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RESUMOS TEÓRICOS QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA Prof: Thércio Rodrigues MATÉRIA E ENERGIA Tudo que forma nosso universo pode ser dividido em uma dessas definições: Matéria: é tudo que têm massa e ocupa lugar no espaço. Exemplo: tijolo, faca, celular, carro, ar, etc. Energia: é tudo que pode realizar trabalho. Exemplo: eletricidade, calor, som, etc. FASES DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA (Estados Físicos) A matéria pode apresentar-se em 3 fases de agregação (estados físicos) mais comuns: a. Sólido: - forma e volume constantes - baixa energia cinética - partículas muito próximas umas das outras b. Líquido: - forma variável e volume constante - energia cinética maior que no sólido - partículas mais distantes que no sólido c. Gasoso: - forma e volume variáveis - alta energia cinética - partículas muito distantes umas das outras MUDANÇAS DE FASES DE AGREGAÇÃO (Mudanças de Estado Físico) Pela alteração de temperatura e pressão, é possível fazer com que a matéria mude sua fase de agregação. Cada mudança tem um nome característico, conforme a figura a seguir: ANOTAÇÕES: Observações: I. Vaporização*: pode ocorrer de 3 formas distintas. - Evaporação: A mudança de fase só ocorre com as partículas da superfície do líquido. Exemplo: Água de uma roupa que seca no varal. - Ebulição: Todas as partículas têm energia suficiente para a mudança de fase. Por isso, esse processo ocorre com perturbação do sistema. Exemplo: Água sendo aquecida para fazer café. - Calefação: a mudança de fase é muito rápida, pois o líquido toca uma superfície cuja temperatura está muito acima de sua temperatura de ebulição. Exemplo: um pouco de água na chapa quente. II. Alguns autores consideram a volta da fase gasosa diretamente para a sólida como sendo a ressublimação. III. Existe diferença entre Liquefação e Condensação. Liquefação: termo utilizado quando um gás passa a fase líquida. Condensação: termo utilizado quando um vapor passa a fase líquida. Vapor Gás Espécie na fase gasosa que possui temperatura abaixo da temperatura crítica. Pode passar à fase líquida apenas por compressão (aumento da pressão). Espécie na fase gasosa que possui temperatura acima da temperatura crítica. Só pode passar à fase líquida por compressão e redução da temperatura, simultaneamente. Exemplo: Vapor d’água Exemplo: Gás carbônico PROPRIEDADES DA MATÉRIA Estão dividas em GERAIS e ESPECÍFICAS. a. Propriedades gerais: são aquelas que não são capazes de identificar a matéria; são comuns a todo tipo de matéria. São elas: inércia, elasticidade, divisibilidade, impenetrabilidade, compressibilidade, descontinuidade, massa e extensão (ou volume). b. Propriedades específicas: são aquelas que podem identificar a matéria. Estão divididas em: físicas, químicas, funcionais e organolépticas. Exemplos: Propriedades físicas: ponto de fusão, ponto de ebulição, calor específico, densidade. Propriedades químicas: oxirredução, reatividade, inflamabilidade. Propriedades funcionais: acidez, basicidade. Propriedades organolépticas: cor, brilho, sabor, odor. ANOTAÇÕES: PROPRIEDADES ESPECÍFICAS FÍSICAS a. PONTO DE FUSÃO: é a temperatura na qual um sistema sofre a passagem da fase sólida passa a líquida. Observações: I. é constante para substâncias puras. II. o Ponto de Fusão Normal é aquele medido à pressão de 1 atm (pressão ao nível do mar). b. PONTO DE EBULIÇÃO: é a temperatura na qual um sistema sofre a passagem da fase líquida passa a gasosa. Observações: I. é constante para substâncias puras. II. o Ponto de Ebulição Normal é aquele medido à pressão de 1 atm (pressão ao nível do mar). c. DENSIDADE: trata-se da relação entre a massa e o volume de um sistema. Matematicamente: Observações: I. É muito comum que a massa seja dada em gramas (g) e o volume em mililitros (mL), porém várias outras unidades podem ser utilizadas. II. Quanto maior a densidade de um material, mais massa se encontra em menor volume. III. Em sistemas imiscíveis, os materiais mais densos encontram-se mais ao fundo do sistema. FENÔMENOS DA MATÉRIA A matéria está exposta a dois tipos de fenômenos: a. Físicos: são aqueles que não alteram a natureza da matéria. Exemplos: Amassar uma latinha, quebrar um graveto, riscar um papel. b. Químicos: são aqueles que alteram a natureza da matéria. Exemplos: Queimar uma vela, cozinhar um ovo, digerir um alimento. ANOTAÇÕES: CONCEITOS FUNDAMENTAIS ÁTOMO: Menor partícula da matéria que mantém as propriedades de determinado elemento. ELEMENTO: Representação de todos os isótopos possíveis de certo tipo de átomo. MOLÉCULA: Conjunto de átomos (iguais ou diferentes) unidos entre si por ligação covalente. SUBSTÂNCIA PURA (ou simplesmente SUBSTÂNCIA): Sistema formado por moléculas IGUAIS. Uma substância pura pode ser dividida em: a. SUBSTÂNCIA pura SIMPLES: é formada por um só elemento químico. Exemplo: H2, Ne, O3, Au, Fe, N2 b. SUBSTÂNCIA pura COMPOSTA: é formada por um dois ou mais elementos químicos. Exemplo: H2O, C2H5OH, FeSO4, N2H4 SISTEMAS Um sistema pode ser formado por uma única substância ou por várias delas. a. SUBSTÂNCIA PURA: é o sistema formado por uma só substância química. Exemplo: um copo com água, um saco de açúcar (C12H22O11). b. MISTURA: é o sistema formado por uma duas ou mais substâncias químicas. Exemplo: um copo com água e sal, um pote com areia e açúcar. Um sistema pode ser classificado de acordo com o número de fases* que o constituem: Sistema homogêneo Sistema heterogêneo Apresenta uma única fase constituinte. Apresenta duas ou mais fases. F: 01 C: 01 F: 02 C: 01 Mistura homogênea Mistura heterogênea Apresenta uma única fase constituinte. Apresenta duas ou mais fases. F: 01 C: 02 F: 02 C: 02 Fase*: é cada porção homogênea de um sistema. Componente: é cada substância que faz parte do sistema. ANOTAÇÕES: CURVAS DE AQUECIMENTO Aquecendo-se uma amostra, desde a fase sólida até a fase gasosa, podemos definir o sistema como sendo uma substância pura ou mistura, de acordo com as características do gráfico gerado a partir dos dados de temperatura em função do tempo. a. SUBSTÂNCIA PURA: apresenta patamar* de fusão e ebulição. Patamar*: (região de temperatura constante) b. MISTURA: Não apresenta patamar de fusão e ebulição. Observação: Misturas especiais b1. Mistura eutética: apresenta somente o patamar de fusão. Exemplo: solda de estanho (Sn + Pb) ANOTAÇÕES: b2. Mistura azeotrópica: apresenta somente o patamar de ebulição. Exemplo: etanol hidratado (96% etanol + 4% água) MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS: MISTURAS HETEROGÊNEAS: Sólido – sólido: Catação: Este processo é empregado quando os componentes são bem distintas e podem ser separadas pela mão ou com pinças, como quando escolhemos os feijões para cozinhar. Ventilação: Arraste por corrente de ar de um dos componentes da mistura que seja bem leve. Exemplos: separação das cascas de grãos de café, cereais e amendoim torrado; Levigação: Arraste de sólidos de baixa densidade por meio de correntes de água, permanecendo no recipiente os sólidos de densidade maior. Isso é feito pelos garimpeiros para separar a areia (menos densa) do ouro (mais denso); ANOTAÇÕES: Separação magnética: separa os componentes de uma mistura, onde um deles é atraído por um ímã, e o outro não. Pode ser utilizado, por exemplo, para separar areia e limalha de ferro. Peneiração ou tamisação: É usada para separar sólidos de diferentes tamanhos, geralmente passando por uma peneira, sendo que os sólidos menores passam por sua malha, sendo separados dos maiores. É muito usada em construções para separar a areia do cascalho e na cozinha quando se quer separar impurezas na farinhade trigo; Dissolução fracionada: É uma técnica ou método de processo de separação para separar misturas heterogêneas de dois ou mais sólidos, quando apenas um dos componentes se dissolve em um dado solvente. Exemplo: Temos uma mistura de sal mais areia e a ela adicionamos água aonde somente o sal irá se dissolver. Portanto, temos solução salina mais areia, uma mistura ou sistema heterogêneo, na qual em seguida será feita a filtração sendo a areia retida no papel de filtro. O filtrado, no caso a solução salina, passará por processo de evaporação ou destilação simples, isto é, a água líquida passará para o estado gasoso e o sal permanece no fundo do balão de destilação ou outro recipiente. Flotação: A flotação consiste em adicionar bolhas de ar em uma suspensão coloidal. Por exemplo, na mineração e extração do ferro a partir da hematita (Fe2O3), esta é pulverizada e combinada com óleo, água e detergente. Depois de