protocolosquimicageral2010-11

UNIVERSIDADE LUSÓFONA DE HUMANIDADES E

TECNOLOGIAS

Licenciatura em Engenharia Civil

QUÍMICA GERAL

Aulas Teórico-práticas, 1º Ano

Ano Lectivo 2010-2011

1º Semestre

Regente: Prof. Adilia CHARMIER

Docentes : Prof. Lina Lopes

Prof. Alexandra Campos

Prof. Paula Urbano

Contactos : tlm : 964667929

E-mail : [email protected]

mailto:[email protected]

PROGRAMA TEÓRICO DA CADEIRA DE QUÍMICA GERAL

Capítulo 1 : A estrutura dos sólidos

a) Classificação dos sólidos

b) Os sólidos metálicos

c) As ligas

Capítulo 2 : O equilíbrio químico

Equilíbrio ácido-base

a) Ácidos-bases de Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis

b) Carácter anfotérico, Kw, pH, pOH

c) Força dos ácidos e bases Ka, Kb, pKa, pKb

d) Previsão do sentido de evolução de uma reacção ácido base.

e) Acidos dipróticos, polipróticos

f) Propriedades ácido-base dos sais, de óxidos e hidróxidos

g) Efeito do ião em comum

h) Equação de Henderson-Hasselbach, soluções tampão.

i) Titulações ácido-base, indicadores.

j) Aplicações no meio ambiente (impacto das chuvas ácidas nos materiais...)

Equilíbrio de solubilidade :

a) Solubilidade molar, solubilidade e produto de solubilidade

b) Separação de iões por precipitação fraccionada

c) Efeito de ião em comum e solubilidade

d) Solubilidade e pH

e) Aplicações (análise qualitativa e na redução da dureza da água), a cal.

Capítulo 3 : Electroquímica

f) Reacções de oxido-redução e acerto das reacções redox

g) Células electroquímicas, eléctrodos, força electromotriz.

h) Potencial padrão de eléctrodo

i) Espontaneidade das reacções redox, equação de nernst

j) Influência da concentração

k) Baterias, pilhas de concentração

l) Corrosão dos metais

m) Electrólise, electrodeposição, protecção electroquímica do aço...

Capítulo 4 : Química dos metais de transição e dos compostos de coordenação :

a) Metais, condução de corrente electrica, isolantes e semi-condutores.

b) Complexos e compostos de coordenação, número de coordinação

c) Nomenclatura e estrutura (isómeros geométricos e ópticos)

d) Ligação química : teoria do campo cristalino

e) Reacções dos compostos de coordenação

f) Solubilidade e equilíbrio de complexação

g) Aplicações (materiais de construcção : ferro, cobre, Titânio; tintas; ligas;

aço; materiais magnéticos)

Capítulo 5 : Fundamentos de Termodinâmica e Cinética química

a) Variações de energia em reacções químicas- Processos espontâneos

b) Aplicações

c) Velocidade de uma reacção, lei de velocidade, constante de velocidade.

d) Equações cinéticas (ordem 0, ordem 1, ordem 2), tempo de semi vida

e) Teoria das colisões, energia de activação e dependências das constantes de

velocidade relativamente à temperatura, equação de Arrhenius. Catálise

Capítulo 6 : Fundamentos de Química Orgânica

a) Introdução aos grupos funcionais e nomenclatura (Hidrocarbonetos,

Haletos de Alquilo, Álcoois, Carbonilo).

b) Aplicações (petroquímica, estrutura do carvão)

c) Impacto sobre os materiais ( polímeros: sintéticos, naturais, condutores ;

os plásticos : PVC,

TABELA PERIÓDICA

BIBLIOGRAFIA

1) “ Química ”, R.Chang, 5ª Ed., McGraw-Hill, 1998.

2) “ Cinética Química ”, João Sotomayor, Edição Lidel, 2003.

3) “ Princípios de Química ”, P. Atkins, L. Jones, 2th

ed., W. H. Freeman and

Company, 2000.

4)- K.Peter C.Volhardt, “ Organic Chemistry ”, Neil.E.Schore ed., W.H.Freeman and

Company, New York, 1999.

5)- “ Química Orgânica ”, R. Morrison, R. Boyd, Fundação Calouste Gulbenkian.

6) “Organic Chemistry ”, G. Solomons, C. Fryhle, Wiley.

7)- Luis S.Campos e Miguel Mourato, “ Nomenclatura dos Compostos Orgânicos ”,

Escolar Editora, 1999.

AVALIAÇÃO DA CADEIRA DE QUÍMICA GERAL

AVALIAÇÃO DA CADEIRA :

Avaliação contínua : ao final do semestre haverá uma frequência. O aluno será aprovado

mediante a classificação mínima de 10 (dez) valores.

