QUÍMICA PROFº ANSELMO GIACCHERO

AULA 01

1- Os anos 2000 vieram e muitos problemas sociais estão ficando cada vez mais evidentes devido ao aumento populacional. Segundo Beline Meurer, em seu livro A Violência em Construção, com esse crescimento populacional. “O espaço urbano, a cidade, perde com isso a cada dia o lugar da cidadania, do dever de respeitar e do direito de ser respeitado. A era dos extremos vê solapados alguns atributos humanos tão caros em outras épocas, como o cavalheirismo e a cordialidade, e os círculos de amizades passam a ficar cada vez menores. O número de outros se vê aumentando. Já não é só o estrangeiro, mas também é alguém que não é do meu time, que não é da minha religião, que não é do meu bairro, não é da minha raça, ou simplesmente não o conheço.”Dentre as alternativas a seguir qual das notícias está relacionada com o texto.a) São Paulo vence no mundial de Tóquio que

foi pela primeira vez realizado pela FIFA. O tricolor venceu o time inglês por 1 a 0.

b) Timão perde, mas é campeão brasileiro. Equipe conquista o tetracampeonato diante do Goiás no Serra Dourada.c) Aumenta o número de jovens que querem tentar a sorte no exterior. Mesmo com as críticas da novela América da Rede Globo, o número de jovens que busca os Estados Unidos e outros países como solução para seus problemas financeiros tem aumentado.

d) Dado da Unesco revela que atuação de grupos preocupa.O dado é da Unesco: 45% dos estudantes do DF apontam as gangues como o maior problema das escolas e seus arredores. A ação dos grupos de jovens, movidos à violência e drogas, na maioria das vezes é liderada por menores de idade. Estima-se que pelo menos 40 mil jovens brasilienses estejam ou já estiveram envolvidos com esses grupos.

e) Em 2006 o U2 no Brasil.A banda Irlandesa que ficou famosa pelas letras de protesto e dor fez um show de arrepiar, o vocalista Bono Vox põe alma nas músicas e emociona o público.

2- O chumbo tem envenenado a humanidade desde a invenção de duas coisas complementares: a cerâmica e o vinho. Potes de cerâmica costumavam ser envernizados com produtos a base de chumbo. Esse verniz reage com o vinho, resultando numa substância chamada acetato de chumbo. Também chamado de açúcar de chumbo, esse produto é, como seria de se esperar, doce. Por isso e porque ajuda a conservar o vinho, o acetato de chumbo era adicionado à bebida no império romano.

Super Interessante, outubro de 05O acetato de chumbo além de ser venenoso causa alucinações e danos neurológicos. O chumbo é considerado tóxico na proporção de 80mg do metal para cada 100mL de sangue. Em relação ao texto marque a alternativa verdadeira.a) O acetato de chumbo era adicionado as

bebidas para potencializar o efeito do álcool e assim deixar os consumidores mais entorpecidos.

b) O acetato de chumbo era adicionado para causar alucinações nos consumidores do vinho.

c) O chumbo é tóxico em qualquer quantidade.d) A adição de acetato de chumbo com objetivo

de conservar o vinho e deixá-lo mais doce pode ter causado envenenamento em alguns consumidores da bebida.

e) O álcool do vinho sem a presença de acetato de chumbo não tem efeito entorpecente.

3) O arsênio (As) é um elemento químico da família do nitrogênio encontrado em minérios de cobre e chumbo. Apesar de ser obtido exclusivamente como subproduto na extração de outras substâncias, existe uma superprodução global de arsênio. (...) Arsênico é o mais famoso dos venenos, é o nome popular de um dos seus compostos, o trióxido de arsênio – também conhecido como arsênico branco.

Super Interessante, outubro de 05Sabe-se que 1 grama de trióxido de arsênio (AsO3) é suficiente para matar 4 pessoas. Segundo o texto é correto afirmar.a) O uso de 4g de arsênico branco não é letal.b) A superprodução de arsênio é devido ao fato

de ser uma importante matéria prima.c) O arsênio não é um elemento químico natural.d) O arsênio é da mesma família do cobre e do

chumbo.e) Arsênico um dos mais famosos venenos é

uma substância formada por arsênio e oxigênio.

AULAS 02 e 03

RADIOATIVIDADE

Tipos de radiações:

Emissões alfa (2α4): partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons.

Velocidade média: 20000 km/s.

Poder de penetração: pequeno, são detidas por pele, folha de papel ou 7 cm de ar.

Poder ionizante ao ar: elevado, por onde passam capturam elétrons, transformando-se em átomos de Hélio.

1ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy) : "Quando um núcleo emite uma partícula alfa (α), seu número atômico diminui de suas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades."

Z X A = 2 α 4 + Z - 2 Y A -4

Ex: 92 U 235 = 2 α4 + 90 Th 231

2- Emissões beta ( -1β0 ): partículas com carga elétrica negativa e massa desprezivel (elétrons atirados para fora do núcleo) . nêutron = próton + elétron + neutrinoOs prótons permanecem no núcleo e os elétrons e neutrinos são atirados fora dele.Ou: 0 n 1 = 1 p 1 + -1β0 + neutrino

Velocidade média: 95% da velocidade da luz. Poder de penetração : 50 a 100 vezes mais penetrantes que as partículas alfa. São detidas por 1 cm de alumínio (Al) ou 2 mm de chumbo (Pb). Danos os organismos : maiores do que as emissões alfa, podem penetrar até 2 cm do corpo humano e causar danos sérios.

2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel) : "Quando um núcleo emite uma partícula beta (β) , seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se altera."

Z X A = -1β 0 + Z + 1 Y A

Ex: 83 Bi210 = -1β 0 + 84 Po 210

3- Emissões gama(0γ0) : são ondas

eletromagnéticas, da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem carga elétrica nem massa.

Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s.

Poder de penetração: alto, são mais penetrantes que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb).

Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o corpo humano, causando danos irreparáveis.

