1 . EST U DO DOS SI ST EM A S DI SPERSOS1 .1 . Di s p e r s e sUma disperso consiste num sistema no qual uma substncia (disperso) encontra-se disseminada, na forma de pequenas partculas no interior de outra (dispersante) Dependendo do tamanho da partcula que constitui o disperso, a disperso assume caractersticas diversas, sendo classificada em trs tipos : solues, colides e suspenses. A classificao acima feita de acordo com o dimetro mdio das partculas dos disperso: Tipo de disperso Soluo verdadeira Colide Suspenso Tamanho da partcula dispersa entre 0 e 10-9 m (1 nanometro) entre 10-9 e 10-6 m (1 103 nanometro) acima de 10-6 m (acima de 103 nanometro)

Como caractersticas gerais dos trs tipos de disperses podemos mencionar que: a) solues verdadeiras ou solues: - o disperso (soluto) constitudo de tomos, ons ou pequenas molculas; - pelas reduzidas dimenses do disperso (soluto), as solues verdadeiras sempre sero sistemas homogneos, sendo que as partculas no so visveis mesmo com equipamentos ticos de alta resoluo e ampliao; - no h sedimentao das partculas e no possvel a sua separao por nenhum tipo de filtro; Exemplos: - sacarose em gua, NaCl em gua, etanol em gua, atmosfera (isenta de poeira), etc. b) colides: - o disperso constitudo por aglomerados de tomos, molculas ou ons ou, at mesmo, por macromolculas; - as partculas do disperso so visualizveis em equipamentos ticos (microscpios) de alta resoluo (ampliao); - as partculas podem ser separadas por ultracentrifugao (elevado nmero de RPM) ou por ultrafiltrao (filtros cujo dimetro do poro bastante reduzido);

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Exemplos: leite, gelatina em gua, fumaas em geral, neblina, etc. c) suspenses: - o disperso constitudo de grandes aglomerados de tomos ou molculas; - as partculas do disperso so visveis em microscpio comum, constituindo-se em sistemas heterogneos; - as partculas do disperso sedimenta-se por ao da gravidade ou em centrfugas comuns podendo, tambm, ser separadas por filtros comuns de laboratrio; Exemplos: poeira no ar.

1 .2 . Es t u d o d a s So l u e s v e r d a d e i r a s o u So l u e sDentre os sistemas dispersos, as solues verdadeiras ou simplesmente solues so extremamente importantes no cotidiano do qumica, pois nas atividades mais comuns de laboratrio (anlises, snteses, separaes, formulao de produtos, etc) o qumico trabalha com solues que, em geral, so aquosas. 1.2.1. Formao de Solues Quando uma soluo formada ocorre uma disseminao espontnea de uma substncia no interior de outra, originando um sistema mais entrpico (desorganizado) que as substncias originais.substncia A substncia B mistura A + B (soluo)

lllll lllll lllll

OOOO OOOO OOOO

l Ol Ol O lO l O Ol Ol O l Ol lO lO lOl Ol lO

parede de separao

removendo a parede

A fora motriz para esse processo de mistura a tendncia espontnea para um estado de maior desordem molecular (maior entropia). Para que ocorra o processo da dissoluo necessrio que as partculas do soluto e do solvente apresentem atraes entre si decorrentes de foras de natureza eletrosttica.

3

Em geral as foras atrativas dependem do tipo de soluto e solvente. Assim quando dissolvemos etanol (C2H5 OH) em gua, em virtude da presena do grupo OH na gua e no etanol a fora atrativa entre essas molculas a Ponte de Hidrognio ou Ligao de Hidrognio. Se a cadeia carbnica aumenta, diminui a polaridade da molcula do lcool e, com isso, a sua solubilidade em gua, por concorrncia de foras Van Der Waals dipolo induzido dipolo induzido. - metanol, etanol e propanol altamente solveis em gua; - butanol solubilidade 0,12 mols/100 g de gua; - pentanol solubilidade 0,031 mols/100 g de gua. Esse mesmo tipo de interao ir ocorrer naquelas molculas que apresentam grupos hidroxila ou amina (O H ou N H), como o caso dos lcoois de pequena cadeia carbnica, cidos carboxlicos, aminas e amidas. Nos glicdios (glicose, frutose, sacarose,...) a presena dos diversos grupos hidroxila ao longo da cadeia carbnica desses compostos tambm justifica a sua grande solubilidade em gua. Com exceo dos cidos carboxlicos, nas demais substncias ocorre apenas o processo de dissoluo, sem ionizao.

O fenmeno , portanto, explicado pela hidratao sofrida pelas extremidades polarizadas da molcula. A extremidade negativa da molcula da gua (localizada no tomo de oxignio) direciona-se para a regio de densidade positiva da molcula polar e as extremidades de carga positiva (localizadas nos tomos de hidrognio) direcionam-se para a regio de densidade negativa.

4

Quando dissolvemos um cristal de NaCl em gua, alm do processo da dissoluo ocorre a dissociao inica do soluto, sendo que os ons originados apresentam-se, na soluo, engaiolados por molculas do solvente (hidratao ou solvatao), unidos por foras atrativas do tipo on dipolo. Os compostos inicos se dissolvem na gua quando as foras de atrao entre os dipolos da H2O e os ons so maiores que as foras de atrao entre os ons no cristal. Nas bordas e quinas do cristal as foras atrativas entre os ons so menos intensas, favorecendo a interao com as molculas do solvente. Conforme as molculas de gua vo retirando os ons do cristal, novos ons so expostos e o processo continua, dissolvendo o cristal inico. A camada de molculas orientadas que cercam um on ajuda a neutralizar a carga do mesmo e serve para impedir os ons de carga oposta a se atrarem, formando uma espcie de blindagem. A orientao espacial das molculas de solvatao definida para um determinado tipo de on. Por exemplo: - o on Na+ hidrata-se com seis molculas de gua, o mesmo ocorrendo para o on Cl-; - o on Al+3 hidrata-se com oito molculas de gua. Nas solues de solutos apolares em solventes polares, como o caso de gases (O2, CO2, etc...) justifica-se a solubilidade a partir de interaes de Van Der Waals do tipo dipolo permanente dipolo induzido. Nesse caso temperatura e presso so fatores que concorrem significativamente para explicar a sulubilidade de um gs apolar na gua, o que, at certo ponto, contradiz a regra de solubilidade de que semelhante dissolve semelhante.

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1.2.2. Classificao das Solues As solues podem ser classificadas segundo os critrios: a) quanto ao estado fsico: - slidas: ligas metlicas (ao = Fe, C, Mn; lato = Cu e Zn; bronze = Cu e Sn,..), medicamentos (comprimidos),... - lquidas: bebidas no gaseificados, bebidas alcolicas, gua mineral sem gs, soro fisiolgico,... - gasosas: ar (isento de poeira), GLP (vazado),.. *** misturas gasosas sempre so homognas !!! b) quanto natureza do soluto: - moleculares: as partculas do soluto so molculas. ex.: C12H22O11(slida) C12H22O11(aquosa) ex.: NaCl (slido) Na+(aquoso) + Cl-(aquoso)H2O H2O

- inicas: as partculas do soluto so ons.

c) quanto ao Coeficiente de Solubilidade (C.S.): *** O Coeficiente de Solubilidade representa a maior massa que pode ser dissolvida em certa quantidade padro de um solvente, em determinada temperatura. ex.: NaCl = 35,7 gramas/100 gramas de H2O 00C. CaSO4 = 0,2 gramas/100 gramas de H2O 00 C. AgNO3 = 122 gramas/100 gramas de H2O 00 C. O Coeficiente de Solubilidade varia com a temperatura e, no caso de substncias gasosas, varia com a presso. A influncia da temperatura sobre a solubilidade varia de uma substncia para outra. As curvas de solubilidade so obtidas experimentalmente. No caso de um gs a solubilidade inversamente proporcional ao aumento da temperatura, isto , diminui a solubilidade com o aumento da temperatura e diretamente proporcional presso. Por esse motivo os peixes, nos dias quentes de vero preferem permanecer na sombra, sob as pedras e em locais mais profundos. A influncia na presso evidenciada pela Lei de Henry: C = k.P

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onde:

-

C a concentrao de gs dissolvido; k uma constante de proporcionalidade; P a presso exercida sobre o sistema.

O grfico a seguir mostra, para solutos slidos, a influncia da temperatura na solubilidade. Para a maior parte dos sais a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura, com exceo do Ce2(SO4)3. De todos os sais representados no diagrama ao lado o NaCl aquele que a variao de temperatura exerce a menor influncia na solubilidade e o KNO2 e CaCl2 aqueles sais cuja solubilidade mais fortemente influenciada pela variao de

Quanto ao C. S. as solues podem ser: - insaturadas: a quantidade de soluto dissolvido inferior ao C.S. ex.: 3,0 gramas de NaCl/100 gramas de H2O 00C. - saturadas: a quantidade de soluto dissolvido igual ao C. S. ex.: 35,7 gramas de NaCl/100 gramas de H2O 00 C. - super-saturadas: so solues obtidas por tcnicas especiais, nas quais a quantidade de soluto dissolvido superior ao C. S. No preparo de tais solues aquece-se a soluo na qual haja corpo de fundo do soluto at uma temperatura na qual ocorra total dissoluo, resfriando-se, aps, de forma gradativa, at alcanar a temperatura de referncia com o excesso de soluto dissolvido. Estas solues so muito instveis, podendo o excesso de soluto precipitar (sedimentar) por agitao mecnica, choque brusco de temperatura ou adio de um germen de cristalizao.

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1.2.3. Preparao de solues Na atividade de laboratrio, seja em nvel acadmico ou na prpria indstria, as substncias so utilizadas, de modo geral, na forma de solues. Numa soluo, alm da proporo entre a quantidade de soluto e de soluo (ou solvente), expressa na forma de uma concentrao , indispensvel que se conheam caractersticas especficas de cada soluto, na preparao adequada dessa soluo. Dependendo da utilizao da soluo as mesmas devem ser consideradas segundo duas caractersticas bsicas: a) solues padro: usadas para fins analticos contendo uma quantidade exatamente conhecida de um reagente qualquer, na unidade de volume. Essa concentrao expressa com exatido (quatro decimais) ex.: 0,1538 g/L (massa/volume) 0,8543 mol/L (nmero de mols/volume) b) solues no padronizadas: usadas para fins no analticos sendo sua concentrao aproximada. No requerida a mesma exatido, com relao s solues padronizadas (um ou dois decimais) ex.: 0,5 g/L (massa/volume) 1,0 mol/L (nmero de mols/volume) O ttulo das solues padro deve ser conhecido com grande exatido. O grau de exatido requerido maior do que o correspondente aos trabalhos analticos mais comuns. Assim sendo desejvel que o ttulo das solues padro possa ser determinado com um erro inferior a 0,1 %. Maiores detalhes sero tratados nas disciplinas de Qumica Analtica Quantitativa. A preparao de uma soluo padro requer, direta ou indiretamente, o uso de um reagente quimicamente puro e com composio perfeitamente definida. Os reagentes com semelhantes caractersticas so denominados, comumente, padres primrios. So os seguintes os requisitos principais exigidos de um padro primrio: a) a substncia deve ser de fcil obteno, purificao, dessecao e conservao; b) no pode ser voltil; c) as impurezas devem ser facilmente identificveis com ensaios qualitativos de sensibilidade conhecida; d) a substncia no deve ser higroscpica (absorver umidade do ambiente) ou eflorescente; e) deve ser bastante solvel. O nmero de padres primrios relativamente limitado. So exemplos: carbonato de clcio, tetraborato de sdio, cido benzico, cloreto de sdio (aps dessecao a peso constante), nitrato de prata, tiocianato de potssio, cido oxlico, oxalato de sdio e dicromato de potssio.

