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A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 1 A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 2 QUÍMICA Informações Sobre a Disciplina Carga Horária: 75 Créditos: Objetivos: Fornecer aos alunos ferramentas para pode identificar substâncias químicas, saber como elas reagem e como a Química influencia o seu cotidiano e a sua vida profissional. Ementa: Conceitos básicos da química; Estrutura do átomo; Tabela periódica. Ligações químicas. Funções da Química Inorgânica; Reações químicas, Soluções: Cinética Química; Termoquímica; Equilíbrio químico; Eletroquímica; Corrosão, Química Orgânica. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO UNIDADE 1 – Conceitos Básicos da Química • Conceitos básicos da Química. • Modelo atômico • Distribuição eletrônica • Números quânticos • Tabela Periódica. UNIDADE 2- As Substâncias Químicas e suas Propriedades • As substâncias químicas e suas propriedades • Ligações químicas • Polaridades das moléculas • Reações químicas. • Funções da química inorgânica UNIDADE 3 - Conceitos de solução e Cinética Química • Conceitos de solução. • Solubilidade. • Concentração • Cinética química. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 3 UNIDADE 4 - Termoquímica e Equilíbrio Químico • Termoquímica. • Equilíbrio químico. • pH e pOH UNIDADE 5- Eletroquímica e seus fenômenos. • Eletroquímica. • Pilhas. • Corrosão. UNIDADE 6 - QUÍMICA ORGÂNICA • Conceitos da Química Orgânica. • Tipos de cadeias orgânicas • Nomenclatura da Química Orgânica. BIBLIOGRAFIA BÁSICA: 1. USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química: Química Geral. 5. ed. São Paulo: Saraiva, 1997. 2. MASTERTON, Willian L.; SLOWINSKI, Emil J.; STANITSKI, Conrad L., Princípios de Química. 6. ed. Rio de Janeiro : Guanabara , 1990 3. FONSECA, Marta Reis Marques da. Química Integral. 2. Ed. São Paulo: FTD. 1993. 4. PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite. Química da Abordagem de cotidiano: Química Geral e Inorgânica. 4. ed. São Paulo, 2006. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 4 Palavra da Reitora QUÍMICA Palavra da Reitora Acompanhando as necessidades de um mundo cada vez mais complexo exigente e necessitado de aprendizagem contínua, a Universidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO) apresenta a UNIVERSO Virtual, que reúne os diferentes segmentos do ensino a distância na universidade. Nosso programa foi desenvolvido segundo as diretrizes do MEC e baseado em experiências do gênero bem-sucedidas mundialmente. São inúmeras as vantagens de se estudar a distância e somente por meio dessa modalidade de ensino são sanadas as dificuldades de tempo e espaço presentes nos dias de hoje. O aluno tem a possibilidade de administrar seu próprio tempo e gerenciar seu estudo de acordo com sua disponibilidade, tornando-se responsável pela própria aprendizagem. O ensino a distância complementa os estudos presenciais à medida que permite que alunos e professores, fisicamente distanciados, possam estar a todo momento ligados por ferramentas de interação presentes na Internet através de nossa plataforma. Além disso, nosso material didático foi desenvolvido por professores especializados nessa modalidade de ensino, em que a clareza e objetividade são fundamentais para a perfeita compreensão dos conteúdos. A UNIVERSO tem uma história de sucesso no que diz respeito à educação a distância. Nossa experiência nos remete ao final da década de 80, com o bem sucedido projeto Novo Saber. Hoje, oferece uma estrutura em constante processo de atualização, ampliando as possibilidades de acesso a cursos de atualização, graduação ou pós-graduação. Reafirmando seu compromisso com a excelência no ensino e compartilhando as novas tendências em educação, a UNIVERSO convida seu alunado a conhecer o programa e usufruir das vantagens que o estudar a distância proporciona. Seja bem-vindo à UNIVERSO Virtual! Professora Marlene Salgado de Oliveira Reitora A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 5 SUMÁRIO Sumário Apresentação da Disciplina .......................................................................................... 05 Plano da Disciplina ..................................................................................................... 06 Unidade 1 – Conceitos Básicos da Química.................................................................. 08 Unidade 2 – As Substâncias Químicas e suas Propriedades ...................................... 31 Unidade 3 – Conceitos de Solução e Cinética Química................................................ 59 Unidade 4 – Termoquímica e Equilíbrio Químico........................................................ 74 Unidade 5 – Eletroquímica e seus fenômenos............................................................. 96 Unidade 6 – Química Orgânica ................................................................................... 116 Considerações Finais ............................................................................................. 143 Conhecendo o Autor .................................................................................................. 144 Referências ............................................................................................................. 145 Anexos ....................................................................................................................... 146 Apresentação da Disciplina A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 6 Apresentação da Disciplina Seja bem-vindo ao curso de Química. A Química é a ciência que estuda os materiais que constituem a natureza, sua composição e preparação, as transformações que sofrem, as energias envolvidas nesses processos e a produção de novos materiais. A Química está presente em todas as atividades da humanidade. Muitas vezes informações imprecisas, como ―este alimento não contém química‖, ou alarmista como ―a energia nuclear mata‖, levam o homem a ―ter uma visão distorcida‖ da Química. É necessário, portanto, fazer uma análise dos benefícios e malefícios que essa ciência traz. É impossível imaginarmos um mundo privado de combustíveis, medicamentos, fertilizantes, pigmentos, alimentos, plásticos etc., produtos fabricados em indústria química. Os problemas que podem surgir dependem da forma de produção e aplicação desses produtos, e o homem, como usuário, deve estar consciente de seus atos. Vamos então buscar conhecimentos na Química e exercitar o pensar para o melhor aproveitamento dessas informações. E porque não lembrar ― Sempre rola uma Química‖ A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 7 Plano da Disciplina O estudo da Disciplina Química tem como objetivo principal possibilitar aos alunos condições de identificar os diversos tipos de substâncias químicas, saber como elas se formam elas e reagem entre si. E também passarem a entender como que ocorrem certos fenômenos percebidos em nosso dia – dia. A disciplina foi dividida em seis unidades para maior compreensão dos assuntos abordados. Com a finalidade de facilitar a compreensão segue uma síntese de cada unidade, ressaltando seus objetivos específicos para que você possa ter uma visão ampla do conteúdo que irá estudar.Unidade 1 - Conceitos Básicos da Química Nesta primeira unidade, estudaremos os conceitos fundamentais da Química, como é a estrutura do átomo a sua composição, bem como a distribuição eletrônica, os números quânticos, a classificação dos elementos através da Tabela Periódica e as propriedades periódicas e aperiódicas. Objetivo: Identificar conceitos básicos da Química, como: matéria, átomo, elemento químico e a Tabela Periódica. Unidade 2 – As substâncias químicas e suas propriedades. Na segunda unidade, estudaremos as substâncias químicas, como elas se formam suas características principais e as interações químicas. Objetivos: Conhecer as ligações químicas, identificar os vários tipos de substâncias químicas e e aprender como funciona as reações químicas. Unidade 3 – Conceitos de Solução e Cinética Química. Em nossa terceira unidade, veremos o que é uma Solução, suas concentrações e o uso desses conceitos no nosso cotidiano, veremos ainda a velocidade das reações química e o que fazer para acelerar ou retardar a sua ocorrência. Objetivo: Entender o que é uma Solução e suas concentrações. Aprender a Calcular a velocidade de uma reação química. Unidade 4 – Termoquímica e Equilíbrio químico Nesta unidade, estudaremos o calor liberado ou absorvido nas reações químicas compreenderemos porque alguns alimentos são chamados de calóricos e outros não, veremos ainda que várias reações ocorrem em dois sentidos mantendo certo equilíbrio e estudaremos o que é pH e como este termo está tão presente em nosso dia-dia. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 8 Objetivo: Identificar conceitos como: entalpia, caloria e Ph. Unidade 5 – Eletroquímica e seus fenômenos. Nesta unidade, estudaremos a energia elétrica liberada em certas reações químicas e o seu aproveitamento, veremos ainda o que é corrosão e as maneiras de evitar e seus malefícios. Objetivo: Entender o que a oxi-redução, compreender o que é uma pilha, aprender o que é corrosão e como evitá-la. Unidade 6 – Química Orgânica Para finalizar, em nossa última unidade, veremos a Química Orgânica , que é a química do carbono e seus compostos é a Química mais presente em nosso dia-dia, ela está presente em nossos alimentos, nos remédios, nas roupas e em quase tudo da nossa vida. Objetivo: Conhecer os compostos orgânicos os seus nomes e suas características. Bons Estudos! Orçamento Empresarial e Visão Gerencial do Processo Orçamentário A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 9 UNIDADE 1 CONCEITOS BÁSICOS DA QUÍMICA Nesta primeira unidade, estudaremos os conceitos fundamentais da Química, como é a estrutura do átomo a sua composição, bem como a distribuição eletrônica, os números quânticos, a classificação dos elementos através da Tabela Periódica e as propriedades periódicas e aperiódicas. OBJETIVOS DA UNIDADE: • Identificar conceitos básicos da disciplina. • Matéria e energia • Compreender o que é exatamente o átomo e sua estrutura. • Aprender a fazer a distribuição eletrônica • Conhecer os números quânticos e saber identificá-los. • Aprender usar a Tabela Periódica, sem decorar. • Conhecer as propriedades periódicas e aperiódicas. PLANO DA UNIDADE: • Conceitos básicos da Química. • Modelo atômico • Distribuição eletrônica • Números quânticos • Tabela Periódica. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 10 MATÉRIA E ENERGIA 1- MATÉRIA ⇒ qualquer coisa que tem existência física real e, portanto, ocupa espaço. O material do qual as substâncias são feitas. CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA ♦ Substância pura ⇒ possui composição uniforme, definida e característica Logo, apresenta propriedades também definidas. Ex. a água, o ferro, o oxigênio, etc. Substância pura pode ser classificada em: • Substância simples (ou elemento) Substância fundamental e elementar, ou seja, não pode ser separada ou decomposta em substâncias mais simples. Ex.: o gás cloro (Cl2), gás oxigênio (O2) etc. • Substância composta (ou composto) Constituída de átomos de 2 ou mais elementos combinados segundo uma relação (razão) definida. Ex.: água (H2O), glicose (C6H12O6), sacarose (C12H22O11), etc. ♦ Mistura Consiste de duas ou mais substâncias fisicamente misturadas e que pode ser separadas em seus componentes pode intermédio das diferenças entre suas propriedades físicas. As misturas podem, por sua vez, ser classificadas em: Misturas homogêneas (ou soluções) São aquelas em que os componentes estão uniformemente misturados mesmo em uma escala molecular. Ex.: ar, água+ álcool e soluções de um modo geral. Misturas heterogêneas São aquelas em que os componentes individuais, embora estejam misturados, permanecem em diferentes regiões e podem ser diferenciados em escala microscópica. Ex.: areia + açúcar A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 11 2- MODELOS ATÔMICOS J.J. Thomson (1887) Propôs um modelo atômico no qual o átomo era uma geleia de carga elétrica positiva, na qual estariam contidos os elétrons, neutralizando a carga. Modelo ―pudim com passas‖. Posteriormente, Thomson postulou que os elétrons estavam expostos em anéis, movendo-se em orbitais circulares através da esfera positivamente carregada. Max Plank (1900) Enunciou a Teoria dos Quanta, segundo a qual a energia se propaga de maneira descontínua, como ―pacotinhos de energia‖, denominados ―Quantum‖. Rutherford (1911) Realizou experimentos usando polônio como fonte de partículas α, bombardeando uma fina lâmina de ouro. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 12 1.Invólucro de chumbo. 2. Material Radiativo. 3. Partículas a emitidas. 4. Placa de ouro. 5. Tela fluorescente. 6. Partículas que retornam. 7. Partículas desviadas. 8. Partículas sem desvio mensurável. 9. Cintilações produzidas pelos choques. Rutherford imaginou então que o átomo teria uma região de grande massa aonde às partículas refletiriam ao que chamou de núcleo (positivamente carregados), envolta por uma região de massa desprezível, incapaz de refletir as partículas, chamada eletrosfera. Esse modelo também é denominado modelo nuclear ou planetário. A experiência mostrou ainda outro resultado surpreendente. O diâmetro do átomo é 10.0 vezes maior que o do núcleo. A massa do átomo está praticamente toda, nos prótons e nêutrons confinados na pequena região do núcleo. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 13 MODELO ATÔMICO ATUAL • Partículas Subatômicas Os átomos são constituídos por várias partículas entre elas temos: Prótons (p), Nêutrons (n) e Elétrons (e –). Suas massas em unidade de massa atômica (u) e cargas em unidade elementar de carga (UEC) estão no quadro abaixo. Partícula Massa relativa Carga relativa Elétron 1/1840 – 1 Próton 1 +1 Nêutron 1 0 • Características dos Átomos 1- Número Atômico (Z) É o número de prótons que o átomo possui no núcleo O número atômico identifica o átomo de um elemento. 2- Número de Massa (A) É a soma dos números de prótons e nêutrons: Como o átomo é uma espécie neutra o número de prótons é igual ao número de elétrons Em comparação com o próton e o nêutron o elétron tem massa desprezível. A = p + n ou A = Z + n p = e – A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 14 3- ELEMENTO QUÍMICO Elemento químico: o conjunto formado por átomos e íons que apresentam o mesmo nº atômico (Z). • SIMBOLOGIADO ELEMENTO QUÍMICO De acordo com a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), ao apresentar um elemento químico, devem-se apresentar junto ao seu símbolo, os números atômico e de massa e, quando se tratar de um íon também a sua carga elétrica. Para se escrever o símbolo do elemento devemos utilizar uma letra maiúscula, se necessária a segunda e terceira letra deve ser escrita em minúsculo. ÁTOMOS Z E A • ÍONS São espécies químicas que apresentam um desequilíbrio de cargas Os átomos quando se ligam podem perder ou ganhar elétrons, formando íons. Perde cátion ( nº p > nº ) ÁTOMO ÍON Ganha ânion ( nº p > nº p ) Cátion carga positiva – perde elétrons Ânion carga negativa – ganha elétrons • Representação: Veja alguns átomos e íons: + – o A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 15 • Átomo • Íon – cátion • Átomo • Íon – ânion A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 16 4- SEMELHANÇAS ATÔMICAS a) Isótopos Os átomos de um mesmo elemento químico apresentam o mesmo nº atômico (Z) e, portanto, o mesmo número de prótons e de elétrons, mas apresentam diferentes números de massa (A). A diferença no nº de massa é produzida pelas diferentes quantidades de nêutrons existentes em cada isótopo. Ex: 1H 1 1H 2 1H 3 b) Isóbaros São isóbaros os átomos quaisquer que apresentam o mesmo nº de massa (A) e diferentes números atômicos. Pertencem, portanto, a diferentes elementos químicos. Ex: 20Ca 40 18Ar 40 c) Isótonos São isótonos os átomos quaisquer que apresentam o mesmo nº de nêutrons (n), mas que possuem diferentes números de massa (A) e atômicos (Z). Pertencem, portanto, a diferentes elementos químicos. Ex: 12Mg 26 14Si 28 n = 14 n = 14 d) Isoeletrônicos São isoeletrônicos os átomos e íons que apresentam a mesma quantidade de elétrons. Ex: 9 F –1 10Ne 11 Na +1 Todos possuem 10 elétrons A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 17 5- DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr afirma que as observações experimentais (espectros) evidenciavam que as Leis de Maxwell (Eletromagnetismo) bem como as Leis da Física Clássica - Isaac Newton - não eram válidas para o elétron, partícula cuja massa é muito pequena. Como você pode perceber, a partir de um fato experimental (espectro), surgiu um novo modelo que negava a validade de leis já aceitas pelos cientistas. Assim, a partir do estudo do espectro do gás hidrogênio, Niels Bohr propôs: • Um elétron gira ao redor do núcleo em órbita circular; • Um átomo possui um número limitado de órbitas, cada uma delas caracterizada por determinada energia; • Cada órbita é chamada de estado estacionário. Uma órbita difere de outra por seu raio; • Quando um elétron permanece em movimento numa órbita, não emite nem absorve energia; • Quando se fornece energia a um elétron, ele salta de uma órbita para outra. A hipótese de Bohr que existe níveis energéticos fixados para um elétron num átomo é um dos pontos básicos da Mecânica Quântica. Os diversos estados energéticos, para os elétrons, foram chamados camadas ou níveis de energia. Os níveis de energia são numerados a partir do núcleo. Fonte: Estrutura da Matéria / Vera Lúcia D. Novais - Ed. Atual. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 18 Níveis de Energia Camadas 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P 7 Q • Regras para a distribuição eletrônica 1. Em átomos o nº de elétrons a ser distribuído é igual ao nº atômico. No caso de íons deve-se considerar a perda ou ganho de elétrons. 2. A ordem a ser seguida é a ordem crescente de Linus Pauling, sempre respeitando o limite máximo de elétrons em cada subnível. 3. Sempre o último subnível a ser preenchido pelos elétrons é considerado o subnível mais energético. 4. Nem sempre o subnível mais energético é também o mais externo. O subnível mais externo é que possui maior número quântico principal. 5. Em íons a perda ou ganho de elétrons sempre ocorre no subnível mais externo Nível 1 2 3 4 5 6 7 Camadas K L M N O P Q Qt. de elétrons 2 8 18 32 32 18 8 SubnÍvel S p d f Nº máximo de e- 2 6 10 14 A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 19 O diagrama é representado assim: 6- NÚMEROS QUÂNTICOS São códigos matemáticos ass0ciados à energia do elétron. 1 - Nº quântico principal: (n) indica o nível de energia do elétron. O nº quântico principal, simbolizado por n, é o primeiro dos quatro números quânticos que irão identificar o elétron. Esse número caracteriza fundamentalmente a energia do elétron, indicando-nos seu nível energético, ou seja, a que camada ele pertence. O nº quântico principal assume teoricamente qualquer valor inteiro positivo. Entretanto, como nos átomos conhecidos o nº máximo de camadas é igual a sete, podemos afirmar que n varia de 1 a 7. Dessa forma, associando o nº quântico principal a cada uma das sete camadas. A ordem do diagrama que se lê é: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p6, 7s2, 5f14, 6d10, 7p6. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 20 2 - Nº quântico secundário (l): O nº quântico secundário, simbolizado por l , é o segundo dos quatros números quânticos que irão identificar o elétron. Esse número caracteriza fundamentalmente uma subdivisão de energia em cada nível (camada), revelando a existência do subnível de energia. Subnível s p d f Nº quântico secundário 0 1 2 3 3 - Nº quântico magnético (m): Define o orbital do elétron, que é a região do espaço com maior probabilidade de encontrá-lo. s = p = d = f = 4 - Nº quântico de spin (s): É a associação de dois movimentos do elétron, ao redor do núcleo e em torno de seu eixo. Cada dois elétrons definem 1 orbital e existem condições de estabilidade nesta coexistência. ↑ = – (sentido anti-horário) ↓ = + (sentido horário) 0 -1 0 +1 0 -2 -1 0 +1 +2 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 ↑↓ A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 21 TABELA PERIÓDICA ESTRUTURAÇÃO E PERIODICIDADE QUÍMICA A versão moderna da tabela periódica apresenta a ordenação dos elementos químicos (atualmente são conhecidos 118) de acordo com seus números atômicos (Z). Este ordenamento foi proposto por Moseley após constatar que a carga nuclear – e não a massa atômica como era proposta por Mendeleev – 38 é mais fundamental na definição das propriedades químicas. Este fato levou a proposição da ―Lei Periódica‖, a qual estabelece que: A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 22 ―quando os elementos químicos são listados em ordem crescente do número atômico, observa-se um comportamento periódico de suas propriedades‖. Também é notável que a periodicidade nas propriedades dos elementos resulte da repetição nas configurações eletrônicas de seus átomos. Além disso, podemos constatar que os átomos dos elementos pertencentes a uma mesma coluna da tabela periódica apresentam, via de regra, elétrons de valência com configuração similar. Por isso, eles apresentam as mesmas propriedades químicas, ou seja, são quimicamente semelhantes. 1- CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS NA TABELA Quanto à natureza Naturais (cisurânicos) Podem ser encontrados naturalmente, sendo o urânio o último elemento químico natural. Possuem número atômico menor ou igual a 92. Artificiais (transurânicos) Seus números atômicos são maiores que o urânio (92) e são obtidos em laboratórios, em reações nucleares. Quanto às características físicas Metais Brilham quando polidos, conduzem calor e eletricidade, possuem alto ponto de fusão, podem se transformados em fios (dúcteis) e são maleáveis (podem ser transformados em lâminas). São sólidos em temperatura ambiente (exceto o mercúrio, Hg, que é líquido). Não metais (ametais) Não têm brilho nem conduzem calor e eletricidade e apresentam ponto de fusão baixo (exceção é o carbono: PF = 3.500º C). Semimetais Apresentam propriedades intermediárias, com algumas semelhanças. Gases nobres Raros ou inertes, não se combinam com outros elementos (nobres não se misturam). A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 23 Quanto ao elétron de diferenciação 2 - NOMES DAS FAMÍLIAS DOS ELEMNTOS REPRESENTATIVOS 1 A – metais alcalinos 2 A – metais alcalinos terrosos 3 A – família do Boro 4 A – família do Carbono 5 A – família do Nitrogênio 6 A – família dos calcogênios 7 A – família dos halogênios 8A ou zero – família dos gases nobres 5s1 6s 1 7s1 3s2 2s2 3d 10 4d 10 5d 10 6d 10 7p 1 7p2 7p3 7p4 7p5 7p6 4p3 5p 3 3p2 4p2 5p2 6p2 3p 4 4p4 5p4 6p4 3p 5 4p5 5p5 6p5 3p6 4p6 5p6 6p6 3p 1 4p1 5p1 6p1 3p3 6p3 2p1 2p 2 2p3 2p4 2p5 2p6 1s 2 1s 1 2s1 3s1 4s1 4s2 5s2 6s 2 7s2 3d1 4d1 3d 2 4d 2 5d2 6d2 3d 3 4d3 5d3 6d3 3d4 1s1 4d 4 5d4 6d4 3d 5 4d 5 5d5 6d5 3d 6 4d6 5d6 6d6 1s1 1s1 1s 1 1s1 3d 7 1s1 4d7 5d7 6d7 3d 8 4d8 5d8 6d8 3d9 4d9 5d9 6d9 4f1 4f 2 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f8 4f9 4f 10 4f11 4f12 4f13 4f14 5d1 5f1 5f 2 5f3 5f4 5f5 5f6 5f7 5f8 5f9 5f 10 5f11 5f12 5f13 5f14 6d1 A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 24 3 - PROPRIEDADES APERIÓDICAS E PERIÓDICAS PROPRIEDADES APERIÓDICAS São aquelas que aumentam ou diminuem com o número atômico. 1 – A massa atômica aumenta com o aumento do número atômico. A Z 2 – O calor específico diminui com o aumento do número atômico. C Z PROPRIEDADES PERIÓDICAS São aquelas que, na medida em que o número atômico aumenta, assumem valores semelhantes para intervalos regulares, isto é, repetem-se periodicamente. 1 – Raio Atômico É a distancia entre o centro do núcleo e a última camada de um átomo. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 25 Obedece aos seguintes critérios: - quanto maior o número de camadas, maior o raio atômico, nos períodos aumenta da direita para esquerda. - quanto maior o número de prótons, maior a atração sobre os elétrons, nas famílias aumenta de cima para baixo. 2 – Potencial de ionização ou energia de ionização. É a energia necessária para se retirar um ou mais elétrons da última camada de um átomo no estado gasoso. Obedece aos seguintes critérios: - Nos períodos aumenta da esquerda para direita. - nas famílias aumenta de baixo para cima. 3 – ELETROAFINIDADE OU AFINIDADE ELETRÔNICA É a energia liberada quando um átomo isolado no estado gasoso recebe um elétron, transformando-se em um íon negativo (ânion). A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 26 Obedece aos seguintes critérios: - Nos períodos aumenta da esquerda para direita. - nas famílias aumenta de baixo para cima. - não é definida para os gases nobres 4 – ELETRONEGATIVIDADE É a medida da força de atração dos elétrons de uma ligação pelos átomos, ou seja, a tendência dos átomos em receber elétrons. Obedece aos seguintes critérios: - Nos períodos aumenta da esquerda para direita. - nas famílias aumenta de baixo para cima. - não é definida para os gases nobres A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 27 5 – DENSIDADE Determinada experimentalmente; verifica-se que a densidade aumenta das extremidades para o centro inferior da tabela, sendo o Ósmio o elemento mais denso (22,5g/mL). 