Partículas usadas nas reações nucleares: Alfa =2α4 Beta =-1 β0 Gama =0γ0 Próton =1p1 Deutério =1d2

Nêutron =0 n 1 Pósitron =+1 ε0

Meia vida (P): É o período de tempo necessário para que a metade dos átomos presentes num elemento se desintegre. O tempo de meia vida é uma característica de cada isótopo radioativo e não depende da quantidade inicial do isótopo nem de fatores como pressão e temperatura. O número de mols de átomos não desintegrados pode ser calculado pela seguinte relação:

n= n0/2x

n0 = nº inicial de molsn = nº final de molsx= nº de períodos de meia vida. O tempo de decaimento ou transmutação radioativa pode ser calculado:t = x . P

FISSÃO E FUSÃO NUCLEAR

FISSÃO NUCLEAR: Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia. Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, observou que os núcleos bombardeados capturavam os nêutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experiência, constataram a existência do bário entre os produtos obtidos. Equacionando: 92U235 + 0n1 = 56Ba142 + 36Kr91 + 3 0 n1 + 4,6 . 109kcal

Os nêutrons liberados na reação, irão provocar fissão de novos núcleos, liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:

Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e pela desintegração da bomba atômica.

FUSÃO NUCLEAR: Fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.) proveniente da reação de fusão nuclear: 4 1H1 = 2He4 + outras partículas + energia(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC, 104 atm)

Exercício Resolvido:

1) Em 1987, devido a falhas nos procedimentos de segurança, ocorreu um grave acidente em Goiânia. Uma cápsula de Césio-137, que é radioativo e tem meia-vida de 30 anos, foi subtraída e violada, contaminando pessoas e o ambiente. Certa amostra de solo contaminado, colhida e analisada na época do acidente, foi recentemente reanalisada. A razão R, entre a quantidade de Césio-137, presente hoje (2006) nessa amostra, e a que existia originalmente, em 1987, é: Obs.: A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo após o qual o número de átomos radioativos existentes em certa amostra fica reduzido à metade de seu valor inicial. a) R = 1 b) 1 > R> 0,5 c) R = 0,5 d) 0,5 > R > 0 e) R = 0

Resolução: Como a meia vida do césio-137 é de 30 anos, a cada tempo de 30 anos se reduz a metade dos átomos radioativos. Então se em 1987 existiam 100% de átomos radioativos, isto significa que em 2017 existirá a metade destes átomos com atividade radioativa (50%) logo a razão R hoje (menos de 30 anos) estará compreendida entre 50% e 100%. Portanto 1< R < 0,5.Resposta – b

Exercícios de Sala:

01) Em 1999, foi estudada a ossada do habitante considerado mais antigo do Brasil, uma mulher que a equipe responsável pela pesquisa convencionou chamar Luzia. A idade da ossada foi determinada como sendo igual a 11.500 anos. Suponha que, nesta determinação, foi empregado o método de dosagem do isótopo radioativo carbono-14, cujo tempo de meia-vida é de 5.730 anos. Pode-se afirmar que a quantidade de carbono-14 encontrada atualmente na ossada, comparada com a contida no corpo de Luzia por ocasião de sua morte, é aproximadamente igual a :A) 100% do valor original. B) 50% do valor original. C) 25% do valor original. D) 10% do valor original. E) 5% do valor original.

As questões de número 02 e 03 devem ser respondidas, com base no seguinte texto: No dia 26 de abril de 1986, ocorreu o acidente com o reator nuclear de Chernobyl. A parte superior dereator foi destruída, liberando para a atmosfera grande quantidade de ar contaminado com poeira radioativa. Dentre os vários elementos radioativos lançados, destacamos: o iodo-131 (possui meia vida de oito dias), quando ingerido ou inalado pelo ser humano, deposita-se na tireóide; o césio-137 (possui meia vida de trinta anos), quando absorvido pelo organismo, substitui o potássio, indo para os músculos. (A Radioatividade e o Lixo Nuclear, M. Elisa Marcondes Helene)

2) Em alguns países europeus, foram distribuídos para a população comprimidos de iodonão-radioativo porque:a) satura a tireóide, evitando a absorção do iodo-131.b) inibe a ação do iodo-131c) reage produzindo compostos não-radiativos.d) o aumento da concentração de iodo-131, no organismo, provoca o bócio ou papeira.e) o aumento de sua concentração no sangue inibe o funcionamento da tireóide.

3) O tempo necessário para que a quantidade de iodo-131, que contaminou uma pessoa, sereduza a 12,5% da quantidade inicial é:a) 8 dias.b) 30 anos.c) 16 dias.d) 90 anos.e) 24 dias .

4) O carbono 14 existe em todos os seres vivos, na proporção de 10ppb (partes por bilhão). Quando morrem, eles deixam de incorporar átomos de carbono dos alimentos, e a quantidade de radioisótopos começa a diminuir. O gráfico seguinte ilustra como acontece o decaimento do carbono 14 em função do tempo.Calcula-se que o linho que envolvia os pergaminhos do Livro de Isaías, descoberto em uma caverna de Israel, tenha aproximadamente 2000 anos. O teor de carbono 14 que foi encontrado nesse material deve ter sido aproximadamente igual a:a) 10 ppbb) 8 ppbc) 6 ppb teor de carbono 14 (ppb)d) 5 ppbe) 4 ppb

AULA 04 e 05

MASSA ATÔMICA, MASSA MOLECULAR E MASSA

MOLAR

Unidade De Massa Atômico (u)A medida da massa de um átomo é feita comparando-se a sua massa com a massa de um átomo padrão convenientemente escolhido. • O átomo padrão escolhido foi o C12, ao qual a

sua massa atômica vale 12 unidades de massa atômica (u)

• (u) unidade de massa atômica eqüivale a antiga u.m.a

a massa desse átomo é igual a 12 u C12

Definição:Unidade de massa atômica (u): é a massa de 1/12 do átomo de carbono com número de massa igual a 12 (C12).

Eqüivale a dividir o átomo de carbono-12 em 12 pedaços, onde cada pedaço é 1u.

