3º ano do Ensino Médio – 1º Bimestre

Nitrogênio

Oxigênio

Argônio

Neônio

Hélio

Hidrogênio

Xenônio

criptônio

Importante lembrar que o argônio, neônio, hélio, xenônio e criptônio são gases da família dos gases nobres e por isso são gases inertes.

Destilação fracionada é o processo de separação onde se utiliza uma coluna de fracionamento na qual é possível realizar a separação de diferentes componentes onde apresentam diferentes pontos de ebulição, presentes em uma mistura.

Exemplo de destilação fracionada do petróleo

Desta forma, as substâncias que possuem um ponto de ebulição menor se liquefara em pratos mais superiores, onde a temperatura é menor.

Ex:

ponto de ebulição do nitrogênio = -196ºC

ponto de ebulição do oxigênio = -183ºC

Processo Haber-Bosh

N2 (g) + 3 H2 (g) ←→ 2 NH3 (g) + energia

Processo de produção da amônia á partir dos gases hidrogênio e nitrogênio , extraídos do ar atmosférico

Dê um exemplo de como cada um dos seguintes gases são usados pelo ser humano: nitrogênio, oxigênio e hélio.

Oxigênio: usado para a respiração e manutenção da vida, cilindros de oxigênio para hospitais.

Nitrogênio: utilizado para síntese de aminoácidos (proteínas), como gás congelante para conservação.

Hélio: usado antigamente nos balões dirigíveis, é hoje empregue, assim como o árgon, na obtenção de uma atmosfera gasosa inerte. durante a soldadura de magnésio, alumínio, titânio e aço inoxidável

É também usado, misturado com o oxigénio, no tratamento da asma, porque se difunde mais rapidamente do que o ar nos canais apertados dos pulmões.

No estado líquido utiliza-se para conseguir temperaturas muito baixas em certos dispositivos eletrônicos ou para estudos na zona 0-5 K. O hélio é, ainda, um gás adequado nos termômetros de gás de baixas temperaturas, dado o seu baixo ponto de ebulição e o seu comportamento quase ideal.

Equilíbrio Químico é a situação em que a proporção entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química se mantém constante ao longo do tempo.

Vimos que a produção da amônia se intensifica com o controle da temperatura e da pressão no sistema reacional e que teremos melhores rendimentos quando utilizarmos uma menor temperatura e uma pressão mais elevada.

No final de uma reação em equilíbrio químico estarão presentes no meio reacional , tanto os produtos formados como os reagentes não consumido

Desta forma, na sintese da amônia, teremos no final do processo, presente os gases nitrogênio e hidrogênio ( reagentes não consumidos) e o gás amônia ( produto da reação).

Observe o diagrama abaixo:

a) b) c)

A) O dono de uma indústria de amônia decidiu operá-la com pressões em torno de 300 atm e com temperaturas em torno de 450ºC. Qual é o rendimento de amônia esperado? (slide 15)

Resposta: 35,9%

B) Caso o compressor da indústria consiga obter pressões de, no máximo, 300 atm, em que faixa de temperatura você faria a síntese? Considere que o tempo gasto em qualquer uma das situações mostradas no diagrama é aceitável. (slide 15)

Resposta: 400ºC

C) Que gases podem ser encontrados a 200 atm e 600ºC? Quais estarão em maior proporção? (slide 15)

Resposta: Como somente 8.8% de amônia foi formado, isto nos indica que, além do gás amônia formado ainda restarão os gases nitrogênio e hidrogênio em maiores proporções.

Temperatura: grau de agitação das moléculas.

Quanto maior a temperatura, maior será a movimentação das moléculas.**

Pressão: força empregada ao sistema.

Quanto menor o espaço ou a força empregada mais próximas estarão as moléculas.

Superfície de contato.**

Quanto menor a superfície de contato, mais rápido será a ação do solvente.

** Experimento com sonrrisal.

Considerando seus estudos sobre os fatores que podem afetar a rapidez das transformações químicas, explique por que mastigar bem os alimentos é indispensável para que sejam bem digeridos.

Resposta: Quanto maior a superfície de contato mais facilmente o ácido estomacal digerirá os alimentos mastigados (reação será mais rápida).

No laboratório, o gás hidrogênio pode ser preparado pela reação de magnésio com solução de ácido clorídrico. Em qual das experiências apresentadas na tabela abaixo a rapidez da formação de gás hidrogênio será maior? Justifique sua resposta.

Na experiência III, pois é a opção onde temos a maior temperatura, a maior superfície de contato e a maior concentração de reagente, ou seja, de ácido clorídrico.

Mg (s) + 2HCl (aq) → MgCl2 (aq) + H2 (g)

Catalisador: é toda e qualquer substância que acelera uma reação, diminuindo a energia de ativação, diminuindo a energia do complexo ativado, sem ser consumido, durante o processo. Um catalisador normalmente promove um caminho (mecanismo) molecular diferente para a reação.

Utilização de uma placa de ferro aquecido, aumenta a rapidez da reação, diminuindo a temperatura e a pressão necessária para a síntese sem sua presença.

É a mínima quantidade de energia para que a colisão entre as partículas dos reagentes resulte em reação. É a energia necessária para levar os reagentes ao complexo ativado.

Onde: E1 = energia própria dos reagentes E2 = energia do complexo ativado b = energia de ativação da reação direta R → P (E2 – E1) b + c = energia de ativação da reação inversa P → R (E2 – E3) c = ∆H (variação de entalpia) da reação (variação total da energia). E3 = energia própria dos produtos

Não basta que duas moléculas se choquem para ocorrer a reação, mas sim que este choque permita a quebra de todas as lgações e a formação de novas ligações, a isso damos o nome de choque efetivo.

O peróxido de hidrogênio, H2O2, comumente chamado de água oxigenada, pode reagir com íons I- em solução aquosa, segundo uma reação que se processa em duas etapas:

(1ª etapa, lenta)

H2O2(aq) + I-(aq) H2O(l) + IO- (aq)

(2ª etapa, rápida)

H2O2(aq) + IO-(aq) H2O(l) +O2(g) + I- (aq)

a) o processo descrito utiliza catalisador. b) A energia de ativação da primeira etapa é

menor do que a energia de ativação da segunda etapa.

c) A equação global correspondente ao processo é 2H2O2 2H2O.

d) O peróxido de hidrogênio (H2O2) não se transforma em água (H2O) e gás oxigênio (O2).

e) O íon IO- produzido na primeira etapa não é consumido na segunda etapa.

A alternativa correta é A alternativa a pois a energia de ativação é menor na etapa rápida e não na etapa lenta, a equação global deve conter a formação do gás oxigênio (O2), o peróxido de hidrogênio se transforma sim em água e gás oxigênio e o íon IO- é consumido na segunda etapa para a formação do gás oxigênio e a restauração do catalisador, neste caso, o íon I-(aq).

A) è mais rápida em II porque em solução a frequência de colisão entre os reagentes é maior, visto que as moléculas já se encontram dissolvidas no solvente.