manual de formação_módulo reacções químicas e equilíbrio químico_p

Centro de Formao Profissional

Reaces Qumicas e Equilbrio Qumico

ndiceENQUADRAMENTO DO MDULO ............................................................................. 0 Objectivos Pedaggicos............................................................................................... 1 Objectivos Gerais......................................................................................................... 1 Objectivos Especficos ................................................................................................. 1 1. Introduo ................................................................................................................ 21.1 Sensibilizar ............................................................................................................. 2 1.2. Constituio dos materiais .......................................................................................... 3 1.2.1 Relao densidade de um gs / massa molar............................................................. 7 1.2.2 Compostos inicos ..................................................................................................10 1.3. Como escrever a frmula qumica de uma substncia..................................................12 1.3.1 ALGUMAS REGRAS DE NOMENCLATURA INORGNICA ..............................................12 Lista de ies ................................................................................................................14 I NOMENCLATURA DE IES MONOATMICOS ...........................................................14 1.3.2. Sais.......................................................................................................................15 1.3.3. Hidrxidos .............................................................................................................16 1.3.4. xidos: .................................................................................................................17

CURIOSIDADES.........................................................................................................171.4.O que se entende por transformao?.........................................................................25 1.4.1 Transformao fsica ...............................................................................................26 1.4.2 Transformao qumica ...........................................................................................27

2. Trocas de Energia em Reaces Qumicas.............................................................282.1. Reaces Qumicas e Calor ........................................................................................31 2.1.1 Energia de activao ...............................................................................................33 2.1.2 Sistema isolado.......................................................................................................34 2.1.3 Sistema fechado .....................................................................................................34 2.2 O Calor de Dissoluo ................................................................................................35 2.2.1 Compressas Quentes e Frias ....................................................................................37

3. Avano e Rendimento de uma Reaco .................................................................383.1 Classificao das reaces qumicas ............................................................................38 3.2 Aspectos Quantitativos das Reaces Qumicas............................................................39 3.2.1 Rendimento de uma reaco ...................................................................................40 3.2.2 Reagente limitante e reagente em excesso ...............................................................42 3.2.3 Reagentes com impurezas .......................................................................................43

4. EQUILBRIO QUMICO ...........................................................................................454.1 Reversibilidade das Transformaes Fsicas e Qumicas ................................................47 4.2 Constantes de equilbrio para sistemas homogneos e heterogneos ............................48 4.2.1 Noo de Sistema: ..................................................................................................48 4.2.2 Equilbrio Dinmico: ................................................................................................49

4.2.3 EXTENSO DAS REACES: ....................................................................................52 4.2.4 Constantes de Equilbrio expressa em termos de concentrao ..................................53 4.2.5 Factores que afectam o equilbrio qumico ................................................................55

5. Concluses .............................................................................................................60 6. Bibliografia ..............................................................................................................61 Anexos ........................................................................................................................62 Fichas de trabalho com exerccios de aplicao .........................................................62


ENQUADRAMENTO DO MDULO

Atravs do tema organizador Reaces qumicas. Equilbrio qumico homogneo, procurase dar uma relevncia especial s reaces qumicas, tendam ou no para uma situao de esgotamento de um ou de mais do que um reagente e a situaes, como neste ltimo caso que, por serem incompletas, sero reversveis (quer em tempo real ou no) ocorrendo nos dois sentidos, em situao de equilbrio ou no.

Reaces Qumicas e Equilbrio Qumico Formadora: Helena Oliveira.

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Objectivos Pedaggicos

Objectivos Gerais

O formando dever ser capaz de compreender conceitos fsicos e qumicos e a sua interligao, leis e teorias; compreender a importncia de reaco qumica e de equilbrio qumico, o modo como alguns conceitos fsicos e qumicos se desenvolvem.

Objectivos Especficos

No final do mdulo os formandos devero ser capazes de:Distinguir conceitos fsicos e qumicos, a sua interligao e o modo como alguns conceitos fsicos e qumicos se desenvolvem; Identificar os vrios tipos de reaces qumicas, tendam ou no para uma situao de esgotamento de um ou de mais do que um reagente e, aplicar os conhecimentos adquiridos para explicar fenmenos que se observam no dia a dia. Interpretar a ocorrncia de reaces qumicas incompletas em termos moleculares como a ocorrncia simultnea das reaces directa e inversa, em sistema fechado. Identificar equilbrio qumico como um estado de equilbrio dinmico. Desenvolver a capacidade de analisar dados recolhidos luz de um determinado modelo ou quadro terico.


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1. Introduo

1.1 Sensibilizar Conhecer e compreender a composio do mundo natural e do artificialmente construdo leva-nos ao estudo dos materiais, sua diversidade e constituio. Os qumicos, ao procurarem estudar as propriedades desses materiais, tomam o conceito de substncia como central e mostram que a natureza qumica das substncias assenta no conceito de elemento qumico. Embora o nmero de elementos conhecidos seja limitado, eles so entidades mgicas capazes de explicar a grande variedade de substncias conhecidas e, porventura, as que existiro no futuro O conhecimento qumico hoje imprescindvel no s para a interpretao do mundo actual, como tambm para a construo de novas formas de matria. Os qumicos conseguem j fazer novas molculas e estudar as suas propriedades!... Este mdulo, partindo da diversidade do mundo natural, leva-nos a uma pequena sistematizao de saberes relevantes no estudo da Qumica, com o objectivo de consolidar algumas ideias-chave para a construo de mais conhecimento qumico.


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A maior parte dos materiais que nos rodeiam e que utilizamos no nosso dia-a-dia no existem na Natureza nessa forma; eles sofrem transformaes fsicas e qumicas para poderem ser usados de acordo com os fins a que se destinam.

A qumica dos materiais est presente na nossa vida diria. Ela tem a ver com o que comemos, com o que vestimos, com fibras, com plsticos, com os medicamentos, com os combustveis, enfim

1.2. Constituio dos materiaisOs materiais so constitudos por matria. Matria tudo o que ocupa espao e tem massa. A matria , pois, tudo o que nos rodeia, quer se possa ver e tocar (como gua, a terra e as plantas) quer no se possa ver (como o ar). A matria pode existir em trs estados: no estado slido (os slidos, como uma placa de cobre), no estado lquido (os lquidos, como a gua) e no estado gasoso (os gases, como o ar). Um slido matria com uma forma rgida e um volume fixo que praticamente no se altera com as variaes de temperatura e de presso. Um lquido tem um volume fixo mas no tem uma forma fixa, e adapta-se ao formato do recipiente que o contm. O seu volume pode variar um pouco com as alteraes de temperatura e presso. Um gs, ao contrrio de slidos e lquidos, no tem forma e, volume fixos, e ocupa completamente o recipiente que o contm. O seu volume muito sensvel s variaes de temperatura e de presso.


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A matria constituda por vrios tipos de tomos. Os tomos so partculas mais pequenas de um elemento que retm as propriedades qumicas desse elemento e tm dimenses to pequenas que no possvel observ-los com um microscpio de elevado poder de ampliao. Cada tomo (figura 1.1) consiste num pequenssimo ncleo, contendo partculas com carga elctrica positiva (protes) e partculas sem carga elctrica (neutres), que est rodeado por partculas de carga elctrica negativa (electres). O tomo est em equilbrio elctrico, ou seja, o balano da sua carga elctrica total zero, pois h igual nmero de cargas positivas (protes no ncleo) e negativas (electres volta do ncleo).

Figura 1.1 Constituio de um tomo

Um elemento matria que consiste num s tipo de tomos, individualmente, como o ferro (Fe). Uma substncia elementar constituda por vrios tomos do mesmo elemento combinados entre si, como o hidrognio (H2) ou o ozono (O3). Os protes, os electres e os neutres so os trs tipos de partculas subatmicas que determinam as propriedades dos tomos. Se os tomos j so muito pequenos, as partculas subatmicas que os compem so ainda mais pequenas. Um proto tem a massa de cerca de 1,673x10-24g, um neutro tem uma massa de cerca de 1,675x10-24g e a massa de um electro de cerca 0,0009x10-24g. Estes valores das massas das partculas subatmicas e de tomos expressos em gramas so pouco convenientes, por isso mais prtico exprimir as massas das partculas subatmicas e dos vrios tomos por meio de uma unidade chamada unidade de massa atmica, u. Uma unidade de massa atmica define-se como um doze avos 1 da massa 12

de um tomo de carbono mais comum

12

C.

Ao nmero de protes do ncleo atmico d-se o nome de nmero atmico, que representado pelo smbolo Z.


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soma do nmero de protes e de neutres do ncleo atmico d-se o nome de nmero de Massa e representado pelo smbolo A.

Por exemplo:12

CPara o tomo de6

, em que o ncleo tem seis protes, o nmero atmico igual a

6, isto Z=6, o nmero de massa 12, isto , A=12.

A Nmero de Massa = Z Nmero Atmico + N Nmero de NeutresNum tomo neutro (sem carga), o nmero de protes igual ao nmero de electres. O comportamento qumico de um tomo depende sobretudo dos seus electres. por isso que os tomos que tm o mesmo nmero atmico tm um comportamento qumico idntico. Todos os tomos do mesmo elemento tm o mesmo nmero atmico. O nmero de neutres presentes no ncleo de um tomo no altera nem o nmero atmico nem o comportamento qumico. Mas o nmero de neutres afecta a massa dos tomos individuais. Por exemplo, todos os tomos de carbono contm 6 protes, e a maioria (98,83%) contm 6 neutres. O seu nmero de massa portanto 6+6=12. Alguns tomos de carbono (1,07%) tm 6 protes e 7 neutres, no entanto quimicamente comportam-se como tomos de carbono, o seu nmero de massa 6+7=13. Os tomos do mesmo elemento que tm um nmero diferente de neutres chamam-se istopos desse elemento. Por outras palavras, os istopos tm o mesmo nmero atmico (Z) mas diferem quanto ao nmero de massa (A).

