petrobras -tecn operaçaõ junior 1ª

7/24/2019 Petrobras -Tecn Operaa Junior 1

1/139

APOSTILAS OPO A Sua Melhor Opo em Concursos Pblicos

Qumica A Opo Certa Para a Sua Realizao 1

CONHECIMENTOSBSICOS DE QUMICA

CIDOS, BASES, SAIS E XIDOS.

I. CIDO

Desde os tempos dos alquimistas, observou-se quecertas substncias apresentavam comportamentos peculia-res quando dissolvidos na gua. Entre tais propriedadesdestacavam-se o sabor, semelhante ao do vinagre; a facili-dade de atacar os metais, dando origem a um gs inflam-vel; e o fato de produzirem espuma quando em contatocom calcrios. Essas substncias foram denominadascidos.

Definio. Os critrios inicialmente usados para carac-terizar os cidos baseavam-se nas propriedades de suassolues aquosas. Dizia-se que cidos eram substnciasque apresentavam sabor azedo ou cido e produziammudana de cor dos indicadores. Evidentemente, essaspropriedades no so completas nem especficas, pois

outras substncias podem tambm apresent-las. Com opassar do tempo, foram estabelecidos conceitos mais defi-nidos para a caracterizao dos cidos, tais como o deArrhenius, o de Brnsted-Lowry e o de Lewis.

Na segunda metade do sculo XIX, Arrhenius definiucido como um composto que, dissolvido em gua, liberaons hidrognio. Essa definio, no entanto, tem sua apli-cao limitada s solues aquosas. Para superar essarestrio, o qumico dinamarqus Johannes M. NicolausBrnsted e o ingls Thomas Lowry elaboraram a teoriaprotnica, segundo a qual cido seria toda substncia onou molcula capaz de doar prtons, partcula subatmicade carga positiva. Essa teoria pode aplicar-se a qualquertipo de solvente, e no somente gua, como no caso do

critrio de Arrhenius.Baseando-se em critrios distintos, o americano Gilbert

Lewis definiu cido como uma substncia que pode aceitarum par de eltrons, partculas subatmicas de carga nega-tiva, que giram em torno do ncleo atmico.

Alguns tomos apresentam maior tendncia a ceder e-ltrons e se convertem em ons positivos ou ctions, en-quanto outros tendem a aceitar pares de eltrons, e seconvertem em ons negativos ou nions. Em toda reaoqumica ocorre esse processo simultneo de doao erecebimento de eltrons, no qual Lewis se baseou paraformular sua teoria.

Propriedades. Os cidos possuem sabor azedo oucustico, facilmente identificado em frutas ctricas, comolimo, laranja e ma. Tm a capacidade de alterar a corde certas substncias orgnicas, denominadas indicado-res. Assim, em presena de soluo aquosa cida, o papelazul de tornassol passa para vermelho; o papel vermelho-do-congo passa para azul e uma soluo bsica de fenolf-talena passa de vermelho para incolor. Em solues a-quosas diludas, os cidos so bons condutores de eletrici-dade.

Os cidos apresentam, em soluo aquosa, diferentesgraus de ionizao, isto , uma relao varivel entre onmero de molculas ionizadas e o de molculas dissolvi-das. Dessa forma, por meio do valor da constante de ioni-

zao, pode-se medir a fora de um cido. Quanto maiselevado for o valor dessa constante, maior ser a fora docido e maior a concentrao de ons hidrognio.

Outro artifcio utilizado para avaliar o poder dos cidos o conceito de pH. Definido como o logaritmo negativo daconcentrao de ons hidrognio em soluo aquosa, o pH

varia entre zero e 14. Todos os cidos apresentam pHentre zero e 7, sendo que, quanto menor esse valor, maiselevada a fora do cido.

Alm disso, os cidos reagem com os metais colocadosacima do hidrognio na srie de atividade dos metais ou natabela de potenciais de oxidao, liberando hidrognio eformando o sal correspondente.

Por outro lado, os cidos oxidantes, isto , aqueles cu-jos ons negativos tm capacidade de realizar reaes deoxidao, no libertam hidrognio e reagem at com osmetais abaixo do hidrognio na tabela de potenciais.

Os cidos reagem com os xidos (exceto os neutros eos anidridos) formando sais e gua, e com os carbonatos ebicarbonatos desprendendo CO2. Os cidos reagem comas bases, formando sais e gua. Da dizer-se que a reaode cidos com bases de salificao (devido formaode sal) ou de neutralizao (devido anulao do carterbsico da soluo), tornando o meio neutro.

Nomenclatura. A denominao dos cidos obedeceaos seguintes princpios: nos hidrcidos, palavra "cido"segue-se o nome do elemento ou radical eletronegativo,com o sufixo "drico": HCL, cido clordrico; HCN, cidociandrico; H2S, cido sulfdrico etc. Nos oxicidos, pala-vra "cido" segue-se o nome do radical eletronegativo coma terminao "ico": H2CO3, cido carbnico; HCNO, cidocinico etc.

Quando um mesmo elemento forma dois oxicidos, u-sa-se o sufixo "oso" para o menos oxigenado: HNO2, cidonitroso; HNO3, cido ntrico. Numa srie de oxicidos deum mesmo elemento, usa-se o prefixo "hipo" e o sufixo"oso" para o cido menos oxigenado, e o prefixo "per" e adesinncia "ico" para o mais oxigenado: HClO, cido hipo-cloroso, HClO3, cido clrico; HClO4, cido perclrico.

A nomenclatura oficial UIQPA (Unio Internacional de

Qumica Pura e Aplicada) consiste em substituir o "o" dohidrocarboneto correspondente pelo sufixo "ico". Noscidos ramificados, a cadeia principal a mais longa quecontenha o grupamento funcional (-COOH), ponto a partirdo qual a cadeia numerada. Os tomos de carbono dacadeia principal podem tambm ser designados por letras:o carbono de carboxila mega, e os seguintes, alfa, beta,gama etc.

Tipos de cidos. Os cidos se dividem fundamental-mente em orgnicos e inorgnicos ou minerais. Os cidosorgnicos so compostos que contm em sua estrutura ogrupamento carboxila, composto por um tomo de carbonoligado a um tomo de oxignio por ligao dupla e a umgrupo de hidroxila, por ligao simples. Entre os milharesde cidos orgnicos conhecidos, alguns so de enormeimportncia para o homem.

O cido frmico, primitivamente obtido de certa espciede formiga, atualmente produzido a partir da reao domonxido de carbono com hidrxido de sdio sob presso(sete atmosferas), na temperatura de 120 a 150o C, obten-do-se formiato de sdio, que, tratado por cidos minerais,libera o cido frmico. usado em corantes de tecidos,para formar a soluo cida, sendo que, no final do pro-cesso, o cido que fica na fazenda se evapora. Preferidopara a coagulao do ltex de borracha, tambm usadona neutralizao da cal, que empregada no processa-mento do couro.

O cido actico, o mais importante dos cidos carbox-licos, forma-se a partir de solues diludas de etanol porao de microrganismos, sendo esse o processo de prepa-rao de vinagre de vinho; utilizado em grandes quanti-dades como solvente e como meio no aquoso, em rea-es. Tem tambm uso importante na neutralizao ou


2/139



acidulao, quando no so aplicveis cidos minerais (porexemplo, no processamento de filmes e papis fotogrfi-cos).

Os cidos graxos, presentes nas gorduras animais evegetais, ocorrem, normalmente, combinados com glicerinaou glicerol, sob a forma de tristeres chamados glicerdeos,dos quais so obtidos por saponificao. So utilizados naproduo industrial de ceras, cosmticos e pinturas.

Os cidos inorgnicos so de origem mineral e dividem-se em hidrcidos, quando no apresentam oxignio emsua combinao, e oxicidos, quando esse tomo faz partede sua estrutura. Entre eles, os mais utilizados industrial-mente so o cido clordrico, o ntrico, o fosfrico e o sulf-rico. O cido clordrico ou cloreto de hidrognio um gsincolor, de odor irritante e txico. Tem ponto de fuso -112o C e de ebulio -83,7o C. muito solvel em gua,soluo chamada de cido clordrico. cido forte quasetotalmente ionizado, e emprega-se na sntese de diversoscompostos orgnicos de interesse.

O cido ntrico um lquido incolor, de cheiro irritante etxico; tem ponto de ebulio 86o C e ponto de fuso -

41,3o C. miscvel com a gua em todas as propores.Suas solues aquosas so incolores, mas se decompemcom o tempo, sob a ao da luz. utilizado como matria-prima na indstria de plsticos, fertilizantes, explosivos ecorantes.

O cido ortofosfrico um slido incolor, muito higros-cpico e muito solvel em gua. Aplica-se na indstria defertilizantes, nos processos de estamparia nas indstriastxteis e na sntese de inmeros compostos de interesse.

O cido sulfrico um lquido oleoso, com densidadede 1,84g/cm3. Tem ponto de fuso de 10o C e de ebuliode 338o C. Embora muito estvel quando aquecido, suasoluo diluda perde gua, gradualmente, com o aqueci-mento. Durante o aquecimento, o cido puro perde SO3. utilizado como matria-prima na produo do sulfato deamnio, intermedirio da elaborao de fertilizantes, dedetergentes, explosivos, pigmentos e corantes, entre ou-tros produtos.

II. BASE

Os antigos dividiam as substncias em dois grandesgrupos: as que se assemelhavam ao vinagre, denominadascidos, e as semelhantes s cinzas de plantas, chamadaslcalis. Os lcalis eram substncias detergentes ou, se-gundo o farmacutico e qumico francs Guillaume Fran-ois Rouelle, bases.

No final do sculo XIX, o sueco Svante Arrhenius defi-niu base como substncia que, em soluo aquosa, liberaon hidroxila, OH-, como nico nion. Esse conceito cor-responde ao de hidrxido. De fato, base uma classe maisgeral de compostos, de forma que todo hidrxido umabase, mas nem toda base um hidrxido.

Um conceito mais abrangente, porm ainda no com-pleto, desses compostos foi proposto pelo dinamarqusJohannes Nicolaus Brnsted e pelo britnico Thomas Mar-tin Lowry na dcada de 1920. Segundo os dois qumicos,base qualquer substncia qumica, molecular ou inica,capaz de receber prtons. Esse conceito, mais geral doque o de Arrhenius, permite incluir entre as bases outrassubstncias alm dos hidrxidos.

Para o americano Gilbert Lewis, base qualquer subs-tncia qumica capaz de ceder um par de eltrons para aformao de co-valncia coordenada. Certos sais soformados sem transferncia de prtons (na ausncia degua) e, nesse caso, nem a teoria de Arrhenius nem a deBrnsted-Lowry seriam suficientes para classificar como

bases as substncias que reagem com os compostos decarter cido para formar esses sais.

As bases designam-se pela expresso "hidrxido de"seguida do nome do ction ou metal. Quando o ctionapresenta mais de um nmero de oxidao e, conseqen-temente, forma mais de um hidrxido, coloca-se, aps onome do ction, o seu nmero de oxidao em algarismosromanos. Usam-se, tambm, as terminaes "-oso" e "-

ico", conforme o nmero de oxidao seja menor ou maior,respectivamente.

As bases reagem com os cidos, com os xidos de ca-rter cido e com os anfteros, produzindo sal e gua.Com os anidridos cidos a reao pode conduzir a mais deum sal, conforme se use ou no excesso de anidrido. Oshidrxidos so bons condutores de corrente eltrica, tantofundidos quanto em soluo aquosa, sendo os produtos daeletrlise diferentes num caso e noutro.

III. XIDO

A ferrugem que corri os objetos de ferro e a ptina querecobre as cpulas de bronze de certas igrejas nada mais

so que variedades de xidos formados pela reao des-sas substncias com o oxignio do ar.

xido um composto binrio do oxignio com elemen-tos menos eletronegativos. Segundo suas propriedades, osxidos distinguem-se em bsicos, cidos ou neutros.