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Quando o reagente com que se tem de preparar a soluo um padro primrio, recorre-se a tcnica direta que consiste na pesagem, em balana analtica, da massa que se requer da substncia, dissoluo e diluio a um volume conhecido em balo volumtrico aferido. No rtulo dever constar a espcie qumica, seu ttulo, a data de praparao e seu preparador, conforme modelo. Embora o Sistema Internacional de unidades recomende para o volume a unidade metro cbico utilizamos o volume expresso em litro (L). As ilustraes a seguir indicam alguns dos equipamentos utilizados na titulaes (bureta, pipeta volumtrica, erlenmeyer,...) a tcnica correta de leitura, de transferncia de alquotas com a pipeta volumtrica e transferncia de soluo para o balo volumtrico. Leitura correta da bureta Transferncia de soluo

Transferncia de lquido para o balo

Como rotular a soluo !FACULDADE DE QUMICA PUCRS

HCl M = 0, 2574 mol/ LLinus Pauling 06/06/1966 Qumica Geral e Inorgnica II

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Quando o reagente no padro primrio (por exemplo, o cido clordrico, os hidrxidos alcalinos e de amnio, o permanganato de potssio,...) a preparao direta da soluo no possvel. Recorre-se, ento, tcnica indireta, que consiste em preparar, inicialmente, uma soluo com concentrao aproximada desejada e, depois, padroniz-la, isto , determinar com exatido o sei ttulo em relao a um padro primrio adequado ou com referncia a uma outra soluo padro. Por exemplo, o cido clordrico no padro primrio e a sua soluo pode padronizada atravs de um padro primrio, como o caso do carbonato de sdio. A seguir esta soluo (j padronizada) pode ser usada para titular hidrxidos alcalinos (como por exemplo o hidrxido de sdio). Na padronizao devem ser obedecidas as seguintes condies: a) preciso dispor de um padro primrio adequado ou soluo padronizada; b) o peso do padro primrio no pode ser demasiadamente pequeno, em virtude do erro inerente ao aparelho de pesagem; c) o volume de soluo gasto na padronizao no deve ser pequeno demais, pois cada leitura na bureta est sujeita a um erro de 0,01 mL e um erro de escoamento de 0,02 mL, podendo o erro total chegar a 0,04 mL e, portanto, para garantir uma exatido de 0,1% preciso que o volume de soluo gasto na titulao no seja inferior a 40 mL. *** Obs.: como o objetivo em nossa disciplina no esgotar o assunto e sim mostrar caractersticas principais no prepa ro de solues, eventualmente o critrio acima poder no ser verificado !!! 1.2.4. Conservao das Solues Padro Como j afirmamos anteriormente as solues no so conservadas em bales volumtricos (so usados somente na preparao). As solues padro devem ser conservadas de maneira a manter inalterado seu ttulo tanto quanto possvel. Algumas solues so altamente estveis e outras no. Por exemplo, uma soluo 0,1 eqg/L de dicromato de potssio indefinidamente estvel. As solues de cido clordrico, ntrico e hidrxido de amnio, por serem estes solutos volteis, tem durao limitada. As solues de hidrxidos alcalinos reagem com o CO2 presente no ar formando carbonatos. Estes carbonatos solidificam no gargalo dos frascos de depsito e se os mesmos tiverem tampas de vidro esmerilhado, a presena de carbonatos ir emperrar as referidas tampas, sendo aconselhvel o uso de tampas com rolha de borracha ou polietileno ou rosqueadas. Aconselha-se o frasco escuro para evitar a decomposio fotoqumica, o que ocorre com facilidade em solues de perxido de hidrognio e permanganato de potssio.

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1 .3 . Pr i n c i p a i s Ex p r e s s e s d e Co n c e n t r a oA concentrao de uma soluo representa uma relao entre a quantidade do soluto e, em geral, a quantidade de soluo sendo que essas quantidades podem ser expressas em massa, nmero de mols, volume, nmero de molculas, etc. As principais formas de representar as concentraes so do tipo massa/volume, massa/massa, volume/volume, nmero de mols/volume, nmero de mols/massa e, assim, por diante. Assim, quando analisamos a composio de uma gua mineral, a qual expressa a quantidade de um constituinte, por exemplo Carbonato de sdio = 127 mg / L nos indica uma relao massa / volume. J na composio do soro fisiolgico, usado para limpeza e conservao de lentes de contato, a composio indica 0,9 % de NaCl. Isso significa uma relao massa / massa onde h, para cada 100 gramas de soluo, 0,9 gramas do soluto (NaCl) sendo o restante 99,1 gramas de solvente (gua). Nesse caso, especificamente, como se trata de uma soluo muito diluda e aquosa o mesmo valor percentual massa / massa tambm corresponde, aproximadamente, ao valor da relao massa / volume, em virtude da massa especfica do solvente (gua) ser unitrio (1,0 grama / mL). 1.3.1. Concentrao Comum ou Concentrao ( C ) Representa a razo entre a massa do soluto (em gramas) e o volume de soluo final (em litros).

C=

Aplicao Que massa de bicarbonato de sdio h em 750 mL de uma soluo que apresenta uma concentrao de 107 mg / L ? 1.3.2. Concentrao em Massa ou Ttulo em Massa ou Ttulo ( t )

m V

1

( Unidades: gramas/litro )

Representa a razo entre a massa do soluto (gramas) e a massa da soluo (gramas).

t

=

m= m m m +m1 1 1

( no tem unidades = adimensional )2

comum expressar o Ttulo em Massa sob a forma percentual. Assim

11

t%

=

t . 100

Aplicao Uma soluo aquosa de cido sulfrico apresenta Ttulo percentual 15 %. Que massa dessa substncia h em quilograma dessa soluo ? Qual a massa de solvente presente ? 1.3.3. Relao entre C e Lembrando que:

t

C=

m V

1

e

t

=

m= m m m +m1 1 1

2

dividindo uma expresso pela outra resulta: que simplificando torna-se ou, ento

C/t = m/ V =

C / t = m1/ V C =m

m (massa especfica) .t

/ m1/m

Usualmente expressa- se a massa especfica (ou densidade absoluta) em grama / cm3 ou grama / mL e a Concentrao em grama / litro. Portanto para que a expresso acima represente Concentrao a mesma dever ser multiplicada pelo fator de converso 1000 mL / L, na forma

C =m

. t . 1000 (mL/L)

e dessa forma a Concentrao ter como unidade resultante grama / litro. 1.3.4. Concentrao em Volume ou Ttulo em Volume (t v )

Representa a razo entre o volume de solvente e o volume de soluo. Historicamente essa forma de concentrao tem sido expressa como o G L (graus Gay-Lussac) utilizada para representar a percentagem volumtrica de etanol em bebidas alcolicas.

tv

= V1 / V = V1 / V1 + V2

(adimensional)

Aplicao Que volume de etanol h numa garrafa de 750 cm3 de Jack Daniels ?

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1.3.5. Concentrao em partes por milho (ppm) Corresponde a uma forma de Concentrao Comum (gramas/litro) aplicada para solues muito diludas, em geral aquosas, cujo significado equivale a 1 grama de soluto para cada 106 gramas de soluo. Assim uma soluo, na qual a quantidade de soluto seja de 15 ppm significa que h 15 gramas da substncia para cada 106 gramas de soluo. Demonstre que: 1 ppm = 1 mg / litro !!! 1.3.6. Concentrao em frao molar ( x1 ) Corresponde a razo entre o nmero de mols de um componente qualquer e o nmero de mols total da mistura. Essa expresso de concentrao muito utilizada para misturas de gases como, por exemplo, para definir a composio da atmosfera. Assim X1 =

n n +n +n1 1 2

=3

n n

1

onde n1 =

m M

1 1

( X1 = adimensional )

Aplicao Uma soluo aquosa de NaOH tem frao molar 0,15 . Qual seu Ttulo em massa ? 1.3.7. Concentrao em Quantidade de Matria ou em Molaridade ( M ) Corresponde razo entre o nmero de mols do soluto e o volume total da soluo. M =

n V

1

=

m M .V1 1

=

C M

=

m.t .1000 M1

( Unidade: mol / L = molar = M)

A expresso de concentrao expressa em molaridade a mais empregada dentre todas as formas usadas na Qumica. Aplicao A soluo dos lquidos de baterias de automveis consiste de gua e cido sulfrico em concentrao 3,95 mol / litro, aproximadamente. Sabendo que numa bateria comum a quantidade de soluo de 800 mL, que massa desse cido estar ali contida ?

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1.3.8. Concentrao em Molalidade ( W )

W = weight = peso

Corresponde razo entre o nmero de mols do soluto e a massa, em quiligramas, de solvente. Observe que a molalidade a nica expresso de concentrao que relaciona a quantidade de soluto com a quantidade de solvente e no de soluo. W=

em quilo

n m

1 2

=

m M .m1 1

=2

em quilo

m .1000 Mm1 1 2

( Unidades: mol/quilo ou molal)

em grama

Na ltima expresso o valor numrico 1000 na realidade corresponde ao fator de correo 1000 g / quilograma, quando a massa do solvente for dada em grama. A concentrao expressa em Molalidade comumente empregada no estudo dos efeitos coligativos das solues. Aplicao Uma soluo de cido sulfrico apresenta ttulo em massa igual a 15 %. Qual a sua Molalidade ? Para solues aquosas diludas J ust if ique !!!

M = W

.

1.3.9. Concentrao para espcies inicas Como podemos determinar as concentraes molares dos ons Na+ e SO4-2 para uma soluo de concentrao 27,2 gramas / Litro desse sal ? Idem para as concentraes dos ons H+ e SO4-2, numa soluo 0,75 mol / L desse cido, supondo um grau de dissociao (a) igual a 85 % do cido ?

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1 .4 . Di l u i o e M i s t u r a s d e So l u e s1) Diluio: diluir uma soluo consiste em adicionar solvente, sem modificar a quantidade de soluto.

+ Vgua

Soluo inicial

Soluo final

m1, V, C m1= C.V

+ Vgua

m1, V , C

m1= C . V

Como a massa do soluto a mesma, conclui-se que:

C . V = C . V De modo semelhante, pode ser demonstrado que:

t.m

M . V = M . V

=

t . m

Na Concentrao de uma soluo o solvente removido por evaporao, mantendo constante a quantidade de soluto. As expresses so as mesmas da Diluio. A diferena ocorre no volume final:

Diluio: Concentrao:

V > V V < V

; ;

V = V + Vgua V = V - Vgua

2) Mistura (mesmo soluto): na mistura de solues do mesmo soluto no h reao entre as solues misturas.

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(1)

(2)

(3)

+Soluo 1 + Soluo 2

=

Soluo final

A massa de soluto na soluo final a soma das massas nas solues 1 e 2, portanto:

m1 + m1 = m1 logo:

C.V + C .V = C .VDe modo semelhante pode ser demonstrado que:

M . V + M . V = M . V t . m + t . m = t . m A relao anterior pode ser aplicada para uma mistura de qualquer nmero de solues. Generalizando:

Cx . Vx = S C . V M x . Vx = S M . V tx . mx = S t . m

m1, V , C m1= C.V

m1 , V , C m1 = C .V

m1 , V , C m1 = C .V

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3) Mistura (solutos diferentes): neste caso ocorre reao entre os constituntes. ex.: soluo de HCl misturada com soluo de NaOH. Neste caso, para que a reao seja completa entre os solutos os volumes misturados devem obedecer relao estequiomtrica corresponde reao. HCl 1 mol + NaOH 1 mol NaCl 1 mol + H2O 1 mol

Portanto, no ponto final dessa reao:

ncido = nbase

M a . Va = M b . Vb

ex.: soluo de H3PO4 misturada com soluo de NaOH. H3PO4 1 mol + 3 NaOH 3 mols Na3PO4 1 mol + 3 H2O 3 mols

No ponto final dessa reao:

nbase = 3 ncido

M b . Vb = 3 M a . Va

ex.: soluo de H2SO4 misturada com soluo de KOH. H2SO4 1 mol + 2 KOH 2 mols K2SO4 1 mol + 2 H2O 2 mols

No ponto final dessa reao:

nbase = 2 ncido

M b . Vb = 2 M a . Va

O principio acima descrito consiste de um mtodo volumtrico de determinao da concentrao de bases atravs do volume gasto de cido, de molaridade conhecida e vice-versa. Este processo denominado Titulao ou Padronizao. O ponto final das reaes de neutralizao pode ser visualizado atravs da adio de indicadores cido-base (fenolftalena, tornassol, azul de bromo timol, ...) Este principio no vlido somente para reaes cido-base, mas para qualquer tipo de reao, desde que se conhea a equao qumica correspondente e seu respectivo ajuste (coeficientes).

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A figura ao lado mostra como pode ser determinada a concentrao de uma soluo usando-se a sua reao com outra, de molaridade conhecida. Na bureta coloca-se a soluo de concentrao conhecida, a qual adicionada a uma alquota (poro) de soluo de concentrao a determinar (em geral 25 mL). No ponto final da reao o indicar muda de colorao e pelo volume gasto na bureta podemos estabelecer as quantidades , em mols, que reagiram entre s, atravs das expresses acima mencionadas.