Exemplo:12 6C 13 6C 14 6C

A cada elemento conhecido foi atribudo um smbolo qumico que consiste numa ou duas letras. O smbolo representa um tomo de um elemento: [Cl] representa um tomo de12

Ccloro; [C] representa um tomo de carbono e representa-se da seguinte forma:6


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O que significa mole em qumica? J se viu que a unidade de massa atmica (u) proporciona uma escala relativa conveniente para as massas dos elementos. Dado que os tomos tm massas muito pequenas, seria tambm conveniente dispor de uma unidade especial para descrever um grande nmero de tomos. Assim, a unidade de quantidade de substncia definida pelo Sistema Internacional de Unidades (S.I.), mole (mol) a quantidade de uma substncia que contm tantas partculas (tomos, molculas) quantos os tomos de carbono existentes em exactamente 12 gramas do istopo de carbono-12, isto

1 mole = 6,022045 x 1023 partculas

Este nmero chamado de constante de Avogadro, em honra do cientista com o mesmo nome, e representa-se por NA. Esta constante permite fazer a transio entre o microscpio e o macroscpico e, portanto, relacionar as grandezas moleculares com as grandezas molares correspondentes. Na maioria dos casos, arredonda-se este nmero para 6,022 x 1023. Assim como uma dzia de laranjas contm 12 laranjas, 1mole de tomos de hidrognio contm 6,022 x 1023 tomos de H.

Por exemplo: 6,02x1023 tomos Massa atmica em gramas

1mol de tomos

Podemos ainda dizer, que 1 mol de uma substncia gasosa ocupa nas CNPT (Condies Normais de Temperatura e Presso) o volume aproximado de 22,4L. Gs

1mol de molculas (frmula)

6,02x10 molculas

23

Massa molecular em gramas

22,4Litros CNPT


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A generalizao Portanto, possvel: Associar a cada quantidade de substncia n, expressa em mol, uma massa m, expressa em gramas (g), atravs do conhecimento da massa molar M, expressa em g/mol. Assim:

n=

m M

Associar o conceito de quantidade de substncia a outras partculas como ies, electres, neutres devendo sempre especificar-se a natureza dessas partculas.

Vamos pensar 1. Qual a quantidade de gua (em mol) que tem a massa de 3,6g? 2. Qual a massa associada a 0,5mol de amonaco? 3. Qual a quantidade de oxignio (em mol) que est associada a 64g de oxignio atmico? 4. Qual a quantidade de oxignio molecular (O2) que est associada a 64g de substncia oxignio?

1.2.1 Relao densidade de um gs / massa molarEm 1811, Avogadro estabeleceu que volumes iguais de gases diferentes, medidos nas mesmas condies de presso e temperatura, contm o mesmo nmero de partculas (fig.1.2).

Figura 1.2 Volumes iguais de gases diferentes nas mesmas condies de presso e temperatura.

Sendo n a quantidade em moles de cada gs, podemos concluir:


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Experimentalmente, pode determinar-se o volume ocupado por uma mole de qualquer gs ou mistura gasosa volume molar Vm nas condies normais de presso e temperatura (CNPT), ou seja, presso de 1 atmosfera (atm) e temperatura do 0C (273K).

P, Tconstantes

V1 n1 = V2 n2

Em que: V1 representa o volume do gs 1; V2 representa o volume do gs 2; n1 representa o nmero de moles do gs 1; n2 representa o nmero de moles do gs 2. Qualquer gs, temperatura de 0C e uma presso de 1 atm ocupa um volume de 22,4litros por MOL (= volume molar dos gases). Se for conhecida a densidade absoluta e a massa molar de um qualquer gs, ento, possvel calcular o volume molar. Assim:

densidade( ) =Exemplo

massa massa molar = volume volume molar

Uma amostra de 1mol de oxignio molecular (O2), de densidade 1,429 g/dm3, tem uma massa de 32,00g nas CNPT. O volume molar (Vm) ser:

1,429 =

32 ,00 V m = 22 ,39 dm 3 mol 1 volume molar (V m )

NOTA BEM: Para qualquer outro gs e vapor nas mesmas condies de presso e temperatura, o volume molar apresenta o mesmo valor, mas no a mesma massa molar. Em resumo: Nas condies normais de presso e temperatura (P=1atm e T=0C), o volume molar de qualquer gs 22,4dm3mol-1. Nas condies padro [P=1atm e T=25C (298K)], este volume tem o valor de 24,5 dm3mol-1. Assim possvel estabelecer uma relao entre quantidade de substncia e o volume ocupado por uma amostra gasosa. Ou seja: Vm =

V dm 3 mol 1 n

Como Vm constante para todos os gases nas mesmas condies de presso e temperatura, vem:

V = k n

e

P = k M


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Classificao Peridica dos elementosO incio da organizao sistemtica dos elementos teve lugar no sculo dezanove, quando os qumicos comearam a compreender que muitos elementos apresentavam fortes semelhanas entre si e demonstravam regularidade quanto ao seu comportamento fsico e qumico. Estes conhecimentos levaram ao desenvolvimento da Tabela Peridica dos Elementos (figura 1.3).

Figura 1.3 Tabela Peridica dos Elementos.

Os elementos esto dispostos na tabela peridica segundo a ordem crescente dos seus nmeros atmicos. Os elementos numa coluna constituem um grupo ou famlia e os elementos numa fila horizontal constituem um perodo. Raio Atmico: a distncia mdia dos electres, que se situam na camada mais afastada, ao ncleo. Este diminui ao longo do perodo (carga nuclear aumenta e a nuvem electrnica fica mais compacta) e aumenta ao longo do Grupo. Energia Ionizao: a energia necessria fornecer ao tomo para remover um electro. Esta diminui ao longo do Grupo e aumenta ao longo do perodo.


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Electronegatividade: a capacidade que os tomos tm de atrarem para si prprios os electres de outros tomos. Esta diminui ao longo do Grupo e aumenta ao longo do Perodo. A tabela peridica correlaciona o comportamento qumico dos elementos de uma forma sistemtica que ajuda a recordar e a compreender muitos factos.

1.2.2 Compostos inicos

Quando se retira ou adiciona electres a um tomo neutro, forma-se uma partcula carregada chamada io. Quando um tomo perde electres torna-se um io positivo ou catio passando a ter excesso de cargas positivas; ao ganhar electres torna-se um io negativo ou anio. Por exemplo, um tomo de sdio [Na] pode facilmente perder um electro para se transformar num catio representado por Na+ e designado catio sdio:

Um tomo de cloro [Cl] pode ganhar um electro para se transformar num anio representado por Cl (designado io cloreto);

O cloreto de sdio (NaCl), que o sal de cozinha, um composto formado por caties Na e anies Cl. Uma amostra de cloreto de sdio consiste em igual nmero de ies Na+ e Cl dispostos formando uma rede tridimensional. A proporo de ies Na+ para ies Cl de 1:1, por isso, o composto electricamente neutro (fig.1.4). Os compostos qumicos constitudos por ies chamam-se compostos inicos.+


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Figura 1.4 Estrutura cristalina do cloreto de sdio.

Um tomo pode perder ou ganhar mais do que um electro, como o caso do magnsio (Mg), que pode formar o io Mg2+; do alumnio (Al) que pode formar o io Al3+ ou do enxofre (S) que pode formar o io S2-. Na natureza existe uma imensa variedade de substncias com propriedades diferentes. A maior parte das substncias no existe na forma atmica, associam-se formando pares de tomos associados em molculas. As molculas so unidades de matria que consistem em dois ou mais tomos combinados numa proporo definida. Quando todos os tomos numa molcula so iguais, trata-se de uma substncia elementar [oxignio (O2), hidrognio gasoso (H2) e azoto (N2)] (fig.1.5).

Figura 1.5 Frmula de estrutura das molculas de hidrognio e Oxignio e azoto.

Uma substncia composta ou composto qumico constituda por tomos de diferentes elementos combinados numa proporo definida. Exemplos de compostos qumicos incluem o dixido de carbono (CO2) e a gua (H2O) (fig. 1.6). CO2

Figura 1.6 Frmula de estrutura das molculas de dixido de carbono e gua.


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J vimos que os elementos individuais so representados por smbolos qumicos. Para representar substncias, combinam-se esses smbolos qumicos em frmulas qumicas. Uma frmula qumica expressa a composio qumica de uma substncia em termos dos smbolos dos elementos envolvidos (composio qualitativa) e da sua proporo de combinao (composio quantitativa). Uma frmula molecular mostra o nmero exacto de tomos de cada elemento numa molcula. As molculas mais simples so as molculas s com dois tomos, chamadas molculas diatmicas. As substncias elementares que existem como molculas diatmicas em condies atmosfricas normais incluem o oxignio (O2), hidrognio gasoso (H2) e azoto (N2) (fig.1.5). Uma molcula pode conter mais do que dois tomos do mesmo tipo, como no ozono (O3) ou de tipos diferentes, como no amonaco (NH3) (fig.1.7). As molculas que contm mais do que dois tomos so chamadas molculas poliatmicas. [1].

Figura 1.7 Frmula de estrutura das molculas de ozono amonaco.

1.3. Como escrever a frmula qumica de uma substncia1.3.1 ALGUMAS REGRAS DE NOMENCLATURA INORGNICA Assim, como os elementos qumicos so representados por smbolos, tambm as substncias elementares e compostas so representadas por frmulas qumicas. As frmulas qumicas das substncias so formadas a partir dos smbolos qumicos dos elementos constituintes; cada elemento representado pelo smbolo qumico respectivo e o nmero de tomos de cada espcie indicado pelo algarismo correspondente, depois do smbolo, e em ndice inferior. A ordem pela qual os smbolos dos elementos devero aparecer no indiferente, existem regras internacionais que determinam essa ordem. So algumas dessas regras que vamos estudar. I Memorizar alguns nomes e correspondentes frmulas qumicas como por exemplo de alguns cidos;


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II) classificar o composto, conforme a respectiva funo qumica, isto , saber o tipo de composto: se um cido, hidrxido, xido ou sal; III) saber se o composto inico ou covalente; os cidos e xidos de no metais so covalentes; os sais, os hidrxidos e os xidos metlicos so considerados compostos inicos; IV) representar em 1. lugar o elemento menos electronegativo; H excepes quando um dos elementos hidrognio (caso de NH3; PH3; CH4). V Conhecer a utilizao de prefixos mono, di, tri para indicar o n. de tomos no caso de compostos covalentes.

1.3.1 cidos: Um cido pode ser definido como uma substncia que, em soluo aquosa, liberta ou cede ies H+ soluo. Assim os cidos inorgnicos contm tomos de hidrognio. Sulfrico H2SO4 Ntrico HNO3 Carbnico H2CO3 Fosfrico H3PO4 Clrico HClO3 Perclrico HClO4 Como se pode verificar a terminao do nome destes cidos sempre ico.