Massa Atômica De Um Átomo:A massa atômica de um átomo é a sua massa expressa em u, ou seja, é a massa comparada com 1/12 da massa do carbono-12.Os valores das massas atômicas são obtidos na tabela periódica e normalmente quando necessários são fornecidos.

Massa Molecular De Uma Substância:A massa molecular é a massa de uma molécula expressa em u, e corresponde à soma das massas atômicas dos átomos constituintes.Exemplo: H2O

H = 1u O = 16u

Logo a massa molecular da água é 2 x 1+ 1 x 16 = 18u

Massa Molar de uma substância:É a massa, em gramas, de 6.1023 moléculas da substância, e corresponde à soma das massas molares dos elementos que formam a substância.

-Massa Molecular H2O=18u e corresponde a massa de uma molécula-Massa molar da água corresponde a massa de um mol de água, ou seja:6.1023 moléculas de H2O à 18g/mol

CÁLCULOS QUÍMICOS

É importante saber relacionar o número de mols, também chamado de quantidade de matéria, com a massa, o número de moléculas e com o volume de um gás nas CNTP.

Relações entre mol - massa - moléculas- volume

1 mol

massa molar (g/mol)

6,02x1023 ou 6 x 1023

(número de avogadro)

22,4 L (gás nas CNTP)Exercícios Resolvidos:

Leia o texto abaixo para resolver as questões 1 e 2.Um dos combustíveis mais utilizados no mundo atual é a gasolina, que é uma mistura de hidrocarbonetos e apresenta densidade aproximada de 0,8g/cm3. Seu preço varia de país para país, de acordo com vários fatores, tais como: quantidade do petróleo extraído de fontes nacionais, quantidade do petróleo importado, custo do transporte do petróleo e seus derivados, valor da moeda nacional, etc. Nos Estados Unidos, a gasolina é comercializada usando-se comounidade de medida de volume o galão (correspondente a aproximadamente 3,8L), cujo preço médio é de US$2,00.

1) Num teste para medição de consumo de combustível, um automóvel vazio, contendo 57L de gasolina no tanque, teve a sua massa medida antes e depois de percorrer uma distância de 150 quilômetros, sendo encontrados os seguintes valores:• massa inicial = 1025,6 quilogramas• massa final = 1013,6 quilogramas

A massa da gasolina contida em um galão e o preço em reais de 1L dessa gasolina, comprada nos Estados Unidos (1US$ = R$2,10), são respectivamente:A) 3800g e R$2,10. B) 3800g e R$1,10. C) 3040g e R$2,10.D) 3040g e R$1,10.E) 4750g e R$4,20.

Resolução:Como a densidade da gasolina é 0,8g/cm3 e 1L corresponde a 1000cm3, conclui-se que amassa de 1L de gasolina corresponde a 800g.Para determinar a massa de gasolina em 1 galão, basta fazer a relação:1L gasolina ————— 800g3,8L gasolina ————— xx = = 3040gO cálculo do valor em reais de 1L de gasolina comprada nos Estados Unidos pode ser feitoassim:3,8L (1 galão) ———— US$2,00 ———— R$4,201L —————————————————— xx = R$1,10

Resposta – d

2) Considerando que a variação de massa seja devida unicamente à gasolina consumida, podemos afirmar que o volume de gasolina consumido e o consumo médio em quilômetros por litro no teste são, respectivamente:A) 12L e 12km/L. B) 12L e 8,0km/L. C) 15L e 10km/L.D) 15L e 8,0km/L.E) 9,6L e 10km/L.

Resolução:

Variação de massa correspondente à gasolina consumida:massa inicial – massa final = massa de gasolina consumida1025,6kg – 1013,6kg = 12kgO volume correspondente a essa massa de gasolina é determinado da seguinte maneira:800g de gasolina ————— 1L12000g de gasolina ————— xx = = 15LO volume de 15L de gasolina foi consumido num percurso de 150 quilômetros; então:15L —————— 150 quilômetros1L —————— xx = = 10km/L

Resposta – c

Exercícios de Sala:

1) O aspartame, um adoçante artificial, pode ser utilizado para substituir o açúcar de cana. Bastam 42 miligramas de aspartame para produzir a mesma sensação de doçura que 6,8 gramas de açúcar de cana. Sendo assim, quantas vezes, aproximadamente, o número de moléculas de açúcar de cana deve ser maior do que o número de moléculas de aspartame para que se tenha o mesmo efeito sobre o paladar? Dados: massas molares aproximadas (g/mol)

açúcar de cana: 340 adoçante artificial: 300

a) 30 b) 50 c) 100 d) 140 e) 200

2) Por meio de métodos experimentais, foram medidas as distâncias médias entre os átomos de carbono em suas variedadesalotrópicas, e os resultados obtidos foram:Diamante 0,178 ⋅ 10–9mGrafite 0,226 ⋅ 10–9mFulereno 0,207 ⋅ 10–9m

Com base nessa informação e sabendo que:Massa molar do carbono = 12g/mol1 quilate = 200mgPodemos afirmar:I — A ordem decrescente das densidades dessas variedades alotrópicas é: diamante > fulereno > grafite.II — Um cristal de diamante e um cristal de grafite de mesmo volume têm igual número de átomos de carbono.III — Um diamante de 6 quilates contém 0,1mol de átomos de carbono.Estão corretas as afirmações:A) I, II e III.B) I e II, somente.C) I e III, somente.D) II e III, somente.E) II, somente.

3) Quantidades enormes de herbicidas são produzidos pela indústria química. Entre os componentes dos herbicidas temos as dioxinas, compostos altamente tóxicos, cuja contaminação produz sérios danos à saúde.Recentemente, na Bélgica, descobriu-se que frangos estavam contaminados com uma dioxina e apresentavam, por kg, 2,0x10–13mol desse composto.Sabendo que um adulto pode ingerir, por dia, sem perigo, no máximo 3,22x10–11g dessa dioxina, qual a massa, em kg, de frango que ele pode consumir diariamente?Dados: fórmula da dioxina

massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16; C l= 35,5A) 1,0.B) 0,5.C) 1,5.D) 2,0.E) 0,25.

