Unidade Curricular: QUMICA(1 Ano /1 Ciclo)

(Qumica Inorgnica e Qumica-Fsica)

Docentes Professora Maria Odete Torres Professor Luis Resende1

BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA Apresentaes Power Point disponveis no site da Unidade Curricular Livro: Qumica. 8 ed. Mac-Graw Hill de Portugal, Lda. Raymond Chang (2005) Livro: Qumica Geral Conceitos essenciais 4 ed. Mac-Graw Hill, Raymond Chang (2010)

obrigatrio o uso de bata em todas as aulas prticas laboratoriais TABELA PERIDICA E MQUINA DE CALCULAR trazer sempre para as aulas, testes e exames2

Avaliao de Conhecimentos Avaliao Contnua 4 testes parciais envolvendo os seguintes aspectos da matria: 1 teste matria das aulas 1 - 5 2 teste - matria das aulas 6 - 10 3 teste - matria das aulas 11 - 14 4 teste - matria das aulas 15 a 19

Exame final, envolvendo toda a matria dada

Aprovao na Unidade Curricular A aprovao na Unidade Curricular est condicionada:- presena em 75% das aulas; e - obteno, na mdia dos quatro testes realizados, ou em exame final de 10,0 valores.

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Qumica - Aula 1Para as aulas 1 e 2, rever captulo 2 (CHANG) estrutura dos tomos, n atmico, n de massa e istopos, molculas e ies, compostos inicos e moleculares, frmulas qumicas e nomenclatura de compostos inorgnicos.

EQUILBRIO QUMICO E PROCESSOS DE SNTESE INDUSTRIAL

Relaes Mssicas em Reaces Qumicas Massa Atmica N. de Avogadro e Massa Molar Massa Molecular Reaces Qumicas e Equaes Qumicas Quantidades de Reagentes e Produtos

Qumica (8 edio), R. Chang (2005) CAPTULO 3, sub-captulos: 3.1; 3.2; 3.3; 3.7; 3.8. Qumica geral (4 edio), R. Chang (2010) CAPTULO 3, sub-captulos: 3.1; 3.2; 3.3; 3.7; 3.8.

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Mundo Micro (tomos e molculas)

Mundo Macro (gramas)

Massa atmica a massa de um tomo em unidades de massa atmica (u). Por definio: 1 tomo 12C pesa 12 uNesta escala:1H

= 1,008 u = 16,00 u5

16O

N de massa = n protes + nmero de neutres = 7+7=14 no 14N ou = 7+8=15 no 15N

Azoto (N): 99,63% 14N (14,003 u) 0,37% 15N (15,000 u)

Massa atmica mdia do azoto:14,003 99,63 + 15,000 0,37 = 14,007 u 10014,01 u (4 algarismos 6 significativos).

Nmero atmico = n protes Massa atmica

Massa atmica mdia (14,01 u)

Metais Metalides No-metais 7

Ltio : 7,5% 6Li (6,015 u) 92,5 % 7Li (7,016 u)

Massa atmica mdia do ltio:7,5 6,015 + 92,5 7,016 100 = 6,941 u

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Nmero atmico Massa atmica

Massa atmica mdia (6,941)

Metais Metalides No-metais 9

Uma mole (mol) a quantidade de substncia que contm 6,0221367 1023 entidades elementares (tomos, molculas ou outras partculas) (tantas quantas existem em, exactamente, 12 g de 12C) 1 mol = 6,0221367 1023 = NA Nmero de Avogadro (NA)10

ovos Massa molar a massa de 1 mole de sapatos em gramas berlindes tomos

1 mole tomos 12C = 6,022 1023 tomos = 12,00 g 1 tomo 12C = 12,00 u 1 mole tomos 12C = 12,00 g 12C 1 mole tomos de azoto = 14,01 g de N Para qualquer elemento massa atmica (u) = massa molar (gramas)11

Nmero atmico Massa atmica

Massa atmica mdia (14,01 u) Massa molar do N = 14,01 g mol-1

Metais Metalides No-metais 12

Uma mole deC S

Hg

Cu

Fe13

Compreende a Massa Molar?Quantos tomos existem em 0,551 g de potssio (K)? Massa molar1 mol K = 39,10 g K