injetar ar através da mistura, o oxido metálico revestido de óleo é arrastado pelas bolhas de ar com espuma até a superfície. O resíduo não desejado, que é denominado de ganga, deposita-se na parte inferior. ANOTAÇÕES: Fusão fracionada: A fusão fracionada é um processo usado para separar sólidos cujos pontos de fusão são muito diferentes. Aquecendo-se a mistura, o componente de menor ponto de fusão irá fundir, enquanto os demais estarão sólidos. Sólido – líquido: Decantação: este processo é utilizado quando o componente sólido for mais denso que o líquido da mistura. Essa diferença de densidade faz com que o sólido se deposite no fundo do recipiente, e, após a deposição, escoar-se o líquido. Centrifugação: Processo que acelera a decantação através do uso de aparelhos denominados centrífugas. A separação de glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo, por exemplo, é feito com o auxílio de uma centrífuga. Filtração simples: Usa-se um papel de filtro em um funil de filtração comum, então, com a ajuda de um bastão de vidro, a mistura heterogênea é despejada no funil. No papel de filtro ficam retidas apenas as partículas que não estavam dissolvidas na parte líquida. Um exemplo muito comum de filtração realizada no cotidiano é quando preparamos café. O coador retém as partículas sólidas do café e extrai substâncias solúveis no pó de café. ANOTAÇÕES: Filtração a vácuo: Para filtrações lentas, utiliza-se a filtração a vácuo, que acelera o processo. Esse tipo de filtração é realizado usando-se um funil de Buchner. Coloca-se o papel de filtro sobre os poros do funil de Buchner, que é posto sobre um Kitassato (recipiente de parades espessas e saída lateral) que, por sua vez, é acoplado por uma mangueira a uma trompa de água, que baixa pressão dentro dele. Com isso, a filtração ocorre rapidamente. Sólido – gás Filtração: A filtração simples também é utilizada na separação entre gases e sólidos. Esse processo é muito utilizado nas indústrias, principalmente para evitar o lançamento de partículas sólidas na atmosfera. Os aspiradores de pó são um exemplo cotidiano da utilização da filtração, onde o sólido é retido (poeira) à medida que o ar é aspirado. Líquido-líquido Decantação: com o auxílio de um funil de decantação, separa líquidos imiscíveis. Após a decantação, abre-se a torneira, deixando passar o líquido mais denso. RESUMÃO Misturas heterogêneas Fracionamento de misturas Sólido-sólido Catação, peneiração, separação magnética, ventilação, levigação, dissolução fracionada, flotação e fusão fracionada Sólido-líquido Filtração e decantação Sólido-gás Filtração e decantação Líquido-líquido Decantação (com funil de decantação) ANOTAÇÕES: MISTURAS HOMOGÊNEAS: Sólido-líquido Evaporação: Essa técnica é baseada na diferença de pontos de ebulição entre os componentes da mistura. As soluções, são deixadas em repouso ou aquecidas para que o líquido evapore, permanecendo o sólido que possui o ponto de ebulição muito maior. Essa é a técnica utilizada na obtenção de sal de cozinha a partir da água do mar nas salinas. Destilação simples: separa os componentes de misturas sólido-líquido miscíveis. Consiste em aquecer a mistura em um balão de fundo redondo acoplado a um condensador. O líquido, de menor ponto de ebulição, evapora e chega ao condensador, onde retorna à fase líquida e é coletado em outro recipiente. Líquido-líquido: Destilação fracionada: separa os componentes de misturas líquido-líquido miscíveis. A diferença é que, antes do condensador, há uma coluna de fracionamento, que só permite que o líquido de menor ponto de ebulição consiga atravessá-la, enquanto os outros sofrem condensação e retornam ao balão de destilação. ANOTAÇÕES: Gás-Gás Liquefação seguida de destilação fracionada: É usada para separar componentes gasosos através da diminuição da temperatura ou elevação da pressão. Um dos gases torna-se líquido primeiro, passando por posterior destilação fracionada. É uma técnica empregada para separar os componentes do ar. RESUMÃO MISTURAS HOMOGÊNEAS FRACIONAMENTO DE MISTURAS Sólido-líquido Evaporação e destilação simples Líquido-líquido Destilação fracionada Gás-gás Liquefação e destilação fracionada ANOTAÇÕES: MODELOS ATÔMICOS A ideia de átomo surge aproximadamente 400 anos antes de Cristo com os filósofos gregos Leucipo e Demócrito. Leucipo Demócrito Segundo eles, por observação da natureza, toda matéria seria formada por partículas muito pequenas indivisíveis. Dai surge o nome átomo. Em grego: A tomus Sem divisão Suas ideias não se propagaram porque outro filósofo, mais influente na época, Aristóteles acreditava na teoria dos 4 elementos: Aristóteles Terra Fogo Água Ar Semente séculos depois, na Inglaterra, as ideias de Leucipo e Demócrito seriam retomadas. ANOTAÇÕES: John Dalton (1803) Nasceu na Inglaterra, em 1766 e faleceu em 1844. Seu maior legado foi o desenvolvimento da primeira teoria atômica, relacionando seus estudos com os trabalhos de Lavoisier. Seu modelo: É conhecido como “Modelo da bola de bilhar”. O átomo seria uma esfera maciça, indivisível e impenetrável. Não há nenhuma ideia de cargas elétricas Seu modelo foi proposto com base em experimentos científicos e tem como fundamentos os seguintes postulados*: POSTULADOS DE DALTON: I. Toda matéria é formada por átomos. II.Átomos de mesmo elemento são idênticos. III.Compostos são a combinação de dois ou mais átomos diferentes. IV.Reações são rearranjos de átomos. Tudo que forma nosso universo pode ser dividido em uma dessas definições: Postulado*: afirmação ou fato admitido sem necessidade de demonstração. Seu modelo continha falhas e um novo modelo surgiu. J. J. Thomson (1897) Nasceu na Inglaterra, em 1856 e faleceu em 1940. Baseado em experimentos com cargas elétricas, concluiu que o átomo não era uma esfera indivisível, e que os raios catódicos eram, na realidade, os elétrons. Seu modelo: É conhecido como “Pudim de passas”, que considerava que o átomo seria uma esfera de carga elétrica positiva, com elétrons distribuídos, gerando um equilíbrio elétrico. ANOTAÇÕES: Seu modelo foi proposto com base em experimentos científicos com as Ampolas de Crookes e levaram à descoberta do elétron, derrubando assim a ideia de que o átomo seria uma partícula indivisível. É importante lembrar que Thomson é considerado o descobridor do elétron. Ampolas de Crookes Testando o modelo de Thomson, um novo modelo acabou sendo proposto pelo seu aluno. Ernest Rutherford (1911) Nasceu na Inglaterra, em 1871e faleceu em 1937. Foi aluno de Thomson e, através de experimentos com finas folhas de ouro, propôs um novo modelo, diferente de seu professor. Seu modelo: É conhecido como “Modelo do átomo nucleado”. O átomo seria formado por um núcleo pequeno, denso e positivo ao redor do qual girariam os elétrons de carga negativa, em algum lugar na eletrosfera. Para propor tal modelo, Rutherford utilizou as conclusões retiradas da observação do Experimento da lâmina de ouro. ANOTAÇÕES: Observação Conclusão 1. A maior parte das partículas (que são matéria) atravessa a lâmina sem sofrer desvio. Deve haver um grande espaço vazio no átomo por onde as partículas atravessaram: essa parte é a eletrosfera 2. Poucas partículas se chocaram com algo maciço e não atravessaram a lâmina. Há uma parte do átomo que possui massa, porém essa parte é muito pequena. 3. Algumas partículas , que já se sabia que eram positivas, sofreram um desvio significativo em sua trajetória ao atravessar a lâmina. A parte maciça é densa e positiva, uma vez que as partículas , também positivas, sofreram repulsão ao passar próximo do núcleo e acabaram se desviando. Rutherford pode concluir que o núcleo é de 10 mil a 100 mil vezes menor que o átomo (104 a 105 vezes menor). Não conseguindo explicar algumas observações que não se alinhavam com os conceitos do eletromagnetismo, o modelo de Rutherford foi melhorado. Niels Bohr (1913) Nasceu na Dinamarca, em 1875 e faleceu em 1962. Trabalhou com Thomson e Rutherford. Através das análises dos espectros de emissão de luz do átomo de hidrogênio, propôs seu modelo. Seu modelo: É conhecido como “Modelo do sistema planetário”. O átomo seria formado por um núcleo pequeno, denso e positivo ao redor do qual girariam os elétrons em níveis de energia quantizados. POSTULADOS DE BOHR 1. Os elétrons giram ao redor do núcleo em níveis de energia quantizados. 2. Os elétrons não podem ocupar o espaço entre um nível e outro. 3. Quando um elétron absorve energia, ele salta de um nível de energia menor (mais interno) para um de energia maior (mais externo e mais distante do núcleo). 