CUIDADOS A

SEREM TOMADOS

NA APLICAÇÃO DA

LINGUAGEM

QUÍMICA

I. A linguagem química deve ser precisa! Comparaçõe s sem sentido dificultam o aprendizado.

• Potencial-padrão de redução (E°) e Eletronegativida de

O potencial-padrão de redução é uma propriedade de um sistema macroscópico, por exemplo, um metal e seu respectivo íon em solução.

Para um par redox metálico, tem-se:Mn+ (aq) + n e− ⇄ M (s) E°

Os valores de potencial-padrão de redução refletem somente a propriedade redox das espécies envolvidas . Assim, quanto mais positivo o valor de E°, mais for te é o agente oxidante (espécie que se reduz, que recebe elétrons), no caso Mn+ (aq). Quanto mais negativo for o valor de E°, mais forte será o agente redutor (espéc ie que se oxida, que doa elétrons), no caso M (s).

Alguns casos frequentes de espécies que atuam como oxidantes!

• Cátions metálicos:Exemplo: Cu2+ + 2 e− → Cu0

• Elementos não metálicos:Exemplo: Cℓ2 + 2 e− → 2 Cℓ−

Alguns casos frequentes de espécies que atuam como redutores!

• Elementos metálicos:Exemplo: Zn0 → Zn2+ + 2 e−

• Ânions não metálicos:Exemplo: 2 I− → I2 + 2 e−

• Cátions metálicos:Exemplo: Fe2+ → Fe3+ + 1 e−

Denomina-se eletronegatividade a tendência que o átomo de um determinado elemento

apresenta para atrair elétrons, num contexto em que se acha ligado a outro(s) átomo(s). Embora

essa atração se dê sobre todo o ambiente eletrônico que circunda o núcleo do átomo, é de

particular interesse a atração que ele exerce sobre os elétrons envolvidos na ligação

química.

Observe a seguir os valores de eletronegatividade e potencial-padrão de redução para alguns elementos:

Elemento Eletronegatividade Potencial-padrã ode redução

Cu 1,8 +0,34 VZn 1,6 −0,76 VLi 1,0 −3,05 VNa 1,0 −2,71 VAg 1,6 +0,80 V

II. A linguagem química deve ser precisa! Cuidado com generalizações.

• Ppm e mg/L significam a mesma coisa?

Preparou-se uma solução contendo 2,4 ⋅ 10−2 g de um determinado soluto em 1.000 mL de água (d = 1,0 g ⋅ mL−1).

Devido ao fato de a quantidade do soluto ser muito pequena em relação à quantidade do solvente, vamos considerar para efeitos de cálculo que a massa da solução é de 1.000 g e que o volume da mesma é de 1.000 mL.

Cálculo da concentração da solução expressa em mg/L:C = m1 / V ⇒ C = 2,4 ⋅ 10−2 g / 1,0 L ⇒

⇒ C = 2,4 ⋅⋅⋅⋅ 10−−−−2 g ⋅⋅⋅⋅ L−−−−1 = 24 mg ⋅⋅⋅⋅ L−−−−1

Cálculo da concentração da solução expressa em ττττm:

ττττm = m1 / m ⇒ ττττm = 2,4 ⋅ 10−2 g / 1 ⋅ 103 g ⇒⇒ ττττm = = 2,4 ⋅⋅⋅⋅ 10−−−−5

• Cálculo da concentração da solução expressa em ppm:

ppm = 2,4 ⋅ 10−5 ⋅ 106 = 24 ppm.

Generalização (????):

Para soluções bastante diluídas, a concentração expressa em mg ⋅⋅⋅⋅ L−−−−1

é igual à concentração expressa em ppm.

Será que ppm e mg ⋅⋅⋅⋅ L−−−−1 são sempre iguais?

Vejamos o caso de uma solução alcoólica contendo o mesmo soluto:Preparou-se uma solução contendo 2,4 ⋅ 10−2 g de um determinado soluto em 1.000 mL de álcool etílico (d = 0,91 g ⋅ mL−1). Devido ao fato de a quantidade do soluto ser muito pequena em relação à quantidade do solvente, consideraremos para efeitos de cálculo que o volume da mesma é de 1.000 mL. Porém, nesse caso a massa de 1.000 mL de álcool é de 910 g e nesse caso a massa total da solução será de aproximadamente 910 g, que é a massa do solvente.