A avaliação por exame se fará em duas fases :

- 1ª época onde o aluno deverá optar pela 1ª chamada ou 2ª chamada.

- 2ª época , uma única chamada

O aluno será aprovado mediante a classificação mínima de 10 (dez) valores.

FICHA DE EXERCICIOS Nº 1

1- Quais os símbolos dos elementos químicos seguintes e seu(s) número(s) de oxidação:

a) Hidrogénio b) Oxigénio c) Carbono d) Azoto e) Cloro

f) Cálcio g) Sódio h) Potássio i) Ouro j) Zinco

k) Ferro l) Cobre m) Enxofre n) Niquel o)Silicio

2- A densidade do Ouro é 19,3g/cm3. Escreva a densidade em kg/m

3.

(R: 1,93 x 104 kg/m

3).

3-Um pedaço de platina metalica com a massa de 96,4g tem um volume de 4,49 cm3.

Calcular a densidade do elemento platina Pt.

( R: 21,5 g/cm3)

4- O Zinco Zn é um metal prateado usado no fábrico de latão (liga com cobre) e para

recobrir o ferro, impedindo a corrosão deste. Quantas gramas de Zn existem em 0,356

moles deste ? Massa molar de Zn é de 65,39g.

(R: 23,3 g)

5- Calcule a massa molecular do composto MnSO4.H2O (Mn=54.94, S=32, O=16, H=1).

Calcule a quantidade de sulfato de manganésio MnSO4.H2O necessário para preparar 50 ml

de uma solução 0,02 M.

6- a-Calcule o volume de H2SO4 comercial a 95% necessário para preparar 50 ml de

solução 0,08 M.(d=1,42g/cm3, MM=98g/mol).

b- A partir da solução mãe anterior por diluição prepare uma solução de concentração

0,1 M e uma solução de concentração 0,05 M.

7- Escreva as fórmulas químicas dos compostos seguintes

a) Cloreto de Sódio b) Dióxido de carbono c) Carbonato de Cálcio

d) Ácido clorídrico e) Ácido sulfúrico f) Brometo de potássio

g) Iodeto de Zinco h) Hidróxido de cálcio i) Óxido de Alumínio

j) Cloreto Ferroso k) Cloreto Férrico l) Óxido de Manganésio

8- Diga qual o nome dos seguintes compostos iónicos :

a) Brometo de Cobre b) Dihidrogenofosfato de potássio c) Amónia

d) Ácido carbónico e) Ácido nítrico f) Hidróxido de Sódio

9- Escreva as reacções químicas acertadas seguintes :

a) O trióxido de enxofre, é o principal responsável pela acidez das chamadas “chuvas

ácidas” que, entre outros malefícios, contribuem para a degradação das estruturas de

betão armado. A reacção de decomposição do trióxido de enxofre, em dióxido de

enxofre e dioxigénio.

b) O Ferro é um dos componentes mais comuns na superfície terrestre. A siderurgia é

um conjunto de técnicas utilizadas para extrair Fe(s). Para obter o Ferro parte-se de

minérios sob forma de óxidos. Colocados em alto forno produzem-se os seguintes

fenómenos :

1- O hidróxido de Ferro (III), principal produto da corrosão atmosférica do aço ,

aquecido a 400ºC produz água e Fe2O3

2- A redução de Fe2O3 com monóxido de carbono produz dióxido de carbono e

Ferro sólido.

3- Ao ultrapassar os 900ºC a decomposição do carbonato de ferro FeCO3

produz monóxido de ferro e dióxido de carbono.

4-O monóxido de ferro FeO com Carbono sólido produz ferro sólido e

monóxido de Carbono.

10-A calcopirite CuFeS2 é um dos principais minérios de cobre. Qual o massa em kg de

cobre existente em 3,71 x 103 kg de calcopirite ?

(R: 1,28 x x 103 kg )


Equilíbrio ácido-base e titulações

1- Considere as reacções seguintes e identifique as reacções ácido-base justificando :

a) 2 Na(s) + H2O (l) 2 NaOH (aq.) + H2 (g)

b) CaCO3 (s) + 2 HCl (aq.) CaCl2 (aq.) + H2CO3 (aq.)

c) NH3 (g) + HCl (g) NH4Cl (s)

d) AgNO3 (aq.) + KCl (aq.) AgCl (s) + KNO3 (aq.)

e) SO3 (g) + CaO (s) CaSO4 (s)

2- Qual o ácido conjugado de HO- ? de H2O ? de NH3 ?

Qual a base conjugada de HCN ? de HCO3 - ? CH3CO2H ? de H2S ?