Chamam-se bsicos os xidos que reagem com a guapara formar bases (ou hidrxidos) e com cidos para pro-duzir sais. Os elementos que se ligam ao oxignio nosxidos bsicos pertencem aos grupos Ia, IIa e IIIa (exceto oboro) ou so elementos de transio, como nos xidos desdio (Na2O) e de clcio (CaO). Os xidos cidos, ou ani-dridos, como o dixido de carbono (CO2) e o dixido deenxofre (SO2), reagem com a gua para formar cidos e

com bases para formar sais. So produzidos com elemen-tos no-metlicos dos grupos IVa, Va, VIa e VIIa e algunselementos de transio. J exemplos de xidos neutros(nem cidos nem bsicos) so o monxido de carbono(CO) e o monxido de nitrognio (NO).

Embora se enquadrem na classificao anterior, mere-cem destaque os xidos anfteros, como o xido de alum-nio (Al2O3), que reage tanto com cidos como com basespara formar sais. So anfteros tanto os perxidos, como operxido de sdio (Na2O2), que reagem com a gua paraformar bases e perxido de hidrognio (gua oxigenada,H2O2), e com cidos para formar sal e perxido de hidro-gnio, quanto os superxidos, como o superxido de sdio(NaO2), que em reao com a gua formam bases, perxi-

do de hidrognio e oxignio, e com os cidos formam sal,perxido de hidrognio e oxignio. Mencionam-se ainda osozonides (ou ozonetos), resultantes da reao entre oznio(O3) e hidrxidos de metais alcalinos (exceto LiOH), e osxidos salinos, como o Fe3O4, que formam, pela reaocom cidos, dois sais diferentes do mesmo metal. Excetonos perxidos e superxidos, o oxignio nessas reaestem valncia dois, ou seja, participa das ligaes com doiseltrons.

SAL A importncia histrica do sal comum como conservan-

te de alimentos e como moeda permaneceu em vriasexpresses de linguagem. A palavra salrio, derivada do

latim, representava originalmente a poro de sal que ossoldados da antiguidade romana recebiam como pagamen-to por seus servios.

Na linguagem vulgar, o termo sal designa estritamenteo cloreto de sdio (NaCl), utilizado na alimentao. Emqumica, porm, tem um sentido muito mais amplo e se


3/139



aplica a uma srie de compostos com caractersticas bemdefinidas, que tm em comum com o cloreto de sdio ofato de se formarem pela reao de um cido com umabase. O cloreto de sdio resulta da reao do cido clor-drico com o hidrxido de sdio.

Pode-se, assim, definir sal como composto inico resul-tante da reao entre um cido e uma base, mas h outrasconceituaes igualmente aceitas. Segundo a teoria de

Arrhenius, que defende a existncia de trs tipos de eletr-litos (ou substncias em dissoluo), sais so substnciasque, em dissoluo, produzem ctions e nions de vriostipos, mas sempre diferentes dos ons hidrognio (H3O+),tambm chamados hidroxnios, e hidroxila (OH-). Os ou-tros dois tipos de eletrlitos, segundo Arrhenius, so: oscidos, que em gua se ionizam e produzem, como c-tions, exclusivamente ons hidrognio; e as bases que, emgua, se dissociam e produzem, como nions, exclusiva-mente ons hidroxila. Por serem sobretudo inicos, os saisso em geral cristalinos e solveis em gua.

Classificao. De acordo com o cido de que derivam,os sais se classificam em: (1) halides, derivados de hidr-cidos, e (2) oxissais, derivados de oxicidos. Os halides

so sais no-oxigenados, como NaCl e KBr (bromato depotssio). Os oxissais apresentam oxignio no on negati-vo, como no caso do Na2SO4 (sulfato de sdio). Outraclassificao distingue os sais cidos, bsicos, e neutrosou normais. Os sais cidos resultam da substituio, parci-al ou total, de um ou mais hidrognios cidos (ionizveis ousubstituveis) por ons positivos, como no caso doNaH2PO4 (fosfato de sdio). Sais bsicos tm uma oumais hidroxilas, como no caso do Zn(OH)Cl (cloreto mono-bsico de zinco), e resultam das bases por substituioparcial ou total das hidroxilas por ons negativos. Os queno contm hidrognio cido nem hidroxila, como o casodo CaSO4 (sulfato de clcio), so chamados de sais neu-tros ou normais.

Quando se misturam solues de dois ou mais saissimples, pode-se formar um terceiro sal, chamado duplo,como por exemplo o KCl.MgCl2.6H2O (cloreto duplo depotssio e magnsio). Os sais compostos de ons comple-xos, formados de diversos tomos, so chamados de saiscomplexos. Em soluo aquosa, os sais podem fixar umaou mais molculas de gua e se tornarem hidratados, co-mo ocorre em CuSO4.5H2O (sulfato de cobre II penta-hidratado).

Nomenclatura. Existem regras para nomear os saismais comuns. No caso dos sais halides, substitui-se aterminao "-drico" do hidrcido pelo sufixo "-eto". Acres-centa-se a preposio "de" e o nome do on positivo. Tem-

se assim, por exemplo, derivado do cido ciandrico (HCN),o cianeto de potssio (KCN).

Quando um metal forma dois sais, derivados do mesmocido, acrescenta-se aps o nome do sal, entre parnte-ses, o nmero de oxidao do metal em algarismos roma-nos. comum tambm o emprego das terminaes "-oso",para o sal em que o metal apresenta o menor nmero deoxidao, e "-ico", para o nmero de oxidao maior. Oestanho, por exemplo, forma os sais SnCl2 (cloreto esta-noso) e SnCl4 (cloreto estnico).

No caso dos oxissais, derivados dos oxicidos, substi-tuem-se as terminaes "-oso" e "-ico" dos cidos de quederivam os sais pelas terminaes "-ito" e "-ato", respecti-vamente. Acrescenta-se a preposio "de" e o nome doction do sal. Do cido sulfrico (H2SO4), por exemplo,deriva o sulfato de potssio (CaSO4). Ao metal que formamais de um sal, aplica-se o critrio do nmero de oxidaoem algarismos romanos, ou as terminaes "-oso" e "-ico",como em FeSO4 (sulfato de ferro II, ou sulfato ferroso) eFe2(SO4)3 (sulfato de ferro III, ou sulfato frrico).

Quando se tem sais cidos, h vrias alternativas denomenclatura: (1) indica-se o nmero de ons positivospelos prefixos "mono-", "di-", "tri-" etc; (2) indica-se o nme-ro de tomos de hidrognio cido no substitudos com asexpresses "mono-hidrogeno", "di-hidrogeno" etc; (3) utili-zam-se os termos "monocido", "dicido" etc; ou (4) colo-ca-se o prefixo "bi-" antes do nome do on negativo, nocaso de sais cidos derivados de dicidos. Um exemplo NaHSO4, sulfato monossdico, tambm designado mono-hidrogeno-sulfato de sdio, ou sulfato monocido de sdio,ou bissulfato de sdio.

Preparao. Alguns sais ocorrem em grandes quanti-dades na natureza. Basta, portanto, escolher o melhorprocesso de extrao, como no caso do cloreto de sdio,presente na gua do mar. Muitos outros sais, porm, sopreparados artificialmente por meio de reaes entre ci-dos e bases (chamadas reaes de salificao); entrecidos e xidos bsicos; ou entre xidos cidos e bsicos.Outros processos de obteno de sais incluem a ao decido, base ou sal sobre um sal, geralmente em soluoaquosa; a reao entre metal e cidos, bases ou sais; e a

combinao de um metal com um ametal.

Sal comum. Dos inmeros compostos salinos que po-dem ser encontrados na natureza, o que mais importnciaapresenta para o ser humano o cloreto de sdio, chama-do sal comum ou sal de cozinha, muito empregado naalimentao como condimento e como conservante, nestecaso especialmente para carnes e pescados. A grandeimportncia do sal, no entanto, decorre de seus mltiplosusos e aplicaes, alm do consumo humano e animal.Emprega-se o sal em refrigerao, na indstria eletroqu-mica de cloro e seus derivados, como o cido clordrico ecloretos diversos, hipocloritos, cloratos e percloratos. ainda usado na fabricao de inseticidas como o DDT, deplsticos com base de cloro e outros.

A eletrlise do cloreto de sdio fornece, alm do cloro,o sdio metlico ou soda custica, que tem na indstria umpapel equivalente ao do cido sulfrico, pela diversidadede empregos, entre eles a produo de sabes, leosvegetais e minerais, celulose etc. O sal tambm matria-prima para fabricao de barrilha (Na2CO3), empregadana indstria txtil, na produo de vidro e em muitos outroscasos em que se necessita de um lcali fraco.

Tipos de sal. O sal comum pode ser classificado, deacordo com seu teor de pureza, ou seja, a maior ou menorporcentagem de outros sais em sua composio, em doistipos: sal bruto e sal beneficiado. Sal bruto o produtoimediato da extrao, com todas as impurezas de manipu-

lao extrativa e tudo o que cristaliza com o cloreto desdio. Pode ser de trs tipos: sal marinho (verde e curado);sal de minas, lagos salgados ou mares interiores (salmou-ra); sal de jazidas de sal-gema (ou halito) e depsitos desais mistos. O sal beneficiado se subdivide em alimentcio(sal de cozinha e sal grosso) e de conserva, a qual pode


4/139



ser salga seca ou salmoura. No Brasil, uma lei de 1953determina que seja distribudo exclusivamente sal iodadonas regies sujeitas ao bcio endmico, doena causadapela deficincia de iodo na alimentao.

Extrao de sal. Ainda que a fonte principal de sal sejaa gua do mar -- na qual sua concentrao muito vari-vel, com uma mdia de 3,3% --, o produto pode ser encon-trado tambm em lagos salgados. Em ambos os casos, o

procedimento de extrao consiste em isolar a gua salga-da em tanques rasos, as salinas, onde, exposta ao sol e aovento, a soluo atinge concentraes cada vez maiores,at o ponto de saturao, quando comea a precipitar ocloreto de sdio.

O sal obtido do mar apresenta-se geralmente menospuro que o sal-gema, encontrado em depsitos subterr-neos ou superficiais formados a partir da evaporao dosmares em eras geolgicas passadas. O sal-gema ummineral que ocasionalmente apresenta cristais de formacbica regular e se caracteriza pelo sabor e pouca dureza(dois, na escala de Mohs). Entre as principais jazidas desal-gema esto a da baixa Saxnia, na Alemanha, e outrasna ustria, Espanha, Itlia e Rssia. No que se refere

produo global de sal, os principais pases produtores soEstados Unidos, China e Rssia.

FUNES DA QUMICA INORGNICA:

CIDOScido de Arrhenius - Substncia que, em soluo a-

quosa, libera como ctions somente ons H+(ou H 3O+).

Nomenclaturacido no-oxigenado (HxE):cido+ [nome de E]+ dricoExemplo: HCl - cido clordrico

cidos HxEOy, nos quais varia o nox de E :

GrupodeE

NoxdeE

Nome docido HxEOy

Exemplo

7

7cido per+[nome de E] + ico

HClO4 cido perclricoNox do Cl = +7

a < 7cido[nome de E] + ico

HClO3 cido clricoNox do Cl = +5

b < acido[nome de E]

+ oso

HClO2 cido cloroso

Nox do Cl = +3

c < bcido hipo+[nome de E] + oso

HClO cido hipoclorosoNox do Cl = +1

G 7

Gcido[nome de E] + ico

H3PO4 cido fosfricoNox do P = +5

a < Gcido[nome de E] + oso

H3PO3 cido fosforosoNox do P = +3

b < acido hipo+[nome de E] + oso

H3PO2 cido hipofosfo-rosoNox do P = +1

cidos orto, meta e piro. O elemento E tem o mesmonox. Esses cidos diferem no grau de hidratao:

1 ORTO - 1 H2O = 1 META

2 ORTO - 1 H2O = 1 PIRO

Nome dos nions sem H ionizveis - Substituem asterminaes drico, oso e ico dos cidos por eto, ito eato, respectivamente.

