases a relação entre o produto das concentrações dos íons e a concentração do ácido ou da base que formou esses íons quando estabelecem um equilíbrio iônico com a água.
Sempre que um ácido é adicionado à água, passa pelo processo de ionização (formação de íons), enquanto a base passa pelo processo da dissociação (liberação de íons). Ambos os processos (ionização e dissociação) estabelecem um equilíbrio Iônico com a água, ou seja, ao mesmo tempo que o ácido produz íons, os íons voltam a se unir e formar o ácido, e o mesmo ocorre com as bases.
Ki = ([H+].[X-])/[HX]
Ki: sigla que pode ser utilizada para um ácido ou uma base em equilíbrio.
Ka: sigla utilizada quando um ácido estiver sendo utilizado no equilíbrio.
Kb: sigla utilizada quando uma base estiver sendo utilizada no equilíbrio.
Kd: sigla que pode ser utilizada para um ácido ou uma base em equilíbrio.
OBS.: a água não participa da expressão do Ki porque, para que a ionização ou dissociação aconteça, ela deve estar presente, ou seja, é uma constante.
Ácido que produz muitos íons é denominado de ácido forte (Ki >10-5). Já o ácido que produz poucos íons é denominado de ácido fraco (Ki <10-5);
Base que libera muitos íons é denominada de base forte (Ki >10-5). Já a base que libera poucos íons é denominada de fraca (Ki <10-5).
Exercício de fixação:
Dadas as constantes de ionização dos ácidos abaixo:
Podemos afirmar que:
a) o ácido mais forte é o HCN.
b) o ácido mais forte é o HNO2.
c) o ácido mais forte é o H2SO4.
d) o ácido mais forte é o H3PO4.
e) n.d.a.
Solução tampão 
Uma solução-tampão é uma mistura usada para evitar que o pH ou o pOH do meio sofra variações quando for adicionado ácidos fortes ou bases fortes.
Existem dois tipos de solução-tampão:
1. Mistura de ácido fraco com sua base conjugada.
2. Mistura de base fraca com seu ácido conjugado.
Exercício de fixação:
Indique qual alternativa apresenta uma substância que pode ser adicionada a uma solução aquosa de hidróxido de amônio, formando uma solução-tampão de pH alcalino:
a) hidróxido de sódio.
b) hidróxido de cálcio.
c) ácido clorídrico.
d) cloreto de sódio.
e) cloreto de amônio.
Óxidos (sais) anfóteros e ácidos prolipróticos 
Os óxidos anfóteros são óxidos que possuem um comportamento ambíguo, pois frente a um ácido eles se comportam como um óxido básico, e na presença de uma base se comportam como óxidos ácidos.
Os óxidos anfóteros são, em geral, sólidos iônicos, pouco solúveis em água e, ao reagirem com esses ácidos e bases fortes, produzem água e sal.
Os óxidos anfóteros principais são de zinco e de alumínio; inclusive o óxido de zinco (ZnO), também conhecido como alvaide.
Existem também óxidos de outros metais (SnO e SnO2, PbO e PbO2) e de ametais (As2O3, As2O5, Sb2O3, Sb2O3).
Exercícios de fixação:
Os óxidos possuem inúmeras aplicações químicas. Uma das formas de classificá-los é por meio de seu caráter ácido, básico ou anfótero. Dois óxidos que podem ser classificados como anfóteros são:
a) ZnO e MgO.
b) Al2O3 e Cl2O.
c) Al2O3 e MgO.
d) MgO e CaO.
e) Al2O3 e ZnO.
Ácidos polipróticos são aqueles que apresentam mais de um hidrogênio ionizável. A ionização ocorre por etapas, ou seja, o ácido cede um próton (H+) por vez.
O primeiro próton sai com mais facilidade do que o segundo, pois este é retirado de um íon negativo, portanto é necessário dominar a atração elétrica entre o próton e o ânion. Logo, podemos dizer que, H2SO4 é um ácido mais forte que HSO4-.
α1 > α2 e K1 > K2
Veja a expressão de K1 e K2: 
Se multiplicarmos membro a membro, temos:
Sendo Kn a constante de ionização associada à equação global, temos, portanto:
Kn = K1 . K2
Aminoácidos e Titulação de aminoácidos
Os aminoácidos são moléculas orgânicas que possuem, pelo menos, um grupo amina - NH2 e um grupo carboxila - COOH em sua estrutura.
Aminoácidos naturais ou não essenciais: São os aminoácidos produzidos pelo próprio organismo, sendo 12 no total: glicina, alanina, serina, histidina, asparagina, glutamina, cisteína, prolina, tirosina, arginina, ácido aspártico e ácido glutâmico;
Aminoácidos essenciais: São os aminoácidos que não são sintetizados pelo organismo e que precisam ser obtidos através da alimentação. Correspondem a oito aminoácidos: fenilalanina, valina, triptofano, treonina, lisina, leucina, isoleucina e metionina.
Assim, todos os aminoácidos têm em comum um grupamento amina e um grupamento carboxila ou ácido ligados a um mesmo átomo de carbono, que, por sua vez, está ligado a um átomo de hidrogênio e a um radical que varia de um aminoácido para outro.
Devido ao caráter ácido do grupo carboxila e do caráter básico do grupo amino, quando os aminoácidos são dissolvidos em água, sofrem neutralização interna e tornam-se íons dipolares,um composto químico eletricamente neutro.
Essa característica dos aminoácidos permite que sofram reação tanto com ácido como com base. Compostos com esse comportamento são denominados anfóteros.
A ligação que une os aminoácidos é chamada de ligação peptídica, caracterizada pela reação do grupamento amina de um aminoácido com o grupamento carboxila de outro, com liberação de uma molécula de água.
Dois aminoácidos unidos por uma ligação peptídica formam uma molécula denominada dipeptídeo. Vários aminoácidos ligados por várias ligações peptídicas formam uma macromolécula denominada polipeptídeo.
Curva de titulação dos aminoácidos: É uma curva desenhada com base nos valores de pH obtidos durante a titulação em função do volume de titulante adicionado. A partir da curva de titulação é possível conhecer quais são as regiões tamponantes e o ponto isoelétrico do aminoácido, bem como medir quantitativamente o pK de cada um dos grupos ionizáveis do mesmo.
pKa: É o pH em que metade das moléculas do aminoácido se encontra com carga positiva em equilíbrio com a outra metade, na forma Zwitteriônica.
pKb: É o pH do meio que faz com que metade dos aminoácidos se encontre em sua forma zwitteriônica e metade em sua forma com carga negativa.
Nos pHs extremos, os aminoácidos se encontram todos com carga positiva (meio ácido) ou negativa (meio alcalino).
Glicina
Glutamato
Histidina
Exercícios de fixação:
1. Os aminoácidos são moléculas orgânicas que possuem um átomo de carbono ao qual se liga um átomo de hidrogênio, um grupo amina, um grupo carboxílico e uma cadeia lateral “R”. Marque a alternativa que indica corretamente o que difere um aminoácido de outro.
a) Átomo de hidrogênio.
b) Átomo de carbono.
c) Cadeia lateral “R”.
d) Grupo carboxílico.
e) Grupo Amina.
2. Sabemos que os aminoácidos são as unidades constituintes das proteínas. Essas moléculas orgânicas são ligadas umas às outras por ligações denominadas de:
a) ligações de hidrogênio.
b) ligações dativas.
c) ligações iônicas.
d) ligações metálicas.
e) ligações peptídicas.