1 .5 . Ex e r c c i o s1.5.1. Propriedades dos lquidos. 1) Em funo das foras interativas moleculares como se pode explicar: 1.1. a elevada tenso superficial da gua. 1.2. a dilatao anormal (anmala) do gelo. 2) Como toda a criana, voc, provavelmente, j deve ter enchido um copo acima da sua borda. Como se explica o fato do mesmo no transbordar? 3) A acetona (CH3COCH3) um lquido muito mais voltil do que a gua, fato esse comprovado pelo seu ponto de ebulio ser bastante inferior (53,6o C). Como esse fenmeno pode ser explicado ? 4) Porque a gua quente evapora mais rapidamente do que a gua fria ? 5) A miscibilidade (solubilidade) do etanol (CH3CH2OH) infinita, em gua. A solubilidade decorrente de foras atrativas entre as molculas das substncias envolvidas. Nesse caso qual o tipo de fora atrativa ? 6) Valendo-se de qualquer bibliografia de Qumica Geral, investigue a respeito do diagrama de fases da gua pura bem como do significado do ponto triplo da gua.

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7) A solubilidade de gases em lquidos no mostra o mesmo comportamento do que a dos slidos. Varia diretamente com a presso (Lei de Henry) e inversamente com a temperatura. Em funo disso explique porque os peixes procuram os lugares mais profundos e sombrios durante as tardes de vero ? 8) O que ocasiona a descompressoem mergulhadores ? 1.5.2. Preparao de solues 1) Na preparao de uma soluo, quando que um soluto pode ser considerado um padro primrio ? 2) Enumere algumas caractersticas de um padro secundrio, citando, pelo menos, 5 exemplos de solutos que mostrem essas caractersticas ? 3) Porque as solues, mesmo as de padres secundrios, devem ser preparadas em bales volumtricos e no em bequer graduado ? 4) Investigue a respeito de duas solues que devem ser obrigatoriamente conservadas em frasco escuro, ao abrigo da luz, justificando tal procedimento em cada caso. 5) Qual a diferena entre uma pipeta graduada e uma pipeta volumtrica, ambas de mesma capacidade ? 1.5.3. Concentrao das solues 1) Procure estabelecer o significado para as expresses de concentrao encontradas em algumas solues de nosso cotidiano: Soro fisiolgico : NaCl a 0,9 % gua oxigenada a 10 volumes Graduao alcolica do conhaque 380 GL. 2) Sabendo-se que a solubilidade do NaCl, a 100o C de 39,0 g/100 g de gua e, a 20o C de 36,0 g/100 g de gua, calcule qual a massa de gua necessria para dissolver 780 g de NaCl 100o C e qual a massa de NaCl que permanecer dissolvida quando essa soluo for resfriada at 20o C ? Resposta: mgua = 2000 g ; mNaCl = 720,0 g 3) A frao molar do cido sulfrico 0,10, numa soluo aquosa. Qual a Concentrao em massa (Ttulo) da mesma ? Resposta: 37,6 %

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4) O lcool hidratado usado como combustvel apresenta em mdia cerca de 3,7 % em massa de gua dissolvida no lcool. Qual o valor da frao molar do soluto nessa soluo ? Resposta: 0,089 5) O cido sulfrico para acumuladores (baterias) de automveis tem 32 % em massa de cido; o resto gua. A massa especfica dessa soluo 1,2 g/mL. Qual a Molaridade de cido sulfrico na soluo ? Resposta: 4,0 mol/L 6) Formalina uma soluo para preservao usada em biologia. Ela contm 40 cm3 de formaldedo (H-CHO), massa especfica 0,82 g/cm3, por 100 gramas de gua. Qual a Molalidade dessa soluo ? Resposta: 10,93 mol/kg de gua 7) A graduao alcolica do whiskey bourbon (destilado de malte e milho), produzido, principalmente, nos estados do Tenessee e Kentucky (USA), corresponde ao dobro da porcentagem em volume de lcool (C2H5OH). Para uma graduao 120 do whiskey bourbon, qual a molalidade do lcool etlico ? (massa especfica do etanol = 0,80 g/mL) Resposta: 26,08 mol/kg 8) Qual a massa de cloreto de clcio (CaCl2) que deve ser dissolvida em 400 gramas de gua para produzir uma soluo de ttulo 20% ? Resposta: 100 g 9) O bactericida permanganato de potssio, KmnO4, pode ser usado em gua dissolvido na proporo em massa de 1 : 40.000. Que volume de gua ser necessrio dissolver 1 comprimido de 0,1 gramas de permanganato para produzir a soluo acima ? Resposta: 4 l de gua 10) Em mdia, as cervejas apresentam teor alcolico (etanol) de 4% (40 GL). Qual o volume, em litros, de etanol, existente num tonel de 10.000 L de cerveja ? Resposta: 400 mL 11) Uma soluo cuja densidade 1,15 g/mL foi preparada dissolvendo-se 160 g de NaOH em 760 mL de gua. Determine a massa e o volume da soluo obtida. Respostas: m = 920 gramas ; V = 0,8 L 12) Segundo os padres modernos de controle ambiental, uma gua natural de superfcie no pode conter mais de 0,78 mg de cromo por litro. Qual a concentrao limite para o cromo em mol/L ? Resposta: 1,5 . 10-5 mol/L

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13) O rtulo de uma soluo de cido clordrico comercial indica HCl 37,4 % em peso e massa especfica 1,18 g/mL. Qual a molaridade do HCl nessa soluo? Resposta: 12 mol/L 14) Um mL de soluo 1,0 M de cido clordrico equivale a 20 gotas. Qual o nmero de mols de HCl presentes em 1,0 gota ? Resposta: 5,0 . 10-5 mol 15) Certa massa de sulfato frrico foi dissolvida para perfazer 1,0 litro de soluo. O nmero total de partculas dispersas na soluo, considerando o soluto totalmente dissociado, foi igual a 6,02 . 1022 (0,1 N0). Qual a Molaridade da soluo em funo do Fe2(SO4)3 ? Resposta: 2,0 . 10-2 mol/L 16) A soluo aquosa de cloreto de sdio, vendida no comrcio e usada como colrio ou para limpar lentes de contato, apresenta Ttulo igual a 0,9 %. Qual a massa de NaCl contida em 1,0 litro dessa soluo ? Resposta: 9,0 gramas 17) Um analgsico em gotas deve ser ministrado em quantidade de 3 mg por quilograma de massa corporal, no podendo, entretanto, exceder a 200 mg por dose. Sabendo-se que cada gota contm cerca de 5 mg do analgsico, quantas gotas devero ser ministradas a um paciente de 70 quilogramas ? Resposta: 40 gotas 18) O rtulo de uma gua mineral distribuda para o consumo informa que ela contm principalmente 696,35 mg de bicarbonato de sdio (NaHCO3), alm de outros componentes. Qual a concentrao do bicarbonato de sdio, expressa em mol/litro dessa gua mineral ? Resposta: 0,008 mol/L 19) Uma soluo de Cr2(SO4)3, apresenta uma concentrao de 0,2 mol/L. Supondo o sal totalmente dissociado, qual a molaridade em relao aos ons presentes ? Respostas: Cromo = 0,4 mol/L ; Sulfato = 0,6 mol/L 20) A gua potvel pode ter no mximo 1,0 ppm de chumbo. Qual a maior massa de chumbo que pode existir em 0,50 L de gua potvel ? Resposta: 5,0 . 10-4 gramas

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1.5.4. Diluio e Misturas de Solues * Diluio 1) A 50 gramas de uma soluo de cido sulfrico de 63% em massa so adicionados 400 g de gua. Qual a porcentagem de cido na soluo diluda obtida ? Resposta: 7 % 2) Que volume de gua, em mL, deve ser adicionado a 80 mL de soluo aquosa 0,1 M de uria, para que a soluo resultante seja 0,08 M ? Resposta: 20 mL 3) Que volume de cido sulfrico 20% em massa e densidade 1,139 g/mL necessrio para preparar 50 mL de soluo a 5% em massa e densidade 1,032 g/mL ? Resposta: 3,40 mL 4) Que volume de cido clordrico 0,25 mol/L poderemos obter pela diluio de 50 mL de HCl de massa especfica 1,185g/mL e que apresenta 36,5 de cido clordrico, em massa ? Resposta: 2,37 L 5) Foi adicionado certo volume de gua a 100 mL de soluo 1,0 M de NaOH, de modo que a sua concentrao ficou reduzida a 1/5 do valor inicial. Qual o volume de gua adicionado ? Resposta: 400 mL * Mistura de Solues 1) Misturando-se 280 mL de uma soluo 1/2 M de HCl com 200 mL de uma segunda soluo do mesmo cido contendo 14,6 g de HCl puro num volume de 500 mL, qual a Molaridade resultante ? Resposta: 0,625 mol/L 2) Misturando-se 250 mL de cido fosfrico, com massa especfica 1,12 g/mL, que contm 24,5% em massa de H3PO4, com 1/2 L de soluo 0,2 mol/L do mesmo cido, qual a Molaridade resultante ? Resposta: 1,06 mol/L 3) Uma soluo aquosa 2 M de NaCl, de volume 50 mL, foi misturada a 100 mL de outra soluo do mesmo sal, de molaridade 0,5 M. Qual a molaridade da mistura resultante ? Resposta: 1,0 mol/L

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4) Volumes iguais de duas solues aquosas de NaOH de molaridades iguais a 0,4 e 0,8 mol/L, respectivamente, foram misturados e deram origem a uma nova soluo. Qual a molaridade e a concentrao em g/L dessa nova soluo ? Respostas: 0,6 mol/L ; 24,0 g/L 5) Em um balo volumtrico de 1000 mL juntaram-se 250 mL de uma soluo 2,0 M de cido sulfrico com 300 mL de soluo 1,0 M do mesmo cido e completou-se o volume at 1000 mL, com gua destilada. Qual a Molaridade da soluo resultante ? Resposta: 0,80 mol/L 1.5.5. Solues que Reagem entre si 1) Uma remessa de soda custica est sob suspeita de estar adulterada. Dispondo de uma amostra de 0,5 gramas, foi preparada uma soluo aquosa de 50 mL. Essa soluo foi titulada sendo consumidos 20 mL de uma soluo 0,25 M de cido sulfrico. Qual a percentagem de impurezas da amostra de soda, considerando-se que o cido no reage com as impurezas. Resposta: 20 % 2) Juntou-se 300 mL de soluo HCl 0,4 mol/L 200 mL de NaOH 0,8 mol/L. A soluo resultante ser cida, bsica ou neutra ? (a) Qual a Molaridade em relao ao reagente em excesso ? (b) Qual a Molaridade em relao ao sal formado ? Respostas: a soluo resultante ser bsica; (a) 0,08 mol/L ; (b) 0,24 mol/L 3) 100 mL de soluo de cido sulfrico 0,1 mol/L so adicionados a 500 mL de NaOH 0,5 mol/L. Para que valor ficar reduzida a molaridade da soluo bsica? 4) 30 mL de uma soluo de H2SO4 quando misturados com uma soluo de BaCl2 produzem uma precipitado branco (sulfato de brio) que, lavado e seco pesou 0,466 gramas. Qual a Molaridade da soluo cida ? Resposta: 0,065 mol/L 5) Uma indstria adquiriu hidrxido de sdio como matria-prima para a fabricao de sabo, a qual apresentava impurezas inertes ao HCl. Certa amostra de 3,0 gramas da base foi completamente neutralizada por 20 mL de HCl 3,0 mol/L. Determine (a) a percentagem de pureza da base e (b) a massa de material necessrio para a preparao de 1,0 L de soluo 1,0 mol/L ? Respostas: (a) 80 % ; (b) 50 g

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*** Testes de nivelamento (no sero corrigidos ou comentados) 1 - O limite mximo de ingesto diria aceitvel (IDA) de cido fosfrico, usado como aditivo em alimento, de 5 mg/kg de peso corporal. O volume de refrigerante, em litros, contendo cido fosfrico na concentrao de 588 mg/L que uma criana de 20 kg pode ingerir para atingir o limite mximo de IDA A) 0,10 B) 0,17 C) 0,25 D) 0,50 E) 1,00 2 - Um laboratorista possui um frasco contendo 200 mL de uma soluo 0,4 M de cido ntrico. Para prosseguir em sua anlise, ele necessita de uma soluo 0,1 M do mesmo cido. O volume de gua, em mililitros, que deve adicionar a sua soluo cida para obter a soluo de concentrao desejada A) 100 B) 400 C) 500 D) 600 E) 800 3 - Para neutralizar, exatamente, uma certa quantidade de um monocido, foram gastos 4,0 g de NaOH quimicamente puro. O mesmo efeito seria obtido pelo emprego de A) 2,9 g de hidrxido de magnsio. B) 4,0 g de hidrxido de potssio. C) 5,8 g de cloreto de sdio. D) 7,4 g de hidrxido de clcio. E) 34,2 g de hidrxido de brio. 4 - Foi mergulhado 1,116 g de esponja de ferro (bombril) em 500 mL de uma soluo 0,1 M de CuSO4. Pode-se afirmar que ao final do processo A) praticamente todos os ons Cu++ foram consumidos, sobrando ainda ferro. B) todo o ferro foi consumido, sobrando ons Cu++ em soluo. C) todo o ferro foi oxidado a ons frrico e todos os ons Cu++ foram reduzidos a Cu0. D) a concentrao de ons cprico era igual de ons frrico. no sobrando mais esponja de ferro. E) nada pde ser observado, pois o on Cu++ no oxida o ferro. 5 - Para neutralizar uma soluo de cido ntrico, contendo 12,6 g do cido em 500 mL de soluo, o volume necessrio de soluo de hidrxido de sdio 1,0 M A) 2 mL B) 125 mL C) 200 mL D) 1250 mL E) 2000 mL