4. Ao retornar para um nível mais interno, emite a energia na forma de luz. ANOTAÇÕES: Os postulados 3 e 4 dizem respeito ao salto eletrônico ou salto quântico. James Chadwick (1932) Nasceu na Inglaterra, em 1891 e faleceu em 1974. Trabalhou com Rutherford. Através de experimentos com partículas chocando-se contra uma amostra de Berílio, conseguiu provar a existência dos nêutrons. O ÁTOMO QUADRO COMPARATIVO Partícula Carga Massa Representação Próton + 1 1 u 11p Nêutron 0 1 u 01n Elétron – 1 (1/1840) u –10e ou e– ANOTAÇÕES: PARTÍCULAS FUNDAMENTAIS Para designar as partículas fundamentais do átomo, alguns termos são designados: a. Número atômico (Z): indica a quantidade de prótons que um átomo possui. É o número atômico que caracteriza um elemento químico. Deve ser representado do lado esquerdo na parte inferior do símbolo. Representação: Exemplos: b. Número de massa (A): indica a soma dos prótons e nêutrons que um átomo possui em seu núcleo. Matematicamente: Representação: Exemplos: c. Número de nêutrons (N): indica a quantidade de nêutrons que um átomo possui em seu núcleo. Matematicamente: Exemplos: d. Número de elétrons (e–): indica a quantidade de elétrons que um átomo possui em sua eletrosfera. d1. Para átomos neutros: o número de elétrons é igual ao número atômico. d2. Para íons: Cátion (+) Ânion (–) Perdeu elétron Ganhou elétron prótons (p) 20 prótons (p) 15 elétrons (e–) 18 elétrons (e–) 18 ANOTAÇÕES: HISTÓRICO A Tabela Periódica passou por um longo processo de evolução e mudanças até chegar ao que conhecemos hoje. Dmitri Mendeleev (1869) Nasceu na Rússia, em 1834 e faleceu em 1907. Seu maior legado foi criar a primeira versão da tabela periódica dos elementos químicos, prevendo as propriedades de elementos que ainda não tinham sido descobertos. Sua tabela: Era organizada em ordem crescente de massa atômica. Continha espaços “vazios” deixados para elementos ainda desconhecidos por ele, para os quais ele fazia previsões de propriedades com base em periodicidade. ANOTAÇÕES: Henry Moseley (1913) Nasceu na Inglaterra, em 1887 e faleceu em combate durante a I Guerra Mundial em 1915. Sua maior contribuição para a evolução da classificação periódica foi organizar a tabela através do número atômico dos elementos. Sua tabela: Era organizada em ordem crescente de número atômico, que ele descobriu com base em espectros de raio X. Foi graças a ele e seus estudos que a tabela adquiriu a forma que conhecemos hoje. ORGANIZAÇÃO DA TABELA A tabela periódica está organizada em: a. Períodos: São as 7 linhas horizontais da tabela. Agrupam elementos com o mesmo número de níveis energéticos na eletrosfera. 20Ca: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 33As: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 Por apresentarem o mesmo número de níveis (camadas), cálcio e arsênio estarão localizados no mesmo período (4º período). ANOTAÇÕES: b. Famílias: São as 18 linhas verticais da tabela, numeradas de 1 a 18 (segundo orientação da IUPAC). Agrupam elementos com propriedades semelhantes. Principais famílias: Exemplo: Todo elemento da família 1 (1A) reage com a água produzindo H2(g) e calor. Todo elemento da família 2 (2A) apresenta 2e– na Camada de Valência. DIVISÕES DA TABELA a. Quanto ao subnível mais energético. a1. Representativos: subnível mais energético s ou p. Antigamente, formavam os grupos “A”. ANOTAÇÕES: a2. Transição: subnível mais energético d ou f. d Transição externa f Transição interna Antigamente, formavam os grupos “B”. b. Quanto à classificação do elemento. Metal: a imensa maioria dos elementos. Ametal (ou não metal): 16 elementos. Gases nobres: 7 elementos da família 18. Obs.: o Hidrogênio não apresenta classificação. c. Quanto ao estado físico. Considerando CATP (condições ambientais de temperatura e pressão): 25oC e 1 atm, temos: Sólidos: a grande maioria dos elementos. Líquidos: apenas 2 elementos (mercúrio – Hg e bromo – Br). Gasosos: apenas 12 elementos. ANOTAÇÕES: CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA E TABELA PERIÓDICA A localização de um elemento na Tabela Periódica está relacionada à sua configuração eletrônica. - A Camada de Valência indica o período. - O subnível mais energético pode indicar a família. Distribuição terminada em s: elétron indica a família. 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 Período: 3º Período Família: 1; metais alcalinos; (antiga família 1A) Distribuição terminada em p: e– p + 12 indica a família. 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Período: 3º Período Família: 16; calcogênios; (4ª família p); (antiga família 6A) Distribuição terminada em d: e– d + 2 indica a família. 26Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s2 3d6 Período: 4º Período Família: 8 (6ª família d) Obs.: elementos com distribuição eletrônica terminada em f, serão sempre da família 3. PROPRIEDADES PERIÓDICAS São as propriedades que variam com certa regularidade em função do aumento do numero atômico. Propriedade periódica Propriedade aperiódica ANOTAÇÕES: a. Raio atômico: Definição: É a metade da distância entre os núcleos de dois átomos vizinhos, de um mesmo elemento. COMO VARIA NA TABELA? - Na família: Como exemplo, os elementos da família 1. Aumenta de cima para baixo devido ao aumento do número de camadas. Obs.: o hidrogênio não pertence à família 1. - No período: Como exemplo, os elementos do período número 2. Aumenta da direita para a esquerda devido à diminuição da atração núcleo-eletrosfera. A diminuição da carga nuclear (nº de prótons) faz com que o núcleo tenha menos força para atrair pra dentro sua eletrosfera. RESUMINDO: ANOTAÇÕES: Observação: Raio iônico: Ao ganhar ou perder elétrons, o raio do átomo é alterado. No Cátion: ANALOGIA: Imagine-se numa roda de pessoas de mãos dadas. Aí, por algum motivo, você sai da roda. O que acontecerá com ela? Ela irá diminuir devido à ausência de uma parte da roda correto? Ao perder elétron, torna-se menor que seu átomo neutro. 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 11Na+: 1s2 2s2 2p6 Na > Na+ Um cátion será sempre menor que o átomo que o originou. No Ânion: ANALOGIA: Imagine-se que você voltou e quer entrar na roda de pessoas. Para que você possa entrar, o que acontecerá com a roda? Ela irá aumentar devido à sua entrada na roda, correto? Ao receber elétron, torna-se maior que seu átomo neutro. 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 16S2–: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 S < S2– Um ânion será sempre maior que o átomo que o originou. ANOTAÇÕES: b. Energia de ionização (Ei): É a energia necessária para se retirar um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. X(g) + Ei → X+(g) + e– COMO VARIA NA TABELA? Quanto menor for o átomo, mais próximo do núcleo estão seus elétrons. Assim, retirá-los exige bastante energia. Nos átomos maiores, com seus elétrons mais distantes do núcleo, a energia para retirar um elétron é menor. Então, concluímos que a energia de ionização varia de forma contrária ao raio atômico: - quanto menor o átomo, MAIOR é a Energia de Ionização (Ei). - quanto MAIOR o átomo, menor é a Energia de Ionização (Ei). RESUMINDO: Observação: A energia para retirar o segundo elétron (2ª Energia de ionização) é maior que a 1ª. Para retirar um 3º elétron, a energia será maior que a do 2º e assim, sucessivamente. Isso ocorre porque ao perder um elétron (e tornar-se um cátion) o átomo fica menor e seus elétrons se aproximam mais do núcleo, estando mais fortemente atraídos por ele. c. Afinidade eletrônica (Eaf): É a energia liberada quando se adiciona um elétron de um átomo neutro no estado gasoso. X(g) + e–→ X–(g) + Eaf COMO VARIA NA TABELA? Se assumirmos a Afinidade Eletrônica como a “vontade de ter elétrons”, entendemos que átomos menores tendem a atrair mais os elétrons, devido à sua maior proximidade com o núcleo atômico. ANOTAÇÕES: Então, concluímos que a afinidade eletrônica varia de forma contrária ao raio atômico: - quanto menor o átomo, MAIOR é a Afinidade eletrônica (Eaf). - quanto MAIOR o átomo, menor é a Afinidade eletrônica (Eaf). RESUMINDO: ATENÇÃO: 1. A Afinidade eletrônica não se aplica aos gases nobres, pois sendo eles estáveis, não tendem a receber elétron. 