4) Os combustíveis derivados do petróleo, tais como a gasolina, o querosene, o óleo diesel, contêm impureza de enxofre. Quando esses combustíveis são queimados, o mesmo acontece com o enxofre, originando o dióxido e o trióxido de enxofre. Esses dois gases reagem com a água da atmosfera, formando os ácidos sulfuroso e sulfúrico, presentes nas chuvas ácidas em ambientes poluídos.Uma das maneiras de medir essa poluição é medir a concentração de enxofre em liquens.O mapa a seguir mostra regiões (A a F) onde foram medidas as concentrações de enxofre em liquens. Os valores encontrados estão na tabela ao lado do mapa.

I — A reação de produção de ácido sulfúrico a partir do enxofre pode ser representada pelasequações:

II — No pólo industrial, a concentração de enxofre expressa em porcentagem é igual a 3,3.10-4%III — A razão entre as concentrações máxima e mínima de enxofre é igual a 330.Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões):a) todas. b) nenhuma. c) somente I e III.d) somente II e III.e) somente I e III.

5) A adição de pequenas quantidades de selênio durante a fabricação de vidro permite a obtenção de vidro colorido, em diversas tonalidades de vermelho. Um vaso de vidro colorido de 790g foi manufaturada a partir de vidro contendo 2% de selênio (79g/mol).A quantidade de matéria (número de mol) de selênio contida na taça, em mol, é:

a) 0,20 b) 0,02 c) 2,00 d) 10,00 e) 15,80

6) Considere que a cotação do ouro seja R$11,40 por grama. Que quantidade de átomos de ouro em mols, pode ser adquirida com R$9.000,00? Dado: Massa molar do Au = 197g/mol.

a) 2,0b) 2,5c) 3,0d) 3,4e) 4,0

7) As canetas esferográficas utilizam, na ponta da escrita, uma esfera de tungstênio de volume igual a 4x10-3 cm3. A massa específica do tungstênio é 20g/cm3

e sua massa atômica é 184u. O número de átomos de tungstênio numa dessas esferas é, aproximadamente, de:

a) 6,0.1023 b) 2,6.1020

c) 1,1.1026

d) 184.1021

e) 4.1020

AULAS 06 e 07

PETRÓLEO

O Petróleo é uma substância viscosa, mais leve que a água, composta por grandes quantidades de Carbono e Hidrogênio (hidrocarboneto) e quantidades bem menores de Oxigênio, Nitrogênio e Enxofre.

A natureza complexa do Petróleo é resultado de mais de 1200 combinações diferentes de hidrocarbonetos.

Ele pode ocorrer nos estados:

• Sólido - Asfalto

• Líquido - Óleo crú

• Gasoso - Gás natural

O Petróleo é formado pelo processo decomposição de matéria orgânica, restos vegetais, algas, alguns tipos de plâncton e restos de animais marinhos - ocorrido durante centenas de milhões de anos da história geológica da Terra.

CONDIÇÕES PARA FORMAÇÃO DO PETRÓLEO:

• Inicialmente deve haver a matéria orgânica adequada à geração do Petróleo

• Este material orgânico deve ser preservado da ação de bactérias aeróbias

• O material orgânico depositado não deve ser movimentado por longos períodos

• A matéria orgânica em decomposição por bactérias anaeróbias deve sofrer a ação de temperatura e pressão por períodos longos

O início do processo de formação do Petróleo está relacionado com o início da decomposição dos primeiros vegetais que surgiram na Terra.

A maioria dos compostos identificados no petróleo são de origem orgânica, mas até que que a matéria chegue ao estado de petróleo são necessárias condições especiais. O ambiente marinho reúne tais condições.

No ambiente marinho é a plataforma continental a região que mais produz matéria orgânica. Os mares rasos também podem receber um grande aporte de matéria orgânica.

Embora semelhante ao carvão quanto à composição (hidrocarboneto) o petróleo possui certas características especiais: por ser fluido pode migrar para a além de sua fonte geradora e acumular-se em estruturas sedimentares. O Petróleo ocorre normalmente em rochas sedimentares depositadas sob condições marinhas.

DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO

O que é destilação fracionada?

Para separarmos uma mistura de produtos, utilizamos de uma propriedade físico-química: o ponto de ebulição, ou seja, a certa temperatura o produto irá evaporar. A destilação fracionada é um processo de aquecimento, separação e esfriamento dos produtos.

O Processo de refino:

1- Retirada do sal e da água, que se misturaram ao petróleo. 2 - Aquecimento do óleo em fogo direto a 320ºC e então, começa a se separar. 3 - Na coluna atmosférica, o petróleo é aquecido junto com vapor de água, para facilitar a destilação.4 - Saída dos produtos, já separados..5 - Produtos consumíveis.

FRAÇÃOINTERVALO DE TEMPERATURA

PRINCIPAIS COMPONENTES

GLP -165º a 30ºCCH4 C2H6 C3H8

C4H10

Éter do petróleo

30º a 90ºCC5H12 C6 H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22

Gasolina 30º a 200ºCC10H22 C11H24

C12H26 C13H28

C14H30 C15H32

Querosene 175º a 275ºCMoléculas maiores

Óleos Lubrificantes

175º a 400ºCMoléculas maiores

Parafina 350ºCMoléculas maiores

Alcatrão resíduo Moléculas maiores

Por essa tabela, podemos perceber que os gases são os primeiros produtos a se separar

do óleo bruto.

Cracking ou craqueamento catalítico do petróleo

Consiste em aquecer o petróleo a alta temperatura (500°C), na presença de catalisadores, provocando ruptura da cadeia carbônica dos hidrocarbonetos, dando outros com menor cadeia carbônica, constituintes da gasolina.

Gasolina de polimerização - No cracking formam-se grandes quantidades de hidrocarbonetos gasosos, a partir dos quais, por um processo inverso, consegue-se obter os hidrocarbonetos médios (C5 a C8) constituintes da gasolina.