Os cidos cujas molculas tm menos um tomo de oxignio que as apresentadas no ponto 1., tm a terminao oso. Sulfuroso H2SO3 Nitroso HNO2 Carbonoso H2CO2 Fosforoso H3PO3 Cloroso HClO2 Hipocloroso HClO


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Lista de iesI NOMENCLATURA DE IES MONOATMICOS Caties Metais Alcalinos (Grupo 1) +1 Metais Alcalino Terrosos (Grupo 2) +2 Representam-se pelos respectivos smbolos dos elementos, afectados de carga elctrica positiva, no canto superior direito, o seu nome constitudo pela palavra catio ou io seguido do nome de elemento. EXEMPLOS Na+ catio sdio K+ catio potssio Cu+ catio cobre (I) Li+ catio ltio H+ catio hidrognio Ag+ catio prata Au+ catio ouro (I) EXEMPLOS Be2+ catio berlio Ca2+ catio clcio Cu2+ catio cobre (II) Al3+ catio alumnio Pb2+ catio chumbo Fe2+ catio ferro (II) Fe3+ catio ferro (III)

Anies Halogneos (Grupo 17) -1 Calcogneos (Grupo 16) -2 Representam-se pela frmula que consiste no smbolo do elemento, tendo no canto superior direito a indicao da sua carga elctrica, o seu nome derivado do elemento com o sufixo eto, excepto o io O2 que termina em ido.

EXEMPLOS F Io fluoreto Cl Io cloreto S2 Io sulfureto CN Io cianeto

EXEMPLOS I Io iodeto Br Io brometo O2 Io xido H Io hidreto


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II NOMENCLATURA DE IES POLIATMICOS Caties Alguns caties poliatmicos tm a terminao nio, mas no h regras especiais para a nomenclatura destes caties. EXEMPLOS H3O+ Catio hidrnio EXEMPLOS NH4+ Catio amnio.

Anies Um certo nmero destes ies tem, como ies monoatmicos, a terminao eto. Os ies poliatmicos derivados do oxignio tm a terminao ido. EXEMPLOS OH Anio hidrxido O22 Anio perxido SO42 Anio Sulfato CO32 Anio carbonato PO43 Anio fosfato NO3 Anio nitrato ClO3 Anio clorato ClO4 Anio perclorato MnO4 Anio permanganato CrO42 Anio cromato Cr2O72 Anio dicromato EXEMPLOS CN Anio cianeto I3 Anio triiodeto SO32 Anio sulfito CO22 Anio carbonito PO32 Anio fosfito NO2 Anio nitrito ClO2 Anio clorito ClO Anio hipoclorito

1.3.2. Sais Formados por ies positivos e ies negativos em propores tal que a soma das cargas elctricas seja igual a zero. Para escrever a frmula de uma substncia inica: Primeiro escreve-se o smbolo do catio, e s depois o anio;


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A soma total das cargas dos ies que constituem a substncia tem que ser nula, porque as substncias so electricamente neutras. Para ler o nome da substncia: Primeiro l-se o anio e depois o catio.

Por exemplo: representa-se NaCl e l-se: Cloreto de sdio. Cargas: +1 -1 = 0 Exemplos Sulfato de sdio Nitrato de clcio Fosfato de amnio Hipoclorito de sdio Ies Na+ ; SO42 Ca2+; NO3 NH4+ ; PO43 Na+ ; ClO Frmula Na2SO4 Ca(NO3)2 (NH4)3PO4 NaClO

Nota: Se os sais forem hidratados, a seguir frmula surge um ponto seguido do n. de molculas de gua que se encontram presentes, surgindo assim os prefixos: mono - ; di - ; tri -, tetra a anteceder a palavra hidratado.

Exemplos Sulfato de cobre pentahidratado CuSO4.5H20 Carbonato de clcio decahidratado CaCO3.10H2O

1.3.3. Hidrxidos Formados por ies OH e ies metlicos em proporo tal que a soma das cargas elctricas seja igual a zero. Exemplos Hidrxido de sdio Hidrxido de clcio Hidrxido de alumnio Hidrxido de cobre (I) Hidrxido de cobre (II) Ies Na+ ; OH Ca2+; OH Al3+; OH Cu+; OH Cu2+; OH Frmula NaOH Ca(OH)2 Al(OH)3 Cu(OH) Cu(OH)2


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1.3.4. xidos: De metais So compostos inicos formados por ies positivos e pelo io negativo O2 e/ou O22 de modo que a soma das cargas elctricas seja igual a zero. Exemplos xido de sdio xido de clcio xido de alumnio xido de cobre (I) xido de cobre (II) Ies Na+ ; O2 Ca2+; O2 Al3+; O2 Cu+; O2 Cu2+; O2 Frmula Na2O CaO Al2O3 Cu2O CuO

De no metais So compostos em que a ligao entre os tomos covalente e por isso a prpria nomenclatura indica qual o nmero de tomos de cada elemento que est presente na molcula o que evidenciado, pela frmula molecular.

Exemplos Monxido de carbono CO Dixido de carbono CO2 Trixido de enxofre SO3 Dixido de enxofre SO2 xido de diazoto N2O Tetrxido de diazoto N2O4 Perxido de hidrgnio H2O2

CURIOSIDADESNo nosso dia-a-dia, quatro classes de substncias merecem ateno especial: os cidos, as bases, os sais e os xidos.


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Expresses do tipo anticido, pilha alcalina ou chuva cida j fazem parte de nosso quotidiano. Podes investigar alguns comportamentos fundamentais de cidos e bases utilizando materiais comuns, como vinagre incolor e amonaco. Para isso, interessante contar com um indicador cido-base, como o ch de repolho-roxo, por exemplo, que adquire cor vermelha na presena de vinagre e cor verde em contato com o amonaco. As substncias cidas, como as que existem no limo e no vinagre, possuem um caracterstico sabor azedo. Por outro lado, o sabor adstringente e meio amargo de algumas frutas no amadurecidas tpico de substncias bsicas (ou alcalinas). J trincaste uma banana verde? Aquela sensao de boca carrascuda peculiar de substncias com sabor adstringente.

CIDOSOs explosivos Trinitrotolueno (TNT), contm na sua frmula, o cido ntrico (HNO3)

O cido sulfrico (H2SO4) est presente nas baterias de carros.

O cido carbnico (H2CO3) est presente em refrigerantes, cervejas e guas minerais gaseificadas.

O fedor que o ovo podre produz, devese presena de cido sulfdrico, (H2S) dentre outras substncias.


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cido Fluordrico (HF) Por ter a capacidade de corroer o vidro, usado na indstria para gravar e obter efeitos especiais nesse material.

cido Fosfrico (H3PO4) utilizado na indstria de vidros e tinturaria, bem como aditivo na fabricao de refrigerantes (como a Coca-Cola e limonadas), e de fosfatos e superfosfatos (usados como adubos).

Curiosidade: Por que que a Coca-Cola vicia tanto? A presena dos cidos Fosfrico e Carbnico agem directamente na lngua, onde as bolhinhas vo rebentando; essa sensao, se fosse em dosagem muito alta, provocaria uma dor aguda. Mas como a dosagem pequena, o crebro interpreta como se fossem ccegas na lnga, o que d uma imensa sensao de prazer.

BASES

Hidrxido deAmnio (NH4OH) Hidrxido de Sdio (NaOH) Por ter a capacidade de desengordurar, o NaOH utilizado na frmula de detergentes. O Hidrxido de Amnio encontrado em produtos de limpeza bruta, tais como o Ajax.


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Hidrxido de Clcio (Ca(OH)2) A sua aplicao ocorre na construo civil, sendo utilizada na preparao da argamassa, usada para assentar tijolos e tambm na pintura base de gua e cal (soluo aquosa de hidrxido de clcio). Comercialmente conhecida por cal hidratada.

Hidrxido de Potssio (KOH) O KOH potassa custica utilizada no processamento de alimentos.

Hidrxido de Alumnio (Al(OH)3) Hidrxido de Magnsio [Mg(OH)2] pouco solvel em gua. usado na refinao do acar, na fabricao de papel na indstria farmacutica, bem como, anticido estomacal e laxante intestinal suave, sendo comercializado com o nome de leite de magnsia. pouco solvel em gua. utilizado no tratamento de gua, bem como anticido estomacal e na fabricao de desodorizantes.

SaisO nome Sal comum na nossa vida, temos como o principal representante deste grupo, o sal de cozinha (NaCl), que utilizamos para salgar os alimentos. Este sal encontrado dissolvido na gua do mar (conhecido como sal marinho), ou ento em jazidas na crosta terrestre (conhecido como sal-gema). usado para conservar carnes, peles secas e pescados. O Cloreto de Sdio (NaCl) tambm est presente no Soro Fisiolgico, na soluo utilizada na limpeza de lentes-de-contato e tambm pode ser injectada nas veias de pacientes desidratados.Reaces Qumicas e Equilbrio Qumico Formadora: Helena Oliveira. - 20 -


Curiosidade: Por que que as azeitonas devem ser curadas em sal? Recm colhidas, as azeitonas possuem um sabor amargo muito forte em funo da presena da oleuropena, um composto orgnico presente na sua polpa. Colocadas por alguns meses em salmoura (gua e sal) a uma dada temperatura, comea a fermentao lctica, que transforma os acares presentes na azeitona em cido lctico. Esta produo de cido diminui o pH, proporcionando a conservao. A salmoura tambm tem a funo de diluir a oleuropena, dando azeitona um sabor agradvel. Truque domstico Um truque domstico faz com que no precises de espancar o saleiro quando quiseres utiliz-lo e verificaste que o sal nele contido est em pedra. Basta adicionar alguns gros de arroz e o saleiro ter o seu funcionamento garantido. O cloreto de sdio um sal que tem como propriedade caracterstica a absoro da humidade do ar. Como tal, retir-lo do saleiro em dias hmidos, torna-se uma misso impossvel. Alm de promover uma separao fsica dos gros de sal, o arroz ainda absorve um pouco de humidade, embora menos que o sal. Alm do cloreto de sdio, existem inmeros sais, alguns mais conhecidos, outros menos. Citar-se-o, de seguida, os mais comuns e importantes: Nitrato de Sdio (NaNO3) e Nitrato de Potssio (KNO3)

O nitrato de sdio encontrado em extensas jazidas no Chile, razo pela qual tambm denominado salitre-do-Chile. O nitrato de potssio conhecido simplesmente como salitre. Esses sais so utilizados como fertilizantes, pois representam fontes de azoto para as plantas, so tambm usados na fabricao da plvora negra, quando misturados e pulverizados juntamente com carvo e enxofre. Podem explodir por aquecimento ou choque mecnico, por esta razo, acontecem graves acidente com pessoas que insistem em fabricar bombas caseiras e acabam vitmas de exploses. Nos enchidos de carne (mortadela, salame, presunto, etc.), os nitratos de sdio e potssio so utilizados como conservantes.


