revisÃo ufu – 1ª. fase qí i 2 3química 2 e 3profjoaoneto.com/2010/revisao_ufu_1a_fase.pdf ·...

ÃREVISÃO UFU – 1ª. FASEQ í i 2 3Química 2 e 3

Prof. Msc João Neto

Q í i Química 2

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 22

xCxH

HCO312112111

molgxO

HCO3

/6348316

gygmol

1037,0631

mol

ygy

3-1 7x10y

0,00164mol,


mol1,7x10y

Sem catalisador

∆H=-22 kCal refere-se a formação de2 mol de NH ; Para formar 1 mol

C li d ã l ∆H

2 mol de NH3; Para formar 1 mol,divide-se o valor por 2, ou seja,∆H=-11 kCal

Catalisador não altera ∆H; apenas aumenta a velocidade da reação, reduzindo a energia de ativação


Tebulição

PMV

T tocongelamen][


ConcentraçãoConcentraçãoConcentraçãoConcentração

↑[ ] – desloca para o lado oposto

↓[ ] – fica do mesmo lado

TemperaturaTemperatura

↓T – desloca para o lado ΔH<0

Pressão

↑T – desloca para o lado ΔH>0

↓T desloca para o lado ΔH<0↑P – desloca para o lado volume <

↓P – desloca para o lado volume >


↓ des oca pa a o ado o u e

30140 xCa

3 4831612112

xOxC

CaCO

1001/100

48316

gmolmolg

xO

0 00013013,0

1001

ygy

gmol

4-1,3x10y

0,00013

mol

y

23

23

COCaCaCO

23

2

33

]][[ COCaKps

8

4-4-

10691

1,3x101,3x10

xKps

Kps


1069,1 xKps

SoluçãoSolução‐‐tampãotampãoConceitoConceito:: ManterManter oo pHpH dodo meiomeio

iipraticamentepraticamente constante,constante, mesmomesmocomcom adiçõesadições moderadasmoderadas dedeácidosácidos ouou basesbases..

Composição Composição Química:Química:Ácido Fraco e sal derivado desse Ácido Fraco e sal derivado desse Ácido Fraco e sal derivado desse Ácido Fraco e sal derivado desse ácidoácidoEx: Ácido Acético e Acetato de SódioSódio

Base Base fraca e um sal derivado fraca e um sal derivado d t bd t bdesta basedesta baseEx: Hidróxido de amônio e CloretodeAmônio

ObsObs:: OO tampãotampão podepode serserconsideradoconsiderado umum equilíbrioequilíbrio ppararqq ppconjugadoconjugado ácidoácido‐‐basebase dedeBronstedBronsted‐‐LowryLowry..


LigaçãoLigação iônicaiônica: Abaixamento de energia ou elevação debilid d d í i fi i d i iestabilidade quando íons infinitamente separados originam

um cristal iônico, ou seja, equilíbrio das forças de atração el ãrepulsão.

Propriedades dos compostos iônicosPropriedades dos compostos iônicos:

PF e PE elevados;

E l ã ólid (E i fEm geral são sólidos (Existem compostos com fortecaráter iônico líquidos);

São solúveis em solventes polares;

Conduzem eletricidade quando fundidos ou dissolvidos;Conduzem eletricidade quando fundidos ou dissolvidos;

São resistentes ao risco (dureza);

São pouco resistentes ao choquemecânico (tenacidade).

Prof. Prof. MscMsc. João Neto. João Neto 1717

LigaçãoLigação covalentecovalente: É o compartilhamento de elétrons porátomos Este compartilhamento leva à formação deátomos. Este compartilhamento leva à formação deespécies mais estáveis que os átomos não‐metálicosisolados.isolados.


ii l ll lGeometriaGeometria molecularmolecularNº de átomosNº de átomos Geometria Geometria