Índice de octanos (octanagem) de uma gasolina

Uma gasolina de octanagem n é aquela que se comporta como se fosse uma mistura contendo n% de isooctano e (100 - n)% de n.heptano. Por convenção, o isooctano puro tem octanagem 100 e o n.heptano puro tem octanagem zero.

FONTES DE COMPOSTOS ORGÂNICOS

Gás NaturalSua formaçào é a mesma que a do petróleo e pode ser encontrado junto com ele.Geralmente, é encontrado em jazidas subterrâneas, de onde pode ser retirado.Consiste em uma mistura gasosa formada por metano (de 70 a 95%), etano (1 a 5%), H2S, CO2, N2 e, eventualmente, outros gases.É ujtilizado principalmente como combustível, visando à produção de energia. Além do seu alto poder calorífico, o gás natural é menos poluente que os derivados do petróleo (geralmente contém menos enxofre). Pode também ser utilizado na fabricação de outros produtos, como os da indústria petroquímica.Após a construção do gasoduto com a bolívia, o gás natural está sendo cada vez mais utilizado no

Brasil, inclusive como combustível em automóveis (GNV: gás natural veicular).

BiogásÉ formado da decomposição anairóbica de matéria orgânica em biodigestores. É feita por microorganismos e envolve muitas reações químicas, como, a fermentação da celulose:(C6H10O5)n + n H2O à 3 n CH4 + 3 n CO2

O biogás é constituído principalmente de metano, CO2 e H2S. Desses gases, só o CO2 não é combustível.

Gás do LixoÉ devido a fermentação de degetos orgânicos em lixões que vão gerar uma mistura gasosa rica em metano.

Gás dos PântanosComo produto do apodrecimento de seres vivos nas águas pantaneiras, com formação de uma mistura gasosa rica em metano.

Gás GrizuQuando o metano se mistura com o ar em minas de carvão formando uma mistura explosiva.

Xisto BetuminosoÉ conhecido por folhelhos (rochas sedimentares) impregnadas de óleo (de 4 a 12%). As rochas devem ser moídas e aquecidas para a retirada do óleo que, depois de purificado, sofre o mesmo processo de refino que o petróleo.Devido a esse processamento complexo, o xisto ainda não é utilizado em larga escala.O Brasil possui a 2a maior reserva de xisto do mundo.

Carvão mineralOs carvões têm origem na decomposição de resíduos vegetais (florestas soterradas) que, em ausência de oxigênio, originam um depósito cada vez mais rico em carbono grafítico.

As fases do carvão são:

Turfa < linhito < hulha < antracito

Destilação seca da hulha

FRAÇÃO GASOSA: gás de hulha

FRAÇÕES LÍQUIDAS: águas amoniacais e alcatrão de hulha

FRAÇÃO SÓLIDA (resíduo): coque

O alcatrão de hulha representa a fonte natural mais importante para a obtenção de compostos aromáticos. Por destilação fracionada do alcatrão

de hulha, obtêm-se várias frações, das quais são extraídos inúmeros compostos de que a indústria necessita, como benzeno, naftaleno, fenóis, anilina, etc.

Na destilação fracionada do alcatrão de hulha, obtêm-se 60% de piche.

Madeira

Já representou a maior fonte de energia, porém hoje é mais utilizada para a produção de papel, móveis, carvão vegetal e ácido pirolenhoso.

Destilação seca da madeira

FRAÇÃO GASOSA: gás de madeira (CH4, C2H6, CO, ...), usado como combustível

FRAÇÕES LÍQUIDAS: ácido pirolenhoso (vinagre de madeira) e alcatrão da madeira

FRAÇÃO SÓLIDA (resíduo): carvão de madeira

O vinagre de madeira (ácido pirolenhoso) é uma solução aquosa cujos principais componentes são: ácido acético (7 a 10%), metanol (1 a 3%), acetona (1%) e água (85 a 90%).

Exercício Resolvido

Texto e quadro para a resolução dos exercícios 1 e 2Combustíveis orgânicos liberam CO2 em sua combustão. O aumento da concentração de CO2 na atmosfera provoca um aumento do efeito estufa, que contribui para o aquecimento do planeta. A tabela abaixo informa o valor aproximado da energia liberada na queima de alguns combustíveis orgânicos:

Massa molar e calor de combustão respectiva.

1) Para produzir a mesma quantidade de energia, o impacto ambiental provocado unicamente no efeito estufa por esses combustíveis cresce na seguinte ordem:A) metanol - metano - etanol - octanoB) octano - etanol - metanol - metanoC) metano = metanol - etanol - octanoD) metano - metanol = etanol - octanoE) metano - metanol - etanol = octano

Resolução:Se partirmos de uma energia fixa de 5520kJ temos:Para o octano teríamos o gasto de 1 mol que liberariam 8 mols de CO2. No caso do etanol teríamos 5520/1380 = 4 mols o que liberariam 8 mols de CO2. O metano teríamos 5520/960 = 5,7mols de CO2 e para o metanol temos 5520/720 = 7,3 mols de CO2. Então temos metano – metanol – etanol = octano em relação ao efeito estufa admitindo somente a liberação de CO2 e água na combustão desses combustíveis.Resposta – e

2) Para massas iguais de combustível queimado, a energia produzida cresce na seguinte ordem:A) CH3OH – C2H5OH - C8H18 - CH4

B) CH3OH - CH4 - C2H5OH – C8H18

C) CH3OH - CH4 - C2H5OH = C8H18

D) CH3OH = CH4 - C2H5OH - C8H18

E) C8H18 - C2H5OH - CH4 – CH3OH

Resolução:Admitindo 114g de combustível temos:114g de octano – 1 mol – 5530kJ114g de etanol – 2,47mols – 3420kJ114g de metano – 7,125mols – 6840kJ114g de metanol – 3,56mols – 2565kJEntão:Metanol – etanol – octano – metano

Resposta – a

1) “Não é o petróleo que está acabando, mas a era do petróleo como a conhecemos. As mudanças têm mais a ver com a tecnologia e instabilidade política do que com o aumento da demanda.” (Veja, 9 jun. 2004, p. 116.)A respeito do assunto, considere as seguintes afirmativas:

I. O setor energético é estratégico para qualquer país, interferindo tanto na economia como na geopolítica.

II. No Brasil, as graves crises do petróleo ocorridas na segunda metade do século XX impulsionaram o estabelecimento de estratégias preventivas, como o aumento da produção interna e a substituição do petróleo por outras fontes de energia.