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Nitrato de Potssio (KNO3) Nitrato de Sdio (NaNO3) Este sal, associado ao KNO3 e outros sais, formam a plvora negra, utilizadas em armas de fogo. O KNO3 utilizado como conservante em enchidos de carne -mortadela, salames etc.

Carbonato de Sdio (Na2CO3) Na indstria, a sua maior aplicao na fabricao do vidro comum. O carbonato de sdio tambm usado para fabricar sabes e detergentes, celulose e papel.

Bicarbonato de Sdio (NaHCO3) Trata-se de um dos sais mais comuns que conhecemos, sendo encontrado como anticido estomacal, fermento para massas de pes e bolos e agente espumante em extintores de incndio.

Sulfato de Clcio (CaSO4) Carbonato de Clcio (CaCO3) Encontramos o carbonato de clcio no mrmore, nas cascas de ovos, nas prolas, recifes de coral e calcrio. utilizado na fabricao do vidro comum, adubos, pastas dentifrcas e no Cimento Portland. Constitui matria-prima para a fabricao de giz escolar, porcelana e gesso, utilizado em ortopedia, no tratamento das fracturas sseas. encontrado na forma de sal anidrido, ou seja, sem gua (CaSO4), ou de sal hidratado, isto : com gua (CaSO4 ..2H2O).


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Fluoreto de Sdio (NaF) Fosfato de Clcio (Ca3(PO4)2) O NaF usado em pastas usado na fabricao de fertilizantes. Tais fertilizantes dentfricas e lquidos para so importantes na agricultura, porque se dissolvem mais bochechamentos, pois combate facilmente em gua, fornecendo fsforo e clcio s as cries. plantas. O Fosfato de Clcio tambm encontrado nos ossos do corpo humano, o que contribui para que se tornem mais firmes e fortes.

Hipoclorito de Sdio (NaClO) O hipoclorito de Sdio, mais vulgarmente conhecido por, lexvia, por ser um poderoso anti-sptico utilizado no nosso dia-a-dia, das seguintes maneiras: como branqueador, na limpeza de residncias, hospitais etc,; e no tratamento da gua para consumo e de piscinas. Curiosidade: Durante as epidemias de clera, recomendava-se a sua adio em pequenas quantidades na gua usada para beber e lavar alimentos.

xidosxidos so compostos binrios, ou seja, formados por dois elementos, sendo o oxignio o mais eletronegativo entre eles.


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Os xidos so substncias presentes no nosso dia-a-dia. Um bom exemplo de xido o gs carbnico (CO2), expelido na respirao, principal responsvel pelo efeito estufa. Observao: Os compostos FO2 e F2O2 no so xidos porque o elemento flor mais eletronegativo que o elemento oxignio. Vejamos alguns xidos que so bem importantes no nosso quotidiano: Monxido de Carbono (CO) Gs incolor, inodoro, inspido e altamente txico. formado pela combusto incompleta de materiais orgnicos, como gasolina, querosene, leo diesel, lcool, etc., nos motores. O monxido de carbono tem grande aplicao na indstria (na produo de ferro e ao). Este gs muito venenoso.

xido de Zinco (ZnO) Os palhaos de circo, utilizam o xido de zinco, para deixarem seus rostos brancos.

Perxido de Hidrognio (H2O2) o nico perxido molecular. A sua soluo aquosa vendida no comrcio com o nome de gua oxigenada. comercialmente usado para descolorar os cabelos e tambm, para fazer a limpeza de feridas. Dixido de Azoto (NO2) Gs de cor avermelhada, cheiro forte e irritante, altamente txico. Quando inalado em grande quantidade, pode ser fatal. encontrado no fumo que sai do tubo de escape dos automveis, que em funo da elevao da temperatura do motor dos carros, h uma reaco entre oxignio e o azoto, formando NO2. Para evitar isso, alguns carros modernos possuem catalisadores, que ajudam a diminuir a poluio atmosfrica


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Dixido de Enxofre (SO2) Este composto encontrado na combusto de combustveis em automveis (gasolina, lcool, diesel etc.)

xido de Clcio (CaO) Este xido conhecido comercialmente por cal viva, a qual se transforma em cal apagada ao ser misturada a gua. Cal viva + gua cal apagada CaO + H2O Ca(OH)2

xido de Alumnio (Al2O3) um slido cristalino que existe na natureza sob a forma de rubi, safira e esmeralda. A sua colorao varivel deve-se presena de impurezas contidas no xido. A bauxita o principal minrio que contm o xido de alumnio (Al2O3). dela que se obtm o alumnio utilizado no mundo inteiro.

xido de Silcio (SiO2) Este xido pode ser encontrado livre na natureza, como, por exemplo, na forma de quartzo (fig.) e areia. Ele est presente no granito, com aspecto semelhante ao vidro. Algumas variedades coloridas so usadas como pedras preciosas: gata, onix, ametista e opala. A cor dessas pedras deve-se presena de impurezas. Se um pedao de quartzo for aquecido at a fuso, ao ser arrefecido, transforma-se em vidro.

1.4.O que se entende por transformao?A matria e a energia no podem ser criadas ou destrudas, podem apenas ser transformadas. Para verificares se houve uma transformao precisars de analisar a matria em dois momentos diferentes: num estado inicial e num estado final.


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Pode-se afirmar que houve uma transformao na matria considerada, quando for observada alguma diferena, ao se comparar as caractersticas da matria no estado inicial com as caractersticas no estado final. Vamos observar algumas transformaes:

1.4.1 Transformao fsica

Como podes constatar, nestas transformaes somente a forma e a aparncia da prata e da madeira sofreram modificaes. A esse tipo de transformao dado o nome de transformao fsica. Definindo Transformao Fsica altera apenas a forma e a aparncia da matria, mas no altera suas propriedades. Observa as transformaes:

Nota-se que a gua sofreu uma transformao sem alterao das propriedades, apenas ocorreu uma mudana no estado fsico da gua. Concluso: todas as mudanas de estado sofridas pela matria nesta experincia so transformaes fsicas.


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1.4.2 Transformao qumicaPodes realizar a seguinte experincia:

Figura 1.8 Observao do Ferro e do Enxofre

Antes do aquecimento Ferro Enxofre Aps o aquecimento Slido formado

Cor Amarelo Preto

Atraco pelo man Densidade 7,86 g/ml 2,07 g/ml 4,74 g/ml no no

Cinza brilhante sim

Assim, podes concluir que o slido preto (sulfeto ferroso) produzido possui propriedades que o diferenciam do ferro e enxofre, surgiu uma nova espcie de matria. Tal processo recebe o nome de transformao qumica. Definindo Uma transformao qumica altera as espcies de matria envolvidas. NOTA: Na natureza ocorrem vrias transformaes qumicas, temos como exemplos: o apodrecimento de frutos, deteriorao de alimentos, enferrujamento do ferro, fermentao alcolica, formao de coalhada, respirao dos seres vivos, fotossntese, oxidao da prata, produo de tecido a partir do algodo, produo de po (farinha, fermento, gua, sal e acar, durante a fermentao ocorre liberao de gs carbnico, por isso o po "cresce"), produo do vidro a partir da areia, extraco de corantes, produo do vinho a partir da fermentao da uva, produo de sabo, e muitos mais


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Na produo de sabo usam-se leos ou gorduras (animal ou vegetal), e soda custica (NaOH), neste caso teremos os sabes duros; se substituirmos a soda custica por hidrxido de potssio (KOH) teremos os sabes moles. Existem transformaes qumicas que ocorrem rapidamente e outras lentamente. A velocidade de uma transformao depende de vrios factores, como a temperatura, presso e superfcie de contacto entre as substncias. Podes perceber que ocorreu uma transformao qumica, atravs de: uma mudana de cor, variao da temperatura, formao de um precipitado etc. Um facto de grande importncia, na observao das transformaes qumicas e fsicas, que matria e energia esto intimamente relacionadas. Essas transformaes acontecem com libertao ou absoro de energia. Exemplo: A energia luminosa absorvida na fotossntese dos vegetais e liberada na queima de uma vela; a energia elctrica liberada numa pilha e absorvida na recarga de uma bateria de automvel. interessante notar que, da mesma forma que uma substncia qumica pode ser transformada noutra, uma forma de energia pode ser transformada noutra, como por exemplo: numa lmpada a energia elctrica transformada em energia luminosa e trmica; numa central termoelctrica, a energia trmica transformada em energia elctrica; num aquecedor solar, a energia solar transformada em energia trmica; num ferro de passar roupa a energia elctrica transformada em energia trmica.

2. Trocas de Energia em Reaces QumicasUma das consequncias do progresso da humanidade o aumento do consumo de energia, pois no imaginamos a civilizao moderna sem indstrias, automveis, avies, foges, electrodomsticos, etc. A grande fonte dos nossos recursos energticos so, sem dvida, as reaces qumicas, j que durante a ocorrncia destas, h perda ou ganho de energia. Essas variaes energticas so frequentemente expressas na forma de calor e sero estudadas na Termoqumica.


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As espcies qumicas esto em todo o lado, nos alimentos que comemos, na roupa que vestimos, nos carros que conduzimos, nos medicamentos que ingerimos, nos livros que lemos, nos cosmticos que usamos, nos edifcios que habitamos. Tm massa e energia. A massa, m, pode ser vista, tocada, pesada, cheirada.

Figura 2.1 Espcies qumicas presentes no nosso quotidiano.

A energia, E, pelo contrrio, uma entidade abstracta que se manifesta de diversas formas. Microscopicamente, a nvel atmico e molecular; macroscopicamente, a energia avaliada atravs de transferncia entre sistemas, como trabalho, W e calor, Q.

E = W + Q As espcies qumicas sofrem transformaes qumicas, ou seja, reagem entre si, dando origem a espcies qumicas diferentes: Reagentes Produtos Com E 0

Quando o sistema cede energia, isto , perde energia, convencionalmente diz-se que sofreu uma variao negativa de energia, E 0. Quando um sistema ganha energia, recebida da sua vizinhana, a energia do sistema aumenta custa do abaixamento de energia da vizinhana e vice-versa.