CLASSIFICAO

Quanto ao nmero de H ionizveis :

- monocidos ou cidos monoprticos

- dicidos ou cidos diprticos

- tricidos ou cidos triprticos

- tetrcidos ou cidos tetraprticos

Quanto fora

- cidos fortes, quando a ionizao ocorre em grandeextenso.

Exemplos: HCl, HBr, HI . cidos HxEOy, nos quais (y -x) 2, como HClO4, HNO3e H 2SO4.

- cidos fracos, quando a ionizao ocorre em pequena

extenso.

Exemplos: H2S e cidos HxEOy, nos quais (y - x) = 0,como HClO, H3BO3.

- cidos semifortes, quando a ionizao ocorre emextenso intermediria.

Exemplos: HF e cidos HxEOy, nos quais (y - x) = 1,como H3PO4, HNO2, H2SO3.

Exceo: H2CO3 fraco, embora (y - x) = 1.

Roteiro para escrever a frmula estrutural deum cido HxEOy

1. Ligue a E tantos -O-H quantos forem os H ionizveis.

2. Ligue a E os H no-ionizveis, se houver.

3. Ligue a E os O restantes, por ligao dupla (E = O) ou

dativa (E O).

cidos mais comuns na qumica do cotidiano

cido clordrico (HCl)

- O cido impuro (tcnico) vendido no comrcio com onome de cido muritico.

- encontrado no suco gstrico .

- um reagente muito usado na indstria e no laborat-

rio.- usado na limpeza de edifcios aps a sua caiao,

para remover os respingos de cal.

- usado na limpeza de superfcies metlicas antes dasoldagem dos respectivos metais.

cido sulfrico (H 2SO4)

- o cido mais importante na indstria e no laboratrio.O poder econmico de um pas pode ser avaliado pelaquantidade de cido sulfrico que ele fabrica e conso-me.

- O maior consumo de cido sulfrico na fabricao defertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de am-nio.

- o cido dos acumuladores de chumbo (baterias)usados nos automveis.


5/139



- consumido em enormes quantidades em inmerosprocessos industriais, como processos da indstria pe-troqumica, fabricao de papel, corantes, etc.

- O cido sulfrico concentrado um dos desidratantesmais enrgicos. Assim, ele carboniza os hidratos decarbono como os acares, amido e celulose; a carbo-nizao devido desidratao desses materiais.

- O cido sulfrico "destri" o papel, o tecido de algodo,a madeira, o acar e outros materiais devido suaenrgica ao desidratante.

- O cido sulfrico concentrado tem ao corrosiva sobreos tecidos dos organismos vivos tambm devido suaao desidratante. Produz srias queimaduras na pele.Por isso, necessrio extremo cuidado ao manusearesse cido.

- As chuvas cidas em ambiente poludos com dixido deenxofre contm H2SO4e causam grande impacto ambi-ental.

cido ntrico (HNO 3)

- Depois do sulfrico, o cido mais fabricado e maisconsumido na indstria. Seu maior consumo na fabri-cao de explosivos, como nitroglicerina (dinamite), tri-nitrotolueno (TNT), trinitrocelulose (algodo plvora) ecido pcrico e picrato de amnio.

- usado na fabricao do salitre (NaNO3, KNO3) e daplvora negra (salitre + carvo + enxofre).

- As chuvas cidas em ambientes poludos com xidosdo nitrognio contm HNO3 e causam srio impactoambiental. Em ambientes no poludos, mas na pre-sena de raios e relmpagos, a chuva tambm contmHNO3, mas em proporo mnima.

- O cido ntrico concentrado um lquido muito voltil;

seus vapores so muito txicos. um cido muito cor-rosivo e, assim como o cido sulfrico, necessriomuito cuidado para manuse- lo.

cido fosfrico (H 3PO4)

- Os seus sais (fosfatos) tm grande aplicao comofertilizantes na agricultura.

- usado como aditivo em alguns refrigerantes.

cido actico (CH 3 - COOH)

- o cido de vinagre, produto indispensvel na cozinha(preparo de saladas e maioneses).

cido fluordrico (HF)

- Tem a particularidade de corroer o vidro, devendo serguardado em frascos de polietileno. usado para gra-var sobre vidro.

cido carbnico (H 2CO3)

- o cido das guas minerais gaseificadas e dos refri-gerantes. Forma-se na reao do gs carbnico com agua:

CO2+ H 2O H2CO3

IV. BASES

Base de Arrhenius - Substncia que, em soluo a-quosa, libera como nions somente ons OH-.

Classificao

Solubilidade em gua:

So solveis em gua o hidrxido de amnio, hidrxidos demetais alcalinos e alcalino-terrosos (exceto Mg). Os hidr-xidos de outros metais so insolveis.

Quanto fora:

So bases fortes os hidrxidos inicos solveis em gua,como NaOH, KOH, Ca(OH)2 e Ba(OH) 2.

So bases fracas os hidrxidos insolveis em gua e o

hidrxido de amnio. O NH4OH a nica base solvel efraca.

Ao de cidos e bases sobre indicadores

Indicador cido Base

tornassol rseo azul

fenolftalena incolor avermelhado

alaranjado demetila

avermelhado amarelo

Bases mais comuns na qumica do cotidiano

Hidrxido de sdio ou soda custica (NaOH)

- a base mais importante da indstria e do laboratrio. fabricado e consumido em grandes quantidades.

- usado na fabricao do sabo e glicerina:

(leos e gorduras) + NaOH glicerina + sabo

- usado na fabricao de sais de sdio em geral. E-xemplo: salitre.

HNO3 + NaOH NaNO 3+ H 2O

- usado em inmeros processos industriais na petro-qumica e na fabricao de papel, celulose, corantes,

etc.

- usado na limpeza domstica. muito corrosivo eexige muito cuidado ao ser manuseado.

- fabricado por eletrlise de soluo aquosa de sal decozinha. Na eletrlise, alm do NaOH, obtm-se o H2 eo Cl2, que tm grandes aplicaes industriais.

Hidrxido de clcio (Ca(OH) 2)

- a cal hidratada ou cal extinta ou cal apagada.

- obtida pela reao da cal viva ou cal virgem com agua. o que fazem os pedreiros ao preparar a arga-massa:

- consumido em grandes quantidades nas pinturas acal (caiao) e no preparo da argamassa usada na al-venaria.

Amnia (NH 3) e hidrxido de amnio (NH4OH)

- Hidrxido de amnio a soluo aquosa do gs am-nia. Esta soluo tambm chamada de amonaco.

- A amnia um gs incolor de cheiro forte e muito irri-tante.

- A amnia fabricada em enormes quantidades naindstria. Sua principal aplicao a fabricao de ci-do ntrico.

- tambm usada na fabricao de sais de amnio,muito usados como fertilizantes na agricultura. Exem-plos: NH4NO3, (NH4)2SO4, (NH4)3PO4

- A amnia usada na fabricao de produtos de limpe-za domstica, como Ajax, Fria, etc.


6/139



Hidrxido de magnsio (Mg(OH) 2)

- pouco solvel na gua. A suspenso aquosa deMg(OH)2 o leite de magnsia, usado como anticidoestomacal. O Mg(OH)2 neutraliza o excesso de HCl nosuco gstrico.

Mg(OH)2 + 2HCl MgCl 2+ 2H 2O

Hidrxido de alumnio (Al(OH) 3)

- muito usado em medicamentos anticidos estoma-cais, como Maalox, Pepsamar, etc.

TEORIA PROTNICA DE BRNSTED-LOWRYE TEORIA ELETRNICA DE LEWIS

Teoria protnica de Brnsted-Lowry - cido umdoador de prtons (H+) e base um receptor de prtons.

cido(1) + base(2) cido(2) + base(1)

- Um cido (1) doa um prton e se tranforma na sua baseconjugada (1). Um cido (2) doa um prton e se tran-forma na sua base conjugada (2).

- Quanto maior a tendncia a doar prtons, mais forte o cido.

- Quanto maior a tendncia a receber prtons, mais forte a base, e vice-versa.

Teoria eletrnica de Lewis- cidos so receptores depares de eltrons, numa reao qumica.

V. XIDOS

xido - Composto binrio de oxignio com outro ele-mento menos eletronegativo.

Nomenclatura

xido ExO

y:

nome do xido = [mono, di, tri ...] + xido de [mono,di, tri...] + [nome de E]

O prefixo monopode ser omitido.

Os prefixos mono, di, tri... podem ser substitudos pelo noxde E, escrito em algarismo romano.

Nos xidos de metais com nox fixo e nos quais o oxigniotem nox = -2, no h necessidade de prefixos, nem deindicar o nox de E.

xidos nos quais o oxignio tem nox = -1:

nome do xido= perxido de + [nome de E ]

xidos cidos, xidos bsicos e xidos anf-teros

Os xidos dos elementos fortemente eletronegativos(no-metais), como regra, so xidos cidos. Exce-es: CO, NO e N2O.

Os xidos dos elementos fracamente eletronegativos(metais alcalinos e alcalino-terrosos) so xidos bsi-cos.

Os xidos dos elementos de eletronegatividade inter-mediria, isto , dos elementos da regio central daTabela Peridica, so xidos anfteros.

xidos cidosCl2O Cl2O7 I 2O5SO 2SO 3N 2O3 N 2O5P 2O3 P 2O5CO 2SiO 2 CrO3MnO 3 Mn 2O7

Reaes caratersticas Exemplos de reaes

xido cido + gua SO 3+ H 2O H 2SO4

cido

xido cido + base sal+ gua

SO3+2KOH K 2SO4+H2O

N2O5+ H 2O 2HNO 3N2O5+ 2KOH 2KNO 3 +H2O

xidos cidos mistos NO2


xido cido misto + gua

cido(1) + cido(2)xido cido misto + base

sal(1) + sal(2) + gua

2NO2 + H 2O HNO3 +HNO2

2NO2 + 2KOH KNO 3 +KNO2+ H 2O

xidos bsicosLi2O Na2O K2O Rb2O Cs2O MgO CaO SrO BaO RaOCu2O CuO Hg2O HgO Ag2O FeO NiO CoO MnO


xido bsico + gua base

xido bsico + cido sal + gua

Na2O + H2O 2NaOHNa2O + 2HCl 2NaCl +

H2OCaO + H2O Ca(OH) 2CaO + 2HCl CaCl 2

xidos anfterosAs2O3 As 2O5Sb 2O3 Sb 2O5ZnO Al 2O3Fe 2O3Cr 2O3 SnOSnO2PbO PbO 2MnO 2


xido anftero + cido sal + gua

xido anftero + base

sal + gua

ZnO + 2HCl ZnCl 2+ H 2OZnO + 2KOH K 2ZnO2 +H2O

Al2O3+ 6HCl 2AlCl 3+3H2O

Al2O3+ 2KOH 2KAlO 2 +H2O

xidos neutrosNO N2O CO

No reagem com a gua, nem com os cidos, nem comas bases.

xidos salinosFe3O4 Pb 3O4 Mn 3O4


xido salino + cido

sal(1) + sal(2) + gua Fe3O4 + 8HCl 2FeCl 3 +FeCl2+ 4H 2O

PerxidosLi2O2Na 2O2K 2O2 Rb 2O2Cs 2O2MgO 2CaO 2SrO 2BaO 2 RaO2 Ag 2O2H 2O2


perxido + gua base+ O2

perxido + cido sal +H2O2

Na2O2+ H 2O 2NaOH +1/2 O2

Na2O2+ 2HCl 2NaCl +H2O2

xidos mais comuns na qumicado cotidiano

xido de clcio (CaO)

- um dos xidos de maior aplicao e no encontra-do na natureza. obtido industrialmente por pirlise decalcrio.


7/139



- Fabricao de cal hidratada ou Ca(OH)2.

- Preparao da argamassa usada no assentamento detijolos e revestimento das paredes.