N Avogadro1 mol K = = 6,022 1023 tomos K

Massa de potssio (0,551g)

N moles de potssio

N tomos de potssio

14

Quantos tomos existem em 0,551 g de potssio (K)?Massa de potssio (0,551g) N moles de potssio

1 mol K = 39,10 g K

Duas possibilidades de resoluosendo: n - n moles de K (mol) m - massa de K (g) M - massa molar (g mol1)

1 mol K x mol K x=

39,10 g K 0,551 g K

0,551 g K 1 mol K 39,10 g K

m 0,551 g K n= = M 39,10 g mol-1 K = 1,409 10-2 mol K15

x=

1,409 10-2 mol K

Quantos tomos existem em 0,551 g de potssio (K)?N moles de potssio (1,409 10-2 mol K) N tomos de potssio

N Avogadro: 1 mol K = 6,022 1023 tomos K

1 mol K 1,409 10-2 mol K

6,022 1023 tomos K x tomos K

x=

6,022 1023 tomos K 1,409 10-2 mol K 1 mol K

x=

8,49 1021 tomos K16

Massa molecular (ou peso molecular) a soma das massas atmicas (em u) dos tomos da molcula. 1N 3H NH3 14,01 u + 3 1,008 u 17,03 u

NH3Para qualquer molcula massa molecular (u) = massa molar (gramas) 1 molcula NH3 = 17,03 u 1 mole NH3 = 17,03 g NH3 Massa molar (NH3) = 17,03 g mol-1

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Compreende a Massa Molecular?Quantos tomos de H existem em 12,5 g de NH3 ?Massa de NH3 N moles de NH3 N moles de H N tomos de H

Massa molecular

N tomos H em cada molcula

N Avogadro

Massa molar

Resultado: 1,326 10 24 tomos de H18

Um processo no qual uma substncia (ou substncias) se transforma numa ou mais novas substncia uma reaco qumica. 3 maneiras de representar a reaco de H2 com N2 para formar NH3

Trs molculas de hidrognio + Uma molcula de azoto

2 molculas de amonaco

3H2

+

N2

2 NH3

reagentes

produtos

Uma equao qumica usa smbolos qumicos para mostrar o que acontece durante uma reaco. 19

Como Ler Equaes Qumicas N2 + 3H2 2NH3

1 molcula N2 reage com 3 molculas H2 para dar 2 molculas NH3 1 mol N2 reage com 3 mol H2 para dar 2 mol NH3 28,02 gramas N2 reagem com 6,048 gramas H2 para dar 34,06 g NH3

e no 1 g N2 reage com 3 g H2 para dar 2 g NH3

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Acertar Equaes Qumicas1. Escreva a(s) frmula(s) correcta (s) do(s) reagente(s) no lado esquerdo e a(s) frmula(s) correcta(s) do(s) produto(s) no lado direito da equao. O etano reage com oxignio para formar dixido de carbono e gua C2H6 + O2 CO2 + H2O

2. Altere os coeficientes estequiomtricos (nmeros que antecedem as frmulas) para que o nmero de tomos de cada elemento seja igual em ambos os lados da equao.

2CO2

e no

C2O4

No altere os ndices (nmeros no seio das frmulas)21

Acertar Equaes Qumicas3. Comece por acertar os elementos que aparecem apenas num reagente e num produto.C2H6 + O2 2 carbonos esquerda C2H6 + O2 6 hidrognios esquerda CO2 + H2O 1 carbono direita 2CO2 + H2O 2 hidrognios direita Multiplique H2O por 3 Comece por C ou H, mas no O Multiplique CO2 por 2

C2H6 + O2

2CO2 + 3H2O22

Acertar Equaes Qumicas4. Acerte os elementos que aparecem em dois ou mais reagentes ou produtos.C2H6 + O2 2CO2 + 3H2O Multiplique O2 por 7 2

2 oxignios esquerda C2H6 + 7 O2 2 2C2H6 + 7O2

4 oxignios + 3 oxignios = 7 oxignios direita (31) (22) 2CO2 + 3H2O 4CO2 + 6H2O Remova a fraco multiplicando ambos os lados por 2

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Acertar Equaes Qumicas5. Assegure-se de que tem o mesmo nmero de cada tipo de tomo em ambos os lados da equao. 2C2H6 + 7O24 C (2 2) 12 H (2 6) 14 O (7 2)