2. O elemento de maior afinidade eletrônica é o cloro, pois o flúor é pequeno demais e a entrada de um elétron é dificultada pela grande repulsão que os elétrons já presentes na eletrosfera imprimem sobre o elétron que está sendo adicionado. d. Eletronegatividade: É a força com que um átomo atrai o par de elétrons de uma ligação. COMO VARIA NA TABELA? Quanto menor for o átomo, mais próximo do núcleo está o par de elétrons. Assim, maior atração ele apresentará. Então, concluímos que a eletronegatividade varia de forma contrária ao raio atômico: - quanto menor o átomo, MAIOR é a Eletronegatividade. - quanto MAIOR o átomo, menor é a Eletronegatividade. Fila de eletronegatividade dos principais elementos: F O N Cl Br I S C P H ANOTAÇÕES: RESUMINDO: OUTRAS PROPRIEDADES PERIÓDICAS Densidade: COMO VARIA NA TABELA? O elemento mais denso da tabela é o Ósmio (Os) com 22,58 g/cm3. Pontos de fusão e ebulição: COMO VARIA NA TABELA? O tungstênio (w) possui altos pontos de fusão e ebulição: P.F. = 3387 oC P. E. = 5420 oC O carbono (C) está destacado por apresentar também um alto ponto de fusão: P.F. = 3700 oC ANOTAÇÕES: TEORIA DO OCTETO Considera que a estabilidade de um átomo é atingida quando ele apresenta configuração eletrônica de gás nobre, ou seja, quando tem 8 elétrons na camada de valência. Obs.: se o átomo apresenta apenas uma camada, será estável com 2 elétrons. Observe: 2He: 1s2 10Ne: 1s2 2s2 2p6 18Ar: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 36Kr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 54Xe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 86Rn: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 .......... 5p6 4f14 6s2 5d10 6p6 Note que todos os gases nobres (exceto o Hélio) apresentam 8 elétrons na camada de valência. É isso que garante a estabilidade desses elementos. Todos os demais elementos da tabela precisam ganhar, perder ou compartilhar elétrons para atingir estabilidade. Isso origina as ligações químicas. LIGAÇÕES QUÍMICAS a. Ligação iônica: É caracterizada pela transferência de elétrons. Ocorre entre: METAL + AMETAL perde elétron ganha elétrons torna-se cátion torna-se ânion Obs.: em geral, o metal apresenta 1, 2 ou 3 e– na camada de valência. O ametal, 5, 6 ou 7 e–. A atração eletrostática entre as cargas opostas do cátion e do ânion origina o composto iônico. ANOTAÇÕES: EXEMPLO: Qual a fórmula do composto formado entre o 11Na e o 16S? Resolução: Através da igualdade das cargas: Nº cargas + = Nº cargas – Distribuição Tendência Íon 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 perder 1 e– Na+ 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ganhar 2 e– S2– Formulação: Na+ S2– Na2S Na+ DICA: “Cruzar as cargas” Pode-se fazer a fórmula “cruzando” o valor da carga de um íon e utilizando como índice do outro. Cuidado: quando os índices puderem ser simplificados, eles devem OBRIGATÓRIAMENTE ser simplificados. • Através da Fórmula eletrônica: Também chamada de fórmula ou estrutura de Lewis. Nela utilizamos o símbolo do elemento e os elétrons da camada valência ao seu redor. Distribuição Representação 11Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 16S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ANOTAÇÕES: Formulação: Após transferir: Composto iônico: Ou simplesmente:PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS - São sólidos nas condições ambiente (25 oC e 1 atm). - Possuem altos pontos de fusão (P.F.) e ebulição (P.E.). - Conduzem corrente elétrica quando fundidos ou em solução aquosa. - Formam retículos cristalinos. b. Ligação covalente: é caracterizada pelo compartilhamento de elétrons. Ocorre entre: AMETAL + AMETAL AMETAL + HIDROGÊNIO HIDROGÊNIO + HIDROGÊNIO Obs.: em geral, o ametal apresenta 5, 6 ou 7e– na camada de valência. Há dois tipos de ligação covalente: - a ligação covalente normal - a ligação covalente coordenada (dativa) ANOTAÇÕES: Ligação covalente normal: Ocorre quando a ligação é feita com um elétron de cada um dos átomos ligantes. Exemplo: A ligação é formada por um elétron de cada hidrogênio. Ligação covalente coordenada: Ocorre quando a ligação é feita com dois elétrons de apenas um dos átomos ligantes. A ligação destacada pelo retângulo é formada por dois elétrons pertencentes ao enxofre. Por isso, ela é uma ligação covalente coordenada. (Veja como identificar a ligação clicando aqui.) PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS MOLECULARES* - Baixos pontos de fusão e ebulição. - Sólidos, líquidos ou gasosos à temperatura ambiente. - Não conduzem corrente elétrica (exceto os ácidos, que sofrem ionização). - Quebradiços. Compostos moleculares*: aqueles formados exclusivamente por ligações covalentes. MONTAGEM DA FÓRMULA ELETRÔNICA E ESTRUTURAL DE UMA MOLÉCULA 1. Determinar o número total de elétrons de valência. 2. Posicionar os átomos: geralmente, o central é aquele que precisa de mais elétrons pra estabilizar. 3. Distribuir os elétrons (aos pares), inicialmente entre os átomos (pares de elétrons ligantes). 4. Dos átomos “de fora” para o central, distribuir os demais elétrons (aos pares), completando octetos (pares de elétrons não-ligantes). 5. Se não estabilizar todos os átomos, fazer rearranjos. (Veja exemplos de como se faz clicando aqui.) ANOTAÇÕES: https://youtu.be/VY3RUut4pyk https://youtu.be/AoAGYEPo4cM c. Ligação metálica: Explicada pela teoria do “Mar de elétrons” – os cátions em posições fixas e elétrons livres dispersos entre eles. Essa teoria explica a alta condutividade térmica e elétrica dos metais. Sobre a condutividade elétrica: os elétrons livres, se expostos à uma diferença de potencial, tendem a caminhar todos para uma mesma direção, fazendo surgir a corrente elétrica. Sobre a condutividade térmica: ao receber calor, o átomo vibra transferindo essa vibração ao vizinho, que transmite ao outro e assim sucessivamente. PROPRIEDADES DOS METAIS - Altos pontos de fusão e ebulição. - Sólidos à temperatura ambiente (exceto Hg). - Bons condutores de corrente elétrica e calor. - São maleáveis (podem formar lâminas). - São dúcteis (podem formar fios). LIGAS METÁLICAS Os metais podem formar ligas, que são materiais formados a partir da união de determinados metais e têm características diferentes de cada metal isoladamente. Liga Constituintes Aplicação Bronze Cu + Sn estátuas, sinos, rolamentos, tubos, válvulas, utensílios domésticos, Latão Cu + Zn armamento, decoração, terminais elétricos, porcas, etc. Magnálio Al + Mg rodas de liga leve, peças de aviões Ouro 18K Au + Ag/Cu joias, decoração, cirurgias Aço Fe + C Construção civil, talheres, peças de carro, brocas de perfuração Nitinol Ni + Ti Medicina (músculo artificial), sensores de temperatura Pra finalizar, ouça ao Que facito!. Essa música trabalha os conteúdos que você viu nesse módulo! Clique aqui e ouça. ANOTAÇÕES: https://www.facebook.com/profmarx/videos/1961056133927748/ GEOMETRIA MOLECULAR Trata do arranjo espacial dos átomos na molécula e é explicada pela Teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR). Essa teoria diz que os átomos, e pares de elétrons não ligantes do átomo central, tendem a assumir a maior distância angular possível, minimizando assim as repulsões entre eles. Na prática, para se deduzir a geometria molecular assumida por uma espécie, precisamos saber: 1. quantos átomos circundam o átomo central. 2. Se existe, ou não, elétrons não ligantes ao redor do átomo central. Com base nessas informações, podemos predizer qual a geometria assumida por determinada espécie. Nº de átomos ao redor do átomo central Existe elétron não ligante no átomo central? Geometria molecular 2 Não Linear 2 Sim Angula 3 Não Trigonal plana 3 Sim Piramidal 4 Não Tetraédrica Observação 1: toda molécula diatômica (formada por dois átomos, é sempre linear. Exemplo: H2, N2, HCl, CO. Linear Angular CO2 H2O Trigonal plana Piramidal BH3 NH3 ANOTAÇÕES: Tetraédrica CH4 Observação 2: existem outras geometrias pouco usais no ensino médio. Nesses casos alguns elementos extrapolam a regra do octeto (Teoria da expansão da camada de valência). Nº de átomos ao redor do átomo central Existe elétron não ligante no átomo central? Geometria molecular 4 Sim (1 par) Gangorra 4 Sim (2 pares) Quadrado planar 5 Não Bipirâmide trigonal 6 Não Octaédrica Gangorra Quadrado planar SF4 XeF4 Bipirâmide trigonal Octaédrica PCl5 SF6 Para identificar quantos átomos existem ao redor do átomo central e se há ou não elétron não ligante nesse átomo central, é preciso montar a fórmula eletrônica da molécula, seguindo os passos já vistos no módulo 04. Licença de imagens de moléculas: PhET Interactive Simulations University of Colorado Boulder https://phet.colorado.edu ANOTAÇÕES: https://phet.colorado.edu/ Relembrando, são esses os passos: 1. Determinar o número total de elétrons de valência. 2. Posicionar os átomos: geralmente, o central é aquele que precisa de mais elétrons pra estabilizar. 3. Distribuir os elétrons (aos pares), inicialmente entre os átomos (pares de elétrons ligantes). 4. Dos átomos “de fora” para o central, distribuir os demais elétrons (aos pares), completando octetos (pares de elétrons não-ligantes). 