- Pintura a cal (caiao).

- Na agricultura, para diminuir a acidez do solo.

Dixido de carbono (CO 2)

- um gs incolor, inodoro, mais denso que o ar. No combustvel e nem comburente, por isso, usado comoextintor de incndio.

- O CO2 no txico, por isso no poluente. O ar con-tendo maior teor em CO2 que o normal (0,03%) im-prprio respirao, porque contm menor teor em O2 que o normal.

- O CO2 o gs usado nos refrigerantes e nas guasminerais gaseificadas. Aqui ocorre a reao:

CO2+ H 2O H 2CO3(cido carbnico)

- O CO2 slido, conhecido por gelo seco, usado paraproduzir baixas temperaturas.

- Atualmente, o teor em CO2na atmosfera tem aumenta-do e esse fato o principal responsvel pelo chamadoefeito estufa.

Monxido de carbono (CO)

- um gs incolor extremamente txico. um serssimopoluente do ar atmosfrico.

- Forma-se na queima incompleta de combustveis comolcool (etanol), gasolina, leo, diesel, etc.

- A quantidade de CO lanada na atmosfera pelo esca-pamento dos automveis, caminhes, nibus, etc. cres-ce na seguinte ordem em relao ao combustvel usa-

do:lcool < gasolina < leo diesel.

- A gasolina usada como combustvel contm um certoteor de lcool (etanol), para reduzir a quantidade de COlanada na atmosfera e, com isso, diminuir a poluiodo ar, ou seja, diminuir o impacto ambiental.

Dixido de enxofre (SO 2)

- um gs incolor, txico, de cheiro forte e irritante.

- Forma-se na queima do enxofre e dos compostos doenxofre:

S + O2 (ar) SO 2

- O SO2 um srio poluente atmosfrico. o principalpoluente do ar das regies onde h fbricas de H2SO4.Uma das fases da fabricao desse cido consiste naqueima do enxofre.

- A gasolina, leo diesel e outros combustveis derivadosdo petrleo contm compostos do enxofre. Na queimadesses combustveis, forma-se o SO2que lanado naatmosfera. O leo diesel contm maior teor de enxofredo que a gasolina e, por isso, o impacto ambiental cau-sado pelo uso do leo diesel, como combustvel, mai-or do que o da gasolina.

- O lcool (etanol) no contm composto de enxofre e,

por isso, na sua queima no liberado o SO2. Esta mais uma vantagem do lcool em relao gasolinaem termos de poluio atmosfrica.

- O SO2lanado na atmosfera se transforma em SO 3quese dissolve na gua de chuva constituindo a chuva ci-

da, causando um srio impacto ambiental e destruindoa vegetao:

2SO2 + O 2(ar) 2SO 3

SO3 + H 2O H 2SO4

Dixido de nitrognio (NO 2)

- um gs de cor castanho-avermelhada, de cheiro forte

e irritante, muito txico.- Nos motores de exploso dos automveis, caminhes,

etc., devido temperatura muito elevada, o nitrognio eoxignio do ar se combinam resultando em xidos donitrognio, particularmente NO2, que poluem a atmosfe-ra.

- O NO2 liberado dos escapamentos reage com o O 2 doar produzindo O3, que outro srio poluente atmosfri-co

NO2+ O 2 NO + O 3

- Os automveis modernos tm dispositivos especiaisque transformam os xidos do nitrognio e o CO em N2

e CO2(no poluentes).- Os xidos do nitrognio da atmosfera dissolvem-se na

gua dando cido ntrico, originando assim a chuva -cida, que tambm causa srio impacto ambiental.

VI. SAIS

Sal de Arrhenius - Composto resultante da neutraliza-o de um cido por uma base, com eliminao de gua. formado por um ction proveniente de uma base e umnion proveniente de um cido.

Nomenclatura

nome do sal = [ nome do nion] + de + [nome

do ction]Classificao

Os sais podem ser classificados em:

sal normal (sal neutro, na nomenclatura antiga),

hidrognio sal (sal cido, na nomenclatura anti-ga) e

hidrxi sal (sal bsico, na nomenclatura antiga).

REAES DE SALIFICAO

Reao da salificao com neutralizao total docido e da base

Todos os H ionizveis do cido e todos os OH-da baseso neutralizados. Nessa reao, forma-se um sal normal.Esse sal no tem H ionizvel nem OH-.

Reao de salificao com neutralizao parcial docido

Nessa reao, forma-se um hidrognio sal, cujo nioncontm H ionizvel.

Reao de salificao com neutralizao parcial dabase

Nessa reao, forma-se um hidrxi sal, que apresenta onion OH-ao lado do nion do cido.

Sais naturais

CaCO3 NaCl NaNO3Ca3(PO4)2 CaSO4 CaF2

silicatossulfetos metlicos(FeS2, PbS, ZnS,HgS)

etc.


8/139



Sais mais comuns na qumica do cotidiano

Cloreto de sdio (NaCl)

- Alimentao - obrigatria por lei a adio de certaquantidade de iodeto (NaI, KI) ao sal de cozinha, comopreveno da doena do bcio.

- Conservao da carne, do pescado e de peles.

- Obteno de misturas refrigerantes; a mistura gelo +NaCl(s)pode atingir -22C.

- Obteno de Na, Cl2, H2, e compostos tanto de sdiocomo de cloro, como NaOH, Na2CO3, NaHCO3, HCl,etc.

- Em medicina sob forma de soro fisiolgico (soluoaquosa contendo 0,92% de NaCl), no combate desi-dratao.

Nitrato de sdio (NaNO3)

- Fertilizante na agricultura.

- Fabricao da plvora (carvo, enxofre, salitre).

Carbonato de sdio (Na2CO3)

- O produto comercial (impuro) vendido no comrciocom o nome de barrilhaou soda.

- Fabrio do vidro comum (maior aplicao):

Barrilha + calcreo + areia vidro comum

- Fabricao de sabes.

Bicarbonato de sdio (NaHCO3)

- Anticido estomacal. Neutraliza o excesso de HCl dosuco gstrico.

NaHCO3 + HCl NaCl + H 2O + CO2

- O CO2liberado o responsvel pelo "arroto".

- Fabricao de digestivo, como Alka-Seltzer, Sonrisal,sal de frutas, etc.

- O sal de frutas contm NaHCO3 (s) e cidos orgnicosslidos (tartrico, ctrico e outros). Na presena de -gua, o NaHCO3 reage com os cidos liberando CO 2 (g),o responsvel pela efervecncia:

NaHCO3 + H+ Na ++ H 2O + CO2

- Fabricao de fermento qumico. O crescimento damassa (bolos, bolachas, etc) devido liberao doCO2 do NaHCO 3.

- Fabricao de extintores de incndio (extintores deespuma). No extintor h NaHCO3 (s) e H 2SO4 em com-partimentos separados. Quando o extintor acionado,o NaHCO3mistura-se com o H 2SO4, com o qual reageproduzindo uma espuma, com liberao de CO2. Estesextintores no podem ser usados para apagar o fogoem instalaes eltricas porque a espuma eletroltica(conduz corrente eltrica).

Fluoreto de sdio (NaF)

- usado na preveno de cries dentrias (anticrie),na fabricao de pastas de dentes e na fluoretao dagua potvel.

Carbonato de clcio (CaCO3) - encontrado na natureza constituindo o calcrio e o

mrmore.

- Fabricao de CO2e cal viva (CaO), a partir da qual seobtm cal hidradatada (Ca(OH)2):

CaCO3 CaO + CO 2

CaO + H2O Ca(OH) 2

- Fabricao do vidro comum.

- Fabricao do cimento Portland:

Calcreo + argila + areia cimento Portland

- Sob forma de mrmore usado em pias, pisos, escada-rias, etc.

Sulfato de clcio (CaSO4)

- Fabricao de giz escolar.

- O gesso uma variedade de CaSO4 hidratado, muitousado em Ortopedia, na obteno de estuque, etc.

REAES DE OXIDAO-REDUO.

Oxidao e Reduo

Na classificao das reaes qumicas, os termos oxi-dao e reduo abrangem um amplo e diversificado con-

junto de processos. Muitas reaes de oxi-reduo socomuns na vida diria e nas funes vitais bsicas, como ofogo, a ferrugem, o apodrecimento das frutas, a respiraoe a fotossntese.

Oxidao o processo qumico em que uma substn-cia perde eltrons, partculas elementares de sinal eltriconegativo. O mecanismo inverso, a reduo, consiste noganho de eltrons por um tomo, que os incorpora a suaestrutura interna. Tais processos so simultneos. Nareao resultante, chamada oxi-reduo ou redox , umasubstncia redutora cede alguns de seus eltrons e, con-seqentemente, se oxida, enquanto outra, oxidante, retmessas partculas e sofre assim um processo de reduo.Ainda que os termos oxidao e reduo se apliquem s

molculas em seu conjunto, apenas um dos tomosintegrantes dessas molculas que se reduz ou se oxida.

Nmero de oxidao

Para explicar teoricamente os mecanismos internos deuma reao do tipo redox preciso recorrer ao conceito denmero de oxidao, determinado pela valncia do ele-mento (nmero de ligaes que um tomo do elementopode fazer), e por um conjunto de regras deduzidas empiri-camente:

(1) quando entra na constituio das molculas monoa-tmicas, diatmicas ou poliatmicas de suas variedadesalotrpicas, o elemento qumico tem nmero de oxidaoigual a zero;

(2) o oxignio apresenta nmero de oxidao igual a -2,em todas as suas combinaes com outros elementos,exceto nos perxidos, quando esse valor -1;

(3) o hidrognio tem nmero de oxidao +1 em todosos seus compostos, exceto aqueles em que se combinacom os ametais, quando o nmero -1;

(4) os outros nmeros de oxidao so determinadosde tal maneira que a soma algbrica global dos nmerosde oxidao de uma molcula ou on seja igual a sua cargaefetiva. Assim, possvel determinar o nmero de oxida-o de qualquer elemento diferente do hidrognio e dooxignio nos compostos que formam com esses dois ele-mentos.

Assim, o cido sulfrico (H2SO4) apresenta, para seuelemento central (enxofre), um nmero de oxidao n, deforma que seja nula a soma algbrica dos nmeros deoxidao dos elementos integrantes da molcula:

2.(+1) + n + 4.(-2) = 0, logo, n = +6


9/139



Em toda reao redox existem ao menos um agente o-xidante e um redutor. Em terminologia qumica, diz-se queo redutor se oxida, perde eltrons, e, em conseqncia,seu nmero de oxidao aumenta, enquanto com o oxidan-te ocorre o oposto.

Oxidantes e redutores

Os mais fortes agentes redutores so os metais alta-mente eletropositivos, como o sdio, que facilmente reduz

os compostos de metais nobres e tambm libera o hidro-gnio da gua. Entre os oxidantes mais fortes, podem-secitar o flor e o oznio.

O carter oxidante e redutor de uma substncia depen-de dos outros compostos que participam da reao, e daacidez e alcalinidade do meio em que ela ocorre. Taiscondies variam com a concentrao de elementos ci-dos. Entre as reaes tipo redox mais conhecidas -- asreaes bioqumicas -- inclui-se a corroso, que tem gran-de importncia industrial.

Um caso particularmente interessante o do fenmenochamado auto-redox, pelo qual um mesmo elemento sofreoxidao e reduo na mesma reao. Isso ocorre entre

halognios e hidrxidos alcalinos. Na reao com o hidr-xido de sdio a quente, o cloro (0) sofre auto-redox: seoxida para clorato (+5) e se reduz para cloreto (-1):

6Cl + 6NaOH 5 NaCl -+ NaClO 3 + 3H 2O

Balano das reaes redox

As leis gerais da qumica estabelecem que uma reaoqumica a redistribuio das ligaes entre os elementosreagentes e que, quando no h processos de ruptura ouvariao nos ncleos atmicos, conserva-se, ao longo detoda a reao, a massa global desses reagentes. Dessemodo, o nmero de tomos iniciais de cada reagente semantm quando a reao atinge o equilbrio.

