Química Aplicada à Engenharia -1

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QUÍMICA APLICADA À 
ENGENHARIA
Por: Diógenes Ribeiro Gramacho
Objetivos
 Identificar e indicar o material mais adequado para
uso em determinados processos, de acordo com as
suas características e propriedades químicas e físicas.
 Desenvolver ensaios que atestem a compatibilidade
do uso de materiais na Engenharia.
 Aplicar corretamente os conhecimentos teóricos dos
fenômenos químicos e físico-químicos em questões
inerentes à Engenharia.
Conteúdo
1. Estrutura do átomo e ligações químicas.
i. Átomos, elementos químicos, íons e moléculas.
ii. Periodicidade química.
iii. Interações em química.
iv. Tecnologia orgânica, inorgânica e nuclear.
2. Substâncias químicas e reações químicas.
i. As leis ponderais com estequiometria.
ii. Fases de agregação e mudanças de fases.
iii. Funções químicas (inorgânicas e orgânicas).
conteúdo
3. Equilíbrio químico e iônico.
i. Leis de equilíbrio, princípios de Le Chatelier.
ii. Conceitos de soluções e unidades de concentração.
iii. Acidez, basicidade e pH.
iv. Solubilidade.
4. Cinética química.
i. Velocidades das reações e mecanismos.
ii. Fatores que afetam as velocidades das reações.
iii. Catalisadores.
5. Termoquímica.
i. Leis da termodinâmica.
ii. Equações termoquímicas, combustíveis e combustão.
Conteúdo
6. Eletroquímica.
i. Células eletroquímicas e potenciais de eletrodos.
ii. Corrosão e prevenção da corrosão.
7. Radioatividade e química nuclear.
i. Radioatividade.
ii. Velocidade de decaimento radiativo.
iii. Fissão e fusão nuclear.
Bibliografia
 Básica:
 BROWN, Lawrence S.; HOLME, Thomas. Química geral aplicada à 
engenharia. São Paulo: Cengage Learning, 2009.
 RUSSEL, John B. Química geral. São Paulo: Pearson, 1994
 BROWN, Theodore L; BURSTEN JR., E ; LEMAY,H. Eugene. Química a 
ciência central. São Paulo: Pearson, 2005.
 Complementar:
 ATKINS, Peter; CARACELI, Ignez; JUNES, Loretta. Princípios de 
química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto 
Alegre: Bookman, 2006.
 MAHAN, B. M.; MYRES, R. J. Química: um curso universitário. São 
Paulo: Edgard Blucher, 2003.
Principais Unidades de medidas em Química
Massa 
atômica
Massa 
Molecular
Mol
Massa 
Molar
Volume 
Molar
Densidade
Concentra-
ção
Massa Atômica
 Massa Atômica: é a massa do átomo,
que indica quantas vezes o átomo é
mais pesado que 1/12 do átomo do
carbono-12, medida em unidade de
massa atômica (u).
Massa Molecular
 É a massa da molécula, que indica quantas vezes a 
moléculas é mais pesada que 1/12 do átomo de 
carbono-12, medidas em unidade de massa 
atômica (u). Como a massa de uma molécula é igual 
à soma das massas dos átomos que a constitui, a 
massa molecular é, também, igual à soma das 
massas atômicas de todos os átomos que formam a 
molécula.
Massa Molecular
Exemplos:
 𝑀𝐻2𝑂 = 2 × 1 + 1 × 16 = 18𝑢
 𝑀𝑆𝑂3 = 1 × 32 + 3 × 16 = 80𝑢
 𝑀𝑁𝑎2𝐶𝑂3 = 2 × 23 + 1 × 12 + 3 × 16 = 106𝑢
 𝑀𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 = 1 × 40 + 2 × 16 + 2 × 1 = 74𝑢
 𝑀𝐻2𝑆𝑂4 = 2 × 1 + 1 × 32 + 4 × 16 = 98𝑢
Exercícios
 Calcular as massas moleculares das seguintes 
substâncias
a) C12H22O11 – sacarose 
b) C2H4O2 – ácido acético
c) HNO3 – ácido nítrico
d) H2SO4 – ácido sulfúrico
(342 u)
(60 u)
(63 u)
(98 u)
Respostas:
Massa Molecular
 Exercício:
A anfetamina é um remédio utilizado por pacientes 
que sofrem de depressão. A dose diária indicada é 
de 10 mg de benzidrina (C9H13N). Calcule:
a) a massa molar da benzidrina.
b) mol de matéria de benzidrina que se encontra 
nos 10 mg
Mol
 É a quantidade de matéria de um sistema que 
contém 6,02 . 1023 entidades elementares (átomos, 
moléculas ou íons), pois esse é o número de átomos 
contidos em 0,012 kg de carbono – 12.
1 u
(unidade de 
massa)
1
12
do átomo de 12C
12 pedaços 
iguais
Volume Molar
É aquele ocupado por 1 mol de moléculas de 
qualquer gás nas CNTP (temperatura de 0ºC ou 
273K, pressão de 1 atm ou 760 mmHg). 
Experimentalmente, verificou-se que 1 mol de 
moléculas de qualquer substância no estado gasoso 
ocupa o volume de 22,4L, nas CNTP.
Volume Molar
 Exercícios
1. Um recipiente fechado contém 140 g de ozônio (O3). 
Determinar o volume ocupado nas CNTP por esse gás.
2. Descobrir a massa, em gramas, de 5,6 L de CO2 nas 
CNTP.
3. Calcular a massa de moléculas do gás C2H6 que nas 
CNTP ocupam 28 L.
Densidade
A densidade (massa específica) é a
relação entre a massa (m) e o volume (v)
de determinado material seja ele sólido,
líquido ou gasoso.
Densidade
 Exercícios:
1. Calcular a densidade do mercúrio, sabendo que 1360 
gramas ocupam o volume de 100 cm3.
2. Quando se deixa cair uma peça de metal com massa 
igual a 112,32 g em um cilindro graduado (proveta) que 
contém 23,45 mL de água, o nível sobe para 29,27 mL. 
Qual a densidade do metal, em g/cm3?
3. Qual o volume, em litros, ocupado por 5 g de prata 
sólida, cuja densidade é igual a 10,5 g/cm3
Concentração
 É a razão entre a quantidade ou a massa de uma
substância e o volume da solução em que esse
composto se encontra dissolvido. A forma com que
uma substância se distribui em outra por unidade
de referência. Essa unidade de referência pode ser
o volume ou massa de solução ou até de solvente.
Concentração
 𝐶 =
𝑚
𝑉
 𝑀 =
𝑛
𝑉
Massa do soluto
Volume de solução
Nº de mols
Volume de solução
Concentração
Molaridade
Concentração
 Exercícios
1. São dissolvidos 8 g de sacarose em água suficiente 
para 500 cm3 de solução. Qual é a concentração 
comum dessa solução em g/l ?
2. São dissolvidos 19,6 g de H2SO4 em água suficiente 
para 800 cm3 de solução. Qual é a molaridade dessa 
solução? 
Dados: H2SO4 = 98 g/mol