6 - PONTOS DE FUSÃO (PF) E DE EBULIÃO (PE) Determinados experimentalmente apresentam algumas peculiaridades: - nas famílias 1 A e 2 A aumentam de baixo para cima. - o carbono tem PF = 3.500º C e PE = 4.800º C - para os demais elementos, aumentam das extremidades para o centro inferior da tabela. TEXTO DE FINALIZAÇÃO DA UNIDADE. Acabamos de aprender os conceitos básicos da Química, descobrimos o que é um átomo os seus modelos principais, algumas das suas características e propriedades, também vimos à famosa tabela periódica, aprendemos como utilizá-la, sem nunca decorar, pois ela foi feita para se consultar, decorar jamais. O estudo das propriedades dos elementos será utilizado como base de novos estudos. É HORA DE SE AVALIAR! A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 28 Não se esqueça de realizar as atividades desta unidade de estudo, presentes no caderno de exercício! Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Caso prefira, redija as respostas no caderno e depois às envie através do nosso ambiente virtual de aprendizagem (AVA). Interaja conosco! 01. Um termo químico, principalmente na linguagem cotidiana, pode ter significados diversos, dependendo do contexto em que se encontra. Considere as seguintes frases: I. A água é composta de hidrogênio e oxigênio; II. O hidrogênio é um gás inflamável; III. O ozônio é uma das formas alotrópicas do oxigênio; IV. O gás hidrogênio reage com o gás oxigênio para formar água. V. A água é constituída por dois hidrogênios e um oxigênio; Com relação ao significado dos termos sublinhados, é incorreto afirmar: a) Água significa substância química em I e molécula de água em V; b) Hidrogênio em II significa substância química; c) Hidrogênio em IV significa substância química, e em V, átomos de hidrogênio; d) O significado de oxigênio em III e V é o mesmo; e) Oxigênio em V significa átomo de oxigênio; 02. O rótulo de uma garrafa de água mineral está reproduzido a seguir: Com base nessas informações, podemos classificar a água mineral como: a) substância pura; d) mistura homogênea; b) substância simples; e) suspensão coloidal. c) mistura heterogênea; 03. Entre os conjuntos de características abaixo, o que melhor descreve o elétron quando comparado ao próton é: COMPOSIÇÃO QUÍMICA PROVÁVEL Sulfato de cálcio 0,0038 mg / L Bicarbonato de cálcio 0,0167 mg / L A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 29 04. O íon 24Mg12 2+ possui: a) 12 prótons, 12 elétrons e 12 nêutrons. b) 12 prótons, 12 elétrons e carga zero. c) 12 prótons, 12 elétrons e 10 nêutrons. d) 12 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons. e) 12 prótons, 12 elétrons e carga +2. 05. A luz amarela das lâmpadas de vapor de sódio usadas na iluminação pública é emitidapelo decaimento da energia de elétrons excitados no átomo de sódio. No estado fundamental, certo elétron deste elemento se encontra no segundo nível de energia, num orbital p. Os valores dos números quânticos que podem caracterizar esse elétron são: a) n = 2; l = 1; m = 2; s = –1/2 b) n = 2; l = 2; m = –2; s = –1/2 c) n = 2; l = 1; m = –1; s = - 1/2 d) n = 2; l = 0; m = 0; s = +1/2 06. O último elétron de um átomo tem números quânticos, principal e secundário, respectivamente, 4 e 0 (quatro e zero). Sabendo-se que este é o único elétron do subnível mencionado, a carga nuclear do átomo deve ser: a) 19+ b) 11+ c) 24+ d) 29+ e) 4+ 07. Sendo o subnível 4s1 (com um elétron) o mais energético de um átomo, podemos afirmar que: I. O número total de elétrons deste átomo é igual a 19; II. Este átomo apresenta 4 camadas eletrônicas; III. Sua configuração eletrônica é: 1s2; 2s2; 2p6; 3s2; 3p6; 3d10; 4s1 a) apenas a afirmação I é correta d) as afirmações I e II são corretas b) apenas a afirmação II é correta e) as afirmações I e III são corretas c) apenas a afirmação III é correta Sinal da carga elétrica Quantidade de carga elétrica Massa a) Diferente Igual Diferente b) Diferente Diferente Igual c) Igual Diferente Igual d) Igual Diferente Diferente e) Igual Igual Igual A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 30 08. Conhece-se, atualmente, mais de cem elementos químicos que são, em sua maioria, elementos naturais e, alguns poucos, sintetizados pelo homem. Esses elementos estão reunidos na Tabela Periódica segundo suas características e propriedades químicas. Em particular, os Halogênios apresentam: a) o elétron diferenciador no antepenúltimo nível; b) subnível f incompleto; c) o elétron diferenciador no penúltimo nível; d) subnível p incompleto; e) subnível d incompleto. 09. Há alguns anos foi divulgada pela imprensa a seguinte notícia: ―Uma equipe de cientistas americanos e europeus acaba de acrescentar dois novos componentes da matéria à tabela periódica de elementos químicos, anunciou o laboratório nacional Lawrence Berkeley (Califórnia). Estes dois recém-chegados, batizados elementos 118 e 116, foram criados em abril num acelerador de partículas, através do bombardeamento de objetivos de chumbo com projéteis de criptônio, precisou o comunicado do laboratório, do Departamento Americano de Energia. A equipe que ‗criou‘ os dois novos elementos é composta de cientistas europeus e americanos.‖ Diário Catarinense - 13/06/99. Com base neste texto, defina as proposições como verdadeira ou falsa de acordo com a classificação periódica atual. Justifique 01. O elemento de número 118 será classificado como um gás nobre. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 02. O elemento de número 116 será classificado como pertencente à família dos halogênios. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 03. Os dois novos elementos pertencerão ao período número 7. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 04. O elemento chumbo utilizado na experiência é representado pelo símbolo Pb. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 31 05. O novo elemento de número 118 tem 8 elétrons no último nível, quando na sua configuração fundamental. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 10. Dados os elementos A, B e C sabe-se que: • A e C são isótopos, sendo que A tem um nêutron a menos que C. • B e C são isóbaros. • C tem número de massa e número atômico 4 vezes maior que os do flúor. • B tem o mesmo número de nêutrons do átomo A. Indique, para os elementos A, B e C: a) Os números atômicos e os números de massas; b) Os números de prótons, nêutrons e elétrons; c) As configurações eletrônicas. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ Texto de indicação para próxima unidade A unidade que se segue tem como objetivo aumentar nossa satisfação ao observarmos o mundo da Química. Nesta unidade entenderemos como se formar as moléculas consequentemente as substancias químicas os vários tipos de moléculas e a interação entre elas. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 32 UNIDADE 02 AS SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS E SUAS PROPRIEDADES Na segunda unidade, estudaremos as substâncias químicas, como elas se formam suas características principais e as interações químicas. OBJETIVOS DA UNIDADE: • Identificar os tipos de ligações químicas e como elas ocorrem. • Compreender a polaridades das moléculas. • Conhecer as funções da Química Inorgânica. • O que são ácidos, sais e óxidos. • Compreender como funcionam as reações da Química Inorgânica. PLANO DA UNIDADE: • As substâncias químicas e suas propriedades • Ligações químicas • Polaridades das moléculas • Reações químicas. • Funções da química inorgânica A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 33 LIGAÇÃO QUÍMICA 1- LIGAÇÃO IÔNICA OU ELETROVALENTE Átomos que formam íons com facilidade tendem a construir entre si um tipo de ligação conhecida como ligação iônica ou eletrovalente. É o que ocorre entre átomos que apresentam facilidade para perder elétrons e átomos com facilidade em receber elétrons. É devido a essa complementaridade que os átomos com 1, 2 ou 3 elétrons na última camada (geralmente metais) tendem a perdê-los para os átomos que possuem 5, 6 ou 7 elétrons em tal camada (geralmente não metais). Nessa transferência de elétrons, os átomos obedecem à regra do octeto, ou seja, ficam ambos com 8 elétrons na última camada, formando uma ligação iônica. A ligação iônica é a única em que ocorre transferência definitiva de elétrons. As estruturas formadas na ligação iônica são eletricamente neutras. Os íons positivos são estabilizados eletricamente pela presença de íons negativos, formando conjunto estáveis, onde a soma das cargas elétricas é igual à zero. Ex: NaCl 11Na 1s 22s22p63s1 1 elétron na última camada 17Cl 1s 22s22p63s23p5 7 elétrons na última camada Al2S3 13 Al 1s 22s22p63s23p1 3 elétrons na última camada 16 S 1s 22s22p63s23p4 6 elétrons na última camada Da ligação iônica resultam compostos ou aglomerados iônicos Exemplo: CLASSIFICAÇÃO PROPRIEDADES Metal Ametal, semimetal e hidrogênio TENDÊNCIA Doar elétrons e formar cátions Receber elétrons e formar ânions FÓRMULA C +y A –x INTERAÇÃO CxAy O número de cátions pode ser diferente do número de ânions. A soma das cargas positivas e negativas temque ser zero. X = carga do ânion Y = carga do cátion A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 34 NaCl 11Na 1s 2 2s2 2p6 3s1 1 e – na última camada (doa) 17Cl 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p5 7 e – na última camada (recebe) Na+ Cl – NaCl K2O 19Ka 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 1 e – na última camada (doa) 8O 1s 2 2s2 2p4 6 e – na última camada (recebe) K+ O –2 K2O 2- LIGAÇÃO COVALENTE Ocorre entre ametais, entre hidrogênios ou ambos. Os átomos adquirem a estabilidade compartilhando pares de elétrons. As substâncias resultantes desse tipo de ligação são moleculares, ou seja, formados por moléculas. 