Átomo central com Átomo central com Nº de átomosNº de átomos Geometria Geometria

pares de elétrons livrespares de elétrons livres

22 LinearLinear IndependeIndependepp

33LinearLinear NãoNão

AngularAngular SimSimAngularAngular SimSim

44TrigonalTrigonal NãoNão

44PiramidalPiramidal SimSim

55 TetraédricaTetraédrica ‐‐55


Linear

Angular

Trigonal

Tetraédrica


Piramidal

Polaridade Polaridade molecularmolecularPolaridade Polaridade molecularmolecular

GeometriaGeometriaLigantes ao Ligantes ao

átomo centralátomo centralPolaridadePolaridade

átomo centralátomo central

LinearLinearT i l lT i l l

iguaisiguais ApolarApolarTrigonal planaTrigonal planaTetraédricaTetraédrica DiferentesDiferentes PolarPolar

AngularAngularPiramidalPiramidal

Iguais ou Iguais ou diferentesdiferentes

PolarPolar


M t iM t iMetaisMetais

PF e PE muito elevados.

Em geral são sólidos (Exceto Hg).

São insolúveis em solventes moleculares, mas formam

ligasligas.

Boa condução de calor e eletricidade .

São facilmente transformados em lâminas (maleáveis).

f l f d f (dú )São facilmente transformados em fios (dúcteis).

Possuem brilho.


SoluçõesSoluções


SolubilidadeSolubilidade dede gasesgases emem líquidoslíquidos:: AumentoAumento dada temperaturatemperatura e/oue/oudi i i ãdi i i ã dd ãã di i i ãdi i i ã dd l bilid dl bilid ddiminuiçãodiminuição dada pressão,pressão, provocaprovoca diminuiçãodiminuição dada solubilidadesolubilidade..


PropriedadesPropriedades C li iColigativasg


PRESSÃOPRESSÃO MÁXIMAMÁXIMA DEDE VAPORVAPOR (PMV)(PMV): é a pressão exercidapelo vapor quando está em equilíbrio com o liquidopelo vapor quando está em equilíbrio com o liquidocorrespondente.

PMV depende da temperatura e natureza do liquido;PMV depende da temperatura e natureza do liquido;PMV depende da temperatura e natureza do liquido;PMV depende da temperatura e natureza do liquido;O AUMENTO DA TEMPERATURA AUMENTA A PMVO AUMENTO DA TEMPERATURA AUMENTA A PMV


Ponto de ebulição (PE) e a temperatura na qual a PMViguala a pressão atmosférica Quanto maior a PMV naiguala a pressão atmosférica. Quanto maior a PMV natemperatura ambiente, menor o PE.


↑Temperatura de Ebulição↑Temperatura de Ebulição

↑Concentração↑Concentração

↑Temperatura de Ebulição↑Temperatura de Ebulição

↑Concentração↑Concentração↓ Temperatura de Fusão↓ Temperatura de Fusão↓ Temperatura de Fusão↓ Temperatura de Fusão

↑ Pressão Osmótica↑ Pressão Osmótica

↓Pressão Máxima de Vapor (PMV)↓Pressão Máxima de Vapor (PMV)↓ ess o de V po ( V)↓ ess o de V po ( V)


Menor ConcentraçãoMenor Concentração Maior ConcentraçãoMaior Concentração

MaiorMaiorV l tilid dV l tilid d

MenorMenorV l ilid dV l ilid dVolatilidadeVolatilidade VolatilidadeVolatilidade


R di ti id dRadioatividade


Partículas


44 AYAX 42

42 AYzAXz

2334237 23391

4223793 YX

0 AA1

01 AYzAXz

23794

0123793 YX


9493

Meia‐vida ou período de semidesintegração (P): éo tempo necessário para que a metade dos núcleosradioativos se desintegre, ou seja, para que umag j p qamostra radioativa se reduza à metade.


Fissão Nuclear: Fissão Nuclear: É o processo de quebra de núcleos grandes em núcleosmenores, liberando uma grande quantidade de energia.

3737Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto

Fusão Nuclear: Fusão Nuclear: É a união de núcleos pequenos formando núcleos maiorese liberando grande quantidade de energiae liberando grande quantidade de energia.