3- Classifique os seguintes compostos de ácido mais forte para ácido mais fraco

justificando.

HCOOH (Ka = 1.8.10- 4

) ; HIO (pKa = 10.6) ; C6H5SO3H (Ka = 2.10-1

) ; HClO2 (pKa = 2).

4- Calcule a concentração de H3O+ a 25ºC de HI(aq.) 6.10

-5 M. Deduza o valor da

concentração de e HO -

5- Determine o valor do pH das seguintes soluções :

a) HClO3 de concentração 0.02M d) Ba(OH)2 0.5 M

b) HCl 0,1 M e) H3PO4 (Ka1=7,6. 10- 3

) 0.012 M

c) NaOH 0,1 M f) CH3CH2NH2 (Kb=3,6. 10- 4

) 0.5 M

6- O pH de uma solução é de 8.48. Calcule a concentração de iões HO- .

7- Qual a concentração, em mol/dm3, dos iões H3O

+ e de HO

- numa solução dos poros do

betão que apresenta um valor de pH de 12,3?

(R: [H3O+] = 5,01∙10

-13 mol/dm

3; [HO

-] = 0,02 mol/dm

3)

8- Sempre que o valor de pH da solução existente nos poros do betão for inferior a cerca de

8,5 a “camada de passivação” sobre as armaduras das estruturas de betão armado tem

tendência a dissolver-se. Qual é a concentração mínima de iões HO- que deve existir na

solução da porosidade do betão para que armaduras estejam protegidas da corrosão?

(R: 3,16∙10-6

mol/dm3)

9-O vinagre pode-se considerar como uma solução aquosa de ácido acético (CH3COOH)

com grau de acidez 6, isto é, com 6,0 g de ácido acético por 100 mL de vinagre.

Dados : constante de dissociação a 25ºC é de 1.75.10-5

, MM(CH3COOH) = 60 g /mol.

a-Escreva a reacção de dissociação do ácido acético e indique os 2 pares ácido

/base envolvidos nessa reacção.

b-Calcule a concentração molar do ácido acético no vinagre e determine o grau de

dissociação.

c-Defina solução tampão. Em que zona da curva anterior se encontra a zona

tampão ? Diga como preparar um litro de solução tampão que permita manter esse

pH a 4 dizendo quais os reagentes utilizaria para sua preparação. Em que intervalo

de pH essa solução tampão pode ser considerada como eficaz .

10- Preveja, justificando e comentando, as curvas de pH esperadas em cada caso

dizendo se o pH no ponto estequimétrico é igual, inferior ou superior a 7 e escreva as

reacções químicas acertadas :

a) Titulação de NaOH (aq.) com HCl (aq.)

b) Titulação de H3PO4 (aq.) com KOH (aq.)

c) Titulação de CH3COOH (aq.) com HCl (aq.)

d) Titulação de NH3 (aq.) com HCl (aq.).

11- Titulamos 25 mL de uma solução de NaOH 0.2 M com uma solução de HCl 0.125

M.

a) Calcule o pH inicial

b) Calcule o pH depois adição de 10 mL de HCl

c) Desenhe a montagem utilizada.

d) Calcule o pH depois adição de 50 mL de HCl

12- Considere a titulação do ácido fosfórico na coca-cola. Titulamos 20 mL de coca-

cola com NaOH 0.2 M e obtivemos um volume equivalente de 9 mL.Ka = 7,6.10-3

.

a) Calcule a concentração de H3PO4.

b) Calcule o pH inicial

6- O vinagre pode-se considerar como uma solução aquosa de ácido acético

(CH3COOH) com grau de acidez 6, isto é, com 6,0 g de ácido acético por 100 mL de

vinagre.

Dados : constante de dissociação a 25ºC é de 1.75.10-5

, MM(CH3COOH) = 60 g /mol.

Para titular o ácido acético presente no vinagre com hidróxido de sódio 0,1 M

tomaram-se 25 mL de uma amostra de vinagre diluido com água destilada de

concentração 0.1M . Esboce a curva de titulação com os valores de pH calculados

para V(titulante) = 0 mL , V(titulante) = 10 mL, V(titulante) = 25 mL. Diga qual

destes pontos corresponde ao ponto equivalente e qual o valor aproximativo de pH

deverá obter quando a titulação estiver finalizada justificando.


Equilíbrio de solubilidade

1-Qual a expressão dos produtos de solubilidade dos compostos seguintes (escreva as

reacções de dissociação) :

a- BaF2 b-Ca 3(PO4)2 c- Ba 3(AsO4)2

2- Calcule a solubilidade em g/l do iodeto de chumbo em água pura.