Em cada processo desse tipo, existe uma relao deproporo fixa e nica entre as molculas. Uma molculade oxignio, por exemplo, se une a duas de hidrogniopara formar duas molculas de gua. Essa proporo amesma para todas as vezes que se procura obter gua apartir de seus componentes puros:

2H2+ O 2 2H 2O

A reao descrita, que redox por se terem alterado osnmeros de oxidao do hidrognio e do oxignio em cadaum dos membros, pode ser entendida como a combinaode duas reaes inicas parciais:

H2 2H++ 2e -(semi-oxidao)

4e-+ 2H ++ O 2 2OH-(semi-reduo)

em que os eltrons ganhos e perdidos representam-secom e- e os smbolos H+e OH -simbolizam respectivamen-te os ons hidrognio e hidroxila. Em ambas as etapas, acarga eltrica nos membros iniciais e finais da equaodeve ser a mesma, j que os processos so independentesentre si.

Para fazer o balanceamento da reao global, igualam-se as reaes inicas parciais, de tal maneira que o nme-ro de eltrons doados pelo agente redutor seja igual aonmero de eltrons recebidos pelo oxidante, e procede-sea sua soma:

( H2 2H++ 2e -) x 2

( 4e-+ 2H ++ O 2 2OH-) x 1

---------------------------------------------------------------

2H2+ 4e-+ 2H ++ O 2 4H

++ 4e -+ 2OH -

o que equivale a:

2H2+ O 2 2H 2O

pois os eltrons se compensam e os ons H+ e OH- se

unem para formar a gua.

Nesses mecanismos se apia o mtodo generalizadode balano de reaes redox, chamado on-eltron, quepermite determinar as propores exatas de tomos emolculas participantes. O mtodo on-eltron inclui asseguintes etapas: (1) notao da reao sem escrever oscoeficientes numricos; (2) determinao dos nmeros de

oxidao de todos os tomos participantes; (3) identifica-o do agente oxidante e redutor e expresso de suasrespectivas equaes inicas parciais; (4) igualao decada reao parcial e soma de ambas, de tal forma quesejam eliminados os eltrons livres; (5) eventual recompo-sio das molculas originais a partir de possveis onslivres.

Autoria: Mnica Josene Barbosa

Questes:

01. (UFSC) O nmero de oxidao do chalcognio (O,S, Se, Te, Po) nos compostos H2O2, HMnO4, Na2O4 eF2O so respectivamente:

a) 1, -2, -2, -0,5

b) 1, -2, -0,5, +2

c) 2, -2, -2, -2

d) 0,5, +2, -1, +2

e) 1, -0,5, +1, +2

02. (UFES) Considere o composto qumico fosfato declcio, tambm chamado de ortofosfato de clcio. Em rela-o a ele, marque a opo incorreta:

(Ca = 40, P = 31, O = 16)

a) sua frmula contm 13 (treze tomos);

b) a massa de seu mol de 310 g;

c) o nmero de oxidao do fsforo +5;d) o composto um sal normal;

e) o clcio substitui os dois hidrognios ionizveis docido de origem.

03. Explique porque a frase d certa ou errada.

04.(ITA) Dadas as substncias abaixo, em qual delas on de oxidao do mangans mximo?

I. MnO2

II. Mn

III. MnSO4

IV. K2MnO4

V. KMnO4

a) I

b) II

c) II

d) IV

e) V

05.(UEMT) A soma algbrica dos nmeros de oxidaodo iodo nas seguintes substncias: hipoiodito de sdio,iodeto de sdio, iodato de amnio e iodo elementar :

a) 3

b) 4

c) 5

d) 6

e) 7


10/139



06.(UFSE) Calcule o nmero de oxidao do cloro noscompostos:

a) HCl

b) HClO

c) HClO2

d) Ba(ClO3)2

e) Al(ClO4)307. (MACK) Assinale o nmero de oxidao INCOR-

RETO:

a) Li = -1

b) N = +5

c) S = -2

d) Cl = -1

e) Sr = +2

08. (GV) Os nmeros de oxidao do cromo nos com-postos K2Cr2O7, K2CrO4 e Cr2(SO4)3 so respectiva-mente:

a) 6, 4, 3b) 3, 4, 3

c) 6, 6, 3

d) 3, 3, 3

e) 6, 3, 6

09. (OSEC) Qual das reaes abaixo uma reao deoxi-reduo?

a) H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O

b) CaCO3 CaO + CO2

c) 2 NH3 N2 + 3 H2

d) HNO3 + H2O H3O+ + NOe) AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

Para responder a pergunta 10, considere as seguin-tes reaes qumicas:

1. 2 FeSO4 + 2 Ce(SO4)2 + Fe2(SO4)3 + Ce2(SO4)3

2. AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

3. CuSO4 + 4 NH4OH Cu(NH3)4SO4 + 4 H2O

4. Al(OH)3 + 3 HCl AlCl3 + 3 H2O

5. H2S + 8 HNO3 H2SO4 + 8 NO2 + 4 H2O

10.(FMU) Assinale qual dessas reaes qumicas deneutralizao:

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

Resoluo:

01.B

02. E

03. Certa. O sal no apresenta H+ nem OH-. Se tivesseH+ seria um sal cido e OH- um sal bsico.

04.E

05. C

06.a) 1

b) +1

c) +3

d) +5

e) +7

07.A

08.C

09.C

10.D

CLCULOS ESTEQUIOMTRICOS.

REAES QUMICAS INORGNICAS

Como sabemos, os compostos se formam atravs de li-gaes qumicas, na tentativa de diminuir o contdo ener-gtico dos tomos constituintes da substncia. Mas o con-tato com outras substncias pode fazer com que este ar-ranjo inicial seja modificado, e novas substncias se for-

mem pela recombinao dos elementos.Este rearranjo ocorre no sentido de diminuir ainda mais

o contedo energtico dos tomos presentes, com a for-mao de substncias mais estveis que as anteriores.

As reaes qumicas, portanto, ocorrem apenas quandoas substncias que eventualmente se formaro (produtos),apresentarem energia interna menor que as iniciais (rea-gentes).

BALANCEAMENTO DE EQUAO

Acertar os coeficientes de uma equao qumica (ba-lancear) significa igualar o nmero total de tomos de cadaelemento no primeiro e no segundo membros.

Pode-se balancear as equaes pelo mtodo das tenta-tivas, seguindo-se as seguintes regras:

1. Pega-se um elemento que aparece em s uma subs-tncia no primeiro membro e em s uma substncia nosegundo membro.

2. Se acontecer a condio acima com mais de um ele-mento, escolhe-se o de maior ndice.

3. O ndice do elemento do primeiro membro ser coefici-ente deste elemento no segundo membro, e vice-versa.

4. Partindo-se destes coeficientes, acertam-se os demais.

Ex.:

Balancear a equao: P2O5 + H2O H 3PO4.

1) Escolhemos o fsforo ou o hidrognio para iniciar. Omais adequado o H.

2) Utilizando-se ndices como coeficientes no hidrog-nio, temos:

P2O5+3H2O 2H3PO4

Acertando o fsforo temos:

1 P2O5 + 3 H3O 4 2 H3PO4.

Obs.: O coeficiente 1 pode ser omitido.

REAES INORGNICAS

Podemos dividir as reaes inorgnicas em quatrograndes grupos:

a) Reaes de combinao ou sntese


11/139



Ocorrem quando duas ou mais substncias reagem pa-ra formar uma nica substncia.

1. caso: metal + ametal sal ou xido

2 Na(S)+ Cl 2(g) 2 NaCl (S)

4 Fe (s) + 3 O2(g) 2Fe 2O3

2. caso: ametal + ametal

composto molecular

N2(g)+ 3 H 2(g) 2 NH 3(g)

H2(g)+ Cl 2(g) 2 HCl (g)

3. caso: xido ametlico + gua oxicido (cidoque contm oxignio)

SO3(g) + H 2O(I) H 2SO4(aq)

CO2(g)+ H 2O(l) H 2CO3(aq)

4. caso: xido metlico + gua hidrxido do metal

Na2O(S)+ H 2O(I) NaOH (aq)

CaO(s)+ H 2O(l) Ca(OH) 2(aq)

b) Reaes de Decomposio ou anlise

Reaes onde um reagente d origem a duas ou maissubstncias.

2 H2O(I) 2H 2(g) + O 2(g)

CaCO3(S) CaO (S)+ CO 2(g)

c) Reaes de Substituio, Deslocamento ou Sim-ples Troca

Ocorrem quando um elemento mais reativo, em umasubstncia simples, entra em contato com uma substnciacomposta. A substituio pode ocorrer no ction ou nonion.

Srie de Reatividade de alguns metais (ordem decres-cente):

Li, K, Sr, Ca, Na, Mg, AI, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg,Ag, Au

Srie de Reatividade de alguns ametais (ordem decres-cente):

F, O, Cl, Br, I, S, ...

Exemplos de reaes de substituio:

Zn(S)+ CaSO 4(aq) no reagem, pois o Ca, que deveriaser substitudo, mais reativo que o Zn.

Al(S) + 3AgNO 3(aq) Al(NO 3)3(aq) + 3 Ag (s). A reao o-corre, bois o Al mais reativo que o Ag.

d) Reaes de dupla troca ou metteses

Reaes entre substncias compostas, onde ocorre ainverso dos ctions dos reagentes.

Estas reaes ocorrem apenas se um dos produtos for:

a) Um precipitado: sal ou base insolvel em gua.b) um gs.

c) uma substncia pouco ionizada.

Ex.:

AgNO3(aq) + NaCl (aq) AgCl (s) + NaNO 3(aq) . O AgCl insoluvel.

Na2CO3(aq) + 2 HNO3(aq) 2 NaNO 3(aq) + CO2(g) + H 2O(I)

HCl(aq)+NaOH(aq) NaCl (aq) + H 2O (I) A gua subs-tncia pouco ionizada.

ESTEQUIOMETRIA

a parte da qumica que envolve os clculos das quan-tidades de reagentes e produtos nas reaes qumicas.

C2H6O(l)+ 3O 2(g) 2CO 2(g)+ 3H 2O(v)

O clculo estequiomtrico no pode ser dispensado pornenhum processo qumico .(laboratrio ou indstria), por-que atravs de sua aplicao envolvendo as leis ponde-rais e volumtricas obtm-se:

rendimento de processos industriais

grau de pureza de uma amostra

Para resolvermos problemas de clculo estequiomtricoprecisamos:

equao representativa da reao qumica

ajustar o coeficiente

aplicar clculos de propores (como a regra de 3)

*Obs.: lembrando que a proporo entre coeficientes uma proporo entre molculas, que a que existe entremols das substncias.

Exemplo 1: Combusto completa do lcool etlico

C2H5OH + 3 O2 2 CO 2+ 3 H 2O

1 molcula : 3 molculas : 2 molculas : 3 molculas(proporo molecular)

6,02 x 1023: 18,06 x 10 23: 12,04 x 1023: 18,06 x 10 23

1 mol 3 mols 2 mols 3 mols (proporo molar)

46 g 3 x 32 g 2 x 44g 3 x 18 g (proporo ponderal)

----- 3 x 22,4 L 2 x 22,4 L 3 x 22,4 L (proporo volum-tricaCNTP)

Qualquer que seja a solicitao de clculo utilizamosuma regra de 3 entre qualquer item.

Massas em excesso: deve-se retirar o excesso parapoder trabalhar com a proporo exata.

Exemplo:

Na reao entre benzeno (C6H6) e bromo (Br2) forma-sebromobenzeno (C6H5Br) e bromidreto (HBr) , segundo aequao abaixo. Colocam-se para reagir 50 g de benzenoe 100 g de bromo:

1) a reao

C6H6 + Br 2 C 6H5Br + HBr

2)as massas molares

MM (C6H6) = 78 g

MM (Br2) = 160 g

MM (C6H5Br) = 157 g

3) quem est em excesso?