2.1- LIGAÇÃO COVALENTE COMUM Os átomos podem ser iguais ou diferentes e o par de elétrons é composto de um elétron de cada átomo, que depois de formado passa a ser propriedade dos átomos ligantes. A Valência de cada átomo é dada pelo número de elétrons que precisam compartilhar (números de pares) para ficar estáveis. As moléculas podem ser representadas pelas fórmulas eletrônicas (Lewis), estrutural (cada par de elétrons é representado pó um traço) e molecular. Exemplo: CO2 6C 1s 22s22p2 4 elétrons na última camada 8O 1s 22s22p4 6 elétrons na última camada = = C O O A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 35 2.2- LIGAÇÃO COVALENTE DATIVA OU COORDENADA Esta ligação é um tipo de ligação covalente que ocorre quando um dos átomos já atingiu a estabilidade, com oito elétrons na camada de valência, e o outro participante necessita ainda de dois elétrons para completar a sua camada de valência. O átomo que já adquiriu a estabilidade por meio de ligações anteriores compartilha um par de elétrons com o outro átomo ainda instável. É semelhante à ligação covalente comum, na medida em que existe um compartilhamento de um par de elétrons: como não existe transferência definitiva de elétrons, não há formação de íons. Exemplo: SO2 16S 1s 22s22p63s23p4 6 elétrons na última camada 8O 1s 22s22p4 6 elétrons na última camada O S O 3- POLARIDADE DAS LIGAÇÕES • Nas moléculas iônicas Toda molécula iônica é polar, pois possui pólos (positivo e negativo ). Exemplo: CLASSIFICAÇÃO PROPRIEDADES Ametal, semimetal e hidrogênio Ametal, semimetal e hidrogênio TENDÊNCIA Receber ou compartilhar elétrons. Receber ou compartilhar elétrons. FÓRMULA ExFy INTERAÇÃO E F X = elétrons compartilhados por E = valência de E . Y = elétrons compartilhados por F = valência de F X O X O X O Permanecem ligados pelos pares de elétrons que são formados A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 36 Na+Cl – • Nas moléculas covalentes Podem surgir pólos positivos e negativos em uma molécula. Dependendo da diferença de eletronegatividade entre os átomos ligantes. Quando os átomos são iguais, a diferença de eletronegatividade entre ele é zero e a molécula é apolar (não tem pólos). Exemplo: - Carga parcial positiva - Carga parcial negativa Uma maneira de determinar a polaridade de é através da observação da simetria molecular. Assim temos: Moléculas simétricas são apolares Moléculas assimétricas são polares Moléculas simétricas = molécula apolar Moléculas simétricas molécula polar Nº de pares eletrônicos ao redor de átomo central Nº de grupos iguais ligados ao átomo central Nº de pares eletrônicos ao redor de átomo central Nº de grupos iguais ligados ao átomo central Observações: 1. Moléculas diatômicas formadas por átomos iguais são sempre apolares. Exemplos: H2, O2, N2, F2 2. Moléculas diatômicas formadas por átomos diferentes são sempre polares. Exemplos: HCl, HF, HBr, CO A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 37 4- LIGAÇÃO METÁLICA Os metais têm em sua ultima camada 1, 2 ou 3 elétrons . Quando encontram átomos de ametais, transferem esses elétrons como vimos no estudo da ligação iônica. Todavia, quando os átomos de metais estão isolados, os elétrons formam uma nuvem, que envolve o aglomerado de átomos, deixando-os estáveis. Átomos agrupados por esse processo formam sólidos com infinitos átomos (exceto o mercúrio que é líquido), devendo sua fórmula ser escrita da seguinte forma, Pbn, em que n representa um numero infinito de átomos. A nuvem de elétrons, que envolve os átomos é a responsável pelos metais conduzirem eletricidade. Exemplo: - ouro 18 quilates – ouro e cobre - bronze – cobre e estanho - latão – cobre e zinco NÚMERO DE OXIDAÇÃO – NOX É o número real ou aparente que corresponde à carga ou valência do átomo, ou seja, A carga que um átomo adquire quando participa de uma ligação química. Regras para atribuição de NOX 1. A soma dos NOX de todos os átomos constituintes de um composto iônico ou molecular é sempre igual à zero. 2. O NOX de cada átomo em uma substância simples é sempre igual à zero. Ex: N2, O3, H2, S8, Al. 3. Metais alcalinos (Grupo 1A ): Li, Na, K, Rb, Cs, Fr NOX fixo = +1 4. Metais alcalinos-terrosos (Grupo 2 A ): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra NOX fixo = +2 5. Os metais prata (Ag), zinco (Zn) e alumínio (Al), quando formam compostos, apresentam tendência de doar, respectivamente, 1, 2 e 3 elétrons. Logo: NOX Ag = +1, NOX Zn = +2 e NOX Al = +3. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 38 6. O elemento flúor (F), por ser o mais eletronegativo de todos os elementos, sempre terá a tendência de receber um elétron, logo NOX fixo = –1. 7. Hidrogênio (H) na maioria de seus compostos NOX = +1, somente quando ligado a metal NOX = –1 8. O NOX do elemento oxigênio (O), na maioria dos seus compostos, é igual a –2. Porém, ele também pode valer +2, -1 e –1/2( nos superóxidos). 9. Os halogênios (Cl, Br, I e At) apresentam NOX = -1 em compostos com dois elementos e que não é o oxigênio. 10. Num íon, a somatória dos NOX de cada elemento é igual à carga do íon. FUNÇÕES DA QUÍMICA INORGÂNICA Na química, de modo geral, todas as substâncias são classificadas em funções químicas. A função química é um grupo de substâncias com propriedades químicas semelhantes chamadas de propriedades funcionais. Assim vamos dar início aos estudos das funções inorgânicas, observe o esquema: A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 39 I- ÁCIDOS Ácido é toda substância que em água produz o cátion H+. Quando um ácido entra em contato com a água, ele se ioniza e libera H+. Exemplos: HF + H2O H + + F- H2S + H2O 2H + + S-2 H2SO4 2H + + SO4 2- Identifica-se um ácido com a presença de um H+ no lado esquerdo da fórmula. As principais características dos ácidos são: - sabor azedo (em geral, tóxicos e corrosivos); - conduzem eletricidade em solução aquosa; - reagem com base formando sal e água. • Usos - Ácido sulfúrico (H2SO4) – produto químico mais utilizado na indústria, por isso o consumo de ácido sulfúrico mede o desenvolvimento industrial de um país. É corrosivo e muito solúvel em água. É usado em baterias de automóveis, na produção de fertilizantes, compostos orgânicos, na limpezade metais e ligas metálicas (aço). - Ácido clorídrico (HCl) – é um dos componentes do suco gástrico do nosso estômago. O HCl puro é um gás muito corrosivo e tóxico. O HCl em solução aquosa é sufocante e corrosivo. É usado na limpeza de pisos e paredes de pedra ou azulejo. O ácido muriático é o ácido clorídrico diluído a 15%, em média. - Ácido fluorídrico (HF) – é utilizado para a produção de alumínio, marcações nos vidros (em automóveis), decoração em objetos de vidro. É altamente corrosivo para a pele. - Ácido nítrico (HNO3) – ácido tóxico e corrosivo. Utilizado na produção de fertilizantes e de compostos orgânicos. • Classificação 1- Quanto à presença de oxigênio - ácidos sem oxigênio A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 40 Hidrácidos Exemplos: HCl, HBr - ácidos com oxigênios Oxiácidos Exemplos: H2SO4, HNO3 2- Quanto ao número de H+ ionizáveis monoácido – produz 1 H+ Exemplos: HCl, HNO3 diácido – produz 2H+ Exemplos: H2SO4, H2CO3 triácido – produz 3 H+ Exemplos: H3PO4, H3BO3 tetrácidos – 4H+ Exemplo: H4SiO4 Os poliácidos são ácidos com dois ou mais H+ ionizáveis. 