3838Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto

T í iTermoquímicaq


REAÇÕES EXOTÉRMICASREAÇÕES EXOTÉRMICAS


REAÇÕES ENDOTÉRMICASREAÇÕES ENDOTÉRMICAS


ATENÇÃO!!!ATENÇÃO!!!ÇÇ

O ΔH sempre tem o mesmomesmo sinalsinal doO ΔH sempre tem o mesmomesmo sinalsinal docalor no reagente e sinalsinal contráriocontrário nogproduto.Veja no caso endotérmicoendotérmico

A + B +5kJAB5

A + B AB ‐ 5kJA + B AB 5kJ

A + B AB ΔH +5kJA + B AB ΔH=+5kJ


ATENÇÃO!!!ATENÇÃO!!!

O ΔH sempre tem o mesmomesmo sinalsinal dopcalor no reagente e sinalsinal contráriocontrário noproduto.Veja no caso exotérmicoexotérmico

AB – 5kJ A + B

AB A + B + 5kJ5

AB AB ΔH=‐5kJAB AB ΔH=‐5kJ


E t l i d Li ãEntalpia de LigaçãoPR PR

Nã f dNão confunda com Entalpia de formação

PREntalpia de formação

PR

ff HH


PR6,26904,2381 kJkJ

309,2kJHProf. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4545

PR

ff HHPR

ff HH

?)(24)(23)(2583 )( HlOHgCOgOHC g

1143 21180 591038,28545,393359,103 zero

2323,79,103 1143,21180,59,103

2219,8kJ,,

H


Ci éti Q í iCinética Química


nm tnv;

tmv mm

t

;t mm

][v;Vv t][v;

tv mm

tt


Gráfico de VelocidadeGráfico de Velocidade


Velocidade instantânea

rapidezACopostocatetotg rapidezBCadjacentecateto

tg


Fatores que alteram a velocidade deFatores que alteram a velocidade de uma reação

↑Superfície de contato ↑velocidade↑Superfície de contato - ↑velocidade

Pulverizado > granulado > raspas > inteiro

↑Temperatura - ↑velocidade↑Temperatura ↑velocidade

C↑Concentração - ↑velocidade


QuandoQuando umauma reaçãoreação ocorreocorre emem váriasvárias etapas,etapas,QQ çç p ,p ,cadacada etapaetapa (reação(reação elementar)elementar) temtem suasua própriaprópriaenergiaenergia dede ativaçãoativaçãoenergiaenergia dede ativaçãoativação..

Etapa + lentaEtapa + lentapp


Reações elementares: São aquelas que seprocessam com uma única colisão entre asmoléculas reagentes; dizemos que ocorrem emmoléculas reagentes; dizemos que ocorrem emuma única etapa. Nesse caso, os coeficientes

t i ét i d t ã i iestequiométricos dos reagentes são iguais aosexpoentes da expressão da velocidade quetambém é conhecida como lei da ação dasmassas ou lei deGuldberg‐Waagemassas ou lei deGuldberg Waage.

YXBA

][][ BAkv

YXBA ][][ BAkv


Reações não‐elementares: São aquelas que sedesenvolvem em duas ou mais etapas, isto é,uma única colisão não é suficiente para formar osuma única colisão não é suficiente para formar osprodutos. Nesse caso, a velocidade é definida

l t i l tpela etapa mais lenta.

)(][][ 32 lentaetapaONOkv Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5454

)(][][ 32 p

Ordem da reação: é a soma dos expoentes quefó l d l id d I diaparecem na fórmula da velocidade. Indica a

relação que existe entre a concentração e aç çvelocidade da reação.

2 ][][ 22 HNOkv

22ªª ordemordem ouou ordemordem 22 emem relaçãorelação aoaoparticipanteparticipante NONO;;participanteparticipante NONO;;

11ªª ordemordem ouou ordemordem 11 emem relaçãorelação aoao11 ordemordem ouou ordemordem 11 emem relaçãorelação aoaoparticipanteparticipante HH22;;

33ªª ordemordem ouou ordemordem 33 emem relaçãorelação aa reaçãoreaçãoglobalglobal


globalglobal..