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6 - Misturam-se volumes iguais de duas solues A e B de NaOH, de concentrao 1,0 mol/L e 2 mols/L, respectivamente, resultando uma soluo C. Adicionando-se 200 mL de gua soluo C, obtm-se a soluo D. Sobre essas solues pode-se afirmar que A) C e D apresentam diferentes quantidades de soluto. B) B e D tem concentraes iguais. C) a concentrao de C 1,5 mols/L e a de D maior do que 1,5 mols/L. D) a concentrao de C 1,5 mols/L e a de D menor que 1,5 mols/L. E) A e B apresentam a mesma quantidade de soluto. 7 - Para preparar uma soluo de hidrxido de sdio 2 M, deve-se A) diluir, aproximadamente, 33 mL de soluo de hidrxido de sdio 6 M com gua e completar a 100 mL. B) diluir, aproximadamente, 50 mL de soluo de hidrxido de sdio 3 M com gua e completar a 100 mL. C) dissolver 100 g de hidrxido de sdio puro em gua e completar a 1,0 litro. D) dissolver 60 g de hidrxido de sdio puro em gua e completar a 250 mL. E) dissolver 4 g de hidrxido de sdio puro em gua e completar a 100 mL. 8 - O vinagre uma soluo aquosa de cido actico. Qual a concentrao de cido no vinagre se foram gastos 30 mL de uma soluo de NaOH 0,2 M para titular 20 mL de vinagre? A) 0,2 mols/L. B) 0,3 mols/L. C) 0,3 mols/mL. D) 0,4 mols/mL. E) 0,4 mols/L. 9 - Necessita-se preparar uma soluo 0,02 M de NaCl, partindo-se de 20 mL de uma soluo 0,1 M do mesmo sal. O volume de gua, em mL, que deve ser adicionado para obter-se a soluo com a concentrao desejada A) 25 B) 40 C) 65 D) 80 E) 100 10 - Uma soluo aquosa de cido sulfrico, para ser utilizada em baterias de chumbo de veculos automotivos, deve apresentar concentrao igual a 4,0 mol/L. O volume total, em litros, de uma soluo adequada para se utilizar nestas baterias, que pode ser obtido a partir de 500 mL de soluo de cido sulfrico de concentrao 18 mol/L, igual a A) 0,50 B) 2,00 C) 2,25 D) 4,50 E) 9,00 11 - 50 mL de uma soluo 0,2 M de NaOH seriam completamente neutralizados com A) 20 mL de H2SO4 0,1 M B) 25 mL de H2SO4 0,2 M C) 25 mL de HNO3 0,2 M D) 25 mL de HCl 0,1 M E) 50 mL de HCl 0,1 M

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12 - O volume, em mililitros, de soluo de cido clordrico a 37% em massa de densidade igual a 1,9 g/mL necessrio para preparar 10,0 litros de soluo 0,4 mol/L , aproximadamente A) 50 B) 78 C) 146 D) 208 E) 2.000 13 - O suco gstrico produzido pelo estmago durante o processo da digesto apresenta cido clordrico numa concentrao molar de 1,0 . l0-2 mol/L. Sabendose que durante a digesto so produzidos cerca de 100 mL de suco gstrico, qual a massa, expressa em gramas, de cido contido nesse volume ? A) 73,0. B) 36,5. C) 3,65. D) 0,0365. E) 0,073. 14 - O soro caseiro recomendado para evitar a desidratao infantil consiste de uma soluo aquosa de cloreto de sdio, 3,5 g/L, e de sacarose 11,0 g/L. A concentrao, em mol/L, do cloreto de sdio nessa soluo e, aproximadamente A) 0,03. B) 0,04. C) 0,06. D) 0,10. E) 0,15. 15 - Um aluno do curso de Qumica necessita preparar uma soluo 0,20 M em NaOH para ser utilizada em uma reao de neutralizao. A forma correta de preparao dessa soluo seria dissolver _______g de NaOH em ______ L de soluo. A) 2,0 0,50 B) 4,0 0,25 C) 4,0 0,50 D) 8,0 0,75 E) 8,0 1,50 16 - Foram adicionados 35,00 mL de gua destilada a 15,00 mL de uma soluo 0,50 M em KMnO4 . A molaridade desta nova soluo A) 0,050. B) 0,075. C) 0,100. D) 0,150. E) 0,175.

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17 - Um tcnico necessita preparar uma soluo aquosa de hipoclorito de sdio, NaClO, 0,5 M, para o branqueamento de um tecido de algodo. No laboratrio foram encontrados somente 10,0 gramas do soluto e, portanto, o volume, em litros, de soluo obtida com a molaridade desejada de, aproximadamente, A) 0,27. B) 0,50. C) 2,70. D) 3,70. E) 5,00. 18 - Necessita-se preparar uma soluo de fluoreto de sdio de concentrao igual a 12,6 g/L, aproveitando 200 mL de uma soluo 0,9 M do mesmo sal. Para isso deve se adicionar A) 400 mL de gua. B) 600 mL de gua. C) 200 mL de gua. D) 0,3 mols do sal. E) 6,3 g do sal. 19 - Soluo salina normal uma soluo aquosa de cloreto de sdio, usada em medicina porque a sua composio coincide com aquela dos fludos do organismo. Sabendo-se que foi preparada pela dissoluo de 0,9 g do sal em 100 mL de soluo, podemos afirmar que a molaridade da soluo e, aproximadamente, A) 1,25. B) 0,50. C) 0,45. D) 0,30. E) 0,15. 20 - O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), atravs da resoluo no 20 de 18 de Junho de 1986, apresenta como limite para o cromo trivalente em efluentes lquidos, 2 ppm, ou seja, 2 mg de Cr+3 por litro de efluente. A concentrao aproximada, em mols/L, desse metal A) 1,8 . 10-3. B) 3,8 . 10-5. C) 5,9 . 10-7. D) 7,6 . 10-3. E) 9,1 . 10-5. 21 - O soro fisiolgico uma soluo de cloreto de sdio a 0,9 %. A quantidade aproximada, em mol(s) de cloreto de sdio consumidos por um paciente que recebeu 1.500 mL de soro fisiolgico A) 0,12. B) 0,23. C) 0,46. D) 1,35.

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E) 13,5. 22 - 50,00 mL de uma soluo 2,0 mols/L de MgCl2 so diludos a 1,0 litro. A concentrao, em mol/L, de ons cloreto na nova soluo A) 0,1. B) 0,2. C) 1,0. D) 2,0. E) 4,0. 23 - O cido sulfrico concentrado um lquido incolor, oleoso, muito corrosivo, oxidante e desidratante. No almoxarifado de um laboatrio h disponvel o cido sulfrico de densidade 1,8 g/mL, contendo 90% de H2SO4, em massa. A massa de cido sulfrico presente em 100 mL desse cido concentrado A) 1,62 g. B) 32,4 g. C) 162 g. D) 324 g. E) 1620 g. 24 - Uma soluo de cido ascrbico (vitamina C), de frmula C6H8O6, foi preparada pela dissoluo de 17,6 g em gua suficiente para obter-se 2,0 litros de soluo. correto afirmar que, nesta soluo, A) a concentrao de 0,10 mol/L. B) em 10 mL esto contidos 5 . 10-4 mols do cido. C) para neutralizar 0,5 litros dessa soluo, seria necessrio 1,0 g de cloreto de amnio. D) adicionando mais 0,5 L de gua, a concentrao passaria para 0,4 molar. E) evaporando-se parte do solvente, de forma que o volume fosse reduzido para 0,5 L, a concentrao ficaria igual a 0,02 molar. 25 - Um qumico preparou uma soluo contendo os seguintes sais, com suas respectivas concentraes em mols/L: cloreto de potssio 0,10, cloreto de magnsio 0,20 e cloreto de cromo III 0,05. A concentrao de ons cloreto, em mol/L, nessa soluo A) 0,35. B) 045. C) 0,55. D) 0,65. E) 0,75. 26 - A adio de 90 mL de gua destilada a 10 mL de uma soluo contendo KCl e MgCl2 em concentraes iguais a 1,0 mol/L e 0,50 mol/L, respectivamente, resulta numa mistura na qual A) a concentrao de on cloreto 1,5 mol/L. B) a concentrao do ction magnsio e a de nio cloreto so, respectivamente, de 0,05 mol/l e 0,20 mol/L.

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C) a concentrao de ction potssio e a de nio cloreto so iguais a 0,10 mol/L. D) a concentrao de ction potssio e a de ction magnsio so, respectivamente, de 0,90 mol/L e de 0,45 mol/L. E) a concentrao de ction magnsio, a de nion cloreto e a de ction potssio so iguais. 27 - Dissolveram-se 8 gramas de NaOH em uma quantidade de gua suficiente para preparar 200 mL de soluo. Indique o volume de soluo assim preparada que ser necessrio para neutralizar 50 mL de uma soluo de HNO3 0,1 mol/L. A) 1 mL. B) 5 mL. C) 10 mL. D) 25 mL. E) 50 mL. 28 - Um aditivo para radiadores de automveis composto de uma soluo aquosa de etilenoglicol. Sabendo que em um frasco de 500 mL dessa soluo existem 5 mols de etilenoglicol (C2H6O2), a concentrao comum dessa soluo, em g/L , A) 0,010. B) 0,62. C) 3,1. D) 310. E) 620. 29 - Em uma determinada amostra contendo cido palmtico gastou-se 4m,0 mL de NaOH 0,250 mol/L para neutraliz-lo. Dados: cido palmtico = CH3(CH2)14COOH Massa molecular = 256,00 u A quantidade, em gramas, de cido encontrada de A) 0,13 B) 0,26 C) 1,28 D) 2,56 E) 6,40 30 - Solues de uria, (NH2)2CO, podem ser utilizadas como fertilizantes. Uma soluo foi obtida pela mistura de 210 g de uria e 1000 g de gua. A densidade da soluo final 1,05 g/mL. A concentrao da soluo em percentual de massa de uria e em mol/L, respectivamente, A) B) C) D) E) Percentagem em massa 17,4% 17,4% 20,0% 21,0% 21,0% Concentrao em mol/L 3,04 3,50 3,33 3,04 3,50

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2 . EFEI T OS COL I GA T I V OSOs Efeitos ou Propriedades Coligativas so modificaes produzidas em determinadas propriedades fsicas dos solventes quando neles dissolvemos solutos no volteis. Estas propriedades modificadas so: tenso ou presso de vapor, ponto de ebulio, ponto de congelamento e presso osmtica. Estas modificaes s dependem do nmero de partculas dissolvidas e no de sua natureza, isto : - um mol de molculas de glicose (C6H12O6) exerce o mesmo efeito que um mol de ons cloreto (Cl-) ou um mol de ons sdio (Na+). Estes efeitos so explicados pela intensificao das foras interativas moleculares, que modificam as energias envolvidas nos processos de evaporao, ebulio e congelamento das solues e, tambm, pela modificao da relao entre o nmero de partculas do soluto e solvente, na interface de separao lquido-vapor. 1) Efeito Tonomtrico ou Tonometria: mede o abaixamento relativo da presso de vapor do solvente, quando nele dissolvemos um soluto no-voltil. A presso de vapor pode ser entendida como aquela exercida pelas molculas do lquido em seu movimento espontnea e catico, contra a interface de separao lquido-vapor.

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A presso de vapor depende da temperatura e do tipo de solvente. O quadro da pgina anterior mostra os valores das presses de vapor para diferentes tipos de lquidos, na temperatura de 25oC, tomando-se como referncia a presso atmosfrica normal. No grfico seguinte observa-se a variao da presso de vapor de diferentes lquidos, usados como solventes, em funo da temperatura.

Num grfico detalhado percebe-se como T influi na Pv da gua.