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Quando h abaixamento de energia num local, h aumento noutro, mantendo-se invarivel a quantidade total de energia no Universo. Este enunciado corresponde ao Princpio da conservao de Energia, segundo a qual A energia do universo constante, no se cria, nem se destri. A energia total (E) de um sistema a soma de vrias formas de energia: Energia cintica (Ec) + Energia potencial (Ep) + Energia interna das molculas (U). Ou seja: As formas macroscpicas que esto associadas ao movimento do sistema como um todo, ou aco de campos exteriores (cintica, gravtica, elctrica, magntica) e as formas microscpicas esto associadas estrutura molecular, atmica e nuclear da matria. A parcela das formas microscpicas designada energia interna (U). E = U + Ec + Ep A Energia cintica (Ec) a energia associada a uma massa, m, animada de uma velocidade. Energia de um corpo em movimento, dada pela expresso:

A Energia potencial (Ep) a energia manifestada aquando das interaces entre os corpos, dada pela expresso:

O que vulgarmente se designa por Energia Qumica , de facto, uma forma de energia potencial que resulta das interaces entre os tomos das molculas dos compostos. Durante uma reaco qumica h alterao da energia qumica. Uma dada quantidade de sdio, Na, e cloro, Cl2, tm cada um determinada energia qumica. Quando reagem (eq. 2.1) produzem uma certa quantidade de cloreto de sdio, NaCl, com energia qumica inferior.

2Na + Cl2

A

2NaCl

Eq. 2.1

Esta diferena entre a energia potencial dos reagentes e a energia potencial dos produtos de reaco surge na forma de calor libertado pelo sistema.


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2.1. Reaces Qumicas e CalorA energia mais vulgarmente absorvida ou libertada em reaces qumicas mede-se como calor. Calor a medida da energia transferida entre dois corpos a temperaturas diferentes. A unidade de energia actualmente utilizada (S.I.) o Joule (J), embora inicialmente tivesse sido adoptada a caloria (cal): 1 cal = 4,184J; 1kcal = 4184J e 1kcal = 4,184kJ. O aparelho usado para medir a quantidade de calor envolvida nas transformaes fsicas ou qumicas o calormetro. A energia uma grandeza extensiva, isto , tanto maior quanto maior for a quantidade de substncia. Calor (ou energia trmica) e temperatura so grandezas diferentes. A temperatura uma grandeza que traduz o estado de aquecimento de um corpo. uma grandeza intensiva, isto , a mesma para qualquer poro do corpo em equilbrio trmico. A temperatura exprime-se em C ou K. T (K) = T(C)+ 273,15

O ramo da Qumica que estuda as trocas de calor associadas s reaces qumicas a Termoqumica.

Figura 2.2 O fogo proveniente de uma reaco de combusto que liberta grande quantidade de calor. Figura 2.3 A secagem da roupa um processo fsico, onde a gua absorve calor do sol e se evapora secando a roupa.

As equaes que evidenciam os reagentes e a energia trmica envolvidos na reaco so as equaes termoqumicas ReagentesE

Produtos


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As reaces que ocorrem com libertao de calor so exotrmicas, (fig.2.4). O sistema perdeu energia, para o meio que o rodeia, como calor, E = Q. Por isso, atribui-se quantidade de calor libertada o sinal negativo (Eq. 2.2). Reaces exotrmicas E 0

Exemplos de reaco endotrmica i) H2(g) + I2(s) + 12,4 kcal 2HI(g)Eq. 2.3

Significado: Quando 2 moles de iodeto de hidrognio gasoso (HI) se formaram a partir de hidrognio gasoso (H2) e iodo cristalino (I), foram absorvidas 12,4 kcal de energia.


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No processo da reaco endotrmica necessrio um fornecimento externo de energia. Sendo assim, a energia armazenada dos reagentes menor que a dos produtos de reaco. A fuso (passagem do estado slido para o estado lquido) uma transformao fsica endotrmica. A decomposio do xido de mercrio, HgO, a altas Temperaturas exemplo de um processo endotrmico (Eq.2.4). ii) 2HgO(s)E

2Hg(l) + O2(g)

E > 0

Eq. 2.4

Figura.2.5 Representao grfica de uma reaco endotrmica.

2.1.1 Energia de activao

A maior parte das reaces qumicas precisa de ajuda, isto , um tipo motor de arranque. Por exemplo A gasolina precisa de um pouco de energia de activao: necessrio acender com fsforo ou com fasca elctrica. Outras reaces podem precisar de muita energia de activao, como a formao de amonaco dos seus elementos. H vrias formas de energia que podem arrancar uma reaco qumica: luz, movimento, calor, electricidade. Um catalisador pode diminuir bastante esta necessidade de activao. H reaces que somente decorrem na presena dum catalisador. Os catalisadores aumentam a velocidade de uma reaco qumica sem se consumirem nela, ou seja, no participam da formao dos produtos, sendoReaces Qumicas e Equilbrio Qumico Formadora: Helena Oliveira. - 33 -


completamente regenerados no final. Actuam ao promover rotas de reaco com menor energia de activao. O catalisador acelera a reaco, pois diminui a energia de activao das molculas, mas no participa da reaco, ou seja, no ocorre nenhuma mudana nos elementos qumicos da reaco, e o catalisador continua intacto.

2.1.2 Sistema isolado

Reaco exotrmica a temperatura aumenta, a Ec (rotao, translao e vibrao) aumenta, mas a Ep (intermolecular e interatmica) diminui.

No troca energia nem matria com a sua vizinhana. Reaco endotrmica a temperatura diminui, diminui a Ec (translao, rotao) logo a Ep aumenta conseguindo-se a quebra de ligaes.

2.1.3 Sistema fechado

Reaco endotrmica


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Reaco exotrmica

No troca matria com a sua vizinhana (pode trocar energia). Sistema parte do universo em estudo Vizinhana do sistema Aquilo que exterior ao sistema e com o qual o sistema pode, eventualmente, trocar energia e/ou matria Fronteira Superfcie fechada, real (uma parede, uma membrana, etc.) ou abstracta (imaginada por ns), que separa o sistema da sua vizinhana. Sistema aberto pode haver troca de matria e energia com o exterior. Sistema fechado No h trocas de matria com o exterior (pode trocar energia). Sistema isolado no h trocas de matria nem de energia com o exterior.

2.2 O Calor de DissoluoTemo-nos referido em termos gerais a calores de reaco, isto , a transferncia de energia como calor, associada a transformaes qumicas e a processos meramente fsicos, tais como a fuso ou a condensao, calores de fuso e calores de condensao.


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Igualmente, a operao de solubilizao de um soluto num dado solvente tambm acompanhada de processos trmicos. Calor de dissoluo a quantidade de energia transferida como calor quando uma certa quantidade de soluto (1mol) se dissolve numa certa quantidade de solvente (suficientemente grande para que a soluo se possa considerar diluda). Exemplo Considere-se o cloreto de sdio, NaCl, a dissolver-se em gua, (fig.2.6). No estado slido, o sal, inico, tem os ies distribudos de acordo com uma estrutura bem definida, resultado das atraces electrostticas entre Na+ e Cl, Ao dissolver-se, os ies separamse, rodeados de molculas de gua, ou seja, hidratados, (fig.2.7).

NaCl

(s ) H O2

Na

+

+ Cl

(aq )

Figura 2.6 A dissoluo de NaCl em gua ocorre com abaixamento de temperatura. Em sistema no isolado retira energia da vizinhana.

Figura 2.7 Processo de dissoluo de NaCl em gua.


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Este processo de dissoluo pode ser encarado como o resultado de duas etapas: 1. Etapa: a destruio da rede, a qual requer energia, a energia de rede;

NaCl

(s )

Na

+

(g ) +

Cl

(g )

E = +788 kJ/mol 2. Etapa: a hidratao dos ies, a qual ocorre com libertao de energia, o calor de hidratao.

Na

+

H ( g ) + Cl (g ) O 2

Na

+

(aq ) + Cl (aq )

E = 784 kJ/mol O calor de dissoluo a soma de ambos

NaCl

(s ) +

H 2 O Na

+

(aq ) +

Cl

(aq )

E = +788 784 = + 4 kJ/mol O processo ligeiramente endotrmico. Quando 1 mole de NaCl se dissolve em gua, o meio circundante fornece 4 kJ. Ao realizar a experincia num gobl, nota-se um ligeiro arrefecimento (fig.2.7). Para que a temperatura do sistema se mantivesse igual inicial, teramos que transferir alguma energia (4kJ x n, em que n o nmero de moles de NaCl dissolvidos) para o sistema. A dissoluo de NaCl em gua endotrmica.

2.2.1 Compressas Quentes e FriasA dissoluo de cloreto de clcio (CaCl2) em gua fortemente exotrmica e a dissoluo de nitrato de amnio (NH4NO3) consideravelmente endotrmica.

CaCl 2 (s ) + H 2 O Ca 2+ (aq ) + 2Cl (aq )E = 82,8 kJ/mol+ NH 4 NO3 (s ) + H 2 O NH 4 (aq ) + NO3 (aq )

E = + 26,2 kJ/mol A experincia mostra que a adio de 40g de CaCl2 (0,36 mol) a 100ml de gua provoca um aquecimento de 20C para 90C. De modo semelhante se pode verificar que 30g de NH4NO3 (0,38 mol) dissolvidos em 100ml de gua a 20C provocam o seu arrefecimento a 0C.


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Estes fenmenos tm encontrado aplicao, por exemplo, na prestao de primeiros socorros a atletas. So comercializadas embalagens contendo soluto e solvente, que, por simples perfurao, se misturam, provocando o desejado aquecimento ou arrefecimento [2].

3. Avano e Rendimento de uma ReacoA essncia da Qumica o estudo das Reaces Qumicas combinao de elementos ou compostos para originar novos compostos. No decorrer de uma reaco qumica ocorrem, ao nvel dos tomos, molculas ou ies, rotura de ligaes qumicas e formao de novas ligaes. Os qumicos dedicam uma ateno particular ao estudo das reaces qumicas, sempre na esperana de encontrar materiais que possam ser teis sociedade. Para estudar uma reaco qumica, o experimentador concentra a sua ateno no sistema, do qual fazem parte reagentes e produtos de reaco. Por sistema entende-se o conjunto de todos os materiais envolvidos de alguma forma na transformao que alvo de estudo. Os sistemas podem ser homogneos, quando todos os seus componentes se encontram na mesma fase:

HCl (aq ) + NaOH (aq ) NaCl (aq ) + H 2 O(l )ou heterogneos, quando os componentes se encontram em fases diferentes:

Zn(s ) + 2 HCl (aq ) ZnCl 2 (aq ) + H 2 ( g )Durante uma transformao, um sistema passa de um estado inicial para um estado final. Cada estado do sistema caracterizado por um conjunto de variveis, nomeadamente a composio, a presso, a temperatura e o volume.

