ReSumo Global QuiMica

7/31/2019 ReSumo Global QuiMica

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MateriaisMatria tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espao. necessrioclassific-la.

Materiais:Naturais utilizados na forma bruta, tal como se encontram na natureza.

Sintticos/Manufacturados resulta de transformaes realizadas atravs deprocessos fsicos e/ou qumicos.

Materiais

Substncias Puras Misturas

Substncias Puras um nico componente.Misturas dois ou mais componentes

Homognea : mistura que tem o mesmo aspecto em toda a sua extenso.No se distinguem visualmente os seus componentes.

Heterognea : mistura que tem aspecto diferente ao longo da suaextenso. Distinguem-se visualmente os componentes.

Coloidal : parece homognea mas, observadas com instrumentos deampliao, verifica-se serem heterogneas. Ex: Maionese.

Composio

varivel emsubstnciaspuras

Por adioPor separao

Substnciaselementares

SubstnciasCompostas

ReacesQumicas Homognea

(Solues)Coloidais Heterogneas

Estados Fsicos


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Processos de Separao de MisturasMistura Heterognea Slida

- Peneirao:Diferentes tamanhos de gros em que se apresentam as diferentessubstncias da mistura (utilizao de peneiros).

- Sublimao:Passagem directa do estado slido ao estado gasoso deuma das substncias da mistura. Ex: Iodo ou Naftalina.

- Separao Magntica:Propriedades magnticas de uma das substncias.

Mistura Heterognea Slida/Lquida

- Decantao: Maior densidade do slido. Devido suspenso de algumas

partculas, deve-se fazer uma filtrao em seguida.- Filtrao:Reteno de partculas slidas num filtro adequado.

- Filtrao a presso reduzida: filtrao rpida para separar uma grandequantidade de mistura. Material: Kitasato, borrachas para vcuo, funil de porcelana(Bchner) com papel de filtro cortado medida do dimetro interno, mangueira ebomba de vcuo.

- Centrifugao:Diferentes comportamentos de partculas de massas diferentes,quando lhe aplicada uma rotao. Usa-se em misturas heterogneas cujo slidono se deposita no fundo. (Utilizao de Centrifugadora)

- Destilao Simples:Diferentes pontos de ebulio das substncias da mistura.Envolve duas mudanas de estado fsico 1 Vaporizao; 2 Condensao.Material: Balo de destilao, manta de aquecimento, termmetro com rolha,condensador e mangueiras.

Mistura Heterognea Lquida

- Decantao lquido-lquido:imiscibilidade das substncias ou das solues.(Utilizao de uma ampola de decantao).

Mistura Homognea Lquida

- Destilao Fraccionada:utilizada para misturas cujos pontos de ebulio dosseus componentes so muito prximos. Material: Igual ao da Destilao Simples excepo de balo de fundo redondo no lugar do balo de destilao e umacoluna de fraccionamento.


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- Cromatografia:Diferentes velocidades de eluio de corantes. Ex: utilizaopara saber os constituintes da tinta. Material: Kit de Cromatografia e papel de filtro(fazer um risco a 1,5 cm).

Smbolos de Aviso para Produtos Perigosos

Explosivo

Manter fora do alcance dascrianas; Movimentar com cuidadoe longe de chamas; Colocar emlocal fresco; Evitar choques ecolises; Facilmente Inflamvel

Manter fora do alcance dascrianas; Manter afastado dechamas;

Irritante

No permitir o contacto com a peleou roupa;

ExtremamenteInflamvel

Manter fora do alcance dascrianas; Manter afastado dechamas;

Nocivo

No permitir o contacto com a peleou roupa;

Perigoso para oAmbiente

No deve ser libertado nos canos,no solo ou no ambiente; Deve serespecialmente tratado;

Txico

No permitir o contacto com a peleou roupa; Nunca respirar osvapores;

Radioactivo

Muito Txico

No permitir o contacto com a peleou roupa; Nunca respirar osvapores;

Provoca QueimadurasQumicas

No permitir o contacto com apele ou roupa;

Corrosivo

Manter fora do alcance das

crianas; Utilizar luvas e culos deproteco; No permitir o contactocom a pele ou roupa; Perigo de Vidro

Quebrado

Manipular com cuidado;

Oxidante

Evitar contacto com materiaiscombustveis; Manter afastado dascrianas e de chamas;


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Elementos Qumicos tomo

Protes: partculas com carga positivaNeutres: partculas com carga elctrica neutraElectres: partculas com carga negativa

- Os protes e os protes so constitudos por partculas mais pequenas:quarks .Proto Neutro Electro

Massa 1,7 x 10 -17 1,7 x 10 -17 9,1 x 10 -31 Tamanho 10-14 10 -14 10-18

Nmero de Massa (A) e Nmero Atmico (Z)*Cada tomo de elemento X pode representar-se por:

Nmero atmico = nmero de protes

Todos os tomos do mesmo elemento tm o mesmo nmero de protes.