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Como j foi dito, a adio do soluto: a) acentua ou intensifica as foras atrativas moleculares

b) diminui a superfcie de evaporao do solvente, na interface

Num frasco fechado o lquido evapora at o momento em que ocorre um estado de equilbrio entre as molculas que deixam a fase lquida para a de vapor e as molculas da fase de vapor que se condensam no lquido. Num frasco aberto tal equilbrio no ocorre mas a presena de molculas do lquido na atmosfera determina a velocidade dessa evaporao. Considerando que: P0 = presso de vapor do solvente P = presso de vapor da soluo ( < P0) D P = abaixamento absoluto da presso de vapor D P / P0 = abaixamento relativo da presso de vapor o efeito tonomtrico ser:

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D P / P0 = Kt . Wonde: Kt = constante tonomtrica (depende do solvente) W = molalidade da soluo (mol/kg) * Kt = M2 / 1000 (massa molar expressa em kg/mol) 2) Efeito Ebuliomtrico ou Ebuliometria: estuda o aumento na temperatura de ebulio do solvente quando nele dissolve-se um soluto no voltil. Considera-se: t0 = temperatura de ebulio do solvente puro t = temperatura de ebulio da soluo ( > t0) D te = aumento da temperatura de ebulio O efeito ebuliomtrico ser:

D te = Ke . Wonde: Ke = constante ebuliomtrica (depende do solvente) numericamente corresponde diferena no ponto de ebulio quando a Molalidade 1,0 mol/kg de solvente onde * Ke = R Te2 / 1000 Le

R = constante dos gases, Te = temperatura de ebulio do solvente puro e Le = calor latente de evaporao do solvente. 3) Efeito Criomtrico ou Criometria: estuda a diminuio no ponto de congelamento de um solvente quando nele dissolvemos um soluto no voltil. Considerando que: t0 = temperatura de congelamento do solvente puro t = temperatura de congelamento da soluo ( < t0) D tc = abaixamento no ponto de congelamento da soluo O efeito criomtrico ser

D tc = Kc . Wonde: Kc = constante criomtrica (depende do solvente) numericamente corresponde diferena no ponto de congelamento da soluo quando a Molalidade 1,0 mol/kg de solvente

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* Kc = R Tc2 / 1000 Lv onde: evaporao. R = Te = temperatura de ebulio do solvente e Le = calor latente da

O diagrama de fases ao lado mostra como a adio de um soluto afeta simultaneamente a temperatura de ebulio e a de congelamento do solvente, pela adio de um soluto no voltil.

4) Efeito Osmomtrico ou Osmometria : estuda a presso osmtica de uma soluo separada de outra (ou de um solvente) por uma membrana semipermevel (m.s.p.). A Osmose consiste na migrao espontnea de solvente atravs da m.s.p., sempre que houver diferena de concentrao entre as solues, ocorrendo do meio mais diludo (hipotnico) para o meio mais concentrado (hipertnico) at o momento em que as duas concentraes se igualam. A passagem de molculas do solvente pressionam a m.s.p. e para evitar esta passagem deve-se aplicar uma presso igual e contrria, para evitar a osmose. A figura ao lado mostra que, para se estabelecer um estado de equilbrio entre as duas solues separadas pela membrana semi-permevel dever ocorrer migrao de molculas do solvente, de mais acentuado, da soluo diluda para a concentrada. Perceba-se que h movimento de molculas do solvente para ambos os lados, num processo dinmico, at o estabelecimento de um estado de equilbrio (isotonia).

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A passagem de solvente atravs da m.s.p. pode ser evidenciada na representao abaixo.

Esta presso exercida numericamente igual Presso Osmtica (p), a qual depende da concentrao e, tambm, da temperatura absoluta. A migrao de solvente s se interrompe quando as duas solues se tornarem isotnicas.

A figura acima mostra como pode ser feita a medida experimental da presso osmtica, numa cmara osmomtria. A presso osmtica, em analogia presso dos gases, pode ser calculada pela expresso: equao dos gases ideais presso osmtica

P=

n V

RT

p = M RT

onde: R = constante universal dos gases T = temperatura absoluta

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M = molaridade da soluo pode ser usada a Molalidade (W) se a soluo for diluda Para solutos inicos (cidos, bases e sais) os efeitos coligativos devero ser corrigidos de um fator inico, chamado fator de Vant Hoff (i), o qual depende do nmero de ons produzidos por molcula (q) e do grau de dissociao (a) da substncia e que pode ser calculado pela expresso:

i = 1 + a(q - 1)*** se o soluto molcular: a = 0 i = 1 se o soluto um sal : a = 1 i = q Portanto, se o soluto for inico cada efeito coligativo deve ser multiplicado pelo fator i resultando as seguintes expresses. Tonometria Criometria DP / P0 = Kt . W . i D tc = Kc . W . i Ebuliometria Osmometria

p=M.R.T.i

D te = Ke . W . i

Ex e r c c i o s1) Relacionando com o fenmeno da osmose explique quais os efeitos sobre um peixe de gua do mar se o colocarmos num aqurio de gua doce ? 2) Quando se adiciona acar a uma salada de frutas, aumenta o volume do caldo . Explique o fenmeno ocorrido. 3) Porque em pases muito frios costume adicionar sal grosso sobre a neve acumulada nas estradas ? 4) Pesquise sobre as aplicaes da osmose reversa . 5) Porque uma salada de alface murcha, aps algum tempo, se for temperada com sal ? 6) Colocando-se duas amostras lquidas de igual volume para evaporao espontnea, sendo a primeira de gua pura e a segunda de salmoura (gua e cloreto de sdio), em qual das duas se observar maior reduo de volume, por evaporao da gua ? Porque ?

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7) Na preparao do charque, o gacho adiciona considervel quantidade de sal grosso sobre a carne, com o intuito de conserv-la. Justifique porque esse procedimento auxilia na conservao da carne. 8) A utilizao de calda para a conservao de frutas (compotas) vale-se do efeito osmtico. Investigue como funciona esse princpio de conservao. *** Sugesto: consulte um professor que atue na rea de Qumica Biolgica. 9) Considerando-se mesma temperatura, qual o sistema que apresenta maior velocidade de evaporao: a gua do mar ou de um lago ? Porque ? 10) A superfcie do Oceano Antrtico freqentemente se apresenta lquida, apesar de sua temperatura estar bem abaixo de 0o C. Como se explica esse fenmeno ? 11) Qual o abaixamento relativo da presso mxima de vapor de uma soluo que apresenta 10-3 mol de um soluto no inico , por quilograma de gua ? Resposta: 1,8 . 10-5 12) Qual a massa molar de um certo glicdio, sabendo que em certa temperatura a dissoluo de 20,0 gramas do mesmo em 500 gramas de gua causa um abaixamento relativo na presso mxima de vapor igual a 0,004 ? Resposta: 180 g/mol 13) O sangue humano tem presso osmtica 7,8 atm 37o C. Qual a massa aproximada de cloreto de sdio que deve ser dissolvida em gua, suficiente para preparar 4 litros de soluo, para que seja isotnica com o sangue ? Resposta: 36 gramas 14) Eventualmente s soluo 0,30 M de glicose utilizada como injeo intravenosa, pois tem presso osmtica prxima do sangue. Mostre que a mesma apresenta valor prximo ao referido no exerccio anterior, 37o C. 15) Dentre as solues abaixo, qual a que congela temperatura mais baixa ? 1,0 mol de glicose em 1000 g de gua; 1,0 mol de HCl em 1000 g de gua; 1,0 mol de cido actico em 1000 g de gua; 1,0 mol de cloreto de clcio em 1000 g de gua; 0,5 mol de cloreto ferroso em 1000 g de gua. Resposta: 1,0 mol de cloreto de clcio em 1000 g de gua. 16) Considere cinco solues aquosas de concentrao 0,1 mol/L, das seguintes substncias: glicose, NaCl, KCl, K2SO4 e ZnSO4. Qual a que apresenta o menor ponto de congelamento ? Resposta: K2SO4

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17) Considere uma soluo contendo 17,1 g de sacarose (C12H22O11) em 180 g de gua. Sabendo que a presso de vapor da gua pura, 20oC, 17,5 mm Hg, qual a presso de vapor da soluo ? Resposta: 17,4 mm Hg 18) Calcule o abaixamento relativo da presso mxima de vapor de uma soluo 0,01 mol/kg de CaCl2, cujo grau de dissociao aparente 0,80. Resposta: 4,68 . 10-4 19) Um polmero de frmula geral (C2H4)n abaixou o ponto de congelamento do benzeno em 0,36o C, quando 1,0 grama do mesmo foi dissolvido em 5,0 gramas de benzeno. A constante criomtrica do benzeno vale 5,04o C.mol-1.kg. Determine o valor de n na frmula geral do polmero. Resposta: 100 20) Uma soluo aquosa de cloreto de sdio, na qual se admite o sal totalmente dissociado, ferve a uma temperatura de 101,3o C, ao nvel do mar. Qual o seu ponto de congelamento ? Resposta: - 4,65o C 21) Se uma soluo de um soluto no dissociado congela a 1,30o C, qual a sua temperatura de ebulio ? Resposta: 100,36o C 22) Isolou-se uma protena de uma amostra de soro sangneo. Uma disperso coloidal de 685 mg da referida protena dissolvida em gua suficiente para formar 10 mL tem uma presso osmtica de 0,28 atm a 7o C. Sendo a protena um composto covalente tpico, no dissociado, qual a massa molecular, aproximada, da protena ? Resposta: 5,6 . 103 u 23) Verifique se existe isotonia entre uma soluo aquosa de NaCl 0,01 M e uma soluo aquosa de sacarose (soluto no dissociado) 0,02 M, ambas na temperatura de 20o C ? 24) Para que uma soluo aquosa de glicose tenha a mesma presso osmtica que a soluo salina fisiolgica (NaCl 0,15 M), qual dever ser a concentrao, em mol/L da soluo de glicose ? Resposta: 0,30 M 25) Uma soluo de concentrao 30 g/L de um soluto no inico, de massa molar 90 g/mol, isotnica com uma soluo de sulfato frrico que contm 20 g desse soluto em 600 ml de soluo. Qual o grau de dissociao aparente do sulfato frrico ? Resposta: 0,75 ou 75 %

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*** Testes de nivelamento (no sero corrigidos ou comentados) 1 - Qual das solues aquosas abaixo apresenta a menor presso de vapor a 250 C? A) CaCl2 0,02 mol/L B) NaCl 0,02 mol/L C) K2SO4 0,01 mol/L D) KCl 0,01 mol/L E) C12H22O11 0,03 mol/L 2 - O sangue humano tem uma presso osmtica de 7,8 atm a 370 C. A concentrao, aproximada, expressa em molaridade de uma soluo de glicose que seja isotnica com o sangue, sabendo que R = 0,082 atm.L/mol.K, A) 0,1 B) 0,3 C) 1,0 D) 3,0 E) 5,0 3 - Um dos segredos descobertos pelos qumicos, no processo de mumificao, a desidratao dos cadveres atravs da utilizao de solues salinas de alta concentrao e viscosidade. A desidratao possvel e explicada pelo fenmeno da A) salinizao. B) neutralizao. C) osmose. D) hidrlise. E) umidificao. 4 - Considere o quadro abaixo.I II III IV V soluto MgBr2 Al(NO3)3 Ca(NO3)2 NaCl CuCl2 solvente H2O H2O H2O H2O H2O Concentrao em mols/L 1,5 1,0 2,0 3,0 2,5

As solues que apresentam, respectivamente, a maior temperatura de ebulio e a maior temperatura de congelamento so A) II e IV. B) III e I. C) III e IV. D) V e I.

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E) V e II. 5 - A seguir so arroladas algumas solues aquosas de solutos inicos ou moleculares com suas respectivas concentraes em mol/L. I - NaCl 0,20 mol/L II - glicose 0,30 mol/L III - Al(NO3)2 0,25 mol/L IV - sacarose 0,50 mol/L V - Ca(NO3)2 0,40 mol/L A ordem crescente de ponto de congelamento das solues, admitindo-se ionizao total dos compostos inicos, corresponde sequncia A) I - III - II - V - IV. B) II - IV - I - III - V. C) IV - V - II - III - I. D) V - IV - II - I - III. E) V - III - IV - I - II. 6 - Analise as solues aquosas abaixo discriminada: I - C12H22O11 0,040 mol/L II - AgNO3 0,025 mol/L III - Na2CO3 0,020 mol/L IV - MgCl2 0,010 mol/L Qual das afirmaes abaixo correta, considerando que as espcies inicas esto 100% ionizadas? A) A presso de vapor da soluo III mais alta que a presso de vapor da soluo IV. B) O ponto de congelamento da soluo IV o mais alto de todas as solues acima. C) A presso osmtica da soluo II maior do que a presso osmtica da soluo III. D) A soluo I tem ponto de ebulio mais elevado do que o ponto de ebulio da soluo II. E) O ponto de ebulio da soluo I o mais baixo de todas as solues acima. 7 - Qual das seguintes solues aquosas apresenta maior ponto de ebulio ? A) uria 2,0 molar. B) glicose 1,5 molar. C) NaCl 1,5 molar. D) CH3COOH 1,0 molar. E) sacarose 2,5 molar. 8 - Qual das substncias abaixo, quando em soluo aquosa de idnticos graus de dissociao e concentrao, apresenta maior presso osmtica ? A) K3PO4. B) NaCl. C) NH4Cl.