3.1 Classificao das reaces qumicasA classificao das reaces qumicas tm subjacentes critrios muito diversificados que conduzem a agrup-las: Quanto libertao e absoro de energia:


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Endotrmicas: Exotrmicas:

CaCO3(s)Ca(s) + CO2(g) (formao de cal viva) E>0 CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(s) (formao de cal apagada, usada

para caiar as paredes) E K, o sistema evolui, espontaneamente, no sentido da formao dos reagentes, isto , no sentido inverso. Se Q < K, o sistema evolui, espontaneamente, no sentido da formao dos produtos, isto , no sentido directo. Se Q = K, o sistema est em equilbrio.

4.2.5 Factores que afectam o equilbrio qumicoConcentrao das espcies intervenientes no sistema Temperatura Volume Presso A presso s afecta os sistemas contendo espcies gasosas e s a temperatura altera o valor da constante de equilbrio. A explicao qualitativa do modo como estes factores afectam o estado de equilbrio de um sistema baseia-se no Princpio de Le Chatelier.

Estudo do sistema2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) (reaco exotrmica no sentido directo) Aumentando a temperatura do sistema, este reage no sentido de contrariar esse aumento, isto , reage, no sentido de produzir um abaixamento de temperatura, consumindo calor, no sentido inverso. Neste caso, dado que h um aumento da concentrao dos reagentes e uma diminuio da concentrao dos produtos, a constante de equilbrio diminui por aumento de temperatura. Diminuindo a temperatura do sistema, este reage, no sentido de aumentar a temperatura, libertando calor, no sentido directo. Neste caso a constante de equilbrio aumenta, porque diminui a concentrao dos reagentes e aumenta a concentrao dos produtos de reaco.


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Diminuindo a concentrao de SO3 no sistema, o sistema evolui no sentido de contrariar essa perturbao, isto , reage no sentido de produzir SO3, ou seja, no sentido directo. Aumentando a concentrao de O2 no sistema, este reage no sentido de contrariar esta adio, isto , reage no sentido de consumir O2, ou seja, no sentido directo. Diminuio da presso do sistema, que pode ser provocada por um aumento do volume do sistema, faz com que o sistema reaja no sentido de formar maior nmero de moles gasosas, uma vez que a um aumento de volume, para a mesma concentrao, corresponde um menor nmero de moles, ou seja, o sistema reage no sentido inverso [4]. As concluses que se podem tirar acerca do modo como os factores concentrao, presso e volume alteram o sistema em equilbrio, podem tambm ser obtidas quantitativamente a partir da relao entre os valores do quociente da reaco e da constante de equilbrio, para o instante da alterao, como est referido atrs.

Exemplo:

Consideremos um sistema em equilbrio qumico, com as substncias A, B, C e D

Se, por algum motivo, houver modificao numa das velocidades, teremos mudanas nas concentraes das substncias No equilbrio, as velocidades v1 e v2 so iguais e as concentraes das substncias A, B, C e D so constantes Esta modificao numa das velocidades ocasiona o que denominamos de DESLOCAMENTO DO EQUILBRIO, que ser no sentido da maior velocidade. Equilbrio inicial

Aumentando v1, o deslocamento para a direita. Aumentando v2, o deslocamento para a esquerda


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Porm, aps certo tempo, a reaco volta a estabelecer um novo equilbrio qumico, mas com valores de concentraes e velocidades diferentes das iniciais O qumico Henri Louis Le Chatelier props um princpio que afirma: Quando um sistema em equilbrio sofre algum tipo de perturbao externa, ele deslocar-se- no sentido de minimizar essa perturbao, a fim de atingir novamente uma situao de equilbrio possvel provocar alterao num equilbrio qumico por variaes de temperatura, de concentrao de participantes da reaco e da presso total sobre o sistema

2 NO 2 (g ) N 2 O4 (g ) H < 0Exotrmica Endotrmic a

Castanho avermelhado

incolor

Balo a 100C cor interna castanho avermelhada Balo a 0C cor interna incolor Podemos observar que o aumento da temperatura favorece a reaco que endotrmica, e a reduo da temperatura favorece a reaco que exotrmica Podemos generalizar dizendo que um(a) AUMENTO DE TEMPERATURA desloca o equilbrio no SENTIDO ENDOTRMICO e a DIMINUIO DE TEMPERATURA desloca o equilbrio no SENTIDO EXOTRMICO

CONCENTRAOVamos analisar o equilbrio abaixo:

Alaranjada

Amarela

O acrscimo de um cido deixa a soluo alaranjada, deslocando o equilbrio para a esquerda O acrscimo de uma base deixa a soluo amarela, deslocando o equilbrio para a direita Podemos generalizar afirmando que um(a)


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AUMENTO DE CONCENTRAO desloca o equilbrio no SENTIDO OPOSTO da espcie qumica adicionada. DIMINUIO DE CONCENTRAO desloca o equilbrio no mesmo MESMO SENTIDO da espcie retirada.

PRESSO

Alteraes de presso influenciam equilbrios que possuem espcies qumicas no estado gasoso

Considere a seguinte reaco qumica em equilbrio:

N2( g ) + 3 H2( g )4 Volumes

2 NH3( g )2 Volumes

O AUMENTO DE PRESSO sobre o sistema desloca o equilbrio qumico no sentido do MENOR VOLUME na fase gasosa A DIMINUIO DE PRESSO sobre o sistema desloca o equilbrio qumico no sentido do MAIOR VOLUME na fase gasosa

Exemplo de aplicao:

Medidas de concentrao para o sistema abaixo, em temperatura forneceram os seguintes resultados: [ H2 ] = 0,10 mol/L [ I2 ] = 0,20 mol/L [ HI ] = 1,0 mol/L

equilbrio, a uma certa

H2 ( g ) + I2 ( g )

2 HI( g )

Determine a constante de equilbrio da reaco nestas condies.


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Resoluo:

[HI ]2 = 12 = 50 Kp = [H 2 ] [I 2 ] 0,1 0,2Mais exerccios de aplicao fornecidos atravs de fichas de trabalho includas em anexo.


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5. Concluses

Os qumicos tm dedicado, desde sempre, uma particular ateno ao estudo das reaces qumicas, na esperana de encontrarem novos materiais que sejam teis sociedade, de modificarem outros j existentes, melhorando-so, ou na ncia de perceberem os seus mecanismos, desvendando segredos dos fenmenos que comandam a nossa vida. Em cada uma destas reaces, a magia explica-se por princpios qumicos e no mais do que a operao racional das leis do universo. medida que o aluno vai compreendendo o funcionamento do universo qumico que o rodeia, a magia transforma-se em Qumica. Deste modo, possvel ilustrar o contributo que a cincia em geral e a Qumica em particular deram ao desenvolvimento da civilizao: a converso da superstio em compreenso e do mgico assustador em cincia til, atravs da aquisio de conhecimento. Afinal, a diferena entre magia e cincia o conhecimento [5].


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6. Bibliografia

[1] Dometila C. A. Menezes, M.Joo Marcelo Curto, Fsica e Qumica A, Ensino Secundrio. Lisboa Editora. [2] Alda Pereira, Filomena Cames, Cincias Fsico Qumicas. QUMICA 11. Ano. 1998 Texto Editora. [3] Teresa Sobrinho Simes, Eduarda Crespo Saraiva; Maria Alexandra Queirs, Maria Otilde Simes, Tcnicas Laboratoriais de Qumica, Bloco II, Ensino Secundrio. Porto Editora. [4] Alda Pereira, Filomena Cames, Qumica 12. Ano. Projecto Mais. Texto Editora 2001. [5] Teresa Sobrinho Simes, Maria Alexandra Queirs, Maria Otilde Simes, Tcnicas Laboratoriais de Qumica Bloco II. Porto Editora.


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Anexos

Fichas de trabalho com exerccios de aplicao


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Ficha de Trabalho n.1Nome do Formando: ______________________________________________________ Mdulo: ________________________________________________________________ Formador: ____________________ Data: ___/___/___

Leia atentamente as questes que se seguem e posteriormente proceda s respectivas respostas. Bom trabalho!

Grupo I

1.1 Complete as afirmaes que se seguem escrevendo uma palavra nos espaos em branco. a) Na natureza verifica-se que a grande maioria dos elementos (tomos, molculas, ies) se encontram ____________________ a outros, e que somente alguns (os gases nobres) permanecem no estado atmico ____________________. b) Os ies positivos designam-se por ____________________ e os negativos por ____________________. c) As molculas so consideradas como um conjunto de ____________________.

1.2 O que indicam os nmeros no smbolo

39 19

K sobre o ncleo dos tomos de potssio?

14 15 1.3 Os smbolos seguintes referem-se a tomos de azoto: 7 N, 7 N. Utilizando estes smbolos, explique resumidamente como os classifica quanto ao n. de massa e o seu n. atmico.

1.4 Inscreva no quadrado junto de cada afirmao um V se considerar a pergunta correcta e um F se a considerar Falsa. necessrio utilizar um modelo para representar a estrutura da matria porque: a) b) c) d) e) os tomos so muito pequenos para serem vistos a olho nu; o movimento dos tomos muito rpido; h vrios tipos de tomos diferentes; os tomos so indivisveis; os tomos de um elemento so diferentes.


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1.5 Classifique como substncia elementar, composto ou mistura, justificando a classificao atribuda: a) ferro b) ar c) cerveja d) acar e) gua f) sangue g) gasolina h) hlio i) dixido de carbono j) leite

1.6 Assinalando com uma cruz, escolha a opo que torna correcta a seguinte afirmao: Um tomo neutro possui 12 protes, 14 neutres e a) pode ter entre 2 a 14 electres; b) deve ter exactamente 12 electres; c) deve ter exactamente 14 electres; d) deve ter exactamente 26 electres. e) pode ter 12 electres. 1.7 Para uma experincia necessrio uma mole de ferro (Fe). Assinalando com uma cruz, escolha a afirmao que melhor traduz a definio de mole: a) um certo volume de tomos de ferro; b) so 6,022x1023g de ferro; c) a quantidade de ferro onde se encontram 6,022x1023 tomos de Fe. d) a frmula qumica de Fe.

Grupo II

2.1 Onde existe maior nmero de tomos de hidrognio: em 200 molculas de gua (H2O) ou em 150 molculas de amonaco (NH3)?

2.2 O clorofrmio foi obtido pela primeira vez em 1831 por Liebig. Uma molcula de clorofrmio constituda apenas por um tomo de carbono (C), um tomo de hidrognio (H) e trs tomos de cloro (Cl).

Assinale com uma cruz, qual das frmulas qumicas abaixo pode representar a molcula de clorofrmio?


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a) CHCl;

b) C2HCl;

c) CH2Cl3

d) CHCl3

e) CH3Cl

2.3 Faa corresponder, atravs de uma linha, os conceitos da lista A aos da lista B (a um conceito da lista A apenas corresponde um da lista B).