5. Se não estabilizar todos os átomos, fazer rearranjos. Montada a molécula, fazemos a análise e deduzimos sua geometria. (Veja como fazer nessa aula: clique aqui) POLARIDADE DE LIGAÇÕES E MOLÉCULAS a. Polaridade nas ligações: A polaridade existe em uma ligação se existe diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados. Uma comparação eficiente, exige a análise da eletronegatividade de cada elemento. Alguns deles constam na tabela a seguir: Segundo Pauling, uma diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados maior que 1,7 dá origem à ligação iônica. Menor que isso, covalente polar e igual a zero, covalente apolar. Para facilitar um pouco a análise e dispensar (em muitos casos) a tabela de eletronegatividade, vale a pena relembrar a fila de eletronegatividade dos principais elementos: F > O > N = Cl > Br > I > S = C > P > H ANOTAÇÕES: https://cursodequimicaprofmarx.club.hotmart.com/lesson/qV73vqRpe3/aula-01-geometria-molecular Exemplo 1: Nesse exemplo, a ligação H – Cl é polar. Como o cloro é mais eletronegativo, ele puxao par de elétrons com mais intensidade, fazendo com que haja maior densidade eletrônica próximo ao cloro que ao hidrogênio. Exemplo 2: Nesse exemplo, a ligação H – H é apolar. Como não existe diferença de eletronegatividade entre os átomos, a densidade eletrônica é homogênea e não há formação de polos na ligação. (Veja detalhes nessa aula: clique aqui) b. Polaridade nas moléculas: Exige uma análise da polaridade das ligações e da geometria molecular. A polaridade da molécula depende do vetor momento dipolar resultante (R). Se ele for igual a zero, a molécula é apolar. Se for diferente de zero, ou seja, se existe um vetor momento dipolar resultante, a molécula é apolar. Exemplo 1: Nesse exemplo, um oxigênio tenta atrair os elétrons do outro, mas como as eletronegatividades são iguais, não há deslocamento da nuvem eletrônica e a ligação é apolar. Como a única ligação existente na molécula é apolar, a molécula também é. ANOTAÇÕES: https://cursodequimicaprofmarx.club.hotmart.com/lesson/g97BdGEG4p/aula-02-polaridade-de-ligacoes Exemplo 2: Nesse exemplo, o oxigênio da esquerda (mais eletronegativo que o carbono) atrai os elétrons pra perto de si (a ligação O = C é polar). No entanto, o oxigênio da direita (mais eletronegativo que o carbono) atrai os elétrons pra perto de si com a mesma força que o da esquerda (a ligação C = O é polar). Como há duas forças de mesma intensidade, na mesma direção (horizontal) e em sentidos opostos (uma para a esquerda e outra para a direita), ocorre a anulação dessas forças e não há resultante. A molécula é apolar. Exemplo 3: Nesse exemplo, o oxigênio é mais eletronegativo e atrai os elétrons dos hidrogênios (tanto da direita quanto da esquerda) – vetores representados em azul. Portanto, a ligação H – O é polar. Aplicando a soma de vetores (que você aprendeu em física), há resultante (representada em amarelo) e a molécula é polar. (Veja detalhes nessa aula: clique aqui) Regra de Solubilidade: Semelhante dissolve semelhante. Substância polar dissolve substância polar. Substância apolar dissolve substância apolar. Importante: Hidrocarbonetos são apolares. ANOTAÇÕES: https://cursodequimicaprofmarx.club.hotmart.com/lesson/wa4R0XDN7n/aula-03-polaridade-de-moleculas-e-solubilidade FORÇAS INTERMOLECULARES São forças de atração entre moléculas próximas. Sua intensidade depende das características das moléculas que compõem o sistema. Basicamente, as forças intermoleculares podem ocorrer por: a. Dipolo induzido b. Dipolo permanente c. Ligações de Hidrogênio DIPOLO INDUZIDO Esse tipo de força intermolecular pode ser chamado também de Forças de Van der Waals ou Força de dispersão de London. Ocorre entre moléculas apolares e é a mais fraca das interações intermoleculares. Fato curioso! É por causa das forças de dipolo induzido que a lagartixa consegue andar pelas paredes. DIPOLO PERMANENTE Esse tipo de força intermolecular pode ser chamado também de Interações DIPOLO-DIOPOLO. Ocorre entre moléculas polares e é mais forte que as interações de dipolo induzido. ANOTAÇÕES: LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO Esse tipo de interação intermolecular era chamado de Pontes de Hidrogênio, porém, por orientação da IUPAC, tal denominação deve ser abandonada. As ligações de hidrogênio ocorrem entre moléculas que apresentem o Hidrogênio ligado a um dos três elementos mais eletronegativos da tabela: Flúor, Oxigênio ou Nitrogênio. Exemplos: HF, H2O, NH3 São as mais intensas das forças intermoleculares e estão presentes em nosso DNA, por exemplo. A ligação de uma hélice com outra se dá por meio de ligações de hidrogênio entre Citosina e Gaunina e entre Adenina e Timina. ANOTAÇÕES: ÁGUA E DENSIDADE: UM CASO ESPECIAL Ao solidificar, as interações por ligações de hidrogênio fazem com que as moléculas de água se organizem em uma estrutura que faz com que o volume da água sólida seja maior que o da água líquida. Assim, a densidade da água na fase sólida fica menor que a da água líquida, permitindo que o gelo flutue sobra a água. FORÇAS INTERMOLECULARES E PROPRIEDADES FÍSICAS As forças intermoleculares afetam propriedades físicas como, por exemplo, o ponto de ebulição. a. Para moléculas de massas moleculares próximas: Quanto maior a força intermolecular, ______________ será o ponto de ebulição de uma substância. b. Para moléculas de mesma força intermolecular: Quanto maior a massa molecular, ______________ será o ponto de ebulição de uma substância. ANOTAÇÕES: c. Para moléculas de mesma massa e força intermolecular: Quanto mais ramificada a molécula, ______________ será o ponto de ebulição de uma substância. Molécula Ponto de fusão (PF) 36 oC 9 oC Respostas das lacunas: a. maior b. maior c. menor ANOTAÇÕES: IONIZAÇÃO E DISSOCIAÇÃO DEFINIÇÃO DE IONIZAÇÃO: Formação de cargas não existentes anteriormente. Composto molecular (ligações covalentes). Em especial, ácidos como o HCl; H2SO4 e H3PO4 Ionização: HCl + H2O → H3O+ + Cl– ou HCl(aq) → H+(aq) + Cl–(aq) (forma resumida) H2SO4 + 2 H2O → 2 H3O+ + SO42– ou H2SO4(aq) → 2 H+(aq) + SO42–(aq) (forma resumida) H3PO4 + 3 H2O → 3 H3O+ + PO43– ou H3PO4(aq) → 3 H+(aq) + PO43–(aq) (forma resumida) DEFINIÇÃO DE DISSOCIAÇÃO: Separação de cargas já existentes anteriormente. Composto iônico. (ligações iônicas). Bases, sais e óxidos iônicos, como, por exemplo, Ca(OH)2, Fe2(SO4)3 e Na2O. Dissociação: Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2 OH–(aq) Fe2(SO4)3(aq) → 2 Fe2+(aq) + 3 SO42–(aq) Na2O(aq) → 2 Na+(aq) + O2–(aq) ELETRÓLITOS Substâncias que, em solução aquosa, ionizam/dissociam gerando íons que conduzem corrente elétrica. Podem ser ácidos, bases, saias ou óxidos. Através de testes de condutividade elétrica, é possível identificar seu uma substância é um eletrólito ou não. ANOTAÇÕES: Exemplos: A figura a seguir mostra o resultado de alguns testes com substâncias em diferentes condições. ANOTAÇÕES: A análise da imagem da página anterior permite algumas conclusões: Composto iônico: conduz corrente elétrica fundido ou em solução aquosa. Composto molecular (Ácido): conduz corrente elétrica em solução aquosa. Composto molecular: Não conduz corrente elétrica. A condutividade elétrica, em solução, é garantida pela presença de íons livres. Além disso, metais são bons condutores de eletricidade quando sólido ou fundidos. COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE (Cs) Indica a máxima quantidade de soluto que pode ser dissolvida numa certa quantidade de solvente, numa dada temperatura e pressão. Exemplo: A solubilidade do KNO3 em água a 60oC é de 110g/100g H2O. Para dissolver completamente275g de KNO3, qual é a massa de água necessária? Cs = 110g KNO3/100g H2O (60 oC) m = 275g KNO3 m = ? H2O CURVA DE SOLUBILIDADE (Cs) Gráfico que reúne os coeficientes de solubilidade de uma substância a várias temperaturas. ANOTAÇÕES: Com base no gráfico da página anterior, que apresenta a curva de solubilidade de várias substâncias, é possível ter várias informações. Por exemplo: Qual o sal mais solúvel a 20 oC? Resposta: NaNO3 Qual o s al mais solúvel a 100 oC? Resposta: KNO3 Qual o sal menos solúvel a 60 oC? Resposta: Li2SO4 Qual o s al de dissolução exotérmica? Resposta: Li2SO4 Dissolução endotérmica significa que, para o sal se dissolver, ele precisa absorver calor. Portanto, aumentar a temperatura facilita sua dissolução. Assim, o CS aumenta com o aumento da temperatura. Dissolução exotérmica significa que, para o sal se dissolver, ele precisa liberar calor. Portanto, aumentar a temperatura prejudica sua dissolução. Assim, o CS diminui com o