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D) C6H12O6. E) CaCl2. 9 - No quadro abaixo esto fornecidas as temperaturas de ebulio de solues aquosas de mesma concentrao molar de nitrato de amnio, sulfeto de sdio e glicose,Soluo Temperatura.

NH4NO3 T1

Na2S T2

C6H12O6 T3

A relao entre estas temperaturas A) T1 > T2 > T3 B) T2 > T3 > T1 C) T3 > T1 > T2 D) T1 > T3 > T2 E) T2 > T1 > T3 010 - Duas solues, uma de glicose e outra de cloreto de sdio, sero isotnicas quando tiverem a mesma A) temperatura. B) concentrao em mols por litro. C) concentrao e a mesma temperatura. D) concentrao e mesmo fator de VantHoff. E) temperatura e mesmo nmero de partculas dissolvido.

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3 . I N T RODU O T ERM ODI N M I CA3 .1 . I n t r o d u oA Termodinmica ocupa-se, basicamente, com as trocas de energia que acompanham os processos qumicos e fsicos. Historicamente ela se desenvolveu sem um conhecimento detalhado das estrutura da matria, sendo esse um dos seus pontos fortes. Nosso tratamento do assunto ser de maneira mais informal e fenomenolgica, evitando o formalismo matemtico complexo. A linguagem termodinmica no dispensa o uso e a interpretao correta de certos termos como: - sistema: qualquer poro isolada do universo, selecionada para investigao de propriedades; - meio externo ou ambiente: corresponde ao restante de universo, excludo o sistema; - variveis ou funes de estado: grandezas que caracterizam um determinado estado (presso, temperatura, volume, nmero de mols, etc...); - estado: conjunto de condies que caracterizam um sistema; - processo: meio atravs do qual as variveis de um estado podem ser alteradas (isotrmico, isobrico, isomtrico, adiabtico, etc...); - mudana de estado: situao na qual alguma varivel de estado sofre uma alterao (compresso, resfriamento,..); As inter-relaes que se pode estabelecer entre as variveis de estado chamamos de equao de estado. Por exemplo, para um gs ideal, as interrelaes entre as grandezas presso, volume, temperatura e massa gasosa esto expressas na equao geral dos gases PV=nRT onde R uma constante. A simples: a) b) c) termodinmica fundamentada em poucos conceitos e princpios conservao da energia; aumento da entropia; espontaneidade dos processos e equilbrio.

Na evoluo dos processos termodinmicos nada se cogita em relao velocidade com a qual os mesmos ocorrem.

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3 .2 . T e m p e r a t u r a , Ca l o r e T r a b a l h oA temperatura uma propriedade ou grandeza que independe da massa ou extenso do sistema e est relacionada com o grau de agitao (energia cintica) molecular.

Como escala adota-se a termodinmica ou absoluta (Kelvin) na qual

mv = 3RT E = 2 22 C

T (K) = T (oC) + 273,15O Calor e o Trabalho (termelstico), por sua vez relacionam-se num princpio fundamental conhecido como 1o Princpio ou 1a Lei da Termodinmica. Calor = quantidade de energia que se transmite de um corpo para outro, devido unicamente diferena de temperatura entre ambos. Portanto: Qtrocado a DT ou

Q = C . DT

onde C a capacidade calorfica do sistema. Capacidade calorfica e a quantidade de calor que deve ser trocada por certa massa do sistema, para proporcionar a variao de temperatura de 1 grau.

A capacidade calorfica pode ser determinada pelo produto da massa do sistema e seu calor especfico. Por exemplo, considerando que o calor especfico da gua seja 1,0 cal /g . o C ou 4,18 J / g . o C, a capacidade calorfica de 1 quilograma de gua ser C = c . m = 1000 (g) . 4,18 J /g . o C = 4180 J / o C o que significa que devem ser fornecido 4180 Joule de energia para que 1000 gramas de gua variem a sua temperatura em 1 grau. Se a massa considerada for aquela correspondente a 1,0 mol ento a capacidade calorfica ser molar. Assim, a capacidade calorfica molar da gua ser 18,0 cal / mol.grau ou 75,24 J/mol.grau. Algebricamente considera-se o calor trocado como sendo positivo quando o sistema recebe energia do meio externo e negativo quando o sistema perde energia para o meio externo. Q > 0 sistema recebe calor (T )

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Q < 0 sistema perde calor (T ) Um processo no qual o sistema recebe calor do meio externo chama-se Endotrmico e aquele em que o sistema perde calor para o meio externo chamase Exotrmico. Trabalho = energia trocada como conseqncia de uma fora que atua entre o sistema e o meio externo ou energia que se transmite por qualquer outro modo que no seja a diferena de temperatura entre eles.

A maior parte das transformaes termodinmicas so aquelas nas quais o trabalho provm de uma variao de volume do sistema ao qual denominamos de termelsticas, sendo que as demais formas de trabalho (eltrico, magntico, etc...) no so consideradas em tais transformaes. Quando um gs expande num cilindro, temperatura constante, contra uma presso (P) que se ope, a energia trocada com o meio externo produz o trabalho de expanso, que pode ser calculado atravs de: mas donde e, portanto, Wexpanso = F . d P = F / A F = P . A Wexpanso = P . A . d DV

Logo

Wexpanso = P . D V

Para que seja realizado trabalho necessrio ocorrer variao de volume, como no exemplo da figura ao lado, na qual o gs contido no interior do pisto sofre um deslocamento (d) em relao posio inicial, contra uma presso oposta externa (atmosfrica), ocorrendo uma variao de volume ocupado pelo referido gs.

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Quando um gs, contido no interior de um cilindro dotado com um mbolo mvel (como na figura anterior), troca calor com o meio externo, a energia se distribuir da seguinte forma: - uma parcela ir provocar aumento na temperatura do gs (DT), fazendo variar o grau de agitao das molculas ou Energia Interna (D U), a qual corresponde ao somatrio de todas as formas de energia associadas ao movimento das molculas; - outra parcela ir provocar a expanso do gs, ou seja, ir realizar um Trabalho ( W ). A relao entre essas duas grandezas conduz 1a Lei ou 1o Princpio da Termodinmica, isto ,

Qtrocado = D U + WComo a variao da Energia Interna corresponde a calor trocado, a mesma pode ser calculada pela expresso

DU = CDTonde C a capacidade calorfica da substncia. Aplicao Um mol de CO2 expandido de um volume inicial de 5 para 15 litros, contra uma presso externa de 2 atm, ocorrendo uma variao na temperatura de 27 para 87o C. Sabendo que a capacidade calorfica do CO2 96,5 J / mol . K, calcule a quantidade de calor trocada por esse gs nessa transformao.

3 .3 . T e r m o q u m i c a3.3.1. IntroduoA Termoqumica tem por objetivo o estudo das variaes de energia que acompanham as reaes qumicas. Esta energia, em geral, manifesta-se sob a forma de calor, embora a luz (energia eletromagntica) tambm esteja presente em alguns processos (combusto e fotossntese). A energia envolvida nas reaes qumicas decorrente de um rearranjo das ligaes qumicas quando reagentes transformam-se em produtos. Esta energia armazenada, principalmente sob forma de ligaes, denominamos de ENTALPIA (do grego, enthalpein = calor) e simbolizamos por H (Heat = calor).

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Numa reao qumica, portanto, ocorre uma variao de entalpia (DH), sendo as reaes classificadas em dois tipos, segundo o calor liberado ou absorvido:(H1) ...C2H6O + 3 O2 (H2) .................................. 2 CO2 + 3 H2O (H1) ..6 CO2 + 6 H2O (H2) ...................................... C6H12O6 + 6 O2

( DH = H2 - H1 < 0 ) reao EXOTRMICA

( DH = H2 - H1 > 0 ) reao ENDOTRMICA

3.3.2. Medida de D H e unidades de energiaA variao da entalpia de uma reao qumica pode ser medida, para um certo nmero de reaes, pelo calor liberado ou absorvido durante o processo. Esta medida experimental (calorimtrica) feita utilizando-se Calormetros ou Bombas Calorimtricas (para reaes de combusto), empregando-se a equao:

Q = m.c.DtO nmero de reaes cuja entalpia (calor de reao) pode ser determinada diretamente em bombas calorimtricas e calormetros muito reduzido. A maior parte das reaes tem a sua entalpia calculada, valendo-se das leis da Termoqumica, principalmente a LEI DE HESS, como ser visto mais adiante.

A bomba calori mtrica um equi pamento prprio para determinar a energia (calor) das reaes de combusto e algumas reaes de formao.

A unidade mais comum a caloria (cal), que equivale a quantidade de energia absorvida por uma grama de H2O, para que a temperatura varie de 1,00 C, ou seu mltiplo quilocaloria (kcal)

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1,0 kcal = 1.000 cal 1,0 cal = 4,18 Joules 1,0 kcal = 4,18.103 Joules

3.3.3. Equaes TermoqumicasUma equao termoqumica deve conter: a) a equao qumica devidamente ajustada; b) os estados fsicos de cada componente, sendo esta referncia importante porque as mudanas de estado fsico envolvem variaes de energia (entalpia): ex.: H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) (libera 57,8 kcal/mol) H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(l) (libera 68,3 kcal/mol) H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(s) (libera 70,0 kcal/mol) c) os estados alotrpicos, quando for o caso: ex.: C(grafite) + O2(g) CO2(g) (libera 94,05 kcal/mol) C(diamante) + O2(g) CO2(g) (libera 94,51 kcal/mol) d) as condies de medida da variao de entalpia: - a variao de entalpia (DH) depende da temperatura e da presso em que foi feita a medida. A maior parte das variaes de entalpia que constam em tabelas foram medidas nas chamadas Condies Padro ou Standard (1 atm e 250C). A indicao de que uma entalpia foi medida em Condies Padro feita atravs do expoente 0 junto ao valor da mesma: ex.: H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(l) DH0 = - 68,31 kcal/mol C(graf.) + O2(g) CO2(g) DH0 = - 94,05 kcal/mol C(graf.) + 2 H2(g) CH4(g) DH0 = - 17,81 kcal/mol 1/2 N2(g) + 1/2 O2(g) NO(g) DH0 = + 11,0 kcal/mol

3.3.4. Entalpias de Reao1) Entalpia de Formao (DH0f): - corresponde ao calor envolvido na formao de 1,0 mol de substncia a partir de seus elementos formadores (substncias simples). ex.: C(graf.) + 2 H2(g) CH4(g) 2 C(graf.) + 3 H2(g) + 1/2 O2(g) C2H6O(l) H2(g) + O2(g) H2O(l) N2(g) + O2(g) NO(g) C(graf.) + O2(g) CO2(g) D H0 = - 17,81 kcal/mol D H0 = - 66,70 kcal/mol D H0 = - 68,31 kcal/mol D H0 = + 11,0 kcal/mol D H0 = - 94,01 kcal/mol

Obs.: considera-se nula a Entalpia de Formao de substncias simples .

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Algumas entalpias de formao podem ser medidas diretamente em bombas calorimtricas enquanto outros somente so possveis atravs de determinaes algbricas (clculo). Outros exemplos no quadro a seguir. C(diamante) CO(g) CO2(g) C2H6(g) CCl4(g) CHCl3(l) C2H6O(l) CH3COOH(l) 0,453 - 26,41 - 94,05 - 20,24 - 24,61 - 32,14 - 66,37 - 115,80 CaCO3(arag.) CaCO3(calc.) CaO(s) Ca(OH)2(s) H2O(g) H2O(l) H2O2(l) HCl(g) - 288,45 - 288,49 - 151,90 - 235,80 - 57,79 - 68,31 - 44,88 - 22,06 NH3(g) NO(g) NO2(g) N2O4(g) NaCl(s) Na2O(s) NaOH(g) O3(g)

SUBSTNCIA

H0f (kcal/mol)

SUBSTNCIA

H0f (kcal/mol)

SUBSTNCIA

H0f (kcal/mol)

- 11,02 + 21,57 + 7,93 + 2,19 - 98,23 - 99,40 - 101,99 + 34,10

2) Entalpia de Decomposio: - corresponde ao inverso da Entalpia de Formao. 3) Entalpia de Combusto: - corresponde ao calor envolvido na reao de um mol de substncia combustvel com O2 puro. Se o combustvel for orgnico (C,H,O) a combusto completa origina como produtos CO2(g) e H2O(l) (chama azul). Na combusto incompleta ainda ocorre a formao de fuligem, carbono (chama amarela). ex.: CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) D H0 = - 212,78 kcal/mol C2H6O(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l) D H0 = - 326,70 kcal/mol C6H12O6(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(l) D H0 = - 670,00 kcal/mol 4) Entalpia de Neutralizao: - corresponde ao calor envolvido na reao de formao de um mol de gua a partir de um mol ons H+ com um mol de ons OH-, provenientes de um cido e uma base, respectivamente, ambos em soluo aquosa e diluda. Para cidos e bases fortes a reao que ocorre sempre a mesma e a sua variao de entalpia constante: H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) D H0 = - 13,20 kcal/mol

Se o cido ou a base for fraco a variao de entalpia ser diferente do valor acima, devido dissociao do cido ou da base devido ao deslocamento do equilbrio ocorrido na neutralizao.