M(Pb) = 31 ; M(I) = 127 ), (Ks (PbI2) = 7,1.10-9

3- Determine o pH de uma solução saturada de hidróxido de Cádmio sabendo que a

constante de solubilidade Kps é 6. 10-15

.

4-A resistência à corrosão do aço no interior do betão, deve-se, por um lado, ao efeito de

barreira física deste em relação a agentes agressivos como o oxigénio, dióxido de carbono,

cloretos e sulfatos e, por outro lado, à formação de uma película de passivação tenaz,

compacta e impermeável, no ambiente químico que vigora no interior do betão,

nomeadamente, valores de pH compreendidos entre 9 e 13.

Determine a solubilidade do Fe(HO)3, a 25 ºC, numa solução aquosa com um valor de pH

de 12.

5- Indique justificando resumidamente e indicando todos os cálculos a efectuar, se uma

solução aquosa de 2 g/l de Ag2SO4 ( Ks = 1,2 .10–5

) corresponde a uma solução insaturada,

saturada sem formação de precipitado, ou com formação de precipitado.(MM=

311,8g/mol).

6- Os principais produtos da corrosão atmosférica do aço são os hidróxidos de ferro (II) e

hidróxido de ferro (III), com produtos de solubilidade, a 25 ºC, de 1,6∙10-14

e 2,6∙10-39

,

respectivamente. Em determinadas condições estes dois produtos podem ajudar a proteger o

aço da corrosão se formarem, à superfície do mesmo, uma camada compacta e impermeável

ao oxigénio e água, a “película de passivação”.

a) Determine a solubilidade, em mg/dm3, do Fe(HO)2, a 25 ºC, em água pura.

R: 1,6∙10-5

mol/dm3; 1,4∙10

-3 g/dm

3; 1,4 mg/dm

3

b) Determine a solubilidade, em mg/dm3, do Fe(HO)3, a 25 ºC, em água pura.

R: 2,6∙10-18

mol/dm3; 2,8∙10

-16 g/dm

3; 2,8∙10

-10 mg/dm

3

c) Compare as duas solubilidades determinadas nas alíneas anteriores e diga: qual dos

hidróxidos de ferro dá mais garantias de protecção do aço contra a corrosão pelo oxigénio,

num ambiente neutro e a temperatura ambiente?

7- Uma amostra de água do mar contém, entre outros solutos, as seguintes concentrações de

catiões solúveis : Mg2+

(aq.) 0.05 M e de Ca 2+

(aq.) 0.01 M. (Ks(Mg(OH)2) = 1.1.10-11

;

Ks(Ca(OH)2) = 5.5.10-6

).

a)- Determine a ordem na qual cada ião precipita a medida que NaOH sólido é

adicionado.

b)- Determine a concentração de HO- quando a precipitação de cada um

começar.

8- A carbonatação do betão é o resultado da reacção entre o hidróxido de cálcio, presente

nas soluções que preenchem os poros do betão, e o dióxido de carbono presente no

ambiente circundante e que conduz a degradação do betão e a sua acidificação que, por sua

vez, contribui para a corrosão das armaduras, em estruturas armadas com aço.

a) Escreva a equação química da reacção entre o óxido de cálcio e a água de amassadura

que conduz a formação do hidróxido de cálcio.

b) Determine a solubilidade, em mg/dm3, do hidróxido de cálcio em água pura a 25,0

ºC, sabendo que o produto de solubilidade a essa temperatura é de 1,3∙10-6

.

(R: 6.88∙10-3

mol/dm3; 0,509 g/dm

3)

c) Quando existe um excesso dióxido de carbono no ambiente envolvente o carbonato

de cálcio pode reagir com o dióxido de carbono para originar o bicarbonato de cálcio.

Compare a solubilidade do CaCO3 com a do Ca(HCO3)2 de 1,89 g/dm3, a 25 ºC,

sabendo que a mesma temperatura o produto de solubilidade do carbonato de cálcio é de

4,7∙10-9

. Que consequências tem para a durabilidade das estruturas de betão armado esta

diferença de solubilidades? (R: 6.86∙10-5

mol/dm3; 6,86∙10

-3 g/dm

-3)


Electroquímica- Células Galvânicas- Electrolise

1 – Determine o número de oxidação do elemento sublinhado em cada fórmula:

a) K2CO3 b) BrO3- c) HIO4 d) BF4

- e) PCl4

+

2 – As reacção seguintes são ou não de oxido-redução? Caso sejam, escreva as semi-

reacções (de oxidação e de redução).

a) Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O

b) NH4Cl (aq) + KOH (aq) NH3 (aq) + KCl (aq) + H2O

3- Identifique o agente oxidante em cada uma das seguintes reacções químicas :

a) Ca (s) + Br2 (l) CaBr2 (s)

b) NH3 (g) + 3 F2 (g) 3 HF (g) + NF3 (g)