12/139



C6H6+ Br 2 C 6H5Br + HBr

78 g ________________160 g

x ________________ 100 g

x = 48,75 g

48,75 g a massa de C6H6 que reagir efetivamentecom os 100 g de Br2

Podemos calcular a massa de bromobenzeno obtidapor meio de um dos seguintes clculos:

C6H6________________ C6H5Br

78 g ________________ 157 g

48,75 g_______________ y

y = 98,1 g

ou

Br2________________ C6H5Br

160 g ______________ 157 g

100 g ______________ zz = 98,1 g

Clculo do rendimento de uma reao

Freqentemente no igual a 100%

Valor terico = massa terica __100%

Valor real = massa real_______ R %

Clculo do grau de pureza

Massa total com impurezas____100 %

Massa pura__________________ P %

Exemplo:

O minrio de sulfeto de zinco denominado Blenda, encontrado na natureza com pureza mxima de 82 % .Qual a massa de sulfeto de zinco puro existente em 105T de minrio ?

100 % __________105 T

82 % __________ m

m = 86,1 T

CONCEITOS E CLCULOS DECORRENTES DAS LEIS

E DA TEORIA ATMICA-MOLECULAR.

Unidade de massa atmica (uma)

Utiliza-se como padro o istopo 12 do tomo de car-bono ( o tomo que possui 6 prtons e 6 nutrons emseu ncleo). A esse tomo foi atribuda arbitrariamente amassa 12, ento desse tomo separou-se uma "fatia" cor-respondente a um doze avos ( 1/12 de 12 igual a 1), que usada como unidade internacional para a medida demassas atmicas e moleculares.

Atualmente, pode-se determinar experimentalmenteque uma 1,66 x 10 24g.

Massa atmica (MA): a massa do tomo medida emunidades de massa atmica (u). Ela indica quantas vezes otomo considerado mais pesado que 1/12 do tomo de

C

12

.Massa molecular (MM): a massa medida em unida-

des de massa atmica (u).

Exemplos:

1) molcula de CO2(gs carbnico)

C: 12 x 1 = 12

O: 16 x 2 = 32

MM (CO2) = 12 + 32 = 44

2) molcula de H2SO4 (cido sulfrico)

H: 1 x 2 = 2

S: 32 x 1 = 32

O: 16 x 4 = 64

MM (H2SO4) = 98

3) molcula de C12H22O11 (glicose)

C: 12 x 12 = 144

H: 22 x 1 = 22

O: 11 x 16 = 176

MM (C12H22O11) = 342

tomo-grama ou molcula-grama

Elemento ouSubstncia

Massa atmicaou Massa mole-

cular"Valores compa-rados ao tomode carbono-12"

tomo-grama ouMolcula-grama

"Quantidadespesadas numa

balana"

Carbono (C) 12 uma 12 g

Clcio (Ca) 40 uma 40 g

Dixido de Car-bono (CO2)

44 uma 44 g

Sacarose 342 uma 342 g

Obs: 1 tomo-grama ou 1 molcula-grama no in-dicam a massa de um nico tomo ou de uma nica mol-cula em gramas. Representam "pacotes" contendo umnmero enorme de tomos ou molculas.

NMERO OU CONSTANTE DE AVOGADRO.

NMERO DE AVOGADRO = 6,02 x 1023

referente ao "pacote" que contm 1 tomo-grama.

Mol.

Com o passar do tempo, generalizou-se na Qumica aaplicao do nmero de Avogadro, como mostramos aseguir:

1 atmo-gramade Ca 40g de Ca 6,02 x 10tomos de Ca

1 molcula-grama de CO2

44g de CO2 6,02 x 10molculas deCO2

1 on-grama deNa+

23g de Na+ 6,02 x 10ons de Na+

1 eltron-gramade eltrons

1/1836 g deeltron

6,02 x 10eltrons

1 tomo-gramade 12C

12g de C 6,02 x 10tomos de 12C

Mol Quantidade dematria

Nmero cons-tante (Avoga-dro) partculasou entidadeselementares


13/139



Da surgiu a definio moderna de Mol ligada ao padrode massas atmicas.

Mol: a quantidade de matria de um sistema, quecontm tantas entidades elementares (tomos, molculas,ons, eltrons, etc.) quantos tomos existem em 12g decarbono-12.

Massa molecular.

a massa, em gramas, de um mol da substncia (ons,eltrons, etc.).

Volume Molar (Vm) de um gs, em determinada pres-so e temperatura, o volume que 1 mol de gs ocupa napresso e temperatura consideradas.

Nas condies normais de presso e temperatura(CNTP) o volume molar 22,4L.

Para calcular o Vm em qualquer outra condio depresso e temperatura, bastar aplicar a Equao Geraldos Gases:

0

00

TVxP

TVxP

Usualmente CNTP = 22,4 L; 0C; 760 mmHg

TRANSFORMAES QUMICAS E EQUILBRIO.

TRANSFORMAES QUMICAS

VII. Equao Qumica

Os estudiosos de qumica preocuparam-se, desde ce-do, em encontrar uma forma de registrar os resultados de

suas experincias realizadas em laboratrio. Para isso,precisaram criar uma linguagem comum, de fcil leitura eentendimento por parte dos que se dedicariam aos estudose pesquisa qumica. No vocabulrio especfico dessalinguagem os elementos foram substitudos pelos smbo-los; os compostos, pelas frmulas. Analogamente, as rea-es qumicas passaram a ser representadas pelas equa-es qumicas.

Equao qumica a representao grfica do que o-corre numa reao ou num fenmeno qumico. Seu papel descrever o processo qumico tanto qualitativa quantoquantitativamente, de uma forma ao mesmo tempo precisae breve. Equaes termoqumicas indicam as trocas trmi-cas que acompanham o fenmeno qumico, ou seja, seuma reao desprende ou absorve calor, e equaes nu-cleares representam a transmutao de um elemento emoutro. Qualquer que seja a equao, porm, imprescind-vel que represente fenmenos que realmente se passem;contenha todas as substncias envolvidas na transforma-o; e obedea lei da conservao da matria, enunciadapor Lavoisier.

Para se escrever uma equao qumica necessrio:(1) saber quais so as substncias consumidas (reagentes)e quais as formadas (produtos); (2) conhecer as frmulasdos reagentes e dos produtos; e (3) usar sempre a seguin-te forma:

reagentes --> produtos

O smbolo "-->", que corresponde ao sinal "=" nas e-quaes matemticas, significa "produz" ou "forma". Quan-do mais de um reagente, ou mais de um produto, partici-pam da reao, as frmulas das substncias so separa-das pelo sinal "+", que esquerda da seta quer dizer "rea-ge com" e direita, "junto com".

A equao se l, portanto: uma molcula de cloreto desdio reage com uma de nitrato de prata e produz umamolcula de nitrato de sdio junto com uma de cloreto deprata. Nessas condies, o cloreto de prata um sal inso-lvel e precipitar da soluo, o que se indica com umaseta vertical (orientada para baixo) logo depois da frmulade sua molcula. Quando se formam gases, indica-se ofato pelo sinal " ".

A equao qumica pode indicar ainda que se trata dereao reversvel ou irreversvel. A dupla seta " " informaque a reao reversvel a que se passa nos dois senti-dos. Nesse caso, a reao da esquerda para a direita dita direta; e a da direita para a esquerda inversa.

Os coeficientes estequiomtricos expressam os aspec-tos quantitativos de uma reao qumica. Aparecem numaequao qumica na forma de nmeros que antecedem asfrmulas das molculas participantes da reao. A equa-o qumica um exemplo de equao de conservaopois exprime o fato de que, numa reao qumica, o nme-ro de tomos de cada elemento conservado. Esse princ-pio usado no balanceamento de uma equao, procedi-mento que tambm se denomina acerto de coeficientes

estequiomtricos.VIII. Reao qumica

Nas cincias modernas, o fenmeno das transmuta-es qumicas equivale ao ideal dos alquimistas, que pre-tendiam transformar metais no-nobres em ouro com ajudada nunca descoberta pedra filosofal.

Reao qumica um processo de intercmbio que, es-tabelecido entre substncias qumicas iniciais ou reagen-tes, altera suas propriedades e natureza interna at con-vert-las em novas substncias, chamadas produtos dareao. Diferentes das transformaes fsicas, que ativamnas substncias apenas uma mudana de estado (lquido,slido e gasoso), as reaes qumicas provocam modifica-

es na estrutura ntima da matria.As unidades fundamentais do intercmbio qumico so

as molculas, entes fsicos formados pelo agrupamentohomogneo ou heterogneo de tomos. Enquanto as rea-es nucleares se baseiam na alterao dos tomos parti-cipantes, as reaes qumicas criam novas molculas pelaconstituio de diferentes ligaes entre tomos, que per-manecem inalterados.

A vida diria apresenta vrios exemplos de reaesqumicas, entre eles a queima de um fsforo, a descargade uma bateria de automvel, a digesto dos alimentos e arespirao dos animais. Uma reao qumica descrita poruma equao qumica em que os reagentes, no primeiromembro, e os produtos, no segundo, so representadospor suas frmulas qumicas e separados pelo sinal "+".Entre os dois membros, h uma seta que significa "pro-duz". Duas condies so fundamentais para que umareao qumica ocorra: afinidade -- tendncia natural paraque os reagentes interajam -- e contato. Quanto maior for onmero de pontos de contato da mistura, mais fcil ser areao.

Tipos de reao qumica

Existe uma ampla variedade de transformaes de ori-gem qumica, mas pode-se estabelecer uma classificaogeral em quatro grandes grupos.

(1) Processos de sntese ou adio, nos quais duas oumais substncias reagentes formam um nico produto dareao.

(2) Reaes de deslocamento ou simples troca, queocorrem entre uma substncia simples e uma composta,de tal forma que a substncia simples desloca e substitui


14/139



um dos componentes do composto para formar um novoproduto.

(3) Reaes de decomposio ou anlise, que consis-tem na separao de um composto em seus componenteselementares ou em molculas mais simples, freqentemen-te sob a ao do calor ou do aumento da presso externa.As reaes de decomposio alcanam normalmente oequilbrio dinmico, no qual os produtos da reao intera-

gem com a mesma velocidade que as substncias reagen-tes, para produzir um processo qumico simultneo deadio e decomposio conhecido como dissociao.

(4) Redistribuio interna ou reao isomrica, na qualno h troca de matria. Nesse caso, ocorre apenas umreagrupamento espacial das ligaes qumicas entre ostomos do composto. O equilbrio dinmico dessa reao conhecido como tautomeria.

De acordo com a capacidade dos produtos reverteremao estado inicial, as reaes qumicas podem ainda serreversveis ou irreversveis, entendendo-se por reaesreversveis as que so capazes de se processar em ambosos sentidos de transformao. Quanto interveno defatores do meio ambiente, a reao qumica pode ser es-pontnea, quando no so necessrios agentes externosde ativao, ou induzida. A espontaneidade de uma reaodepende de trocas energticas a que d origem.

Leis das reaes qumicas

A estrutura metodolgica criada pelo francs Antoine-Laurent Lavoisier, no final do sculo XVIII, foi consolidada,no incio do sculo XIX, com a enunciao dos princpiosbsicos das combinaes qumicas.

A lei da conservao da massa, do prprio Lavoisier, a-firma que, em todo processo qumico, no ocorre perda dematria, somente transformao. Assim, a massa dassubstncias reagentes coincide com a dos produtos. Con-forme mostrou Albert Einstein, no entanto, verifica-se trans-formao de massa em energia em certos processos dealterao de matria, que recebem o nome de reaesnucleares.

Joseph-Louis Proust enunciou a lei das propores de-finidas, segundo a qual a combinao de dois ou maiselementos para formar um determinado composto se efe-tua sempre numa relao idntica de pesos. O princpiodas propores mltiplas, devido a John Dalton, propeuma relao mltipla, ainda que limitada, entre os pesosdos vrios elementos, que se combinam para formar vrioscompostos da mesma famlia.