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5) Entalpia de Dissoluo - corresponde ao calor envolvido na dissoluo (por vezes acompanhada de dissociao) de um mol de determinado soluto em quantidade tal de solvente de modo que a adio do mesmo, aps determinada quantidade limite, no envolva variao de energia. HCl(g)H2O

HCl(aquoso)

O quadro abaixo mostra a variao de calor envolvida em relao quantidade de solvente (gua) adicionado.n1(H2O) / n2(HCl)0

- DH (kcal/mol)

10 16,608

25 17,272

40 17,453

80 17,735

150 17,960

6) Entalpia de mudana de fase Corresponde ao calor envolvido na mudana de estado fsico ou fase cristalina. Assim, H2O(s) H2O(l) H2O(l) H2O(g) C(grafite) C(damante) S(rmbico) S(monoclnico) 7) Entalpia ou Energia de Ligao: corresponde a quantidade de calor absorvida na quebra de 1,0 mol (6,02.1023) de determinada ligao, supondo todas as substncias no estado gasoso, a 250C e 1,0 atm. DH0273 = + 1,438 kcal/mol DH0 = + 10,514 kcal/mol DH0 = + 0,451 kcal/mol DH0 = + 0,071 kcal/mol

A quebra de ligaes sempre endotrmica, enquanto a formao de ligaes sempre exotrmica. ex.: H2(g) 2 H(g) O2(g) 2 O(g) D H = + 104,2 kcal/mol de molculas D H = + 119,1 kcal/mol de molculas

Por vezes utiliza-se a metade desse valor como sendo a Entalpia de Atomizao por mol de tomos formados. Hidrognio: + 52,1 kcal/mol de tomos Oxignio: + 59,5 kcal/mol de tomos

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A tabela abaixo mostra algumas ligaes mais importantes e suas entalpiasLIGAO

C-C C=C CC H-H O=O Cl - Cl

ENERGIA (kcal/mol)

83,2 146,8 200,6 104,2 119,1 57,9

LIGAO

C-H C-O C=O O-H H-F H - Cl

ENERGIA(kcal/mol)

98,8 85,5 178,0 110,6 135,0 103,1

Numa reao qumica, enquanto a energia absorvida na quebra de ligaes, nos reagentes, a energia liberada nos produtos (formao de ligaes). Assim: Reagentes DH1 > 0 Produtos DH2 < 0

D HRQ = DH1 + DH2 Exercicio: determinar a Entalpia de formao da gua (gasosa) atravs das entalpias de ligao, da tabela acima e comparar com o valor informado anteriormente.

3.3.5. Determinao da Entalpia e Lei de Hess.A Entalpia de uma reao pode ser obtida de dois modos diferentes: a) por medida calorimtrica experimental (aplicvel a um pequeno nmero de reaes); b) por clculos algbricos, aplicando-se a Lei de Hess. A Lei de Hess, tambm chamada Lei da Soma dos Calores de Reao, permite prever a Entalpia mesmo daquelas reaes de difcil execuo experimental. Segundo Hess a Entalpia de uma reao no depende do modo (caminho) como a mesma executada, mas somente do estado inicial (reagentes) e do estado final (produtos). Genericamente:

A + BDH4

DH1

L + MDH2

C + D

DH3

E + F

50

Segundo a Lei de Hess:

DH1 = DH2 + DH3 + DH4ou, ainda:

DHREAO = DH(f)PRODUTOS - DH(f)REAGENTESA Lei de Hess pode ser considerada como a Lei da Conservao da Energia aplicada s reaes qumicas.

3.3.6. Entropia (DS)A Entalpia a grandeza termodinmica relacionada com o calor envolvido nas reaes qumicas. A Entropia a grandeza termodinmica relacionada com o Grau de Desordem Molecular dos sistemas. No h processo termodinmico (fsico ou qumico) que ocorra sem variao de Entalpia e de Entropia. ex.: H2O(s) H2O(l) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) DS > 0 DS > 0

3.3.7. Entropia Padro (DS0)A Entropia Padro corresponde a variao de Entropia de uma substncia pura desde o zero absoluto (Entropia nula) at a temperatura de 250C (298 K). O quadro abaixo apresenta algumas Entropias Padro, em cal/mol.K:Substncias

C(grafite) C (diamante) Al(s) Ca(s) Cl2(g) O2(g)

Entropia Padro

+ 1,4 + 0,6 + 6,8 + 9,9 + 53,3 + 49,0

Substncias

CO2(g) Al2O3(s) CaO(s) CaCO3(s) H2O(l) H2O(g)

Entropia Padro

+ 51,1 + 12,2 + 9,9 + 22,2 + 16,7 + 45,1

3.3.8. Energia de Gibbs (DG0)J. Willard Gibbs, props uma grandeza termodinmica, tambm denominada Energia Livre, que, combinando a variao de Entalpia, de Entropia e a temperatura absoluta na qual ocorre o processo, permite prever a espontaneidade ou no do referido processo. Sua expresso analtica :

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DG0 = DH0 - T DS0

(em condies padro)

Obs.: - a maioria das reaes espontneas ocorre com liberao de Calor (DH0). A partir disto pode-se concluir que: * se DG < 0 processo espontneo * se DG > 0 processo no espontneo ou induzido (forado) * se DG = 0 o sistema encontra-se em estado de equilbrio Os assuntos Entropia, Entropia Padro e Energia de Gibbs sero tratados com o devido aprofundamento na disciplina de Fsico-Qumica (Termodinmica).

3 .4 . Ex e r c c i o s1) Uma amostra de 0,100 mol de propano, um dos constituintes do GLP, foi colocada em uma bomba calorimtrica com excesso de O2 e inflamada, segundo a equao: C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(l) . A temperatura inicial do calormetro era de 25o C e sua capacidade calorfica era 97 kJ/o C. A reao aumentou a temperatura para 27,282o C. a) Quantos joules foram liberados pela queima do propano ? b) Qual a variao de energia interna, em kJ/mol, para o C3H8 ? Respostas: 2,22 . 105 Joules ; DU = - 2.220 kJ/mol 2) Quando 3,2 gramas de etanol (C2H5OH) so queimados em uma bomba calorimtrica, contendo 3,5 kg de gua, a temperatura sobe 5,52o C. A capacidade calorfica (ou constante calorimtrica) do calormetro vale 2550 J/oC e o calor especfico da gua 4,18 J/mol. K. Calcule o calor de combusto do etanol, em kJ/mol. Resposta: 1.897 kJ/mol 3) Costuma-se considerar que a necessidade energtica diria para uma pessoa de 50 kg seja de, aproximadamente, 2.000 kcal. Supondo que essa energia seja obtida unicamente pela queima de glicose, no metabolismo, calcule a massa de glicose a ser ingerida, por dia, sabendo que o valor energtico desse alimento de 17 kJ/grama. *** Obs.: 1 kcal = 4,18 kJ

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4) Sabe-se que o Poder Calorfico de um combustvel a quantidade de energia (em calorias ou Joules) liberada por unidade de massa queimada (grama, quilograma ou tonelada). Consultando tabelas de entalpias de combusto, calcule o Poder Calorfico, em calorias/grama, para os seguintes combustveis: a) Hidrognio b) Etanol c) Metanol d) Glicose e) C (grafite) 5) De forma simplificada a reao de fotossntese pode ser assim representada: 6 CO2(g) + 6 H2O(v)_ C6H12O6(s) + 6 O2(g) Sabendo que as entalpias de formao do CO2, H2O e glicose valem, respectivamente, - 94,0 , - 58,0 e 242,0 kcal/mol, qual a entalpia da reao de fotossntese ? Resposta: - 540,0 kcal/mol 6) A decomposio do explosivo nitroglicerina libera grande volume de gases e considervel quantidade de calor, segundo a equao: 4 C3H5(ONO2)3(l) 12 CO2(g) + 10 H2O(g) + 6 N2(g) + O2(g) As entalpias de formao da nitroglicerina, gs carbnico e vapor dgua valem, respectivamente: - 58,0 , - 94,1 e 57,8 kcal/mol. A partir desses dados calcule a entalpia da reao na decomposio de 0,1 mol de nitroglicerina. Resposta: - 36,85 kcal. 7) As entalpias de combusto do etanol e do cido actico valem, respectivamente 326,7 e 209,4 kcal/mol. No azedamento do vinho, o etanol presente oxida-se, em presena de enzimas produzidas pelo micro-organismo Mycoderma Acceti, formando cido actico. A partir das entalpias acima, calcule a variao de entalpia envolvida na oxidao (fermentao) do etanol formando cido actico. Resposta: - 117,3 kcal/mol 8) A evaporao pela transpirao um mecanismo pelo qual o corpo se desfaz do excesso de energia trmica e regula-se para manter uma temperatura constante. Quantos quilojoules so removidos do corpo pela evaporao de 10,0 gramas de gua ? Resposta: 24 kJ. 9) A entalpia de combusto do metano vale 212,88 kcal/mol e o calor latente de vaporizao da gua 540 cal/grama. A partir desses dados, qual o volume de metano, nas CNTP, que deve ser queimado para converter 250 gramas de gua a 20o C em vapor de gua a 100o C ?

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10) O valor energtico dos alimentos , em geral expresso, na forma de calor de combusto de carboidratos (como C6H12O6), gorduras (lipdios) e protenas, correspondendo aos valores seguintes: a) carboidratos = 17,0 kJ/grama b) gorduras = 38,0 kJ/grama c) protenas = 17,0 kJ/grama Consultando os dados indicados em alimentos industrializados que voc consome, verifique, pelas quantidades mencionadas, se os valores esto corretos ou, pelo menos, aproximados. 11) Uma vela feita de um material ao qual se pode atribuir a frmula genrica C20H42. Qual o calor liberado na combusto de 10,0 gramas dessa vela, em condies padro, sabendo que na sua combusto a entalpia envolvida correspondente a 13,3 kJoule/mol ? Resposta: 0,47 kJoule 12) A reao de combusto completa do metano libera 2,1 . 102 kcal por mol de CH4 queima, segundo a equao: CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l). A fuso nuclear a partir do ltio, correspondente a : 73Li + 11H 2 42He libera uma quantidade de energia equivalente a 4,0 . 108 kcal por mol de Ltio. Para se ter a mesma quantidade de energia que liberada na produo de 1,0 mol de Hlio, qual a massa de metano que deve ser queimada ? Resposta: 16 toneladas 13) Considere a reao termoqumica de combusto do etanol lquido: C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l) DH = - 330,0 kcal/mol Sabendo que a massa especfica do etanol 0,782 g/ml, qual o volume de etanol lquido que deve ser queimado para obter 561 kcal ? Resposta: 100 mL 14) Tanto gs natural como leo diesel so utilizados como combustveis em transportes urbanos. A combusto completa do gs natural e do leo diesel liberam, respectivamente, 9,0 . 102 kJ e 9,0 . 103 kJ por mol de hidrocarboneto. A queima desses combustveis contribui para o efeito estufa, pela produo de CO2 . Sabendo que esses dois combustveis correspondem a CH4 e C14H30, para igual energia liberada, quantas vezes a contribuio do leo diesel maior do que o metano ? Resposta: 1,4 15) A combusto do metanol e do etanol podem ser representadas pelas seguintes equaes: I CH4O(l) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) DH = - 671,0 kcal/mol II C2H6O(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l) DH = - l.327,0 kcal/mol Sabe-se que as densidades desses dois lquidos so praticamente iguais. Na combusto de um mesmo volume, qual libertar mais calor ? Resposta: etanol

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*** Calores liberados: metanol = 20,96 kJ/g; etanol = 28,84 kJ/g *** Testes de nivelamento (no sero corrigidos ou comentados) 1 - O calor liberado na combusto de um mol de carbono grafite 94 kcal. O calor liberado na combusto total de 6 g de carbono grafite, em kcal, A) 25. B) 30. C) 47. D) 188. E) 282. 2 - Na reao de combusto do carvo vegetal utilizado no preparo de um churrasco, verifica-se A) absoro de calor, pois um processo exotrmico. B) liberao de calor, pois um processo endotrmico. C) variao de entalpia positiva, pois um processo exotrmico. D) transformao de energia trmica em energia qumica, pois um processo endotrmico. E) diminuio de energia dos produtos em relao aos reagentes, pois um processo exotrmico. 3 - A reao cujo efeito trmico representa o calor de formao do cido sulfrico : A) H2O(l) + SO3(g) H2SO4(l) B) H2(g) + SO2(g) + O2(g) H2SO4(l) C) H2O(l) + S(rmbico) + 3/2 O2(g) H2SO4(l) D) H2S(g) + 2 O2(g) H2SO4(l) E) H2(g) + S(rmbico) + 2 O2(g) H2SO4(l)I. CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O II. C2H6O + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O III. C8H18 + 25/2 O2 8 CO2 + 9 H2O IV. H2 + 1/2 O2 H2O V. C + O2 CO2

4 - Dadas as equaes termoqumicas, a 1 atm e 250 C.