Molecularidade da reação: é o número mínimode moléculas que precisam colidir para ocorrerreaçãoreação.

Não confundir com ordem de reação. Se areação é elementar (ocorre somente em umaetapa), a molecularidade é igual à ordem dep ), greação, que é dada pela soma dos coeficientesdos reagentesdos reagentes.

OOOO OO ª

][][223

ONOkONOONO OrdemOrdem globalglobal: 2ª

MolecularidadeMolecularidade: 2][][ 3ONOkv ou bimolecular


Atenção!Atenção! Um catalisador acelera a reação, mas nãoaumenta seu rendimento, isto é, ele produza mesma quantidade de produto, mas numq p ,período de tempomenor.O t li d ã lt ΔH d ã O catalisador não altera oΔH da reação.

Um catalisador acelera tanto a reação diretaUm catalisador acelera tanto a reação diretaquanto a inversa, pois diminui a energia deativação de ambasativação de ambas.


Gráfico Gráfico termocinéticotermocinético


E ilíb i Q í iEquilíbrio Químico


A (g) + B(g) C(g) + + D(g)

Em um sistema fechado, o equilíbrio é atingido quando: as propriedades macroscópicas ficam inalteradas;as propriedades macroscópicas ficam inalteradas; no estado final, coexistem reagentes e produtos; as concentrações das espécies participantes permanecem constantes; as velocidades das reações direta e inversa são iguais.


Sólidos

23 ][NHK

estão fora

322

3

]][[][

HNKc

23 NHHN )()()( 322 23

gggNHHN

3

23

))(()(

HNpNHK p 3

22 ))(( pHpNp

Só ncp RTKK )(

Só entra gases


Pelo processo Haber, nitrogênio reage com hidrogênio para formar amônia, de acordo coma seguinte equação representativa da reação:

Determine:A) A expressão da constante de equilíbrio (Kc) para o sistema

322 23 NHHN

2)(3)(2)(2

][][

23

NHP

NHHNggg

3

23

]][[][

][][

HNNHK

RPK cc

22 ]][[][ HNR

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 6565

Pelo processo Haber, nitrogênio reage com hidrogênio para formar amônia, de acordo coma seguinte equação representativa da reação:

Determine:)()()( 322 23

gggNHHN

B)Em um frasco de 50,0L contendo 1 mol de N2, 3 mol de H2 e 0,5 mol de NH3, a 400ºC, aamônia deve estar sendo formada ou consumida? Justifique.

2

23 50

5,0][ L

mol

QNHQ

Para verificar se o sistema está ou não emequilíbrio, devemos, em primeiro lugar,determinar o Quociente da reação (Q ) 33

22

3

500,3

500,1]][[

Lmol

Lmol

QHN

Q cc

determinar o Quociente da reação (Qc),cuja expressão é idêntica à do Kc.Qc<Kc : prevalece a reação direta;Q >K l ã i

14,230,0002160,02

0,0001 QQ cc

Qc>Kc : prevalece a reação inversa;Qc=Kc : sistema em equilíbrio.

3 sistemaoparaNHdeconsumoterDeveráinversareaçãoprevaleceKQ cc

322

23

]][[][.

HNNHQequilíbrioatingir c


↑[ ] – desloca para o lado oposto

ConcentraçãoConcentração

p p

↓[ ] – fica do mesmo lado↓[ ]

N2 + 3H22NH3N2 + 3H22NH3

↑[N2] – desloca p/ direita ↑[ 2] p/(favorece produtos)


↑T – desloca para o lado ΔH>0

TemperaturaTemperatura

↓T – desloca para o lado ΔH<0↓ p

A + B AB ΔH=+10kJ

Endotérmico


↑P – desloca para o lado volume <

Pressão

↑ p

↓P – desloca para o lado volume >

Volume >

A(g) + B(g) AB(g)