aumento da temperatura. Pontos de inflexão numa curva de solubilidade indicam que uma espécie hidratada (com água em sua estrutura) perdeu uma ou mais moléculas de água de hidratação. DISPERSÕES Uma dispersão é um sistema no qual uma substância está disseminada, sob a forma de pequenas partículas, numa segunda substância. A substância que promove a dispersão é chamada de dispersante e a outra substância, disperso. ANOTAÇÕES: De acordo com o tamanho das partículas dispersas, as dispersões podem ser classificadas em: Suspensão > 100 nm Solução coloidal (coloide) 1 a 100 nm Solução verdadeira < 1 nm CARACTERÍSTICAS Suspensão: - Partículas visíveis em microscópio comum - Partículas separáveis por filtros comuns - Partículas sedimentam em centrífuga comum Coloide: - Partículas visíveis em ultramicroscópio - Partículas separáveis por ultrafiltros - Partículas sedimentam em ultracentrífuga Solução: - Partículas não são visíveis em microscópio - Partículas não são separáveis por filtros - Partículas não sedimentam em centrífuga Nosso estudo mais aprofundado ficará na parte de soluções, onde vamos estudar suas classificações, características, solubilidade e formas de se calcular a concentração dessas soluções. ANOTAÇÕES: SOLUÇÕES Uma solução é um sistema formado por uma substância dissolvida em outra. A substância que está sofrendo a dissolução é o soluto. A substância que promove a dissolução é o solvente. CLASSIFICAÇÃO Quanto ao estado de agregação: Solução Sólida: os componentes desse tipo de solução se encontram no estado sólido (à temperatura ambiente). Solução Líquida: o solvente dessa solução se encontra no estado líquido. Solução Gasosa: todos os componentes dessa solução se encontram no estado gasoso. Quanto à razão soluto/solvente: Solução diluída: a quantidade de soluto é muito pequena em relação à de solvente, sendo assim, o soluto está completamente dissolvido. Solução concentrada: a quantidade de soluto é grande em relação à de solvente. A maioria das substâncias tem sua solubilidade aumentada com o aumento da temperatura. Quanto à natureza das partículas: Solução iônica: as partículas dispersas se encontram na forma de íons. Dessa forma, são capazes de conduzir corrente elétrica. Estas soluções também são chamadas de soluções eletrolíticas. Solução molecular: as partículas dispersas neste caso são moléculas. São também chamadas de solução não-eletrolítica, pois, normalmente, não conduzem corrente elétrica. Só conduzem se ocorrer o processo de ionização com o soluto (como no caso dos ácidos). ANOTAÇÕES: Quanto à quantidade de soluto: Solução insaturada: possui menos soluto dissolvido que a máxima quantidade permitida para uma certa quantidade de solvente, numa certa temperatura. (a quantidade de soluto dissolvido está abaixo do Cs.) Solução saturada: a quantidade de soluto é a máxima permitida para uma certa quantidade de solvente, numa certa temperatura. (a quantidade de soluto dissolvido está exatamente no do Cs, podendo apresentar precipitado ou não. Esse é o único tipo de solução que pode apresentar precipitado ou corpo de fundo). Solução supersaturada: a quantidade de soluto é maior que a máxima permitida. Esse sistema é muito instável. Qualquer perturbação e o excesso se soluto precipita. (a quantidade de soluto dissolvido está acima do Cs, porém essa solução é muito instável e qualquer perturbação do sistema faz o excesso de soluto dissolvido precipitar.) Graficamente: Cada área do gráfico refere-se a um dos tipos de soluções possíveis, de acordo com a quantidade de soluto em relação ao Cs. Pontos abaixo da curva de solubilidade representam uma solução insaturada (Ponto A, no exemplo) Pontos exatamente sobre a curva de solubilidade representam uma solução saturada (podendo ou não ter precipitado) (Ponto B, no exemplo) Pontos acima da curva de solubilidade representam uma solução supersaturada (Ponto C, no exemplo). ANOTAÇÕES: COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE (Cs) É a máxima quantidade de soluto (em gramas) que pode ser dissolvida numa certa quantidade de solvente (geralmente 100g), numa dada temperatura e pressão. Considerações A maioria das substâncias tem sua solubilidade aumentada com o aumento da temperatura. Os gases têm sua solubilidade diminuída com o aumento da temperatura. CURVA DE SOLUBILIDADE Gráfico que apresenta a variação do Cs em função da temperatura. Como regra, podemos tomar que: Quanto maior a temperatura, maior a solubilidade. A não ser que a dissolução da substância seja exotérmica. Substância que tem sua solubilidade aumentada com o aumento da temperatura possui dissolução ENDOTÉRMICA. Substância que tem sua solubilidade diminuida com o aumento da temperatura possui dissolução EXOTÉRMICA. No gráfico acima, apenas o Li2SO4 tem dissolução exotérmica. Isso é muito comum com os gases também. ANOTAÇÕES: ÁCIDOS DEFINIÇÃO DE ARRHENIUS: Ácido é toda substância que, em solução aquosa, libera como único cátion o íon H+ (H3O+), chamado hidrônio ou hidroxônio. HA + H2O → H3O+ + A– Simplificadamente: HA → H+ + A– IONIZAÇÃO: a. Em única etapa: HCl → H+ + Cl– HNO3 → H+ + NO3– H2S → 2H+ + S2– H2SO4 → 2H+ + SO42– H3PO4 → ____ + _____ b. Em etapas: H3PO4 → H+ + H2PO4– H2PO4– → H+ + HPO42– HPO42– → H+ + PO43– H3PO4 → 3H+ + PO43– CLASSIFICAÇÃO: a. Quanto ao número de elementos: binário (2 elementos): HCl, H2S, HF, HI ternário (3 elementos): HNO3, HCN, H3BO3 quaternário (4 elementos): HCNO b. Quanto ao número de hidrogênios ionizáveis: monoácido (1 H ionizável): HCl, HNO3, HClO4, H3PO2* diácido (2 H ionizável): H2S, H2CO3, H2SO4, H3PO3* triácido (3 H ionizável): H3PO4, H3BO3 Atenção: H3PO2 H3PO3 H3PO4 Note que os Hidrogênios ionizáveis são aqueles ligados ao oxigênio. ANOTAÇÕES: c. Quanto à presença de oxigênio: Hidrácidos:aqueles que não apresentam oxigênio. Exemplos: HBr, HI, HCN, H2S Oxiácidos: aqueles que apresentam oxigênio. Exemplos: HNO3, H4P2O7, HMnO4 (ácido permangânico) d. Quanto à força: Para os hidrácidos: Fortes: HCl, HBr e HI. Moderado: HF Fracos: os demais Para os oxiácidos: A maior parte dos oxiácidos podem ser representados por HxEOy. Para determinar sua força, utilizamos a equação: = y – x Sendo: x = nº de H ionizáveis y = nº de Oxigênios De acordo com o valor de , temos: = 0 Fraco = 1 Moderado = 2 Forte = 3 Muito forte Exceções: H2CO3 é fraco, pois sofre decomposição com muita facilidade: H2CO3 → H2O + CO2 H3PO3 e H3PO2 são moderados. e. Quanto ao grau de hidratação: Orto: é o ácido padrão Exemplo: O H3PO4 é o ácido fosfórico, mas pode ser chamado de ortofosfórico, o que não é muito usual. Meta: Padrão – 1 H2O H3PO4 – 1 H2O = HPO3 ácido metafosfórico Piro: (Padrão x 2) – 1 H2O (H2SO4 x 2) – 1 H2O H4S2O8 – 1 H2O = H2S2O7 ácido pirossulfúrico ANOTAÇÕES: Observação: a força de um ácido pode ser medida através do grau de ionização: = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 Quanto maior o valor de , mais forte é a espécie. < 5%: ácido fraco 5% < < 50%: ácido moderado > 50%: ácido forte NOMENCLATURA Hidrácidos: Seguem a estrutura Ácido + ídrico Elemento HCl: ácido clorídrico HBr: ácido bromídrico * HCN: ácido cianídrico * H2S: ácido sulfídrico Oxiácidos: É necessário conhecer os principais ácidos padrão, pois a nomenclatura se baseia nele, segundo o quadro a seguir: + 1 Oxigênio: per elemento + ico Padrão: elemento + ico – 1 Oxigênio: elemento + oso – 2 Oxigênio: hipo elemento + oso Principais ácidos padrão: Exemplos: HNO2: HClO4: HBrO2: ANOTAÇÕES: BASES DEFINIÇÃO DE ARRHENIUS: Base é toda substância que, em solução aquosa, libera como único ânion o íon OH–, chamado hidróxido ou hidroxila. BOH → B+ + OH– FORMULAÇÃO: Toda base é formada por um metal (na forma de cátion) ligado a OH–. Na fórmula de uma base, o número total de cargas positivas (do cátion) deve ser igual ao número total de cargas negativas (do íon hidróxido - OH–). Cátion Hidróxido Fórmula Na+ OH– NaOH Ca2+ OH– Ca(OH)2 OH– Al3+ Obs.: Somente uma base apresenta como cátion uma espécie que não é um metal: NH4OH (hidróxido de amônio). Essa base é proveniente da reação entre a amônia (NH3) e a água. NH3(g) + H2O(l) NH4OH(aq) Sua dissociação pode ser representada pela equação: NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH–(aq) DISSOCIAÇÃO: NaOH → Na+ + OH– Ca(OH)2 → Ca2+ + 2 OH– Al(OH)3 → Al3+ + 3 OH– Pb(OH)4 → ____ + _____ CLASSIFICAÇÃO: a. Quanto ao número de íons hidroxila: monobase: NaOH, KOH, AgOH dibase: Ca(OH)2, Ba(OH)2, Zn(OH)2 tribase: Al(OH)3, Cr(OH)3 tetrabase: Pb(OH)4, Mn(OH)4 ANOTAÇÕES: b. Quanto à solubilidade: Solúveis (totalmente solúveis): Bases da família 1 (1A) e de NH4+ Parcialmente solúveis: Bases de