Cálculo da concentração da solução expressa em mg/L :

C = m1 / V ⇒ C = 2,4 ⋅ 10−2 g / 1,0 L ⇒⇒ C = 2,4 ⋅⋅⋅⋅ 10−−−−2 g ⋅⋅⋅⋅ L−−−−1 = 24 mg ⋅⋅⋅⋅ L−−−−1

Cálculo da concentração da solução expressa em ττττm:

ττττm = m1 / m ⇒ ττττm = 2,4 ⋅ 10−2 g / 9,1 ⋅ 103 g ⇒⇒ ττττm = = 2,64 ⋅⋅⋅⋅ 10−−−−5

Cálculo da concentração da solução expressa em ppm:

ppm = 2,64 ⋅⋅⋅⋅ 10−−−−5 ⋅⋅⋅⋅ 106 = 26,4 ppm.

Retificando a generalização:

Para soluções aquosas bastante diluídas , a concentração expressa em mg ⋅⋅⋅⋅ L−−−−1 é igual à concentração

expressa em ppm.

•••• Molalidade e concentração em quantidade de matéria significam a mesma coisa?

MOLALIDADE (W)

A molalidade de uma solução (representada por W) énumericamente igual à quantidade de matéria de soluto (nsoluto expressa em mol) por quilograma de solvente (msolvente expressa em kg). Assim:

nsoluto (mol)W =

msolvente (kg)

Exemplificando:

Uma solução foi preparada misturando-se 2,0 mol (80 g) de NaOH e 1,0 kg (1.000 g ou 1,0 L) de água.

m2 = 1,0 kg (1,0 L) de H2O m1 = 80 g de NaOH Vfinal > 1,0 L W = 2,0 molal ♏ < 2,0 mol/L

Nesse caso é possível observar que o valor da molalidade da solução preparada é diferente da sua concentração em quantidade de matéria.

Há uma situação em que W e ♏♏♏♏se igualam?Sim, veja o exemplo a seguir:

1,0 kg (1,0 L) de H2O 1,0 kg (1,0 L) de H2O 80 g de NaOH 0,8 g de NaOHVfinal > 1,0 L Vfinal ≅ 1,0 L

W = 2,0 molal W = 0,02 molal♏ < 2,0 mol/L ♏ = 0,02 mol/L

Generalizando (?????):

Para soluções bastante diluídas, a concentração em quantidade de matéria (♏) e a molalidade (W) apresentam valores numéricos praticamente iguais. Isso ocorre porque 1,0 kg do solvente, acrescido de pequena quantidade de soluto, resultará num volume de solução praticamente igual a 1,0 L.

E se for utilizado um solvente diferente? Como fica?

Vejamos o caso de uma solução alcoólica contendo o mesmo soluto:Preparou-se uma solução contendo 0,8 g de NaOH em 1,0 kg de álcool etílico (d = 0,91 g ⋅ mL−1).

Marca de 1,0 L

Nível da solução

Nesse caso a concentração em quantidade de matéria será maior que 2,0 mol/L, pois 1,0 kg de álcool etílico corresponde a um volume menor que 1,0 L (d = 0,91 g ⋅ mL−1).

m2 = 1,0 kg (910 mL); m1 = 0,8 g de NaOH

Vfinal < 1,0 L

W = 0,02 molal ; ♏ > 0,02 mol/L

Generalizando:

Para soluções aquosas e diluídas, a concentração em quantidade de matéria (♏) e a molalidade (W) apresentam valores numéricos praticamente iguais. Isso ocorre porque 1,0 kg do solvente, acrescido de pequena quantidade de soluto, resultará num volume de solução praticamente igual a 1,0 L.