Volume <


pH e pOHp p


10][][log5

33 OHouOHpH pH

10][12

10][512

53

OHpH

OHpH

)º25(1410][12 3

CpOHpHOHpH


[H+] pH caráter

10-3 3 Ácido

10-7 7 Neutro

10-11 11 Básico10 11 Básico

Solução 1: pH=3 [H+]=10-3Solução 1: pH=3 [H ]=10Solução 2: pH=5 [H+]=10-5ç p [ ]

Sol ção 1 é 100 e es maisSol ção 1 é 100 e es maisSolução 1 é 100 vezes mais Solução 1 é 100 vezes mais ácida que solução 2ácida que solução 2


ácida que solução 2ácida que solução 2

S l ã T ãSolução Tampão ConceitoConceito:: ManterManter oo pHpH dodo meiomeio praticamentepraticamente constante,constante,pp pp ,,

mesmomesmo comcom adiçõesadições moderadasmoderadas dede ácidosácidos ouou basesbases..

Composição Química:Composição Química:Composição Química:Composição Química:Ácido Fraco e sal derivado desse ácidoÁcido Fraco e sal derivado desse ácido

Ex: Ácido Acético e Acetato de SódioEx: Ácido Acético e Acetato de Sódio

Base fraca e um sal derivado desta baseBase fraca e um sal derivado desta base

ó ô ôEx: Hidróxido de amônio e Cloreto deAmônio

ObsObs:: OO tampãotampão podepode serser consideradoconsiderado umum equilíbrioequilíbrio ppararconjugadoconjugado ácidoácido‐‐basebase dede BronstedBronsted‐‐LowryLowry..


PRODUTO DE PRODUTO DE SOLUBILIDADESOLUBILIDADE

22 24

24 SOBaBaSO

24

2S ]SO][Ba[K)a

24

24 SOBaBaSO)b

555

44

101010

)

24

2S ]SO][Ba[K

101010

55

4S

1010K

]SO][Ba[K

10

55S

10K

1010K


10S 10K

22 F2CaCaF

40140Ca

12

molg78

38219FCaF

g78mol1mol.g78

53 mol102yg1056,1y

555

22 F2CaCaF

22

555

]F][Ca[K

104102102

14S

255S

S

1023K)104(102K

]F][Ca[K


SS 102,3K)104(102K

CrOAg2CrOAg 2442

xx2x

CrOAg2CrOAg 442

]CrO[]Ag[K 24

2s

x4104]x[]x2[10412

312212

x10x4

104 3 12312

xM10 4

CrOAg2CrOAg444

2442

M10]CrOAg[

M10M102M104

444


M10]CrOAg[ 442

EletroquímicaEletroquímica


PilhasPilhas

Oxidação ReduçãoOxidaçãoPerde ePerde e‐‐

ReduçãoGanha eGanha e‐‐

A A+2 + 2e‐Ganha eGanha e

A+2 + 2e‐A

Pólo Pól Pólo ‐ Pólo +

ânodo cátodoFluxo de elétronsFluxo de elétrons


AtençãoAtençãoAtençãoAtençãoSS f i if i iSe os Se os EºEº forem iguaisforem iguais

Manter o Manter o EºEº > >

i ti t EºEº <<e inverter o e inverter o EºEº <<


∆∆EºEº=+1,56V=+1,56V - Zn/Zn+2 Eº=+0,76V (ânodo)+ Ag+/Ag Eº=+0,80V (Cátodo)

∆∆Eº 0 42VEº 0 42V∆∆Eº=+0,42VEº=+0,42V


Pólo +Pólo + Pólo Pólo --

PilhaPilha Cátodo Ânodo

Redução OxidaçãoRedução Oxidação

EletróliseEletrólise Ânodo CátodoEletróliseEletrólise Ânodo Cátodo

O id dOxidação Redução


l t ólil t óliEletróliseEletrólise

ÍgneaÍgnea AquosaAquosaÍgneaÍgnea AquosaAquosa

FundidaFundida Dissolvida emDissolvida emáááguaágua


Se o OH- sofrer a descarga teremos a seguinte reação:Se o OH sofrer a descarga, teremos a seguinte reação:


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