COLUNA A

COLUNA B (1) uma molcula de oxignio (2) uma molcula de ozono (3) seis molculas de oxignio (4) duas molculas de ozono (5) seis tomos de oxignio (6) trs molculas de oxignio (7) dois tomos de oxignio

(a) O2 (b) 2O (c) O3 (d) 3O2 (e) 2O3 (f) 6O

2.4 Recorrendo tabela de ies que te foi fornecida, escreve:

2.4.1 A frmula qumica das seguintes substncias: a) iodeto de cobre (II) ____________________ b) xido de sdio ____________________ c) fosfato de potssio ____________________ d) cloreto de amnio ____________________ e) sulfato de clcio ____________________ 2.4.2 O nome das seguintes substncias: a) ZnCO3 ____________________ b) NH4I ____________________ c) MgCr2O7 ____________________ d) AgNO3 ____________________ e) Al2(SO4)3 ____________________ 2.4.3 Escreve as frmulas qumicas cujos compostos contm os seguintes ies:


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a) Ies cromato: CrO42b) Ies cloreto: Cl-

ies potssio: K+ ies cobre (II): Cu2+ ies cobre (II): Cu2+ ies clcio (II): Ca2+

c) Ies sulfato: SO42d) Ies carbonato: CO32-

2.4.4 Efectua a respectiva leitura para cada uma das substncias que construste nas alneas anteriores.

2.5 Sabes que a massa molecular a soma das massas atmicas de todos os tomos de uma mesma molcula, partindo desta base, calcula a massa molecular de:

I) II) III)

Dixido de Carbono (CO2); Dixido de enxofre (SO2); Ozono (O3).

DADOS: Massas molares dos elementos: C (carbono) = 12g/mol; O (oxignio) = 16g/mol S(enxofre) = 32g/mol; H (hidrognio) = 1,01g/mol.

2.6 Sabendo que:

2H2

+

O2

2H2O

2 molculas

+

1 molcula

2 molculas

2 moles

+

1 mole

2 moles

4,04g

+

32 g

36,04 g

36,04g de reagentes

36,04g de produtos de reaco


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2.6.1 Efectua a leitura das equaes qumicas em termos de moles, massas e volumes (caso se trate de gases). (Dados: Massa molar do elemento: Fe (ferro) = 55,85g/mol).

a)

4Fe (s)

+

3O2

2Fe2O3(s)

b)

C(s)

+

O2 (g)

CO 2(g)

Grupo III

3. Traduz as seguintes reaces qumicas para uma equao qumica.

3.1. O cobre (Cu), slido, reage com cido sulfrico (H2SO4), aquoso, originando sulfato de cobre (CuSO4), aquoso, gua (H2O), lquida, e dixido de enxofre (SO2), gasoso.

3.2. A gua lquida decomposta em hidrognio (H2), gasoso e oxignio (O2), gasoso.

3.3. A combusto do carbono (C), slido, origina o monxido de carbono (CO), gasoso.


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4. Acerta as equaes qumicas abaixo representadas.

4.1.

H2 (g)

+

Cl2 (g)

HCl (g)

4.2.

Mg (s)

+

O2 (g)

MgO (s)

4.3.

Ca(HO)2 (aq) + HCl (aq)

CaCl2 (aq) + H2O (l)

5. Considera a combusto do potssio.

4 K (s) + O2 (g)

2K2O (s)

5.1. Indica os reagentes e os produtos de reaco.

5.2. A reaco ser endotrmica ou exotrmica? Justifica.



Grupo I


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1. Sabendo que possvel associar a cada quantidade de substncia n, expressa em mol,uma massa m, expressa em gramas (g), atravs do conhecimento da massa molar M, expressa em g/mol, calcular:

a) A quantidade de gua (em mol) que tem a massa de 3,6g? b) A massa associada a 0,5mol de amonaco? c) A quantidade de oxignio molecular (O2) que est associada a 64g de substncia oxignio?

1.1 Complete as afirmaes que se seguem escrevendo uma ou duas palavras nos espaos em branco. a) Em 1811, Avogadro estabeleceu que volumes iguais de gases diferentes, medidos nas mesmas condies de presso e temperatura (CPT), contm o ____________________ nmero de partculas. b) Qualquer gs, temperatura de 0C e uma presso de 1 atm (atmosfera) ocupa um volume de ____________________ (= volume molar dos gases). c) Se for conhecida a densidade absoluta e a massa molar de um qualquer gs, ento, possvel calcular ____________________. d) Para qualquer outro gs e vapor nas mesmas CPT, o volume molar apresenta o mesmo valor, mas no a mesma ____________________.

1.2 Uma amostra de 1mol de oxignio molecular (O2), de densidade absoluta 1,429 g/dm3, tem uma massa de 32,00g nas CNPT. Qual ser o volume molar (Vm) ? 1.3 Um composto gasoso de fsforo e hidrognio tem, nas CNPT (condies normais de presso e temperatura), a massa volmica 1,52 g/dm3. Qual o valor da massa molecular? 1.4 Determine a massa molecular de um gs tal que 0,028g ocupam o volume de 23,2 ml a 24C e presso de 0,91 atmosfera (atm). 1.5 Um gs ocupa, a 127C e 2,5 atm, o volume de 28 ml. Que volume ocupa nas CNPT?


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Grupo II

1 A combusto do butano pode ser traduzida pela seguinte equao:

C4H10 (g)

+

O2 (g)

CO2 (g)

+

H2O (g)

1.1 Mostre, atravs de clculos, que a equao no obedece Lei de Lavoisier.

1.2 Acerte a equao.

1.3 Indique a massa de vapor de gua que se liberta a partir de 29 g de gs butano.

a) 30 g

b) 45 g

c) 180 g

90 g

1.4 Indique o nmero de moles de oxignio necessrias para reagir com 3 moles de gs butano.

a) 22,5 mol

b) 12 mol

c) 6 mol

d) 19,5 mol

1.5 Indique a massa de butano que necessrio fazer reagir com o oxignio para se obter 2 moles de dixido de carbono (CO2).

a) 58 g

b) 232,5 g

c) 29 g

90 g

1.6 Calcule, nas condies P.T.N., o volume de CO2 libertado a partir de 116 g de butano.

a) 140 dm3

b) 11 dm3

c) 179 dm3

d) 89,6 dm3


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2 Calcule a massa e o volume (P.T.N.) de dixido de carbono (CO2) produzido na combusto completa de 4,01 g de metano (CH4).

CH4 (g)

+

2O2 (g)

CO2 (g)

+

2H2O (g)

DADOS: Ar (C) = 12,01

Ar (O) = 16,0.: Ar (H) = 1,01.

3 O ferro reage com o cloreto de hidrognio (HCl). A reaco traduzida pela equao qumica seguinte:

Fe (s)

+

2HCl (aq)

FeCl2 (aq)

+

H2 (g)

a) Calcule a quantidade qumica de hidrognio (H2) que se formam quando se faz reagir 2 mol de tomos de ferro (Fe).

b) Determina a massa de cloreto de hidrognio (HCl) que necessrio fazer reagir com ferro suficiente para obter 10 g de hidrognio.

DADOS: Ar (Cl) = 35,35

Grupo III

1. Zinco e Enxofre reagem para formar sulfureto de Zinco de acordo com a equao: Zn + S ZnS

Quando se misturam 15,0 g de Zinco e 30,0 g de enxofre a) Qual o reagente limitante? Justifique.


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b) Qual massa de ZnS que se forma? c) Qual a massa excedente do reagente em excesso?

DADOS PARA A FICHA RESTANTE: Ar (Zn) = 65,38; Ar (S)= 32; Ar (Si) = 28,08; Ar (Na) = 23; Ar (Al) = 26,98

2. O elemento Silcio (Si) abundante na crusta terrestre e existe, por exemplo, nas rochas na forma de silicatos e na areia das praias na forma de slica. O processo de obteno de silcio slido envolve vrios tratamentos, o primeiro dos quais, traduzido pela reaco representada na seguinte equao qumica: SiO2 (s) + C (s) Si (s) + CO (g)

Fez-se reagir 300 g de slica contendo 90% de dixido de silcio (SiO2) com 144 g de carbono. a) Acerte a equao. b) Verifique, justificando, se algum reagente se encontra em excesso. c) Calcule o rendimento da reaco atendendo a que a massa de silcio produzida foi de 100 g. d) Determine o volume de monxido de carbono (CO) (P.T.N) nas condies da alnea anterior.

3. Os perxidos podem ser utilizados nos detergentes branqueadores, como substitutos da lixvia. Numa fbrica pretendia-se preparar 100 kg de perxido de sdio (Na2O2) atravs da reaco traduzida pela seguinte equao qumica: Na (s) a) Acerte a equao. b) Atendendo a que o rendimento da reaco de 80%, calcule a massa de sdio (Na) que deve utilizar. + O2 (g) Na2O2 (s)

4. O tricloreto de alumnio (AlCl3), utilizado nos desodorizantes, pode ser preparado por reaco entre o alumnio (Al) e o cido clordrico (HCl), segundo a equao qumica: Al (s) + HCl (aq) AlCl3 (s) + H2 (s)


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a) Escreva a equao qumica de acordo com a lei de Lavoisier. b) Calcule a massa de alumnio comercial impuro (com 87% de pureza) necessrio para reagir com 17,0 mol de HCl (cido cloridrco). c) Sabendo que o rendimento () da reaco de 80%, determine o volume de H2 libertado, medido nas condies P.T.N.