4CO2 + 6H2O4C 12 H (6 2) 14 O (4 2 + 6) Reagentes 4C 12 H 14 O Produtos 4C 12 H 14 O24

Acertar Equaes QumicasComo informao adicional indicam-se, na equao qumica, os estados fsicos dos reagentes e dos produtos :g gasoso l lquido s slido aq em meio aquoso

N2 (g) + 3H2 (g) 2HgO (s) KBr (aq) + AgNO3 (aq)

2NH3 (g) 2Hg(l) + O2 (g) KNO3 (aq) + AgBr (s)25

Acertar Equaes QumicasConvm ainda referir que muitas reaces qumicas so reversveis, o que, nas equaes qumicas que traduzem as referidas reaces, indicado por uma dupla seta:

N2 (g) + 3H2 (g) KBr (aq) + AgNO3 (aq)

2NH3 (g) KNO3 (aq) + AgBr (s)

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Alteraes de Massa em Reaces Qumicas

1. Escreva a equao qumica acertada. 2. Converta as quantidades de substncias conhecidas em moles. 3. Utilize os coeficientes das equaes acertadas para calcular o nmero de moles da quantidade procurada. 4. Converta as moles de quantidade procurada nas unidades desejadas.27

O metanol arde no ar de acordo com a equao no acertada CH3OH + O2 CO2 + H2O

Se 209 g de metanol so utilizadas na combusto, que massa de gua produzida? 1 - Acertar a equao qumica 2 - Massa (g) CH3OH moles CH3OH moles H2O Massa (g) H2O massa molar H2O

massa molar CH3OH

Coeficientes esteq. equao qumica

Resultado: 235 g H2O28

Acertar Equaes Qumicas1. Comece por acertar os elementos que aparecem apenas num reagente e num produto.CH3OH + O2 1 carbono esquerda CH3OH + O2 CO2 + H2O 1 carbono direita CO2 + H2O 2 hidrognios direita Multiplique H2O por 2 Comece por C ou H, mas no O n de carbonos est certo

4 hidrognios esquerda

CH3OH + O2

CO2 + 2H2O29

Acertar Equaes Qumicas2. Acerte os elementos que aparecem em dois ou mais reagentes ou produtos.1 + 2= 3 oxignios esquerda

CH3OH + O2 Falta 1 O 3 O 2 2

CO2 + 2H2O2 + 2 (21) = 4 oxignios direita Multiplique O2 por 3 2 Remova a fraco multiplicando ambos os lados por 230

CH3OH +

CO2 + 2H2O 2CO2 + 4H2O

2CH3OH + 3O2

Qumica em AcoNecessidades das plantas: C, H, O N, P, K (macronutientes principais) Ca, S e Mg (macronutrientes secundrios) Fe, Cu, Zn, Mn, Ni,Cl, B, Mo (micronutrientes) Fontes de elementos para as plantas: C - CO2 (g) existente na atmosfera H - H2O O - H2O e CO2 (g) e O2 (g) atmosfrico N - o azoto molecular (N2 (g)) existente na atmosferano directamente utilizvel pelas plantas

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Qumica em AcoPrincipais formas de N utilizveis pelas plantas: NH4+/NH3 NO3Origem: Bactrias existentes no solo e em simbiose com algumas espcies de plantas como as leguminosas Descargas elctricas na atmosfera Decomposio de detritos vegetais e animais Na maior parte das situaes estas fontes de N so insuficientes para suprir as necessidades das culturas32

Qumica em AcoAplicao de fertilizantes (adubos) qumicos azotados: (NH4)2SO4 NH4NO3 Ca(NO3)2 (NH2)2CO NH3

Qual a matria-prima para o fabrico de fertilizantes azotados?

NH3O NH3 obtido industrialmente pelo processo Haber-Bosh

N2 (g) + 3H2 (g)

2NH3 (g)33

Qumica em AcoUtilizaes do amonaco (NH3): Indstria qumica produo de fertilizantes, produo de cido ntrico, sntese de ureia, produo de detergentes, etc; Indstria do frio, do papel e alimentar fludo refrigerante; Indstria txtil dissolvente; Indstria petroqumica; etc...34