O qumico alemo Jeremias Richter descobriu a lei daspropores recprocas, segundo a qual todos os elementos

qumicos reagem entre si para formar qualquer tipo decompostos, de acordo com um conjunto de relaes num-ricas simples. Esse valor de reao, caracterstico paracada elemento qumico, denominado equivalente-gramaou equivalente qumico. Define-se como a quantidade deelemento que desloca, ou se combina, com oito partes deoxignio. A lei dos volumes de combinao, demonstradapor Gay-Lussac, postula que, nas reaes qumicas, osgases so obtidos e se conjugam em relaes numricassimples.

A conjuno terica das leis das combinaes qumicaslevou hiptese atmica de John Dalton. Publicada em1808, a hiptese pode ser resumida em dois princpios: asespcies qumicas so compostas de unidades indivisveis

e bsicas chamadas tomos, e os tomos de um elementoso idnticos entre si e diferentes dos tomos de outroselementos.

A idia de Amedeo Avogadro de tomar a molcula, ouagrupamento de tomos, como unidade que define a estru-

tura interna dos compostos concluiu o modelo clssico daqumica do sculo XIX. A teoria das partculas, desenvolvi-da no sculo XX, modificou algumas dessas concepesao questionar a indivisibilidade do tomo e verificar a exis-tncia dos istopos, tomos ligeiramente distintos perten-centes a um mesmo elemento.

Niels Bohr props um modelo de tomo formado porum ncleo central e nveis perifricos de energia ocupados

por partculas elementares de carga eltrica negativa, de-nominadas eltrons. Inspirado nas idias de Bohr, GilbertLewis elaborou uma teoria eletrnica de reaes entrecompostos como intercmbios de eltrons. Essas partcu-las formam diferentes ligaes, cuja natureza e distribuiodetermina as molculas resultantes. De acordo com essahiptese, os eltrons da ltima camada da estrutura atmi-ca so os responsveis diretos pelas combinaes qumi-cas.

TRANSFORMAES QUMICAS

Relaes entre as quantidades envolvidas

Erivanildo Lopes da Silva e Marcus Vinicius Bahia

Muitos dos objetos que utilizamos cotidianamente pro-vm de indstrias que transformam materiais em produtos.Isso com o objetivo bsico de nos auxiliar nas mais varia-das tarefas. Para tanto, as transformaes qumicasenvolvidas nesses processos so controladas das maisvariadas formas.

Um dos controles bsicos diz respeito s quantidadesutilizadas e produzidas nas transformaes qumicas. Essecontrole baseado na Lei da Conservao de Massa, deAntoine Laurent de Lavoisier, e na Lei das ProporesDefinidas, de Joseph Louis Proust.

Lei de Lavoisier

A Lei de Conservao de Massa resultante de estu-dos quantitativos sobre as transformaes qumicas. Otrabalho de Lavoisier foi caracterizado pelo uso sistmicode instrumentos de medio e controle rigoroso das quan-tidades dos materiais envolvidos nas transformaes qu-micas.

Entre seus experimentos, destaca-se o estudo com oaquecimento do mercrio lquido. Ele aqueceu em sistemafechado uma amostra de mercrio previamente mensuradae observou a formao de um slido vermelho, o xido demercrio, verificando que a massa do xido formado eraigual massa inicial dos reagentes. Veja uma representa-o da reao utilizada por Lavoisier:

Massa inicial = Massa final

Massa de reagen-tes

Massa deproduto

Materiais mercrio + gsoxignio

xido de mer-crio

Caractersticas lquido prateado -gs incolor

slido verme-lho

Lavoisier registrou em seus trabalhos que existe aindauma relao entre as massas dos reagentes envolvidas eos produtos, na qual no se podem usar quaisquer quanti-dades de reagentes para obter uma quantidade arbitrriade produto(s). Ele chegou a essa concluso a partir de seu


15/139



experimento envolvendo os gases oxignio e hidrognio,para obteno da gua em sistema fechado.

A Tabela 1, a seguir, com dados similares aos adotadospor Lavoisier em seus experimentos, pode ajudar no en-tendimento de sua postulao:

Tabela 1 - Dados similares aos obtidos em 4 das experincias deLavoisier

Experincia Massade gs

oxignio(g)

Massa degs

hidrognio(g)

Massade guaformada

(g)

Massade

oxignioque noreagiu

(g)

Massa dehidrognioque no

reagiu (g)

a 0,033 0,002 0,018 0,016 0,0

b 0,033 0,004 0,037 0,0 0,0

c 0,033 0,006 0,037 0,0 0,002

d 0,085 0,0015 0,095 0,0 0,004

Obs.: 0,001g para cima ou para baixo est dentro do considerado errode pesagem da balana.

A relao entre reagentes e produtos verificada nosdados apresentados nos quatro ensaios (a, b, c, d). Consi-derando a preciso da balana, pode-se afirmar que real-mente ocorreu a conservao da massa. Vejamos o casodo experimento b: foram utilizados 0,033 g de gs oxignioe 0,004 g de gs hidrognio para produzir 0,037 g de guacom nenhuma sobra de reagentes.

Pode-se verificar que a massa de gua formada exa-tamente o somatrio das massas dos dois gases envolvi-dos. Essa concluso reforada ao observar a experincia

c, na qual se utilizou 0,006 g de gs hidrognio, ao invsdos 0,004 g adotados no experimento b, pois a diferenaentre os dois valores, 0,002 g, o exato valor que sobroude hidrognio nessa experincia.

Considerando tambm o experimento d como refern-cia de anlise, verifica-se que para formar 0,095 g de guaso necessrios 0,085 g de gs oxignio e 0,011 g de gshidrognio, ou seja, dos 0,015 g de hidrognio utilizadosrestaram 0,004 g, demonstrando, assim, que existem quan-tidades especificas dos gases reagentes.

Lei de Proust

Em 1799, Joseph Louis Proust, com base no raciocnioda Lei da Conservao das Massas, estabeleceu a Lei das

Propores Definidas (Lei de Proust), segundo a qual umdeterminado composto qumico sempre contm os seuselementos nas mesmas propores em massa.

Como exemplo pode-se analisar a reao de combus-to entre o metal magnsio e o gs oxignio. Veja a repre-sentao:

Tabela 2 - Valores de trs experincias envolven-do a combusto do magnsior

Experincia 2Mg + O2 ==> 2MGgO

a 48,6 g 32 g 80,6 g

b 97,2 g 64 g 161,2 g

c 24,3 g 16 g 0,0 40,3 g

Segundo a Lei de Proust, existe uma proporo defini-da entre as massas de reagentes para a formao de pro-dutos. Por exemplo, no caso especfico da combusto do

metal magnsio, representado na Tabela 2, a proporo constante, mesmo tendo sido utilizadas massas diferentesdos materiais nas trs experincias. Vejamos o raciocniomatemtico:

48,6 : 32 = 1,52

97,2 : 64 = 1,52

24,3 : 16 = 1,52

A reao de formao do xido de magnsio apresen-tar sempre a mesma relao entre magnsio e oxignio,qualquer que seja a massa formada, ou seja, 1,52 partesde magnsio para 1 parte de oxignio.

importante ressaltar que Lavoisier e Proust realiza-ram seus experimentos com quantidades de materiaispossveis de serem mensuradas nas balanas existentesem suas pocas - e que, atualmente, trabalhos dessa natu-reza, realizados com balanas de ltima gerao, apontampara a confirmao das duas teorias.

http://educacao.uol.com.br/quimica/transformacoes-

quimicas-relacoes-entre-as-quantidades-envolvidas.jhtm

Entenda como determinadas reaes acontecem

Jacques Antonio de Miranda e Erivanildo Lopes da Sil-va

Em algumas cavernas podemos encontrar estalactites eestalagmites, aquelas formaes, com aparncia de colu-nas, que pendem do teto ou se elevam do cho. Comoser que elas surgem? A seguir, dentro do conceito deequilbrio qumico, vamos buscar solues para essa eoutras dvidas.

Numa primeira explicao poderamos sugerir a seguin-te representao:

Talvez voc esteja se perguntando o que essa repre-sentao significa e como percebemos nela a produo deestalactites e estalagmites.

De modo mais completo, representamos a produodas duas formaes assim:

O carbonato de clcio (CaCO3) presente nas rochas dissolvido pela gua da chuva, que ligeiramente cida,devido ao cido carbnico (H2CO3). Da interao do carbo-nato com a gua da chuva resulta uma soluo aquosacom ons Ca2+ (clcio) e HCO 3- (bicarbonato). A formaodesses fenmenos depende da reversibilidade das reaesqumicas, pois a gua mineral, uma vez na caverna, liberao CO2, formando novamente o CaCO3.

Verifica-se, ento, que parece ocorrer a formao deprodutos, Ca2+ (aq.)+ 2HCO 3-(aq.)ao mesmo tempo em quetambm surgem reagentes: CaCO3(s) + CO 2 (g) + H2O (l).Isso parece estranho: o que se forma, parece no se for-mar mais, e forma-se novamente. Como se explica talfenmeno?

As reaes que apresentam essas caractersticas soexplicadas pelo equilbrio qumico. Nesse sentido, a repre-sentao mais acertada das trs frmulas acima a pri-meira, pois a seta representa uma reao emequilbrio.


16/139



Formao do gs amnia

Existem muitas outras reaes que se processam emequilbrio dinmico. Por exemplo, a formao do gs am-nia (NH3) a partir dos gases hidrognio (H2) e nitrognio(N2). Veja a equao qumica:

A compreenso do fenmeno envolvido torna-se maisclara quando analisamos o que ocorre medida que areao (analisada no sentido da esquerda para direita) seprocessa. Inicialmente, h apenas os gases N2 e H 2- enenhuma NH3 formada. medida que o gs NH 3 vai seformando, inicia-se tambm a reao indireta, ou seja, suadecomposio nos gases N2 e H 2. Em certo momento, asvelocidades das duas reaes (direta e indireta) se igua-lam, dando a impresso de que a reao para.

Entretanto, fundamental que compreendamos que asreaes de equilbrio alcanam uma situao em que coe-xistem produtos e reagentes em constante interao. Sen-do que, nesta situao, tanto os reagentes quanto os pro-dutos se encontram em quantidades no necessariamente

iguais, mas constantes.Por se tratar de uma discusso em termos das veloci-

dades das duas reaes (direta e indireta), poderamosainda estabelecer a seguinte relao:

Se considerarmos as leis de velocidade para cada rea-o:

A condio de equilbrio considerada no momento emque v1= v 2. Assim,

Isolando as constantes:

Sendo Kcigual constante de equilbrio, em funo dasconcentraes molares [mol/L].

Essa constante estabelece uma condio para que re-agentes e produtos estejam em equilbrio na reao. Gene-ricamente, para as reaes em equilbrio dinmico tem-sea expresso:

Nessa expresso:

a) as concentraes dos produtos so postas no nume-rador e as dos reagentes no denominador;

b) cada concentrao elevada potncia de seu coe-ficiente estequiomtrico na equao balanceada;

c) no momento em que a reao atinge o equilbrio, ovalor constante K depende da reao em questo e datemperatura.

No usamos unidades para a constante.

Acetato de etila e cido ioddrico

Para aprofundar esse estudo, analisaremos a reaode obteno do acetato de etila (CH3COOCH2CH3) e daproduo de cido ioddrico (HI).

Esse acetato, obtido a partir da reao de esterificaodo cido actico (CH3COOH) com o etanol (CH3CH2OH), um composto de odor agradvel, utilizado como solventeem alguns materiais. Analisaremos o equilbrio dessa rea-

o a partir do quadro a seguir:

* A concentrao molar habitualmente representadapela expresso [ ].

A partir da tabela verifica-se que 0,830 mol/L de cidoactico reage, a 25o C, com 0,009 mol/L de etanol, produ-zindo 0,171 mol/L de acetato de etila e 0,171mol/L de -

gua. Vimos, ento, que esses valores de acetato de etila egua obtidos so consumidos para a formao dos reagen-tes.