DHI = - 888 kJ/mol DHII = - 1373 kJ/mol DHIII = - 5110 kJ/mol DHIV = - 286 kJ/mol DHV = - 393,5 kJ/mol

o combustvel que libera a maior quantidade de calor, por grama consumido, A) CH4 B) C2H6O C) C8H18 D) H2 E) C

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5 - A alternativa que representa uma reao que libera a maior quantidade de calor por mol de produto formado A) 4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3 B) 3 O2 2 O3 C) H2 + Cl2 2 HCl D) H2 + I2 2 HI E) C + O2 CO2D H = - 390 kcal D H = + 68 kcal D H = - 44,2 kcal D H = + 12,4 kcal D H = - 94,0 kcal

6 - Os processos de formao da gua no estado lquido e no estado de vapor, a 250 C e 1,0 atm, podem ser representados, respectivamente, porI. H2(g) + O2(g) H2O(l) II. H2(g) + O2(g) H2O(g) DH = - 68,3 kcal/mol DH = - 57,8 kcal/mol

Considerando-se que a densidade da gua 1,0 g/mL, pode-se afirmar que a quantidade de calor, em kcal, necessria para ferver 1,0 litro de gua lquida A) 105,0 B) 583,3 C) 1.714,3 D) 3.211,0 E) 3.709,0 7 - A reao de fotossntese e a de combusto da glicose esto representadas nas seguintes equaes: 6 CO2(g) + 6 H2O(l) C6H12O6(s) + 6 O2(g) C6H12O6(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(l) A energia envolvida na combusto de um mol de glicose de 2,8 . 106 J. Ao produzir 0,1 mol de glicose, a planta A) libera 2,8 . 106 J. B) libera 1,4 . l06 J. C) absorve 2,8 . 106 J. D) absorve 2,8 . 105 J. E) absorve 1,4 . 105 J. 8 - Considere as seguintes transformaes: I. II. III. IV. V. 2 CO2(g) 2 CO(g) + O2(g) HgO(s) Hg(l) + O2(g) C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H2O(l) H2O(s) Pb(s) Pb(l)

Representa uma reao qumica exotrmica a alternativa A) I B) II C) III D) IV E) V

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9 - Dissolvendo-se NH4Cl em gua, observa-se um abaixamento de temperatura do sistema. Por outro lado dissolvendo-se NaOH em gua, ocorre um aumento de temperatura do sistema. As diferenas nesses processos podem ser explicadas considerando que A) NH4Cl sofre dissoluo exotrmica e o NaOH endotrmica. B) A entalpia de dissoluo do NH4Cl menor que zero e a do NaOH maior do que zero. C) A dissoluo do NH4Cl ocorre com absoro de calor e a do NaOH com liberao. D) As duas solues apresentam entalpia dos reagentes maior do que a dos produtos. E) NaOH uma base e o NH4Cl um sal. 10 - A transformao de 1 mol de hematita em ferro metlico representada pela seguinte equao no balanceada: 1 Fe2O3(s) + ___C(s) ___Fe(s) + ___CO(g) DH = + 491 kJ A quantidade de calor envolvida na obteno de 55,8 g de ferro , aproximadamente, igual a A) 491,5 kJ de calor liberado. B) 491,5 kJ de calor absorvido. C) 245,7 kJ de calor liberado. D) 245,7 kJ de calor absorvido. E) 983,0 kJ de calor liberado. 11 - O gs natural comea a chegar no Rio Grande do Sul. O gaseoduto de Transporte Bolvia-Brasil est em fase de implantao e transportar o gs natural diretamente de Santa Cruz de La Sierra at o solo gacho. A combusto do metano, principal componente do gs natural, representada pela seguinte equao no balanceada CH4(g) + O2(g CO2(g) + H2O(l) DH = - 882 kJ A energia, em kJ, fornecida, aps 5 minutos, por uma chama que queima metano completamente, na razo de 2,24 L/min nas C.N.T.P. , aproximadamente, A) 88 B) 441 C) 1600 D) 1764 E) 3510 12 - Durante o processo da fotossntese realizada por plantas verdes, a energia luminosa do sol fora a formao de glicose a partir do dixido de carbono e gua. Com relao a essa transformao, afirma-se que I. H formao de um glicdio e um gs combustvel. II. Ocorre com absoro de energia, portanto trata-se de um processo endotrmico. III. Ocorre transformao de energia luminosa e calorfica em energia qumica.

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IV.

A equao que representa essa transformao C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Q

A alternativa que contm as afirmativas corretas A) III e IV B) II e IV C) II e III D) I e III E) I e II 13 - Ismeros so molculas que tem a mesma frmula molecular, mas diferentes arranjos dos tomos. Um composto com frmula C4H8 apresenta trs ismeros cujas entalpias de combusto esto indicadas na tabela abaixo: Nome do composto ismero Entalpia de combusto (kJ/mol) 1 buteno - 2696,7 Cis-2-buteno - 2687,5 Trans-2-buteno - 2684,2 A transformao do ismero cis-2-buteno para a trans-2-buteno apresenta uma variao de entalpia em kJ/mol de aproximadamente A) + 20,5 B) + 12,5 C) 9,2 D) 5,4 E) 3,3 14 - Quando os xidos Fe3O4 e Fe2O3 so reduzidos pelo alumnio conforme as equaes abaixo I. 3 Fe3O4 + 8 Al 4 Al2O3 + 9 Fe DH = - 800,1 kcal II. Fe2O3 + 2 Al Al2O3 + 2 Fe DH = - 203,5 kcal A quantidade de calor liberada por mol de ferro formado A) maior na reao I. B) maior na reao II. C) Igual nas duas reaes. D) Igual a 9 x 800,1 na reao I. E) Igual a 203,5 na reao II. 15 - Os valores de energia de ligao entre alguns tomos so fornecidos no quadro abaixo. LIGAO CH O=O C=O OH ENERGIA DE LIGAO (kJ/mol) 413 494 804 463

Considerando a reao representada por

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CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(v) o valor aproximado de DH, em kJ, A) 820 B) 360 C) + 106 D) + 360 E) + 820 16 - Abaixo apresentado um quadro com algumas Energias de Ligao no estado gasoso:

LigaoHH Cl Cl O=O NN H Cl H Br HI

Energia (kJ/mol) 470,7 242,5 489,2 940,8 431,5 365,9 298,6

So feitas as seguintes afirmaes I. necessrio mais energia para decompor a molcula de oxignio do que para decompor a molcula de nitrognio. II. A molcula de HCl deve ser mais estvel do que as molculas dos demais cidos halogendricos, ou seja, HBr e HI. III. Entre as molculas gasosas H2, O2 e Cl2, a molcula de Cl2 pode ser considerada a menos estvel. IV. A reao representada por H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g) deve ser endotrmica. Quais so corretas ? A) Apenas I e II. B) Apenas I e III. C) Apenas II e III. D) Apenas I, III e IV. E) Apenas II, III e IV. 17 - O carbeto de tungstnio WC, uma substncia muito dura e, por essa razo, utilizada na fabricao de vrias ferramentas. A variao de entalpia da reao de formao do carbeto de tungstnio a partir dos elementos Cgrafite e W (s) difcil de ser medida diretamente, pois a reao ocorre a 1.4000 C. No entanto pode-se medir com facilidade os calores de combusto dos elementos Cgrafite , W (s) e do carbeto de tungstnio, WC(s): 2 W(s) + 3 O2(g) 2 WO3(s) DH = - 1.680,6 kJ Cgrafite + O2(g) CO2(g) DH = - 393,5 kJ

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2 WC(s) + 5 O2(g) 2 CO2(g) + 2 WO3(s) DH = - 2.391,6 kJ Pode-se, ento calcular o valor da entalpia da reao abaixo e concluir se a mesma endotrmica ou exotrmica: W(s) + Cgrafite WC(s) DH = ? A qual alternativa corresponde o valor de DH e o tipo de reao ? (A) (B) (C) (D) (E) DHreao - 878,3 kJ - 317,5 kJ - 38,0 kJ + 38,0 kJ + 317,5 Classificao da reao Exotrmica Exotrmica Exotrmica Endotrmica Endotrmica

18 - O gs natural veicular (GNV) um combustvel alternativo, menos poluente, de menor custo por quilmetro, onde o metano (CH4) o componente predominante. Sabe-se que 1 mol de metano libera cerca de 890 kJ, em uma combusto completa. A energia liberada, em kJ, na combusto total de 800 g de metano, no motor de um automvel movido por GNV , de aproximadamente, A) B) C) D) E) 2.700. 12.800. 14.240. 44.500. 712.000.

19 - O metano, principal componente do gs natural, pode sofrer combusto incompleta segundo a equao abaixo. 2 CH4(g) + 3 O2(g) 2 CO(g) + 4 H2O(l) DH = - 890,0 kJ DH = - 566,0 kJ

Considerando as seguintes equaes termoqumicas CH4(g) + 2 O2(g) 2 CO(g) + O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) 2 CO2(g)

Dadas essas equaes termoqumicas, possvel obter o valor de DH da equao acima. Esse valor , em kJ, A) B) C) D) E) 324,0 607,0 1.214,0 1.456,0 2.346,0

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20 - Em nosso cotidiano ocorrem processos que podem ser endotrmicos (absorvem energia) ou exotrmicos (liberam energia). Assinale a alternativa que contm apenas fenmenos exotrmicos ou apenas fennemos endotrmicos. A) exploso de fogos de artifcio combusto em motores de automveis formao de geada. B) sacagem de roupas formao de nuvens queima do carvo. C) combusto em motores de automveis formao de geada evaporao de lagos. D) evaporao de gua nos lagos secagem de roupas exploso de fogos de artifcio. E) queima de carvo formao de geada derretimento de gelo.

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4 . CI N T I CA E EQU I L B RI OS4 .1 . Ci n t i c a Qu m i c a

(Qu m i c o e I n i c o )

A Cintica Qumica tem por objetivo a determinao da velocidade (mdia e instantnea) com que as reaes qumicas ocorrem, bem como os fatores que nela influem. As reaes qumicas, sob o ponto de vista cintico, podem ser classificadas segundo dois critrios distintos. I) Quanto velocidade a) rpidas: combusto, neutralizaes,... (quase instantneas) b) lentas: fermentaes, formao de ferrugem,... II) Quanto ao mecanismo a) reaes elementares: so aquelas que ocorrem numa s etapa, decorrentes de colises entre molculas dos reagentes com os produtos dando origem diretamente aos produtos. Ex.: formao de HI

H2(g) + I2(g) 2 HI(g)

b) reaes complexas: so aquelas que ocorrem em vrias etapas, segundo um mecanismo. O mecanismo segundo o qual uma reao em etapas ocorre estabelecido a partir de complexa pesquisa no sendo um de nossos propsitos para estudo. Ex.: formao do NO2

2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)

1a etapa (rpida) : 2 NO(g) N2O2(g) 2a etapa (lenta) : N2O2(g) + O2(g) 2 NO2(g) reao global : 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)*** A condio de ser reao elementar ou complexa dever ser informada no enunciado da questo ou pergunta.

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Velocidade mdia de reao (vm)

A velocidade mdia (vm) pode ser calculada pela variao de quantidade de reagente consumido ou produto formado, em determinado intervalo de tempo. Esta quantidade pode ser expressa em massa, nmero de mols, concentrao, volume,....

vm = D m/Dt

ou Dn/Dt ou D[X]/Dt concentrao molar

Sendo conhecida a equao estequiomtrica ajustada, a velocidade mdia pode ser calculada em relao qualquer comp