III. O petróleo, apesar de poluidor, continua sendo a fonte energética mais importante na atualidade. Isso determina sua exploração e explica, em parte, guerras e conflitos existentes no mundo.

Assinale a alternativa correta.a) Todas as afirmativas são verdadeiras.b) Somente a afirmativa I é verdadeira.c) Somente a afirmativa II é verdadeira.d) Somente a afirmativa III é verdadeira.e) Somente as afirmativas II e III são

verdadeiras.

2) “A questão do fim da disponibilidade de petróleo é uma falsa questão. O petróleo, apesar de finito, nunca se esgotaráinteiramente, já que sempre haverá algum petróleo que por razões puramente econômicas não será extraído. O conceito de ‘depleção’ da reserva de petróleo se aplicaria à disponibilidade de petróleo a um preço viável frente a seus sucedâneos como energético de largo uso.”(Fonte: Alvim, Carlos F. e Ferreira, Omar C. — A depleção do petróleo.)Desse texto, podemos concluir corretamente que:A) o petróleo é uma fonte de energia inesgotável.B) o petróleo é uma fonte de energia renovável.C) o petróleo sempre estará disponível; bastará ter dinheiro para pagá-lo.D) o petróleo sofrerá depleção se os custos de extração se tornarem muito elevados.E) as reservas de petróleo são infinitas.

3) O oriente Médio é uma região de grande instabilidade política e lá se concentra grande parte das reservas de petrolífera do mundo. Tal situação sempre causou problemas para a economia dos países consumidores de petróleo. A seguir são fornecidos dois gráficos. O gráfico –1 das reservas comprovadas e o gráfico – 2, o número em bilhões por dia de barris produzidos.

Gráfico – 1

Gráfico – 2

Fonte: www.energia.gob.mx/ wb2/Sener/Sene_1495_petroleoSobre o texto e os gráficos marque a alternativa verdadeira.a) Da América do Sul o Brasil é o maior produtor

de petróleo.b) A Arábia Saudita sozinha tem mais reserva

que a América do Sul, Central e do Norte.c) As guerras recentes ocorridas no Iraque

envolvendo também os Estados Unidos estão diretamente ligada ao terrorismo internacional e o petróleo não tem participação alguma nesses conflitos.

d) Os Estados Unidos são os maiores consumidores de petróleo do mundo e também são os maiores produtores da América do Norte.

e) O Oriente médio sem a Arábia Saudita ainda tem mais reservas que todo o resto do planeta.

4) Gasolina e diesel são misturas de hidrocarbonetos. Uma combustão típica que ocorre nos motores é:Combustível + ar è hidrocarbonetos + óxido de nitrogênio (NOx) + monóxido de carbono + dióxido de carbono + águaAssinale a alternativa incorreta em relação a essa combustão.a) A emissão de hidrocarbonetos ocorre porque uma parte do combustível injetado nos cilindros não é queimado.b) Sobre alta pressão e temperatura no interior dos cilindros do motor, os gases nitrogênio eoxigênio, presentes no ar, reagem para formar vários óxidos de nitrogênio (NOx).c) Monóxido de carbono é um gás incolor, sem cheiro e venenoso.d) Dióxido de carbono não atinge diretamente a saúde dos humanos, mas é um "gás estufa" e oaumento de sua concentração na atmosfera contribui para o potencial aquecimento global.e) Monóxido de carbono é um gás incolor, sem cheiro e não atinge diretamente a saúde dos humanos, mas é um "gás estufa" e o aumento de sua concentração na atmosfera contribui para o potencial aquecimento global.

AULAS 08 e 09

CURIOSIDADES

O gás cianídrico (HCN) é venenoso e foi bastante utilizado na segunda guerra mundial, como gás das câmaras da morte e nos dias atuais ele está sendo temido por poder ser utilizado como arma química, além de possuir odor de amêndoas.Nas baterias dos automóveis, as placas de chumbo estão imersas em solução diluída de ácido sulfúrico (H2SO4). O ácido sulfúrico funciona como eletrólito condutor.

O ácido nítrico (HNO3) é usado na fabribação de salitre, que é um dos componentes da pólvora negra.

O HF é venenoso e tem a particularidade de corroer o vidro; por isso, não pode ser acondicionado em recipientes feitos desse material.

O ácido carbônico (H2CO3) está presente nas bebidas gaseificadas (águas, refrigerantes, chope).

O ácido acético (ácido etanóico CH3 – COOH) é o ácido do vinagre, produto de uso culinário.

Qual a acidez de sua bebida preferida?

O pH é a medida da acidez de uma solução aquosa. As soluções ácidas têm pH abaixo de 7 e as básicas acima de 7. Localize no quadro abaixo sua bebida predileta e veja qual o seu pH.

Bebida pH Coca-Cola 3,5 Pepsi-Cola 3,6 Guaraná Antarctica 4,0 Guaraná Taí 4,0 Guaraná Brahma 4,1 Fanta Limão 4,1 Chá mate fraco 6,4 Chá de erva-doce fraco 7,3

Quando surgiu o sabão? O sabão é uma substância básica. Foi inventado pelos feníncios no ano 600 a.C. Fervendo água com banha de cabra e cinzas de madeira eles conseguiam obter um sabão pastoso. O sabão sólido surgiu no século VII, quando os árabes descobriram o processo de saponificação - mistura de óleos naturais, gordura animal e soda caústica que, depois de fervida, endurecia. Com o acréscimo do óleo de oliva, os espanhóis deram ao sabão um aroma suave. Nos séculos XV e XVI, várias cidades européias passaram a fabricar o produto. Foi da cidade italiana de Savona que os

franceses tiraram a palavra savon - sabão - e o diminutivo savonnette - sabonete.