Ca2+, Sr2+ e Ba2+. Insolúveis (Praticamente insolúveis): As demais bases. c. Quanto à força: A força está relacionada à capacidade da base de liberar o OH– em solução. Assim, são fortes as bases que possam se dissolver (exceto o NH4OH). Fortes: bases da família 1 (1A), Ca2+, Sr2+, Ba2+. Fracas: as demais NOMENCLATURA Segue a estrutura Hidróxido de carga* Cátion *A carga NÃO será indicada no nome se o cátion da base pertencer às famílias 1 ou 2 (1A ou 2A) ou for Ag+, Zn2+, Al3+ ou NH4+. Quando a carga for indicada, deve-se utilizar algarismo romano. NaOH: hidróxido de sódio (“soda cáustica”) Ca(OH)2: hidróxido de cálcio (“cal hidratada”) Mg(OH)2: hidróxido de magnésio (“leite de magnésia”) Fe(OH)2: hidróxido de ferro II Fe(OH)3: hidróxido de ferro III Obs.: Nomenclatura de Stokes Carga mais baixa: nome do metal + oso Carga mais alta: nome do metal + ico Exemplos: Fe2+ origina o Fe(OH)2 hidróxido ferroso Fe3+ origina o Fe(OH)3 hidróxido férrico Ni2+ origina o Ni(OH)2 Ni3+ origina o Ni(OH)3 ANOTAÇÕES: INDICADORES ÁCIDO-BASE São substâncias orgânicas que assumem coloração diferente de acordo com o meio (ácido, básico ou neutro). São exemplos de indicadores ácido-base: fenolftaleína, alaranjado de metila, tornassol, azul de bromotimol. Alguns indicadores naturais também podem ser utilizados, como o suco do repolho roxo. Dois indicadores de grande importância em nosso estudo são: INDICADOR MEIO ÁCIDO MEIO BÁSICO Fenolftaleína Incolor Vermelho (Rosa) Tornassol Vermelho Azul Repolho roxo, em meio aquoso, fica vermelho em contato com ácido, verde em contato com base e roxo quando neutro. ANOTAÇÕES: SAL Sais são compostos iônicos que provêm de uma reação de neutralização entre um ácido e uma base: Ácido + Base → Sal + H2O Exemplos: HI + NaOH → NaI + H2O H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2 H2O A neutralização pode ser total ou parcial. a. Neutralização Total: Será uma neutralização total quando todo H+ for neutralizado por OH–. No sal formado não restarão H+ nem grupos OH–. O sal formado é chamado SAL NEUTRO. Exemplo: Ca(OH)2 + 2HNO3 → b. Neutralização Parcial: Será uma neutralização parcial quando restar H+ ou OH– não neutralizado. No sal formado estarão presentes H+ ou OH– na fórmula. Exemplo: 1Ca(OH)2 + 1HNO3 → O sal proveniente de neutralização parcial pode apresentar grupos OH– na fórmula, sendo chamado de sal básico ou hidroxissal ou pode apresentar H+, sendo chamado de sal ácido ou hidrogenossal. DISSOCIAÇÃO DE SAIS Sais sofrem dissociação iônica quando fundidos ou em solução aquosa, liberando seus íons: Exemplos: KCl → K+ + Cl– Na3PO4 → 3 Na+ + PO43– Al2(SO4)3 → 2 Al3+ + 3 SO42– Na2CO3 → NH4CN → Ca3(PO4)2 → Fe(NO3)2 MgCO3 → ANOTAÇÕES: NOMENCLATURA DOS SAIS SAL NEUTRO Segue a estrutura: de carga* Ânion Cátion *A carga NÃO será indicada no nome se o cátion pertencer às famílias 1 ou 2 (1A ou 2A) ou for Ag+, Zn2+, Al3+ ou NH4+. Quando a carga for indicada, deve-se utilizar algarismo romano. O nome do ânion deriva do nome do ácido que o originou, segundo a tabela: Terminação do Ácido Terminação do Ânion ico ato ídrico eto oso ito Para os principais hidrácidos, temos: Ácido Ânion Fórmula Nome Fórmula Nome HCl Clorídrico Cl– Cloreto HBr Bromídrico Br– Brometo HI Iodídrico I– Iodeto H2S Sufídrico S2– Sulfeto HCN Cianídrico CN– Cianeto Para os principais oxiácidos padrão, temos: Ácido Ânion Fórmula Nome Fórmula Nome H3PO4 Fosfórico PO43– Fosfato H2SO4 Sulfúrico SO42– Sulfato HClO3 Clórico ClO3– Clorato H3BO3 Bórico BO33– Borato H2CO3 Carbônico CO32– Carbonato HNO3 Nítrico NO3– Nitrato Exemplos: NaCl: cloreto de sódio CaCl2: KNO2: nitritode potássio Na2CO3: FeSO4: Cu(NO3)2: Al2(CO3)3: : Fosfato de potássio : Nitrito de chumbo IV : Sulfeto de cromo III ANOTAÇÕES: SAL ÁCIDO Segue a estrutura: Hidrogeno de carga* Ânion Cátion Obs.: De acordo com o número de hidrogênios (H+) da fórmula, acrescentam-se os prefixos numéricos gregos mono, di, tri, tetra, etc. NaH2PO4: di-hidrogeno fosfato de sódio Na2HPO4: MgHCO3: SAL BÁSICO Segue a estrutura: Hidróxi de carga* Ânion Cátion Obs.: De acordo com o número de hidroxilas (OH–) da fórmula, acrescentam-se os prefixos numéricos gregos mono, di, tri, tetra, etc. Al(OH)2F: diidroxifluoreto de alumínio Ca(OH)Cl: Fe(OH)2NO3: FORMULAÇÃO DOS SAIS A fórmula de um sal contém o mesmo número de cargas positivas e negativas. Assim, para se montar uma fórmula, basta que a quantidade de cargas positivas dos cátions seja igual às cargas negativas dos ânions. Exemplo: Íons Cátions Ânions Fórmula Na+ e Cl– Na+ Cl– NaCl Ca2+ e NO3– Ca2+ NO3– NO3– Ca(NO3)2 Al3+ e SO42– NH4+ e PO43– Mg2+ e ClO4– CLASSIFICAÇÃO DOS SAIS SAL DUPLO: apresenta dois tipos de cátions ou ânions. NaCaPO4: fosfato de sódio e cálcio KAl(SO4)2: sulfato de potássio e alumínio Mg(NH4)PO4: fosfato de magnésio e amônio ANOTAÇÕES: SAL HIDRATADO: apresenta molécula de água em sua estrutura cristalina. CaCl2 . 2H2O: cloreto de cálcio di-hidratado Na2SO4 . 10H2O: sulfato de sódio decaidratado SOLUBILIDADE DOS SAIS IMPORTANTE salientar: a) Todos os sais de metais alcalinos e de amônio (NH4+) são solúveis. b) Todos os nitratos (NO3–) são solúveis. ANOTAÇÕES: ÓXIDOS São compostos binários onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo e apresenta NOX igual a – 2. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TIPO DE LIGAÇÃO: a. Óxido iônico: Um metal está ligado ao oxigênio (ametal): METAL + OXIGÊNIO EXEMPLO: Na2O, CaO, Fe2O3 NOMENCLATURA: Óxido de Cátion carga* *Carga: NÃO será indicada se o cátion for das famílias 1 (1A) ou 2 (2A) ou ainda for prata (Ag+), zinco (Zn2+) ou alumínio (Al3+). Se for indicada, utilizar algarismo romano. Exemplos: Na2O: Óxido de sódio MgO: Óxido de magnésio FeO: Óxido de ferro II Fe2O3: Óxido de ferro III Cu2O: Óxido de cobre I CuO: Óxido de cobre II Nomenclatura de Stokes: Metais que apresentam mais de uma carga (Nox), podem ser nomeados da seguinte forma: - O elemento que possuir o menor Nox terá sufixo OSO. - O elemento que possuir o maior Nox terá sufixo ICO. Exemplos: FeO: Óxido ferroso Cu2O: Óxido cuproso Fe2O3: Óxido férrico CuO: Óxido cúprico b. Óxido molecular: Um ametal está ligado ao oxigênio (ametal): AMETAL + OXIGÊNIO HIDROGÊNIO + OXIGÊNIO EXEMPLO: N2O, CO2, N2O3, SO2, SiO2 ANOTAÇÕES: NOMENCLATURA: Pref. 1 + óxido de Pref. 2 elemento Prefixo 1: indica o número de átomo de oxigênio. Prefixo 2: indica o número de átomo do elemento. Obs.: mono só será utilizado para o oxigênio. CO2: Dióxido de carbono CO: Monóxido de carbono N2O3: Trióxido de dinitrogênio SO2: Dióxido de enxofre SO3: Trióxido de enxofre P2O5: Pentóxido de difósforo TIPOS DE ÓXIDO a) ÓXIDO BÁSICO São óxidos que, em presença de água, formam as respectivas bases, ou seja, apresentam caráter básico. O elemento que compõe esse tipo de óxido são os metais, especialmente os das famílias 1 (1A) e 2 (2A). Reação com água Óxido básico + água → Base Na2O + H2O → 2 NaOH MgO + H2O → Mg(OH)2 FeO + H2O → Fe(OH)2 Fe2O3 + 3 H2O → 2 Fe(OH)3 Cu2O + H2O → 2 CuOH CuO + H2O → Cu(OH)2 Reação com ácido Óxido básico + ácido → Sal + água Na2O + H2SO4 → Na2SO4 + H2O MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O Fe2O3 + 6 HNO3 → 2 Fe(NO3)3 + 3 H2O b) ÓXIDO ÁCIDO (OU ANIDRIDO) São óxidos que, em presença de água, formam os respectivos ácidos, ou seja, apresentam caráter ácido. O elemento que compõe esse tipo de óxido são os ametais (exceto CO, NO e N2O). ANOTAÇÕES: NOTA: A nomenclatura dos óxidos ácidos pode ser derivada do ácido que origina o óxido por desidratação: Exemplos: H2CO3 – H2O = CO2 anidrido carbônico 2 HNO2 – H2O = N2O3 anidrido nitroso 2 HNO3 – H2O = N2O5 anidrido nítrico H2SO3 – H2O = SO2 anidrido sulfuroso H2SO4 – H2O = SO3 anidrido sulfúrico 2 H3PO4 – 3 H2O = P2O5 anidrido fosfórico Reação com água Óxido ácido + água → Oxiácido CO2 + H2O → H2CO3 B2O3 + 3 H2O → 2 H3BO3 N2O3 + H2O → 2 HNO2 N2O4 + H2O → HNO2 + HNO3 SO2 + H2O → H2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 P2O3 + 3 H2O → 2 H3PO3 P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4 Reação com base Óxido ácido + base → Sal + água CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O B2O3 + 6 LiOH → 2 Li3BO3 + 3 H2O N2O3 + Mg(OH)2 → Mg(NO2)2 + H2O 3 SO3 + 2 Fe(OH)3 → Fe2(SO4)3 + 3 H2O c) ÓXIDO NEUTRO (OU INDIFERENTE) São óxidos que não reagem nem com a água, nem com os ácidos e nem com as bases. São eles: CO: monóxido de carbono NO: óxido nitroso N2O: óxido nítrico Obs.: O fato de não reagirem com água, ácidos ou bases não significa que não possam participar de outras reações. O CO, por exemplo, pode sofrer combustão segundo a equação a seguir: 2 CO + O2 → 2 CO2 ANOTAÇÕES: d) ÓXIDO