4- Identifique o agente redutor em cada uma das seguintes reacções químicas :

a) H2 (g) + F2 (g) 2 HF (g)

b) PbO (s) + H2 (g) Pb (s) + H2O (g)

5– Acerte as seguintes reacções:

a) BrO3- + N2H4 Br

- + N2 + H2O

b) S2O32-

+ MnO4- SO4

2- + Mn

2+ (meio básico)

c) Cl2 + S2O32-

Cl -

+ SO42-

(meio ácido)

6 – a)-Observa-se ou não reacção se se deixar cair um anel de prata numa solução de

cromato? Dados: Eº(Cr2O72-

/Cr3+

) = +1.23V ; Eº(Ag+/Ag) = +0.80V

b)-Observa-se ou não reacção se se mergulhar uma lâmina de ferro numa solução de

cloreto de zinco? : Eº(Fe2+

/Fe) = - 0,44V ; Eº(Zn2+

/Zn) = - 0,76 V.

7- a) Coloca-se uma chapa de zinco numa solução de ácido clorídrico a 1,0 mol/dm3 ?

Será que vai acontecer dissolução do metal? E0(Zn

2+/Zn) = -0,76 V; E

0(H

+/H2) = 0,0

V/ENH

b) O que acontece se se mergulhar um prego de aço (Fe) numa solução de sulfato de

cobre? E0(Fe

2+/Fe) = - 0,44 V ; E

0(Cu

2+/Cu) = + 0,34 V.

8– a)-Acerte a seguinte reacção de oxido-redução, em meio ácido:

MnO4- + NO2

- Mn

2+ + NO3

-

b)-Conhecendo o potencial padrão do par Eº( MnO4-/ Mn

2+) = +1.51V diga

como se realizaria uma pilha galvânica utilizando um par redox à sua escolha e o

par MnO4-/ Mn

2+.

c)-Represente o esquema da pilha completo e calcule o seu potencial padrão.

9- Considere a seguinte reacção: 3Zn (s) + 2Cr3+

(aq) 3Zn2+

(aq) + 2Cr (s)

a) Escreva o diagrama da pilha e as sua semi-reacções. A que tipo de pilha

pertence? Eº(Zn2+

/Zn) = - 0,76 V, Eº(Cr3+

/Cr) = - 0,74 V

b) Calcule a f.e.m. da pilha para as condições de concentração seguintes:

[Zn2+

]=0.01M e [Cr3+

]=0.008M

10- Para a reacção abaixo indicada escreva o diagrama da célula e acerte a reacção em

meio ácido e determine o potencial padrão. Eº(MnO4-/Mn

+2) = + 1,51 V, Eº(Cu

2+/Cu) =

+ 0.134 V

MnO4 - (aq.) + Cu (s) Mn

2+ (aq.) + Cu

2+ (aq.)

11- O alumínio é produzido por electrolise do seu óxido, Al2O3, dissolvido em criolite

fundida, Na3AlF6. Calcule a massa de alumínio que se pode obter se a célula

electrolítica operar com uma corrente de 1.105 A, durante um dia. (considere como

reacção Al 3+

(l) + 3 e- Al (s) )

12- Considere a seguinte célula electroquímica :

Hg(l) / Hg22+

(4.10-2

M) // H2O2 (2. 10-2

M) pH = 3 / Pt

Escreva a equação da reacção que decorre na célula, calcule o potencial e se está a

funcionar como uma célula galvânica ou electrolítica. Eº (H2O2 / H2O) = + 1,77 V, Eº

(Hg22+

/ Hg(l)) = + 0,45 V

13- Uma célula electroquímica é constituida por um fio de prata mergulhado numa

solução aquosa 1M de iões prata (AgNO3) e por uma placa de zinco mergulhada numa

solução aquosa de iões zinco 1M (Zn(NO3)2). Sabendo que o zinco é um agente redutor

mais forte que a prata : Eº = + 0.80 V; Eº = - 0.76 V.

a) Que reacção ocorre quando a célula trabalha espontaneamente ? Calcule a

grandeza termodinâmica adequata e represente o esquema completo dessa célula. (

Dados : F = 96500 Coulombs.)

b) Defina e calcule o potencial padrão dessa célula.

c) Se a concentração dos iões prata é igual a 0.5 M e a concentração dos iões zinco

se mantém 1 M qual o potencial da célula ? Compare com o valor anterior.

Concluir.