Os Açorianos em Santa Catarina produziam sabão.

Quando vieram para ilha de Santa Catarina os açorianos produziam um tipo de sabão, obtido de cinzas de madeira rica em potassa caustica (KOH) e gordura animal (principalmente do gado). Diluíam as cinzas em água quente, filtravam com um pedaço de tecido e acrescentavam lentamente a gordura derretida sempre misturando muito bem. O sabão obtido tinha uma aparência não muito agradável, mas funcionava perfeitamente através de sua ação detergente.

CLORO

Você ou alguém de sua casa já deve ter utilizado, alguma vez, para fazer limpezas difíceis, um produto comercial, chamado "cloro", caso não, com certeza já deve ter ouvido falar à seu respeito.

Você sabe do que se trata este produto? Será que ele é o cloro, Cl que se localiza na família dos halogênios, possui massa molar igual à 35,5g e número atômico 17, que está localizado na tabela periódica?

Bem, muitos acreditam que realmente o "cloro" comercial é o mesmo cloro da Química, aquele de compostos químicos, tais como o cloreto de sódio(NaCl), ou o DDT, no entanto, este composto com a denominação de cloro nada mais é do que uma solução de um sal, o hipoclorito de sódio (ClO-Na+) e não Cl2.

O cloro livre se apresenta como um gás que possui a coloração amarelo-esverdeado, sendo ele venenoso e utilizado como uma arma química (uma das suas aplicações). Seu nome origina do grego, que significa "verde". Ele é, geralmente, encontrado na natureza, em combinações como cloretos, tais como minerais, como a halita(NaCl) e a silvita(KCl), que são encontrados em depósitos subterrâneos, nas minas de sal. (Na Rússia existe grende obtenção de NaCl a partir de minas de sal.)Ele também é obtido a partir de oceanos, que é a principal forma de obtenção do NaCl no Brasil, sendo que o NaCl é o principal componente do sal de cozinha, que apresenta também KCl e outros sais, mas em menores proporções, além do iodo, que é uma exigência do ministério da saúde para diminuir a incidência de tireóide ou bócio na população.

O cloro industrial (Cl2) é produzido principalmente, pela eletrólise do NaCl fundido ou em solução, sendo assim, o Cl2, ou seja o gás cloro é muito difícil de se encontrar na natureza em concentrações favoráveis.Foi possível perceber que o cloro que é vendido no comércio, não é realmente cloro e sim uma solução de um sal.

Monóxido de Carbono

O monóxido de carbono se constitui num sério poluente principalmente nas áreas urbanas, onde ocorre intensa queima de combustíveis fósseis. Este composto, de fórmula CO, é em maior parte formado através da combustão incompleta de gasolina, álcool e diesel. Isso ocorre principalmente devido a problemas de regulagem dos motores. Assim, pequenas partes destes combustíveis queimam até CO e são liberados para a atmosfera antes de atingir o estágio de CO2.

Efeito do CO no SangueUma vez inalado e absorvido para a corrente sangüínea, CO combina-se de maneira irreversível com a hemoglobina das hemácias circulantes. Assim, este importante pigmento perde sua capacidade de transportar O2 e CO2

quando ligado ao monóxido. Portanto, quanto maior a quantidade de CO inalado, menor a capacidade de oxigenação dos tecidos, o que pode até levar a morte por asfixia se houver absorção em excesso. Além disso, o CO também age no interior das mitocôndrias, bloqueando a Citocromoxidase, enzima fundamental no processo de produção de ATP.

Destruição da Camada de OzônioA camada de Ozônio é uma fina faixa gasosa, de 15 a 45km de altitude (estratosfera) onde está presente, de forma muito rarefeita, o gás Ozônio (O3). As moléculas deste gás têm a capacidade de absorver a maior parte das radiações ultravioleta oriundas do espaço. Estas radiações, quando em excesso, provocam sérias alterações genéticas nos seres vivos.A camada de Ozônio, portanto, se constitui num escudo protetor dos delicados ecossistemas na superfície.Esta camada está sendo destruída através da ação de uma série de poluentes liberados pela atividade humana. Entre eles:

• Óxidos de Nitrogênio produzidos por indústrias e aviões a jato;

• Compostos à base de Clorofluorcarbonos (CFCs) empregados na indústria, como por exemplo, o gás freon, utilizado nos sistemas de ar condicionado, e aerossóis. Estes gases, sendo muito leves, se deslocam para as altas camadas atmosféricas, onde prejudicam a formação de Ozônio. Ao chegar às altas camadas atmosféricas, o CFC é atingido pela radiação ultravioleta e se decompõe, liberando Cloro molecular na atmosfera. O Cloro liberado, altamente reativo, reage com o O3, formando Monóxido de Cloro e Oxigênio Molecular :• Cl + O3 → ClO + O2 Paralelamente, a radiação ultravioleta também decompõe o Ozônio ...• Ultravioleta + O3 → O2 + O ... que se forma novamente :

• O2 + O → O3 Porém na presença de Cloro, o Óxido Molecular (O), ao invés de reagir com o O2 para formar novamente o Ozônio, reage com o Óxido de Cloro:• O + ClO → O2 + Cl Note que o Cl foi liberado novamente e destruirá outra molécula de Ozônio e outra, assim por diante. No Pólo Sul, a falha da camada atinge cerca de 20.000.000 km2 (o dobro da área do Brasil). Com isso, este processo pode apresentar alguns efeitos prejudiciais, como :

• Aumento das taxas de mutações na maioria dos seres vivos da superfície;

• Cegueira de muitos insetos polinizadores; • Destruição em larga escala do fitoplâncton

marinho, o que pode provocar danos imprevisíveis às cadeias alimentares do mar;

• Alterações imprevisíveis no clima do planeta, uma vez que a morte de algas, se persistir na escala que está se processando nos dias de hoje, diminuirá a produção de Dimetil-Sulfeto, substância produzida pelas algas e que auxilia na formação das nuvens;

• Aumento nos casos de câncer de pele em humanos.