Pode-se verificar essa relao mais evidente ao se ana-lisar a extenso da reao. Vejam esse estudo, no caso dareao entre os gases hidrognio (H2) e gs iodo (I2), for-mando o HI:

Como se v na tabela, assim que a reao inicia temosas mesmas quantidades de H2 e I 2, ou seja, 0,0175mol/Lpara ambos. No decorrer do tempo so consumidos (osinal negativo) 0,0138 mol/L dos dois gases e produzidosexatos 0,0276mol/L de HI. Ento, 0,0037 mol/L (0,0175-0,0138) a concentrao que se encontra em equilbrio.

Assim, pode-se determinar o Kca partir da representa-o matemtica:

Obtemos uma razo 56 para o Kc. Esse valor ser omesmo para todas as reaes envolvendo os dois reagen-tes em questo, isso nas mesmas condies de temperatu-ra e presso.

O estudo do equilbrio qumico nas reaes qumicaspode, portanto, contribuir para o entendimento das reaesque no se completam. Nessas reaes, no se realiza to

facilmente uma previso estequiomtrica, pois a coexistn-cia de reagentes e produtos dificulta tal prognstico. Agora,uma vez que compreendemos tais reaes em equilbrioqumico dinmico, essa previso j pode ser realizada.


17/139



SOLUES AQUOSAS.

Uma soluo aquosa uma soluo na qual osolvente gua. normalmente mostrada em equaesqumicas com o subscrito (aq). A palavra aquoso refere-sea isto, ou dissolvido em gua. Como gua um excelentesolvente assim como naturalmente abundante, estalogicamente se tornou um solvente onipresente na qumica.

Substncias que no dissolvem-se bem em gua sochamadas hidrofbicas ('medo de gua') enquanto que asque o fazem so conhecidas como hidroflicas ('amantesda gua'). Um exemplo de substncia hidroflica o cloretode sdio (ordinariamente sal de cozinha). cidos e basesso solues aquosas, como parte de sua definies deArrhenius.

A habilidade de uma substncia para dissolver-se emgua determinada por se a substncia pode alcanar ouultrapassar as fortes foras atrativas que as molculas degua geram entre elas mesmas. Se a substncia carece dahabilidade para dissolver-se em gua as molculas formamum precipitado.

Solues aquosas que conduzem corrente eltricaeficientemente contm eletrlitos fortes, enquanto aquelasque conduzem fracamente so consideradas contendoeletrlitos fracos. Estes eletrlitos fortes so substnciasque so completamente ionizadas em gua. No-eletrlitosso sunstncias que dissolvem--se em gua mas noproduzem qualquer on.

Ao executar os clculos a respeito de reao de um oumais solues aquosas, deve-se geralmente saber aconcentrao, ou molaridade, das solues aquosas. Aconcentrao da soluo dada nos termos da forma dosoluto anteriormente a ele ter-se dissolvido.

IX. pH e pOH de Solues Aquosas

Por Luiz Molina Luz

muito comum ouvirmos algum dizer que o pH dagua de uma piscina precisa ser controlado, assim como opH da gua de um aqurio ou de um solo, para favorecerum determinado plantio. At mesmo nosso sangue devemanter um pH sempre entre os valores de 7,35 e 7,45.Uma variao de 0,4 pode ser fatal! O que exatamente opH e o que significam seus valores?

PRODUTO INICO DA GUA

Considere um copo com gua. Ser que essa gua composta apenas por molculas de H2O? No, pois comoessas molculas esto em constante movimento, elas sechocam o tempo todo. Resultado: uma molcula de gua

pode colidir e reagir com outra molcula de gua! O equil-brio gerado conhecido como auto-ionizao da gua:

HOH H ++ OH -

ou

HOH + HOH H 3O++ OH -

Como j sabida, a concentrao da gua [H 2O] 55,6 mol/L ser desprezivelmente alterada caso algumanova substncia seja adicionada (como um cido, por e-xemplo) para a formao de solues diludas como as queestamos estudando (dificilmente mais de 0,5 mol de guaser consumido na formao dessas solues. Comearcom 55,6 mol e terminar a experincia com 55,1 mol de

gua no uma alterao significativa). Portanto, vamosconsiderar [H2O] constante.

Como a gua pura neutra (j que para cada on H+,forma-se tambm um on OH-), temos que [H+] = [OH-], a25 C, quando [H+].[OH-] = 1,0.10-14, temos que [H+] = [OH-]= 10-7mol/L.

Como a concentrao molar da gua praticamenteconstante, retomando a constante de equilbrio, podemosescrever:K.[H2O] = [H

+].[OH-]

do que resulta uma nica constante (o produto de duasconstantes), ou seja:

Kw= [H+].[OH-]

que o chamado produto inico da gua, onde o w sedeve palavra inglesa water.

Carter das Solues Aquosas

Soluo cida:

[H+] > 10-7mol/L e [OH -] < 10-7mol/L

Soluo bsica:

[H+] < 10-7mol/L e [OH -] > 10-7mol/L

Soluo neutra:

[H+] = 10-7mol/L e [OH -] = 10-7mol/L

pH

Srensen definiu pH como sendo o logaritmo (decimal)do inverso da concentrao hidrogeninica:

pH = log 1/[H+]

Ou ainda, como o cologartmo da concentrao hidro-geninica:

pH = colog [H+]

Ou seja:

pH = log 1/[H+] pH = log 1 log [H +]

Como log 1 = 0:pH = -log[H+] ou pH = colog [H+]

que igual ao inverso do log.

Vejamos a variao do pH em funo das concentra-es de H+e OH -, a 25 C:

Meio neutro: pH = 7

Meio cido: pH < 7

Meio bsico: pH > 7

pOH

Por analogia, define-se pOH como sendo o logaritmo(decimal) do inverso da concentrao hidroxilinica:

pOH = log 1/[OH-]

Ou ainda, como sendo o cologaritmo da concentraode OH-:

pOH = colog [OH-]

Assim:

pOH = log 1/[OH-] pOH = log 1 log [OH -]

Como log 1 = 0:

pOH = -log[OH-] ou pOH = colog [OH-]

Vejamos a variao do pOH em funo das concentra-es de OH-e H +:

Meio neutro: pOH = 7

Meio cido: pOH > 7


18/139



Meio bsico: pOH < 7

Relao entre pH e pOH:

pH + pOH = 14 (25 C)

Observao:

Os conceitos de pH e pOH indicam que em qualquersoluo coexistem H+ e OH -. Por mais cida que seja a

soluo, sempre existiro, embora em pequeno nmero,ons OH-. Nas solues bsicas tambm estaro presentesos ons H+. As concentraes desses ons jamais se anu-lam.

SOLUBILIDADE DOS SAIS

Os sais solveis so os que sofrem o processo de dis-soluo no qual uma grande quantidade de ons fica nasoluo. Os sais solveis,so aqueles que um grandenmero de ons vai para a soluo, j os sais insolveisou pouco solveis, so aqueles que uma pequena quanti-dade de ons vai para a gua, fazendo com que a maiorparte dele fique coeso.

Por exemplos

O cloreto de potssio um tipo de sal muito solvel.

O cloreto de prata um tipo de sal pouco solvel.

Para que ocorra uma melhor compreenso dos estudosdas reaes de dupla-troca de extrema importncia ocontato com a tabela de solubilidade dos sais na gua.

Regra de solubilidade dos sais na gua

Regra 1 solveis: sais dos metais alcalinos e do a-mnio

Regra 2 solveis: nitratos

Regra 3 solveis: os acetatosExceo dos acetatos: CH3 COOAg

Regra 4 solveis: os cloretos (Cl-), brometos (Br-) eiodetos (I-);

Excees que no so solveis:

- PbCl2, AgCl e Hg2Cl2 (insolveis)

- PbBr2, AgBr e Hg2Br2 (insolveis)

- PbI2, AgI, Hg2, I2 (insolveis)

Regra 5 solveis: os sulfatos (SO2-4);

Principais excees:

CaSO4, SrSO4, BaSO4, PbSO4 (insoluveis)

Regra 6 solveis: os sulfetos (S2-)

Principais excees:

- sulfeto dos metais alcalinos e de amnio. (solveis)

- sulfeto dos metais alcalino-terrosos. (solveis)

Regra 7 insolveis: os carbonatos (CO2-3), os fosfa-tos (PO3-4), os sais dos outros nions que no foram cita-dos so quase todos insolveis.

Excees: sais dos alcalinos e do nion.

importante sabermos que nas reaes de dupla-trocapode ocorrer a formao de um sal que seja insolvel nagua, portanto podemos dizer que esse sal ele precipita, econseqentemente forma-se umprecipitado.

HIDRLISE

Hidrlise salina o processo em que ons provenientesde um sal reagem com a gua.

Uma soluo salina pode originar solues cidas ebsicas. Os sais presentes se dissociam em ctions enions, e dependendo destes ons a soluo assume dife-rentes valores de pH.

Representao:

Quando o sal se dissolve em gua, ele se dissolve to-talmente para produzir ctions (H+) e nions (OH-). Reparena equao acima que estes ons contriburam para aformao de um cido (HA) e uma base (COH).

A palavra Hidrlise significa reao de decomposiode uma substncia pela gua.

H+ + H2O HOH + H+

A decomposio de um ction (H+) caracteriza as solu-es cidas.

OH- + H2O HOH + OH-

A decomposio de um nion (OH-) d origem a solu-es bsicas.

Por Lria Alves

Hidrlise salina de cido fraco e base forte

No preparo de uma soluo aquosa de NaCN (cianetode sdio), verificamos que seu pH maior que 7, portantoconstitui uma base forte. Acompanhe a anlise da hidrlisedeste sal:

Ao se adicionar a base NaCN em meio neutro (gua),ela torna a soluo bsica (pH > 7).

A equao clssica do processo :

Os produtos da reao so:

NaOH (hidrxido de sdio): base forte

HCN (cido ciandrico): cido fraco

As duas regras a seguir so teis para se obter a equa-o do processo de Hidrlise do sal:

1. Dissociar o sal (separar o ction do nion)

2. Dissociar a base forte (COH C+ +OH-)


19/139



NaCN, por ser sal solvel, encontra-se dissociado:

NaCN Na ++ CN-

NaOH, por ser base forte, encontra-se dissociada:

NaOH Na ++ OH-

Assim, a maneira mais correta de representar a reao

:

CN- (aq) + H2O(l) OH- (aq) +HCN(aq)

Repare que a hidrlise (quebra da molcula atravs dagua) foi do nion CN-, ou seja, do on proveniente docido fraco.

Equao genrica da Hidrlise do nion: A- + HOH

HA + OH-

Concluso: sal de cido fraco e base forte d soluocarter bsico (pH > 7). A presena do on OH- justifica omeio bsico.

Por Lria Alves

Hidrlise salina de cido forte e base fraca

Ao preparamos uma soluo aquosa de Nitrato de a-mnio (NH4NO3) podemos constatar que seu pH fica abai-xo de 7.

A adio de NH4NH3 gua torna a soluo cida.

Para se obter a equao do processo de Hidrlise dosal, devemos seguir as seguintes regras:

dissociar o sal (separar o ction do nion)

ionizar o cido forte (HA H ++ A -)

dissociar a base forte (COH C ++ OH -)

NH4NO3, por ser sal solvel, encontra-se dissociado:

NH4NO3 NH+4 + NO-3

HNO3, por ser cido forte, encontra-se ionizado:

HNO3 H+ + NO-3

Assim, a maneira mais correta de representar a reao:

Observe que a hidrlise foi do ction, ou seja, do onproveniente da base fraca.

Hidrlise do ction: NH4++ HOH NH 4OH + H+

A Hidrlise salina do nitrato de amnio deu origem aosprodutos:

NH4OH (hid

petrobras -tecn operaçaõ junior 1ª

Documents