3- Quanto à força ácida (grau de ionização): Hidrácidos: Fortes: HCl, HBr Moderado: HF Fracos: os demais hidrácidos A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 41 Oxiácidos: Sendo a fórmula genérica: HxEOy, Onde: H = hidrogênio E = elemento químico O = oxigênio x = número de H y = número de O Se y – x: 3 ou 2 = ácido forte 1 = ácido moderado 0 = ácido fraco Exemplos: HNO3 3-1=2 ácido forte H3PO4 4-3=1 ácido moderado H3BO3 3-3=0 ácido fraco 4. Nomenclatura a) Hidrácidos Ácido + nome do elemento + ídrico Exemplos: HCl – ácido clorídrico H2S – ácido sulfídrico b) Oxiácidos Ácido + nome do elemento + oso / ico A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 42 Exemplos: H2SO4 – ácido sulfúrico HNO3 – ácido nítrico H3PO4 – ácido fosfórico HClO3 – ácido clórico H2CO3 – ácido carbônico Todos os ácidos acima terminam em ICO. Eles servem como referência para dar nome aos demais oxiácidos. Se diminuirmos o número de oxigênio destes ácidos, utilizamos a terminação OSO. Se diminuirmos dois oxigênios, adicionamos HIPO antes do elemento mais a terminação OSO. Se aumentar o número de oxigênio, colocamos o prefixo PER na frente do elemento. Veja os exemplos: H2SO5 – ácido persulfúrico H2SO4 – ácido sulfúrico H2SO3 – ácido sulfuroso H2SO2 – ácido hiposulfuroso Então: Ácido per+elemento+ico Ácido+ elemento+ico Ácido + elemento+oso Ácido+ hipo+elemento+oso II- BASES Base é toda substância que em solução aquosa, sofre dissociação liberando como único ânion o OH- (hidroxila). Exemplos: NaOH Na+ + OH- Mg(OH)2 Mg 2+ + 2OH- A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 43 Al(OH)3 Al 3+ + 3OH- Identifica-se uma base pela presença de OH- no lado direito da fórmula. As principais características das bases são: - sabor adstringente (sabor igual ao da banana verde que parece que ―prende‖ a língua); - conduzem eletricidade em solução aquosa (em água); -reagem com ácidos formando sal e água. 1- USOS - Hidróxido de sódio (NaOH) – conhecida também como soda cáustica. É tóxico e corrosivo. Usado para desentupir pias. É muito usado na indústria química para preparar sabão e outros compostos orgânicos. - Hidróxido de Magnésio (Mg(OH)2) – usado como antiácido estomacal. É também chamado de leite de magnésia. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 44 - Hidróxido de cálcio – (Ca(OH)2) – chamado de cal hidratada, cal apagada ou cal extinta. Usada na construção civil para preparar argamassa e usado em pinturas. O hidróxido de cálcio em água é chamado de leite de cal ou água de cal. - Hidróxido de amônio (NH4OH) em solução aquosa é conhecido como amoníaco ou amônia. Usado em limpeza doméstica, saponificações de gorduras e óleos. É tóxico e irritante aos olhos. 2- CLASSIFICAÇÃO a) Quanto ao número de OH- dissociadas: Monobase – possui uma OH- Exemplo: NaOH, NH4OH Dibase- possui dois OH- Exemplos: Mg(OH)2, Fe(OH)2 Tribase – possui três OH- Exemplos: Al(OH)3, Fe(OH)3 Tetrabase – possui quatro OH- A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 45 Exemplos: Pb(OH)4, Sn(OH)4 b) Quanto a força Básica ou Grau de Dissociação: Base Forte Tem grau de dissociação de quase 100%. São as bases dos metais alcalinos e alcalinos terrosos (família 2 A). Exemplos: NaOH, KOH, Ca(OH)2 Exceção: Mg(OH)2 que é uma base fraca. Base Fraca Tem grau de dissociação inferior a 5%. São as demais bases, incluindo o Mg(OH)2 e NH4OH. c) Quanto à solubilidade em Água: Solúveis - bases dos metais alcalinos e o NH4OH. Exemplos: KOH, NaOH, LiOH, NH4OH. Pouco solúveis - bases dos metais alcalinos terrosos. Exemplos: Ba(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2. Insolúveis - demais bases. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 46 Exemplos: Fe(OH)2, Al(OH)3, Sn(OH)2 d) Nomenclatura Elementos com um NOX/ Elementos com NOX fixo: Hidróxido de + nome do elemento Exemplos: NaOH (nox +1) – hidróxido de sódio Mg(OH)2 (nox +2) – hidróxido de magnésio Ca(OH)2 (nox +2) – hidróxido de cálcio Elementos com mais de um NOX/ Elementos com NOX variável: Hidróxido de + nome do elemento + OSO/ICO OSO – menor Nox ICO – maior nox Ou ainda: Hidróxido de + nome do elemento + número do NOX em romano O NOX maior fica com a terminação ICO e o NOX menor fica com a terminação OSO. Exemplos: Fe(OH)2 – hidróxido ferroso ou hidróxido de ferro II Fe(OH)3 – hidróxido férrico ou hidróxido de ferro III III- ÓXIDOS A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 47 Óxido é toda substância formada por oxigênio e mais outro elemento. Formam compostos binários, ou seja, só possuem dois elementos na sua fórmula química. A água (H2O) é um óxido vital para nossa sobrevivência. O gás carbônico (CO2) é um óxido considerado como a base da vida dos vegetais e dos animais que deles se alimentam, pois participa do processo de fotossíntese. Outros exemplos: Na2O, MgO, Al2O3, FeO. Identificam-se os óxidos como composto binário sendo o oxigênio o elemento mais eletronegativo e do lado direito da fórmula. Portanto, não existe um óxido com flúor. 1- USOS - Óxido de cálcio (CaO) – sólido branco usado na construção civil para fabricar cimento, tijolo, cerâmicas. Age como fungicida e bactericida. Na agricultura, para corrigir a acidez do solo. Pode ser chamado de cal viva ou cal virgem. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 48 - Óxido de hidrogênio (H2O) – é a água. Óxido mais importante do planeta. Toda a forma de vida na Terra está associada a este óxido. - Dióxido de carbono (CO2) – é o gás carbônico obtido como subproduto de várias reações industriais. Usado em refrigerantes e quando sólido é conhecido como gelo- seco. Participa da fotossíntese das plantas. - Óxido de zinco (ZnO) – é um pó branco (alvaiade) usado em pinturas do rosto de palhaços. Usado também como protetor solar. - Peróxido de Hidrogênio (H2O2) – chamada de água oxigenada, é um peróxido que se decompõe rapidamente. É usado como bactericida e para branqueamento de cabelos, fibras e papel. 2- Classificação: a) Quanto à acidez ou alcalinidade Óxidos Básicos:Reagem com água para formar bases ou reagem com ácidos formando sal e água. Exemplos: Na2O + H2O 2NaOH 2Na2O + 2HCl 2NaCl + H2O A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 49 São sólidos iônicos. Metais alcalinos e alcalinos terrosos reagem com a água. Estes metais tem NOX 1+, 2+ e 3+. Óxidos Ácidos: Reagem com água para formar ácido ou reagem com base formando sal e água. Exemplos: SO3 + H2O → H2SO4 SO3 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O São formados por oxigênio e não-metais ou metais com NOX elevado. Óxidos Anfóteros: Comportam-se como óxidos básicos e também como óxidos ácidos. Só reagem com ácido forte ou base forte. Exemplos: ZnO + HCl ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O São, em geral, sólidos iônicos, insolúveis em água.Podem ser formados por: Zn, Pb, Sn, As, Sb. Óxidos neutros: Não reagem com água, nem com ácido e nem com base. Exemplos: CO, N2O, NO. São gases e moleculares, formados por ametais. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 50 Peróxidos: Reagem com água ou com ácido diluído formando água oxigenada (H2O2). Exemplos: Na2O2 + 2H2O 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4 Na2SO4 + H2O2 Na2O2 – peróxido de sódio H2O2 – peróxido de hidrogênio 3- Nomenclatura a) Óxidos com NOX fixo: Em geral, metais alcalinos (1 A) e alcalinos terrosos (2 A) Óxido de + nome do elemento Exemplos: Na2O – óxido de sódio CaO – óxido de cálcio b) Óxidos com NOX variável: Óxido de + nome do elemento + ICO/OSO ICO – NOX maior OSO – NOX menor Exemplos: Fe2O3– (Fe com nox 3+) – óxido férrico FeO – (Fe com nox 2+) – óxido ferroso Pode-se usar também número romano indicando o nox do metal. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 51 Exemplos: Fe2O3 – óxido de ferro III FeO – óxido de ferro II Pode-se usar ainda a nomenclatura que indica o número de átomo de oxigênios e o número de átomos do elemento. Usa-se esta forma para dar nome aos óxidos ácidos. Mono Mono Di + óxido de + Di + nome do elemento Tri Tri Exemplos: CO – monóxido de carbono CO2 – dióxido de carbono SO3 – trióxido de enxofre N2O3 – trióxido de dinitrogênio IV- SAIS Sal é toda substância que em solução aquosa, sofre dissociação liberando pelo um cátion diferente do H+ e um ânion diferente do OH-. Os sais são formados a partir da reação de um ácido com uma base, que é a reação de neutralização, formando também água. Exemplos: HCl + NaOH NaCl + H2O ácido base sal água As principais características são: Conduzem eletricidade quando estão na fase líquida (fundidos) ou em solução aquosa, porque nestes casos há elétrons livres; Geralmente são sólidos à temperatura e pressão ambiente (25°C e 1atm). A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 52 1 – USOS - Cloreto de sódio (NaCl) – é obtido da água do mar e utilizado na alimentação como sal de cozinha e na conservação de carnes. Na indústria, é usado para a produção de soda cáustica e gás cloro. - Carbonato de sódio (Na2CO3) – também chamado de soda ou barrilha. Usado para a fabricação de vidro, sabão, corantes e no tratamento de água de piscina. - Carbonato de cálcio (CaCO3) – na natureza, é encontrado na forma de mármore, calcário e calcita. Forma as estalactites e as estalagmites das cavernas. Usado na produção de cimento e de cal virgem (CaO). Reduz a acidez do solo. mármore estalactite e estalagmite nas cavernas - Hipoclorito de sódio (NaOCl) – usado como antisséptico e alvejante (clareamento de roupas). 