Exercício Resolvido:

1) O gás SO2 é um dos principais poluentes atmosféricos, sendo que sua presença na atmosfera resulta em danos à saúde dos seres vivos. Esse gás é solúvel em água, podendo ser incorporado às gotículas de água que formam as nuvens, formando a substância H2SO3. Essa substância pode ainda reagir com H2O2 na atmosfera, para formar ácido sulfúrico. Esse é um dos caminhos para a formação da chuva ácida, sendo quantificação do ácido pode ser realizada pela reação com KOH, que gera K2SO4 e água. As funções químicas relacionadas às substâncias de fórmula SO2, H2SO3, H2O2, KOH e K2SO4 sâo, respectivamente:

a) base, ácido, peróxido, óxido e sal.b) Sal, peróxido, base, ácido e óxido.c) Peróxido, ácido, ácido, base e sal.d) Óxido, ácido, peróxido, base e sal.e) Óxido, sal, base, ácido e sal.

Resolução:

SO2 é o dióxido de enxofre, ou seja, é um óxido.H2SO3 é o ácido sulfuroso, ou seja, é um ácido.H2O2 é o peróxido de hidrogênio, ou seja, é um peróxido.KOH é o hidróxido de potássio, ou seja, é uma base.K2SO4 é o sulfato de potássio, ou seja, é um sal.Logo a alternativa correta é a letra d.

Exercícios de Sala:

1) Foi realizado em laboratório um experimento no qual foi determinada a quantidade (em mol) de um ácido A necessária para reagir estequiometricamente com uma quantidade (em mol) conhecida de uma base B. Os resultadosexperimentais estão representados no gráfico abaixo.

O ácido A e a base B poderiam ser, respectivamente:a) H2SO4 e NaOHb) H2SO4 e Ca(OH)2

c) H3PO4 e Ca(OH)2

d)H3PO4 e NaOHe) H2SO4 e Al(OH)3

2) O catalisador usado como antipoluente no escapamento dos automóveis transforma gases venenosos, tais como CO, NO e NO2, em gases não-venenosos, tais como CO2, N2 e N2O. Entre as reações que aí ocorrem, temos:

Um fato que tem preocupado a EPA (Environment Protection Agency) nos Estados Unidos é que os gases resultantes das reações, particularmente o CO2 e N2O, se têm a vantagem de serem não-venenosos, têm a desvantagem de agravarem o impacto ambiental causado:a) pelas chuvas ácidas.b) pela destruição da camada de ozônio.c) pela inversão térmica.d) pelo efeito estufa.

e) pelo smog fotoquímico.

3) O processo de dissolução do oxigênio do ar na água é fundamental para a existência de seres vivos que habitam os oceanos, rios e lagoas. Ele pode ser representado pela equação:

(aq) = quantidade muito grande de águaAlgumas espécies de peixes necessitam, para a sua sobrevivência, de taxas de oxigênio dissolvido relativamente altas. Peixes com essas exigências teriam maiores chances de sobrevivência:I — num lago de águas a 10°C do que num lago a 25°C, ambos à mesma altitude.II — num lago no alto da cordilheira dos Andes do que num lago na base da cordilheira, desdeque a temperatura da água fosse a mesma.III — em lagos cujas águas tivessem qualquer temperatura, desde que a altitude fosse elevada.Dessas afirmações, está(ão) correta(s):a) somente I.b) somente II.c) somente III.d) somente I e II.e) somente I e III.

4) Diretores de uma grande indústria siderúrgica, para evitar o desmatamento e adequar a empresa às normas de proteção ambiental, resolveram mudar o combustível dos fornos da indústria. O carvão vegetal foi então substituído pelo carvão mineral. Entretanto, foram observadas alterações ecológicas graves em um riacho das imediações, tais como a morte dos peixes e dos vegetais ribeirinhos. Tal fato pode ser justificado em decorrência:a) da diminuição de resíduos orgânicos na água do riacho, reduzindo a demanda de oxigênio na água.b) do aquecimento da água do riacho devido ao monóxido de carbono liberado na queima do carvão.c) da formação de ácido clorídrico no riacho a partir de produtos da combustão na água, diminuindo o pH.d) do acúmulo de elementos no riacho, tais como, ferro, derivados do novo combustível utilizado.e) da formação de ácido sulfúrico no riacho a partir dos óxidos de enxofre liberados na combustão.

5) Um estudo caracterizou 5 ambientes aquáticos, nomeados de A a E, em uma região, medindo parâmetros físicoquímicosde cada um deles, incluindo o pH nos ambientes. O Gráfico I representa os valores de pH dos 5 ambientes.Utilizando o gráfico II, que representa a distribuição estatística de espécies em

diferentes faixas de pH, pode-se esperar um maior número de espécies no ambiente:

a) A.b) B.c) C.d) D. e) E.

6) Os plásticos, por sua versatilidade e menor custo relativo, têm seu uso cada vez mais crescente. Da produção anual brasileira de cerca de 2,5 milhões de toneladas, 40% destinam-se à indústria de embalagens. Entretanto, este crescente aumento de produção e consumo resulta em lixo que só se reintegra ao ciclo natural ao longo de décadasou mesmo de séculos.Para minimizar esse problema uma ação possível e adequada é:a) proibir a produção de plásticos e substituí-los por materiais renováveis como os metais.b) incinerar o lixo de modo que o gás carbônico e outros produtos resultantes da combustão voltem aos ciclos naturais.c) queimar o lixo para que os aditivos contidos na composição dos plásticos, tóxicos e não degradáveis sejam diluídos no ar.d) estimular a produção de plásticos recicláveis para reduzir a demanda de matéria prima não renovável e o acúmulo de lixo.e) reciclar o material para aumentar a qualidade do produto e facilitar a sua comercialização em larga escala.