Metais de Transição-Complexos-Ligas

1 – Escreva as fórmulas dos complexos formados a partir dos iões metálicos e

ligandos que se seguem :

a) Co3+

, 4NO2- e 2Cl

- b) Hg

2+ e 2CN

- c) Al

3+, 2H2O e en

2 – Complete as seguintes afirmações, em relação ao seguinte composto de

coordenação:

Cloreto de dibromobis(etilenodiamina)cobalto(III)

a) A formula de estrutura do composto de coordenação é .........................; b) O número

de oxidação do metal de transição é ............. ; c) O número de coordenação é de

................ ; d) O ligando etilenodiamina tem por nome ligando .......................; e) A

estrutura no espaço do complexo possui uma geometria ................... (desenhe as

estruturas de todos os isómeros geométricos do complexo); f) A expressão da sua

constante de formação é ...........................................

3- Escreva a fórmula dos seguintes complexos :

a)- Cloreto de tetraaqua dicloro crómio(III)

b)- Ciano nitro bis(carbonil) cobaltato (I) de potássio

4 – Considere o composto de coordenação:

Na [Co(H2O)2Br2(en)]

a)- Dê o nome mostrando os cálculos para a determinação do número de oxidação

do metal de transição;

b)- Desenhe a estrutura do complexo;

c)- Esse ião complexo tem um máximo de absorção a 470 nm, calcule a variação de

energia de desdobramento do campo cristalino .Dados: c = 3x108 m/s ; h =

6.63x10-34

J.s.

5– Considere os seguintes compostos:

1) K3 [Fe(CN)6] 2) [Fe(NO2)4(NH3)2] - 3) FeSO4 4) FeCl3

a) Determine o número de oxidação do ferro em cada composto

b) Dê o nome do complexo acima representado.

c) Represente a(s) estrutura(s) no espaço desse complexo.

d) Escreva a reacção química de formação do complexo e sua constante de

formação. Que informação nos dá um valor elevado dessa constante?

6 – Um precipitado de cloreto de prata pode ser redissolvido por adição de NH3 na

solução onde se encontra. A que quantidade de NH3 se deve adicionar para dissolver

4.27 g de cloreto de prata, em suspenção, em 500 ml de água ? Ks= 1,6.10-10

, Kf=

1,5.107, MM(AgCl) = 143,4 g/mol.

7- Preveja qual dois complexos [Co(H2O)6]3+

e Co(en)3]3+

absorve a luz de menor

comprimento de onda e explique seu raciocínio.


Termodinâmica-Cinética

1-Qual das seguintes reacções corresponde a variação de entalpia de formação padrão

de HCl ?

a . H2 + Cl2 2HCl

(variação de entalpia de formação padrão = -185 kJ /mol)

b . H + Cl HCl


c . ½ H2 + ½ Cl2 HCl


2- Calcule a variação de entalpia padrão e a variação de Gibbs padrão da reacção :

NH3 (g) + HCl (g) NH4Cl (s) a partir dos seguintes dados e diga se a

reacção é endotérmica ou exotérmica e espontânea no sentido directo ou inverso.

Hºf (NH3)= - 366.1 kJ/mol; Gºf (NH3)= - 263.76 kJ /mol;

Hºf (HCl)= - 92.3 kJ /mol Gºf (HCl)= - 92.27 kJ /mol;

Hºf (NH4Cl)= - 315.39 kJ /mol Gºf (NH4Cl)= - 79.5 kJ /mol

3- Considere a reacção A (g) + B (g) C (g).

a)-Diga se essa reacção é espontânea no sentido directo ou inverso mostrando

todos os cálculos se a sua constante de equilíbrio a 50ºC é de 0.3.

4- Na síntese industrial do ácido sulfúrico tem lugar a combustão do enxofre e a

subsequente oxidação do dióxido a trióxido de enxofre.

2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)

A partir das seguintes entalpias de reacção padrão

S (s) + O2 (g) SO2 (g) Hº = - 296.8 kJ

2 S (s) + 3 O2 (g) 2 SO3 (g) Hº = - 791.4 kJ

a )- Calcule a entalpia de reacção para a oxidação do dióxido de enxofre.

b)- Como procede para preparar 50 mL de uma solução de ácido sulfúrico de

concentração 0.25 M a partir de uma solução comercial a 96% de massa volúmica 1.19

g/ cm3.

5- Considere a reacção de decomposição de N2O5 a 50ºC:

N2O5 N2O4 + ½ O2

Tempo (min) [N2O5] (M)

0 0.36

15 0.30

30 0.25

48 0.19

75 0.13

Diga como se pode determinar experimentalmente a velocidade de uma reacção

química. Escreva a expressão da velocidade media em função do reagente.

6- Considere a reacção:

C2H2 (g) + H2 (g) C2H6 (g)

Escreva a expressão da velocidade media em função dos reagentes e dos produtos.