2- Nomenclatura O nome do sal é formado a partir do nome do ácido que o originou: A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 53 Assim: ÁCIDO SAL ÍDRICO ETO ICO ATO OSO ITO Nome do Sal: Nome do ânion do ácido de origem + eto/ato/ito + de + nome do cátion da base de origem Exemplo: HCl + NaOH NaCl + H2O ácido clorídrico hidróxido de sódio cloreto de sódio água Outros nomes: CaF2 – fluoreto de cálcio NaBr – brometo de sódio Li2(SO4) – sulfato de lítio KNO2 – nitrito de potássio Na2CO3 – carbonato de sódio REAÇÕES INORGÂNICAS 1- Reação de Síntese ou Adição A + B AB Vários reagentes um só produto Exemplo: C + O2 CO2 As reações de síntese poderão ser classificadas como totais ou parciais. a) Síntese Total = todos os reagentes são substâncias simples Exemplo: S + O2 SO2 A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 54 b) Síntese Parcial = quando dentre os reagentes encontramos substâncias compostas: Exemplo: SO2 + ½ O2 SO3 Principais Reações de Síntese a) Óxido Básico + Água Hidróxido Exemplo: Na2O + H2O 2NaOH b) Anidrido + Água Oxiácido Exemplo: SO3 + H2O H2SO4 H2O ácido meta... Anidrido + 2H2O ácido piro... 3H2O ácido orto... Exemplo: P2O3 + H2O 2HPO2 ácido metafosforoso P2O3 + 2H2O H4P2O5 ácido pirofosforoso P2O2 + 3H2O 2H3PO3 ácido ortofosforoso c) Óxido Básico + Anidrido Oxissal Exemplo: CaO + SO3 CaSO4 Observação Somente os óxidos básicos formados por metais alcalinos e alcalinos terrosos reagem satisfatoriamente com água. Atenção Nas fórmulas dos oxiácidos, deveremos primeiro escrever os hidrogênios e, por último, os oxigênios. Observação Alguns anidridos reagem com água em diferentes proporções. Os principais são os anidridos do fósforo (P2O3 e P2O5). A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 55 2- Reação de Análise ou Decomposição AB A + B Um só reagente vários produtos Exemplo: H2O H2 + ½ O2 As decomposições também são classificadas como totais ou parciais. a) Decomposição Total = todos os produtos são substâncias simples b) Decomposição Parcial = dentre os produtos encontramos substâncias compostas Principais Decomposições NH4OH NH3 + H2O H2CO3 CO2 + H2O H2SO3 SO2 + H2O KClO3 KCl + 3/2 O2 KBrO3 KBr + 3/2 O2 NH4NO2 N2 + 2H2O As decomposições podem receber nomes especiais. Pirólise - decomposição pelo calor (fogo) Fotólise - decomposição pela luz Eletrólise - decomposição pela eletricidade 3- Reações de deslocamento ou simples troca S.S + S.C S.C. + S.S. S.S. - Substância Simples - S.C. – substancia composta. Exemplo: Zn + H2S ZnS + H2 4- Reações de dupla troca S.C. + S.C. S.C. + S.C. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 56 S.C. = Substância composta Exemplo: NaOH + HCl NaCl + H2O As principais reações de dupla-troca são as neutralizações: Hidróxido + Ácido Sal + água A neutralização poderá ser total ou parcial. Neutralização total - todos os H+ reagem com todos os OH- Exemplo: 2KOH + H2S K2S + 2H2O Neutralização parcial– não reagem todos H+ ou não reagem todas as OH – Exemplo-1: KOH + K2S KHS + H20 Exemplo-2: Ca(OH)2 + HCl Ca(0H)Cl+ H20 Outras reações de dupla-troca Ácido1 + Sal1 Sal2 + Ácido2 Hidróxido1 + Sal1 Sal2 + Hidróxido2 Sal1 + Sal2 Sal3 + Atenção: Nota: Estas reações só ocorrem quando um dos produtos é: • Mais volátil ou • Menos solúvel ou • Menos ionizável A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 57 TEXTO DE FINALIZAÇÃO DA UNIDADE. Acabamos de conhecer com as substâncias são formadas, os vários tipos de classes de substâncias e as suas utilizações no nosso cotidiano, aprendemos também a construir os nomes dessas substâncias. Aprendemos ainda as reações químicas que ocorrem quando substâncias que interagem entre si podem provocar. Isso é a Química, presente em nosso dia-dia, em nossas vidas. É HORA DE SE AVALIAR! Não se esqueça de realizar as atividades desta unidade de estudo, presentes no caderno de exercício! Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Caso prefira, redija as respostas no caderno e depois às envie através do nosso ambiente virtual de aprendizagem (AVA). Interaja conosco! 01. Em relação ao cloreto de prata, pode-se afirmar que o tipo de ligação existente entre a prata e o cloro é: a) covalente polar d) metálica b) covalente dativa e) iônica c) covalente apolar 02. A molécula de trióxido de enxofre (SO3) apresenta: a) 1 ligação iônica e 2 ligações covalentes. b) 2 ligações iônicas e 1 ligação covalente. c) 2 ligações duplas covalentes e 1 ligação covalente coordenada. d) 1 ligação dupla covalente e 2 ligações covalentes coordenadas. e) 2 ligações iônicas e 1 ligação covalente coordenada. 03. Em vazamentos ocorridos em refinarias de petróleo, que extravasam para rios, lagos e oceanos, verifica-se a utilização de barreiras de contenção para evitar a dispersão do óleo. Nesses casos, observa-se a formação de um sistema heterogêneo onde o petróleo fica na superfície desses recursos hídricos. Sobre o sistema acima descrito é correto afirmar que a água e o petróleo não se misturam por que: a) se apresentam em estados físicos diferentes; b) apresentam densidades diferentes, e o petróleo fica na superfície devido a sua maior densidade; c) apresentam moléculas com polaridades diferentes, e o petróleo fica na superfície devido a sua menor densidade; d) a viscosidade da água é maior que a do petróleo; e) a elevada volatilidade do petróleo faz com que este fique na superfície; A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 58 04. Em razão da produção de alimentos em escala cada vez maior, os nutrientes do solo que dão vida às plantas vão se esgotando. Para supri-los, produtos químicos conhecidos como fertilizantes são incorporados à terra em quantidades crescentes. A incorporação desses produtos químicos traz benefícios e também malefícios, pois, entre outros problemas, pode tornar o solo ácido e impróprio ao cultivo. Para correção da acidez do solo, o procedimento de rotina é a calagem através da incorporação de um óxido básico. É correto afirmar que esse óxido básico pode ser: a) MgO2 b) CaO c) SO2 d) NaO e) CO 05. Muitos produtos químicos estão presentes no nosso cotidiano, como por exemplo, o leite de magnésio, vinagre, calcáreo, a soda cáustica, entre outros. Estas substâncias citadas pertencem, respectivamente, às funções químicas: a) ácido, base, sal e base; d) ácido, base, base e sal; b) base, sal ,ácido e base; e) sal, ácido, sal e base; c) base, ácido, sal e base 06. Um sensor químico desenvolvido por uma universidade norte-americana é utilizado para detectar compostos de enxofre, tais como o sulfito ferroso e o sulfito de hidrogênio, provenientes de vulcões marinhos. Tais compostos podem ser úteis para indicar a presença de tipos de bactérias utilizadas na fabricação de certos medicamentos. As fórmulas químicas do sulfito ferroso e do sulfito de hidrogênio são respectivamente: a) FeSO3 e H2S d) FeSO4 e H2SO4 b) FeSO3 e H2SO3 e) Fe2(SO3)3 e H2SO3 c) Fe2S3 e H2SO3 07. Quando se lava um ferimento com solução a 3% de peróxido de hidrogênio, H2O2, obtido em farmácias como água oxigenada, a solução borbulha indicando que houve interação com um componente presente no sangue produzindo gás. Assinale a afirmativa correta: a) Hidrogênio b) Oxigênio c) Hidrogênio e oxigênio d) Gás carbônico e) nra 08. O número de elétrons de valência (que contribui para ligação química) do elemento lítio é: a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) 1 09. O tratamento da água é fruto do desenvolvimento científico que se traduz em aplicação tecnológica relativamente simples. Um dos processos mais comuns para o tratamento químico da água utiliza cal virgem (óxido de cálcio) e sulfato de alumínio. Os íons alumínio, em presença de íons hidroxila, formam o A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 59 hidróxido de alumínio que é pouquíssimo solúvel em água. Ao hidróxido de alumínio formado adere a maioria das impurezas presentes. Com a ação da gravidade, ocorre a deposição dos sólidos. A água é então separada e encaminhada a uma outra fase de tratamento. a) Que nome se dá ao processo de separação acima descrito que faz uso da ação da gravidade? ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ b) Por que se usa cal virgem no processo de tratamento da água? Justifique usando equação (ões) química(s). ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ c) Em algumas estações de tratamento de água usa-se cloreto de ferro (III) em lugar de sulfato de alumínio. Escreva a fórmula e o nome do composto de ferro formado nesse caso. ___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________ 10. O NaHCO3, carbonato monoácido de sódio, mais conhecido como bicarbonato de sódio é usado como fermento químico porque, quando aquecido, produz? ___________________________________________________ ___________________________________________________ C Texto de indicação para próxima unidade A próxima unidade nos levará a entender certos termos usados no nosso dia – dia, por exemplo: álcool 92º , descobriremos porque que certo alimentos estragam mais rápido do que outro. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 60 UNIDADE 03 CONCEITOS DE SOLUÇÃO E CINÉTICA QUÍMICA Nesta estudaremos o que é solução e suas concentrações e o uso desses conceitos no cotidiano, veremos ainda a velocidade das reações o que fazer para acelerar ou retardar as reações químicas. OBJETIVOS DA UNIDADE: • Identificar uma solução. • Solubilidade, diluir e concentrar uma solução. • Compreender o significado das concentrações. • Aprender a calcular as velocidades das reações. • Como alterar a velocidade da reação química. • PLANO DA UNIDADE: • Conceitos de solução. • Solubilidade. • Concentração • Cinética química. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 61 SOLUÇÕES São misturas homogêneas de duas ou mais substâncias. Solução = Soluto + Solvente Onde: Soluto = Substância que será dissolvida, presente em menor quantidade (menor no de mols ou moléculas). Solvente = Substância que vai promover a dissolução, presente em maior quantidade (em maior no de mols ou moléculas). Exemplo:Solução aquosa de NaCl Soluto = NaCl Solvente = Água 1 – CLASSIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES De acordo com a natureza do soluto a) Soluções Moleculares - Quando as partículas dispersas são moléculas. Exemplo: Solução aquosa de glicose. b) Soluções iônicas ou eletrolíticas - neste caso as partículas dispersas são íons resultantes da ionização ou dissociação de ácidos, hidróxidos ou sais. De acordo com a proporção entre soluto e solvente. a) Diluídas - contém pouco soluto em relação à quantidade de solvente. b) Concentradas - possuem ―muito‖ soluto em relação à quantidade de solvente. Estas classificações são relativas, como podemos observar no exemplo abaixo. Exemplo: 10g de NaCl em 1L de H2O Diluída 150g de NaCl em 1L de H2 O Concentrada Observações: 1) Em algumas soluções iônicas além de íons encontramos também moléculas. 2) As soluções eletrolíticas são condutoras de eletricidade. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 62 Quando comparamos várias soluções, a que possui menos soluto é diluída e a que possui mais soluto é concentrada. 2 – COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE (C.S. OU K.S.) K.S. - é a relação que indica, a cada temperatura, a quantidade máxima de soluto que pode permanecer dissolvida em certa quantidade de solvente. Outra definição: K.S. - é a quantidade de soluto capaz de saturar certa quantidade de solvente a cada temperatura. De acordo com o K.S. podemos classificar as soluções como: não saturadas saturadas supersaturadas K.S Soluto/solvente Exemplo: Sabendo-se que o K.S. de um soluto xy em água a 250C é 20g de xy /100 mL de água, classifique as soluções a 250C. Solução I: 12g de xy/100 mL de H2O não saturada Solução II: 20g de xy/100 mL de H2O saturada Solução III: 22g de xy/100 mL de H2O supersaturada Nota Soluções Saturadas Soluções não Saturadas Soluções Supersaturadas Estáveis Instáveis NOTA: As soluções supersaturadas somente existem em condições especiais, pois facilmente se transformam em misturas heterogêneas. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 63 3 – CURVAS DE SOLUBILIDADE Representam graficamente as variações da solubilidade em função das variações de temperatura. Exemplo: solubilidade (g de soluto/100g de água) 20 40 60 80 100 Temperatura( o C) Interpretando o gráfico concluímos que: - a 20o C _- Ks é de 7g da substância/100g de H2O. - a 60o C – Ks é de 20g da substância/100g de H2O . - a 80o C – Ks é de 75g da substância/100g de H2O . 4 – CONCENTRAÇÕES DAS SOLUÇÕES São relações entre a quantidade de soluto e a quantidade de solução. a) Concentração simples (C) É a relação entre a massa de soluto e volume da solução. V m C Onde: m = massa de soluto. V = Volume de solução 100 80 60 40 20 10 Observação: A solubilidade de certas substâncias pode diminuir com o aumento da temperatura. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 64 Exemplo: Solução de NaOH a 6 g/L Interpretação: Em cada litro de solução encontramos 6g de NaOH. b) Título ou concentração percentual ( ) É a relação percentual entre a quantidade de soluto e quantidade de solução. Percentagem massa/volume (% m/v). Indica a quantidade em gramas de soluto, contido em 100 mL de solução. Exemplo: Solução de NaCl a 12%. Interpretação: Existem 12g de NaCl em 100 mL de solução. Percentagem em volume (%v/v). É o volume em mL de um soluto, contido em l00mL da solução. É usada para gás dissolvido em gás ou líquido dissolvido em líquido. Exemplo: - No ar atmosférico encontramos 78% de N2. Interpretação: - Significa que 100 mL de ar contêm 78 mL de N2 - Significa que 100 mL de solução contêm 96 mL de álcool (álcool a 96o Gay-Lussac) Percentagem em massa (% m/m) ou em peso (% p/p). Indica a massa em gramas de soluto em 100 g de solução. Exemplo: solução de H2P04 a 15% m/m. Interpretação: - Existem 15g de H3PO4 em 100g de solução. c) Concentração Molar ou Molaridade ( ). Indica o número de mols de soluto existente em 1 litro de solução. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 65 Onde: n = número de mo V = volume em litros )(MassaMolarM m n MAS O QUE É MOL ? A palavra mol foi utilizada pela primeira vez pelo químico Wilhem Ostwald em 1896. Em latim, esta palavra significa mole, que significa‖monte‖, ―quantidade‖. A partir desta palavra também originou molécula, que quer dizer pequena quantidade. Algumas mercadorias são vendidas em quantidades já definidas, como por exemplo a dúzia (12), a resma (500) e etc. O mol também determina quantidade. Pode determinar também massa e volume. Veja o esquema a seguir: O mol indica quantidade. Um mol de qualquer coisa possui 6,0 x 10 23 unidades. É utilizado em química para referir-se à matéria microscópica, já que este número é muito grande. Pode ser usado para quantificar átomos, moléculas, íons, número de elétrons, etc. O número 6,0.10 23 é a constante de Avogadro. Exemplos: 1 mol de átomos de H tem 6,0.10 23 átomos. 1 mol de moléculas de H2O tem 6,0.10 23 moléculas de H2O . MASSA MOLECULAR (MM) É a massa da molécula medida em unidades de massa atômica. O cálculo da massa molecular é igual ao somatório das massas atômicas dos átomos que constituem a molécula. Exemplos: A água H2O tem 18 u de massa molecular. O ácido sulfúrico H2SO4 tem 98 de massa molecular. A massa de um mol (massa molar (M) ) é igual a sua massa molecular em gramas (g). Exemplos: Um mol de água (H2O) tem 18g/mol. Um mol de ácido sulfúrico (H2SO4 ) tem 98 g/mol . = molaridade A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 66 Onde: n = número de mols m = massa da substância M = massa molar Exemplo: Solução 0,2 M de H2SO4 Interpretação: Em cada litro de solução encontramos o equivalente a 0,2 mol de H2SO4. CINÉTICA QUÍMICA Cinética Química é o estudo das Velocidades das Transformações Químicas (velocidade média e velocidade instantânea). I – FATORES QUE INTERFEREM NAS REAÇÕES Antes de iniciarmos os cálculos de Velocidade, analisaremos os fatores que interferem nas reações químicas. Fatores essenciais (sem eles não ocorrem reações) 1) Afinidade entre as moléculas reagentes. a) Contato Este contato é analisado através das colisões efetivas, isto é, choques entre as moléculas dotados de orientação favorável e energia suficiente, para que sejam rompidas as ligações existentes, possibilitando o aparecimento de novas ligações. Os Produtos formados poderão apresentar conteúdo energético maior ou menor que dos reagentes. Quanto maior for a Ea, mais difícil será a reação. A U TO R : P R O FE SS O R SE LM O L EM O S H A R TM A N N 67 2) fatores acessórios a) Calor De um modo geral podemos dizer que o calor
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