ANFÓTERO São aqueles que reagem tanto com ácidos quanto com bases, dando sal e água. Os mais importantes são o Al2O3 e o ZnO. Comportamento básico: Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O Comportamento ácido: Al2O3 + 2 NaOH → 2 NaAlO2 + H2O Comportamento básico: ZnO + 2 HCl → ZnCl2 + H2O Comportamento ácido: ZnO + 2 NaOH → Na2ZnO2 + H2O Tanto o Al quanto o Zn, quando reagem com uma base, fazem parte do ânion: AlO2─: íon aluminato ZnO2─2: íon zincato e) ÓXIDO DUPLO (MISTO OU SALINO) São formados obrigatoriamente pela associação de dois óxidos de um mesmo elemento químico. Um óxido duplo apresenta a fórmula geral M3O4, sendo M um elemento metálico que apresenta a capacidade de formar dois ou mais cátions. Exemplo: Ferro (Fe) Fe2+ Fe3+ Óxido FeO Fe2O3 Óxido duplo Fe3O4 FeO.Fe2O3 Chumbo (Pb) Pb2+ Pb4+ Óxido PbO PbO2 Óxido duplo Pb3O4 2PbO.PbO2 Manganês (Mn) Mn2+ Mn3+ Óxido MnO Mn2O3 Óxido duplo Mn3O4 MnO.Mn2O3 ANOTAÇÕES: PERÓXIDOS Compostos que apresentam o grupo peróxido: Pode apresenta-se como compostos moleculares ou iônicos. Molecular: Iônico H2O2 Na2O2 Peróxido de hidrogênio Peróxido de sódio Obs.: O Peróxido de hidrogênio (H2O2) em solução aquosa forma o que conhecemos como “água oxigenada”, utilizada como agente desinfetante. HIDRETOS São os compostos binários de hidrogênio, divididos em hidretos iônicos e moleculares. Hidretos iônicos (ou metálicos) O hidrogênio, que apresenta Nox igual a – 1, está ligado a metais alcalinos e alcalinos terrosos. Exemplos: LiH, NaH, CaH2 Características: - são sólidas (à temperatura ambiente) - altos pontos de fusão - possuemcaráter alcalino Hidretos moleculares O hidrogênio, que faz ligação covalente e possui Nox igual a + 1, está ligado a ametais e semi-metais (famílias 13 a 17). Exemplos: CH4, NH3, PH3, H2S Características: - líquidas ou gasosas (à temperatura ambiente) - voláteis - baixos pontos de fusão e ebulição ANOTAÇÕES: SÍNTESE OU ADIÇÃO GENERICAMENTE: A + B → C Reação entre duas ou mais moléculas originando um só tipo de produto. 2 Mg + O2 → 2 MgO Note que a reação entre duas substâncias, magnésio (Mg) e gás oxigênio (O2), deu origem a um único produto: MgO (óxido de magnésio). Outros exemplos: 2 H2 + O2 → 2 H2O 2 NO2 → N2O4 CaO + CO2 → CaCO3 ANÁLISE OU DECOMPOSIÇÃO GENERICAMENTE: C → A + B Reação na qual um único tipo de reagente origina duas ou mais moléculas no produto (iguais ou diferentes). NH4Cl → NH3 + HCl Note que a um único reagente (NH4Cl) deu origem a dois produtos: NH3 (amônia) e ácido clorídrico (HCl). De acordo com a fonte que promove a decomposição, temos: a. PIRÓLISE: a reação é causada pelo calor (). CaCO3 → CaO + CO2 2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2 b. FOTÓLISE: a reação é causada pela luz (). 2 H2O2 → 2 H2O + O2 2 AgCl → 2 Ag + Cl2 c. ELETRÓLISE: a reação é causada pela passagem de corrente elétrica (i). 2 NaCl → 2 Na + Cl2 (eletrólise ígnea) 2 H2O → 2 H2 + O2 (eletrólise aquosa) É possível obter hidrogênio e oxigênio através da decomposição da água. ANOTAÇÕES: DESLOCAMENTO OU SIMPLES TROCA GENERICAMENTE: A + BC → AC + B Reação entre uma substância simples e uma substância composta originando uma nova simples e uma nova composta. Na + AgNO3 → NaNO3 + Ag (Deslocamento do cátion) Cl2 + 2 NaBr → 2 NaCl + Br2 (Deslocamento do ânion) DUPLA TROCA GENERICAMENTE: AB + CD → CB + AD Reação na qual duas substâncias compostas trocam de partes entre si formando duas novas substâncias compostas. H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl Perceba que o ácido sulfúrico (H2SO4) e o cloreto de bário (BaCl2) – substâncias compostas – trocaram de partes entre si (os H+ pelo Ba2+) formando o sulfato de bário (BaSO4 insolúvel) e ácido clorídrico (HCl). CONDIÇÕES DE OCORRÊNCIA DESLOCAMENTO OU SIMPLES TROCA Para que a reação ocorra, a substância simples deve ser mais reativa que a parte da composta que ela irá substituir. ATENÇÃO: Metal desloca metal ou hidrogênio. Ametal desloca ametal. Fila de reatividade dos metais: Li > K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Cr > Fe > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Pt > Au Os metais destacados em verde são considerados nobres (não reagem com solução ácida, pois são menos reativos que o Hidrogênio). Fila de reatividade dos ametais: Podemos usar a mesma fila da eletronegatividade, apesar de alguns desses ametais não se envolverem em reações de deslocamento. F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P ANOTAÇÕES: OCORRE OU NÃO OCORRE? 1. Sn(s) + 2 Cu(NO3)2(aq) → Sn(NO3)4(aq) + 2 Cu(s) Sim, pois o Sn é mais reativo que o Cu. 2. Cl2(g) + 2 NaF(aq) → 2 NaCl(aq) + F2(g) Não, pois o Cl é menos reativo que o F. 3. 2 Au(s) + MgCl2(aq) → 2 AuCl(aq) + Mg(s) Não, pois o Au é menos reativo que o Mg. 4. Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) Sim, pois o Zn é mais reativo que o H. 5. F2(s) + CaBr2(aq) → CaF2(s) + Br2(g) Sim, pois o F é mais reativo que o Br. DUPLA TROCA Para que a reação ocorra, uma das seguintes condições deve ser satisfeita: 1. Formação de produto insolúvel (precipitado). Esse teste normalmente é feito para bases e sais. Para isso, é necessária a análise da tabela de solubilidade dos sais: 2. Formação de produto volátil (ou instável) A formação de um produto gasoso ou que seja volátil garante a ocorrência da reação. É preciso ficar atento, também, à formação de substâncias instáveis que facilmente se decompõem em substâncias gasosas: H2CO3 → H2O + CO2(g) H2SO3 → H2O + SO2(g) NH4OH → NH3(g) + H2O ANOTAÇÕES: 3. Formação de produto mais fraco Se houver a formação de um ácido ou base mais fracos que o existente no reagente, a reação ocorre. Para tanto, não se esqueça da força de ácidos e bases. Força dos ácidos: Força das bases: Fortes: bases do grupo 1 (família 1A), Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2. Fracas: as demais. OCORRE OU NÃO OCORRE? 1. NaCl(aq) + AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s) Sim, pois o AgCl é um sal insolúvel. 2. K2SO4(aq) + 2 NaCl(aq) → Na2SO4(aq) + 2 KCl(aq) Não, pois o Na2SO4 e o KCl são sais solúveis. 3. NaCN(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + HCN(g) Sim, pois o HCN é volátil e mais fraco que o HCl. 4. NH4Br(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaBr2(aq) + NH4OH(aq) Sim, pois o NH4OH é uma base mais fraca que o Ca(OH)2. Além disso, é instável e sofre decomposição gerando o gás amônia (NH3): NH4OH → NH3(g) + H2O. 5. H2CO3(aq) + K3PO4(aq) → K2CO3(aq) + H3PO4(aq) Não, pois o K2CO3(aq) é solúvel e o H3PO4(aq) é mais forte e menos volátil que o H2CO3. ANOTAÇÕES: TEORIA ATÔMICO-MOLECULAR Unidade de Massa Atômica (u) Adotou-se como padrão de massas atômicas o isótopo 12 do elemento carbono (12C), ao qual se convencionou atribuir o valor exato de 12 unidades de massa atômica. Uma unidade de massa atômica (1 u) corresponde a 1/12 da massa de um átomo de carbono-12. Massa Atômica (M.A.) É a massa do átomo expressa em u. Exemplo: Quando dizemos que a massa atômica do átomo de S é igual a 32 u, estamos dizendo que um átomo de S possui 32 vezes mais massa que o padrão adotado (1/12 da massa do átomo de C-12). Obs.: Massa Atômica de um Elemento O valor da massa de um elemento, que será anotada na tabela periódica, é a média ponderada das massas dos isótopos possíveis daquele elemento. Por exemplo, o cloro é constituído por uma mistura de 2 isótopos de massas atômicas 35 e 37u A massa atômica do cloro é dada pela média ponderada das massas isotópicas: ANOTAÇÕES: Esse é o valor do elemento cloro na tabela periódica. Não existe na natureza um átomo de cloro de massa 35,5u. Existem apenas os de massa 35u e 37u. O valor 35,5u é a massa média dos átomos de cloro numa amostra desse elemento. Massa Molecular (M.M.) Os átomos reúnem-se para formar moléculas. A massa das moléculas é a soma das massas atômicas dos átomos que as constituem. Exemplo Qual a massa molecular da água - H2O? H = 1u x 2 = 2u O = 16u x 1 = 16u Somando temos: 18u Qual a “massa molecular” do Ca(NO3)2? Ca = 40u x 1 = 40u N = 14u x 1 x 2 = 28u O = 16u x 3 x 2 = 96u Somando temos: 164u Qual a “massa molecular” do CuSO4 . 5H2O? O “.” Indica hidratação. Calculamos o CuSO4 e somamos com 5 moléculas de água CuSO4 . 5H2O Cu = 63,5u x 1 = 63,5u S = 32u x 1 = 32u O = 16u x 4 = 64u Somando temos: 159,5u + H = 1u x 2 = 2u O = 16u x 1 = 16u Somando temos: 18u 5 x 18u = 90u Massa total: 159,5u + 90u = 249,5u Para compostos iônicos como o Ca(NO3)2 e o CuSO4 . 5H2O, não deveria ser utilizado o termo “massa molecular”, uma vez que eles não são moléculas. Mas o uso consagrou esse termo
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