7- Assuma que numa síntese catalisada do amoníaco a partir de N2 e do H2 (Ea= 83.1

kJ/mol).

a) Escreva a equação da reacção que tem lugar.

b) Na ausência de catalisador Ea é maior, igual ou menor do que 83.1 kJ/mol.

QUIMICA ORGÂNICA

1- SEGURANCA NO LABORATÓRIO DE ORGÂNICA

Normas a seguir pelos alunos:

1 - Todos os alunos têm de usar bata, óculos de seguranca e luvas de borracha.

Cabelos compridos ou calcas largas devem ser presos enquanto estiverem a trabalhar no

laboratório.

2 - Não é permitido em caso algum:

- trabalhar sozinho no laboratório

- executar experiências nao autorizadas

- pipetar com a boca

- beber, comer ou fumar no laboratório

ÒCULOS DE SEGURANÇA: Os óculos de seguranca devem ser utilizados durante

todo o tempo em que o aluno se encontre dentro do laboratório, quer esteja ou não a

executar uma experiência. Não deve nunca utilizar lentes de contacto no laboratório

porque nao podem ser removidas com a devida rapidez se algum reagente salpicar nos

olhos.

FOGO: Evite a utilizacão de chamas sempre que não for exclusivameme necessário.

Antes de ligar uma chama verifique toda a área circundante certificando-se de que não

existe nenhum solvente inflamável. Tenha um cuidado especial corn os solventes

voláteis; éter dietílico, éter de petróleo (ligroina), benzeno, metanol, etanol e acetona.

PRODUTOS QUÍMICOS: Manuseie os produtos químicos com cuidado. Evite

ocontacto com a pele e com a roupa. Limpe imediatamente algum produto que se tenha

derramado, especialmente junto da balanca ou da prateleira. Volte a rolhar os frascos o

mais rápido possível. Nunca utilize um solvente orgânico para lavar um produto

químico que caiu na pele porque isso pode fazer aumentar a velocidade de absorcão

através da pele. Evite a inalação de vapores orgânicos, em particular solventes

aromáticos e clorados.

EM CASO DE ACIDENTE

INCÊNDIO

ROUPA EM CHAMA. Não deve correr nem soprar as chamas. Deite a pessoa no chão

(ajuda a extinguir as chamas) e impeça a inalação das chamas. Se tiver um chuveiro de

segurança perto, coloque a pessoa debaixo do chuveiro até que as chamas se extinguem

e que os produtos químicos sejam lavados. Não utilize uma manta de fogo se tiver um

duche perto. A manta não arrefece e a queimadura continua. Retire a roupa

contaminada. Envolva a pessoa numa manta para evitar o "shock". Providencie

assistência médica rapidamente.

Em qualquer circunstância nunca utilize um extintor de tetracloreto de carbono (tóxico)

e tenha muito cuidado com um extintor de CO2 (a pessoa pode sufocar).

FOGO EM REAGENTES. Desligue todas as chamas próximas e remova o material

combustível e solventes. Pequenos fogos em frascos ou copos podem ser extintos

cobrindo-os imediatamente com um copo maior ou um vidro de relógio. Utilize um

extintor de fogo de pó químico ou CO2 directamente na base das chamas. Não utilize

água.

QUEIMADURAS, POR QUÍMICOS OU CALOR. Coloque a zona queimada sobe

um jacto de água fria durante pelo menos 15 minutos. Retome se a dor voltar. Lave com

um detergente suave e água. A prática corrente recomenda que não deve neutralizar os

produtos químicos com unguentos, cremes, loções ou pomadas. Se o produto químico se

espalhou na pessoa numa área grande, coloque-a debaixo do duche de segurança e

remova rapidamente a roupa contaminada. Os segundos contam e não deve perder

tempo por modéstia. Providencie assistência médica.

QUÌMICOS NOS OLHOS: Lave os olhos com água abundante durante 15 minutos,

utilizando um lava-olhos ou uma garrafa com esguicho. Mantenha os olhos abertos de

modo a lavar atrás da pálpebra. Após lavagem durante 15 minutos consulte

imediatamente um médico.

CORTES: Pequenas feridas. Este e o tipo de corte mais comum num laboratório de

química orgânica e é consequência da utilização de vidro partido. Lave a ferida, remova

qualquer pedacinho de vidro e aperte para parar de sangrar. Consulte o médico. Feridas

maiores. Se sangrar demasiado, coloque um protector na ferida, pressione firmemente,

agasalhe o paciente para evitar o "shock" e consulte imediatamente um médico.

2- OBJECTIVOS GERAIS DA CADEIRA

Pretende-se com os trabalhos práticos que aqui são propostos, não só a ilustração de

princípios abordados nas aulas teóricas como ainda o ensino de técnicas laboratoriais de

utilização geral num laboratório de química orgânica. A destreza na manipulação de

compostos e muito importante. uma vez que o método científico se baseia no trabalho

experimental.