Grupo IV

1. Sabendo que os hidrxidos so formados por ies OH e ies metlicos em proporo tal que a soma das cargas elctricas seja igual a zero, 1.1 Indica o nome das espcies qumicas que se seguem: a) NaOH; .. b) Ca(OH)2; c) Cu(OH)

1.2 Escreve as frmulas qumicas de A; B; C e D. A) Hidrxido de alumnio; B) Hidrxido de cobre (II); C) Hidrxido de Potssio

2. As substncias cidas, como as que existem no limo e no vinagre, possuem um caracterstico sabor azedo. Um cido pode ser definido como uma substncia que, em soluo aquosa, liberta ou cede ies H+ soluo. Assim os cidos inorgnicos contm tomos de hidrognio. Partindo deste conhecimento: 2.1 Indica o nome das espcies qumicas que se seguem: a) H2SO4 b) H2SO3 c) HNO3 d) HNO2 2.2 Quando um cido reage com uma base (exemplo: reaco de cido sulfrico com hidrxido de sdio) d origem a um sal. Indica o nome das espcies qumicas que se seguem: a) Na2SO4 b) Na2SO3 c) KNO3 d) KNO2

3. xidos de metais So compostos inicos formados por ies positivos e pelo io negativo O2 e/ou O22 de modo que a soma das cargas elctricas seja igual a zero.Reaces Qumicas e Equilbrio Qumico Formadora: Helena Oliveira. - 73 -


3.1 Indica o nome das espcies qumicas que se seguem: a) Na2O; b) CaO; c) Al2O3; d) Cu2O e) CuO

4. A combusto do magnsio pode ser traduzida pela seguinte equao qumica (no acertada):

Mg (s ) + O 2 ( g ) MgO ( g )Calcular a massa de MgO que se forma quando se faz reagir: 4.1 A quantidade de 3,50g de magnsio; 4.2 A quantidade de 3,50g de magnsio contendo 10% de impurezas; 4.3 Comentar os resultados obtidos em 4.1 e 4.2. 5. O bromobenzeno pode ser preparado por reaco de benzeno com excesso de bromo na presena de cloreto de ferro (II):

C6 H 6 + Br2 C6 H5 Br + HBrbenzeno bromobenzeno Numa experincia, uma amostra de 20,0 g de benzeno deu origem a 23,0 g de bromobenzeno. Calcular o rendimento da reaco. DADOS: M (C6H6) = 78 g/mol; M (C6H6Br) = 157 g/mol



Grupo I


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1. Complete as afirmaes que se seguem escrevendo uma palavra nos espaos em branco. a) As reaces qumicas traduzem-se por equaes qumicas usando

____________________ qumicos e ____________________ qumicas. b) Uma equao qumica deve estar de acordo com a Lei de Lavoisier. O nmero de tomos de cada espcie nos reagentes deve ser ____________________ ao nmero de tomos de cada espcie nos ____________________ de reaco. c) Uma equao qumica fornece-nos dois tipos de informao: Qualitativa indica-nos as espcies qumicas, isto , os ____________________ e os ____________________ de reaco. Quantitativa indica-nos as ____________________ de cada espcie.

2. Inscreva no quadrado junto de cada afirmao um V se a considerar verdadeira e um F se a considerar falsa, corrigindo as falsas.

a) Sendo a matria formada por tomos e sendo uma reaco qumica a transformao de umas substncias noutras, temos que os tomos se reorganizam, ou seja, desligam-se de uns e ligam-se a outros, originando outras substncias.

b) A gua oxigenada, H2O2 (perxido de hidrognio o nome qumico), um produto que exige alguns cuidados de conservao. A aco da luz ou do calor acelera a sua decomposio em: H2O2 (aq) H2O (l) + N2 (g).

c) A conservao da lixvia (hipoclorito de sdio) exige alguns cuidados. Esta, sob aco do calor (50 C), decompe-se: 3NaClO (aq) 2NaCl (aq) + NaClO3 (aq)

d) A palavra cintica refere-se, em Qumica, velocidade com que ocorre uma reaco qumica. Esta velocidade pode ser analisada observando a variao de uma grandeza referente a um reagente ou a um produto como a variao da concentrao ou como a variao do volume ou da cor.


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c) A reaco ocorre se o choque for eficaz. Quanto mais eficazes forem os choques, menor a velocidade de reaco.

3. Faa corresponder, atravs de uma linha, os conceitos da lista A aos da lista B (a um conceito da lista A pode corresponder mais do que um da lista B).

Lista AA) O derreter o gelo B) Evaporar lcool I) Factores que afectam a velocidade de uma reaco II) Transformao qumica III) Transformao fsica

Lista B

C) Superfcie de contacto entre os reagentes D) Temperatura E) Concentrao dos reagentes F) Queimar papel G) Catalisadores H) Amarelecimento das folhas no Outono

Curiosidade:

Nos seres vivos tambm h catalisadores: so enzimas. No aparelho digestivo h um tipo de enzimas enzimas digestivas que so fundamentais para a vida. Sem este tipo de enzimas, uma digesto que normalmente leva mais ou menos 3 horas, levaria 50 anos!!! O estudo da Qumica na Biologia to importante que hoje existe um curso que no de Qumica nem de Biologia mas de BIOQUMICA.

4. Para cada uma das seguintes situaes, indica o factor que afecta a velocidade de reaco A O leite azeda mais facilmente no Vero; B A carne estraga-se fora do frigorfico; C A carne, depois de picada, deve ser consumida; D Os nitritos (NO2) so usados para a conservao de carnes enlatadas e enchidos.


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E O calcrio reage mais rapidamente com cido clordrico concentrado do que o mesmo cido diludo.

5. Considere o seguinte esquema qumico:

Mg (s ) + O 2 ( g ) MgO (s ) a) Como se designa esta reaco? b) Indica os reagentes e os produtos de reaco. c) Como classificas esta reaco quanto energia? d) Acerta o esquema qumico de modo a representar uma equao qumica. e) Indica as substncias simples e compostas.

6. Associa os algarismos da coluna I s letras da coluna II. (a um conceito da coluna I pode corresponder mais do que um da coluna II).

Lista IA CaCl2 B NaCl

Lista II

1 cido 2 base 3 sal

C H2SO4 D NaOH E (NH4)3PO4 F CO2

Grupo II

1 Os frascos 1 e 2 da figura contm H2 (g) e O2 (g), respectivamente.


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1.1

Os gases H2 e O2 encontrar-se-o nas mesmas condies de presso e temperatura? Justifique a resposta.

1.2

Em que lei se baseou para responder questo anterior?

2 Segundo Avogadro, volumes iguais de gases diferentes, medidas nas mesmas condies de presso e temperatura, contm a mesma quantidade de substncia. Em dois recipientes, A e B, encontram-se, nas mesmas condies de presso e temperatura, os gases O2 e He, respectivamente. O recipiente A contm 0,50 mol de O2 e o recipiente B contm 1,0 mol de He.

Usando as palavras-chave: inferior; superior; igual, complete as frases que se seguem: A O volume ocupado por O2 ___________________ ao volume ocupado por He. B O nmero total de tomos no recipiente A ___________________ ao nmero total de tomos no recipiente B. C A massa do gs contido no recipiente A ___________________ massa do gs contido no recipiente B.

DADOS: M (O2) = 32 g mol1 e M (He) = 4 g mol1


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Grupo III

1. Inscreva no quadrado junto de cada afirmao um V se a considerar verdadeira e um F se a considerar falsa, corrigindo as falsas.

a) Para estudar uma reaco qumica, o experimentador concentra a sua ateno no sistema, do qual fazem parte reagentes e produtos da reaco.

b) Os sistemas podem ser homogneos, quando todos os seus componentes se encontram na mesma fase: Exemplo: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O (l) ou heterogneos, quando os componentes se encontram em fases diferentes: Exemplo: Zn (s) + 2HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g)

c) Reaces incompletas so aquelas em que os reagentes, quando presentes em propores estequiomtricas, se esgotam completamente. Quando os reagentes no esto em propores estequiomtricas, a reaco completa-se quando se esgota o reagente limitante

d) Nas reaces completas no h esgotamento de nenhum dos reagentes (nem do limitante!). So reaces em que se atinge um equilbrio dinmico entre reagentes e produtos de reaco que coexistem na presena uns dos outros.

e) Para representar uma reaco qumica incompleta, utiliza-se uma equao qumica com uma seta .

f) Quando a velocidade da reaco directa, vd, iguala a velocidade da reaco inversa vi , diz-se que se atingiu um estado de equilbrio qumico [vd (eq) = - vi (eq)]. aA + bB cC + dDVD VI

g) Numa reaco reversvel, aplicando perturbaes ao sistema, variaes de temperatura, presso ou composio, ele evolui at retomar um novo estado de equilbrio.


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Grupo IV

1. Existe para cada reaco qumica de equilbrio uma expresso que relaciona entre si os valores das concentraes dos compostos coexistentes no sistema em equilbrio a uma dada temperatura. Partindo deste conceito responda: a) Calcule as constantes de equilbrio correspondentes s reaces traduzidas por: (i)

2 C (aq

) B (aq ) + A (aq )VD VI

(ii)

1 1 B (aq ) + A (aq 2 2

) C (aq )VD VI

Sabendo que as concentraes, em mol/L, no equilbrio so A=0,789, B=0,456 e C=0,123, a uma dada temperatura. Compare os valores obtidos.



Grupo I

1. Complete as afirmaes que se seguem escrevendo uma palavra nos espaos em branco.

As reaces qumicas podem ser classificadas quanto ao sentido em que progridem, variao de energia, velocidade e natureza da reaco.


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a) Quanto ao sentido em que progridem, as reaces qumicas classificam-se em ____________________ e ____________________. b) Quanto variao de energia, as reaces qumicas classificam-se em ____________________ ____________________ e h ____________________. absoro de energia e Nas nas reaces reaces

____________________ h libertao de energia. c) Quanto velocidade, as reaces qumicas classificam-se como

____________________ e __________________. Exemplos: 4Fe (s) + 3O2 (g) 2Fe2O3 (s) (formao de ferrugem); reaco __________________. E C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (g) (combusto do propano), reaco __________________. d) Quanto natureza da reaco, estas podem ser classificadas como reaces de decomposio e de ____________________. As reaces de decomposio so aquelas em que uma substncia composta origina duas ou mais substncias. Exemplos: CuCl 2 correnteelctrica Cu + Cl 2 outra ser: CaCO3 Calor CaO + CO2 . As reaces de ____________________ so aquelas em que duas substncias se combinam, dando origem a ____________________ substncias. Exemplos:

2 H 2 ( g ) + O2 (g ) 2 H 2 O( g ) e ainda CaO (s ) + H 2 O (l ) Ca (OH )2 (aq )

Curiosidade:Em alguns detergentes usam-se fosfatos (PO43), com a finalidade de amaciar a gua. Os fosfatos constituem uma fonte de poluio das guas, ao contribuir para a rpida proliferao das algas. As algas (como por exemplo: as cianobactrias tambm conhecidas por algas azuis), vo buscar o fsforo, um nutriente de que necessitam para o seu desenvolvimento, aos fosfatos. Por sua vez, o desenvolvimento das algas provocam a desoxigenao (falta de oxignio) das guas, alterao das caractersticas organolpticas (sabor, cheiro, cor, ) da gua e de animais aquticos e pela libertao de toxinas podendo estas ser nocivas aos humanos.


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Por exemplo:

O Skip contm entre outros ingregientes

>30% 15 30% 5 15%

manual de formação_módulo reacções químicas e equilíbrio químico_p

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