III. A linguagem quIII. A linguagem qu íímica deve ser precisa! mica deve ser precisa! Deve evoluir com a evoluDeve evoluir com a evolu çção da ciência quão da ciência qu íímica.mica.•••••••• A evoluA evolu çção dos modelos atômicosão dos modelos atômicos

Experimentos

permitem fazerObservações

que revelam Regularidades da natureza

enunciadas como Princípios

ou leisque se pretende explicar com uma Teoria

que é

Aceita

Substituída ou

aprimorada

enquanto continuar a explicar

as

enquanto não mais explicar

as

As 7 Unidades de Base do Sistema As 7 Unidades de Base do Sistema Internacional de Medidas (SI)Internacional de Medidas (SI)

Comprimento Metro m

Massa Quilograma kg

Tempo Segundo s

Corrente elétrica Ampere A

Temperatura Kelvin K

Intensidade luminosa Candela Cd

Quantidade de matéria Mol mol

Grandeza Unidade Símbolo

Quantidade de matéria é expressa na unidade mol

O mol é definido como “a quantidade de matéria de um sistema que contém 6 ⋅ l023 unidades

elementares”.Pela definição, qualquer quantidade de matéria que

contenha 6 ⋅ l023 entidades elementares é 1 mol. Assim, pode-se ter 1 mol de átomos, de moléculas, de íons, de prótons, de elétrons, de outras partículas etc.

O emprego dessa definição de mol tornou obsoletos e colocou em desuso diversos termos, como número de

mols, número de moléculas-grama, número de átomos-grama (todos substituídos pela denominação

quantidade de matéria).

As grafias “mol” e “mols”

Consideremos como exemplo a unidade metro. A inscrição “5 m” é lida como “cinco metros”,

pois “5 m” pressupõe a multiplicação do número cinco pela unidade (padrão de medida)

metro. Então “5 m” significa cinco vezes o metro, ou seja, “cinco metros”.

Por isso, é incorreta a representação “5 ms”.

O símbolo da unidade não requer (e, por isso, não tem) plural.

No caso da unidade que expressa a grandeza quantidade de matéria, o nome da unidade (mol) e

seu símbolo (mol) têm grafias idênticas, o que introduz um complicador.

A quantidade de “dois mols” pode ser grafada como “2 mol” ou, por extenso, como “dois mols”.

Rigorosamente falando, é incorreta a grafia “2 mols” assim como são incorretas as grafias

“5 ms”, “8 Ls” e “16 gs”.

Pela mesma razão que lemos “5 m” como “cinco metros”, devemos ler “5 mol” como “cinco mols”. E, se desejarmos grafar por extenso, devemos fazê-lo

como “cinco mols”.

Constante de Avogadro (N A)

Existe uma relação de proporcionalidade entre o número de entidades de uma amostra e sua quantidade de matéria. Dessa forma podemos afirmar que, para qualquer amostra de uma determinada substância, seu número de entidades (N) édiretamente proporcional a sua quantidade de matéria (n).A constante de proporcionalidade que permite a passagem de quantidade de matéria para número de entidades é conhecida como Constante de Avogadro (NA).

N αααα n ⇒⇒⇒⇒ N = NA ⋅⋅⋅⋅ n ⇒⇒⇒⇒ NA = N / n

A Constante de Avogadro (NA) é o número de entidades (N) por unidade de quantidade de matéria (n). É uma constante com unidade e não um número puro. Seu valor é igual a 6,02214 ⋅ 1023 mol−1.

Massa molar (M)

Para qualquer amostra de substância, sua massa (m) édiretamente proporcional a sua quantidade de matéria (n).A constante de proporcionalidade que permite a passagem de quantidade de matéria para massa, conhecida como “massa molar” (M), nada mais é que a massa da substância por unidade de quantidade de matéria.

m αααα n ⇒⇒⇒⇒ m = M ⋅⋅⋅⋅ n ⇒⇒⇒⇒ M = m / n

Massa molar de determinada entidade química é a massa de um mol de unidades dessa entidade química.

A expressão correta para se referir à massa de uma p orção de substância cuja quantidade de matéria é um mol é a massa molar (M).

O que Einstein disse a respeito do Físico Paul Ehrenfest

“Essa capacidade pouco comum que ele desenvolveu tão bem de perceber a essência de uma noção teórica, de

despir uma teoria de suas vestimentas matemáticas até que a

idéia básica se manifeste com clareza, o tornou o melhor professor

que eu já conheci na nossa profissão”.