Um pré-requisito para qualquer estudo experimental de compostos orgânicos e a

disponibilidade de técnicas que permitam o isolamento e a purificação de compostos e

de métodos que possam assegurar a sua pureza.

NOMENCLATURA DAS PRINCIPAIS FUNÇÕES

Classe funcional

Nome se substituinte Nome se função principal

R-C-OH

O

ácido carboxílico

carboxi

ácido.. ..oïco

R-SO2-OH ácido sulfónico

sulfo ácido.. ..sulfónico

O

R-C-O-C-R

O

anidrido

-

anidrido de ácido

O

R-C-OR' éster

carboalcoxi

- oato de alquilo

R-C-X

O

halogeneto de ácido

halogenoformil

halogeneto de ...oil

O

R-C-N amida

carboxamida

- amida

R-C=N nitrilo ciano - nitrilo

R-C-H

O

aldeido

Oxo, aldo, formil

- al

O

R-C-R' cetona

oxo

- ona

R-OH álcool hidróxi - ol

R-SH tiol mercapto - tiol

aminas

amino

- amina

R-O-R' éter óxido alcoxi éter

C=C alceno

-

-eno

-C=C- alcino - - ino

R-NH2

(R)2NH

(R)3N

aromático

fenil

benzeno

ULHT, Faculdade de Engenharias e Ciências

Naturais

Licenciatura em Engenharia Civil

Química Geral , Frequência 19 de Janeiro de 2010

Exercicio 1

a)- Classifique como ácido-base, oxidação –redução, solubilidade as seguintes reacções

justificando seu raciocinio.

1) Al(s) + Fe3O4(s) → Fe(s) + Al2O3(s)

2) H2SO4(aq) + NaOH(aq) Na2SO4(aq) + H2O(l)

3) Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+

(aq) + 3 PO4 2-

(aq) + HO-(aq)

b)- Os ácidos reagem com o betão diminuindo o pH das soluções dos poros, com

destruição da argamassa. O dióxido de carbono CO2 dissolve em água formando o ácido

carbónico H2CO3 (Ka1= 4,3∙10-7

, Ka2 = 4.8∙10-11

).

b1-O ácido carbónico é um ácido forte ou fraco ? justifique.

b2-Escreva a(s) reacção(ões) de dissociação de H2CO3 identificando o ácido, a

base, o ácido conjugado e a base conjugada.

b3-Determine o pH de uma solução de H2CO3 (Ka1= 4,3∙10-7

) de concentração

0,2 mol/L ( considere só a primeira dissociação).

b4-Escreva a reacção de neutralização do H2CO3 com o hidróxido de sódio

NaOH de concentração 0,3 mol/L.

b5- Explique como prepararia 20 mL da solução de NaOH de concentração 0,3

mol/L. (MM= 40g/mol).

Exercicio 2

Os ácidos podem corroer o calcário e o mármore CaCO3 (Ks=8,7.10-9

). O betão é

poroso e com o tempo pode absorver espécies agressivas tal como o dioxido de carbono

CO2 (g) e os iões sulfato SO42-

a)- Calcule a solubilidade do carbonato de cálcio CaCO3

b)-O carbonato de cálcio reage com ácido sulfúrico produzindo sulfato de cálcio,

água e dioxido de carbono. Escreva a reacção quimica.

c)- Explique a diminuição da solubilidade do CaCO3 numa solução de Na2CO3

Exercicio 3

Sabe-se que quando se coloca fio de cobre numa solução de nitrato de prata, AgNO3,

vê-se imediatamente a deposição de prata sobre o fio de cobre e a solução, inicialmente

incolor, vai adquirindo uma tonalidade azulada, característica do iã Cu2+

.

a)- Escreva as meias reacções de oxidação e redução e a equação química global

que reflecte o processo descrito. Identifique os agentes oxidante e redutor.

b)- Determine o potencial da célula electroquímica correspondente ao processo

descrito. A reacção é espontânea no sentido directo ou forçada ? justifique.

c)-Diga como calcularia o potencial se as concentrações [Cu2+

] = [Ag+] = 0,1

mol/L.

d)- As peças de aço, incluindo os parafusos são muitas vezes revestidas por uma

fina camada de cádmio. Explique a função deste revestimento.

e)- Acerte a reacção seguinte em meio ácido (determine os números de oxidação

de cada elemento) :

Dados : Eº (Cu2+/

Cu) = + 0,34 V ; Eº (Ag+/

Ag) = + 0,80 V

protocolosquimicageral2010-11

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