O nmero de protes de um tomo igual ao nmero de electresporque o tomo uma partcula globalmente neutra.

Nmero de massa = nmero total de nuclees (n protes + n neutres)Istopos: so substncias do mesmo elemento qumico, que diferem no nmerode massa.

IesTodos os tomos so neutros. Se estes ganharem ou perderem electrestornam-se ies.

- Quando perdem transformam-se em ies positivos ou caties.- Quando ganham transformam-se em ies negativos ou anies.

O nome dos ies monoatmicos positivos igual ao respectivo elementoprecedido da palavra io. Ex: io sdio, io ferro, io clcio.

O nome dos ies monoatmicos negativos normalmente corresponde aodo elemento seguido da terminao eto; excepo o io xido, O2-. Ex:io sulfureto, io fluoreto.

Nuvem electrnicaNcleo


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Massa Atmica Relativa (Ar) Massa calculada relativamente a outra. A massa padro que actualmente

se utiliza a que corresponde duodcima parte do tomo de carbono-12.

- A massa atmica de um tomo no a massa de um determinado istopo,mas sim a mdia ponderada.- A massa atmica relativa de um elemento, Ar, uma mdia pesada (ouponderada) das massas isotpicas relativas dos istopos desse elemento, isto ,uma mdia que tem em conta a abundncia relativa dos istopos.

Ar(Mg) = (23,99x78,99 + 24,99x10 + 25,98x11,01)/100 = 24,31 a abundncia relativa x massa isotpica relativa

Molculas Um conjunto estvel de tomos ligados entre si forma uma molcula.

- As substncias compostas por molculas so representadas por frmulasqumicas. Ex: H2O; O3; NH3.

Qualitativa (indica quais os elementosque constituem as substncias). Ex: Hidrognioe Oxignio.

Quantitativa (indica as propores emque os elementos se combinam). Ex: 2 tomosde Hidrognio e 1 tomo de Oxignio.

Frmula Qumica de Substncias QumicasRegras geraisNuma frmula qumica escreve-se:

Primeiro a representao do io positivo (catio). Segundo a representao do io negativo (anio). O nmero das cargas positivas igual ao nmero das cargas negativas. Na leitura do nome da substncias, primeiro vem o nome do anio,

seguido do nome do catio, separado por de.Regra dos Abraos!!

Ex: Sulfato de Alumnio

H2O Informao

Al3+ SO42+Al2(SO4 )3


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Conceito de Mole1 mol quantidade de substncia (n)

1 mol partculas = 6,023x1023 partculas (NA )

Massa molarM(g/mol) ou (kg/mol) SI

SoluesSoluo= Soluto + Solvente

Menor proporo em geral H2O

Ex: Acar na gua, ar, ligas metlicas

Classificao das Solues

- Quanto ao estado fsico: Slidas, lquidas, gasosas.

Uma soluo adquire sempre o aspecto fsico do solvente

Solues alcolicas solues lquidas em que o solvente o lcool. Ex: tinturade iodo.Solues aquosas Solues lquidas em que o solvente a gua.

Componentes de uma Soluo - Uma soluo pode ter mais do que umsoluto, mas tem apenas um solvente.

Concentrao As solues podem ser insaturadas, saturadas ousobressaturadas.

Solubilidade e temperatura

- Para solutos slidos, em geral, o aumento da temperatura provoca aumento dasolubilidade, enquanto que para substncias gasosas o fenmeno oposto. Poresse motivo devemos conservar um refrigerante, depois de aberto, no frigorfico,pois a diminuio de temperatura favorece a dissoluo do CO2.

Concentrao a composio quantitativa de uma soluo traduz aspropores dos constituintes que fazem parte dessa soluo. Ex: Soro fisiolgico(NaCl 0,9%)

Em cada 100g dessa soluo h 0,9 gramas de NaCl e 99,1gramas de H2O.

A composio quantitativa da soluo pode apresentar-se de vriasformas:

n=m/M n partculas = nxNA n: quantidade de substncia (mol)

m: massa da substncia (g)M: massa molar da substncia (g/mol)


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Concentrao em massa/mssica (Cm) Cm=m1 /V

Concentrao ou Concentrao molar (C) C=n1 /V

Fraco molar (X) X=n/ntotal Adimensional e varia no intervalo 0X1

Percentagem em massa (% m/m) m1 /m x 100 Sem unidadesPercentagem em volume (%V/V) V1 /V x 100 Sem unidades

Percentagem m/V m1 /V x 100

Partes por milho (ppm) m1 /m x 106

Diluies

Relaes entre Cm e %(m/m)Dividindo C por %(m/m), donde resulta: Cm/(m/m)=m1 /V /m1 /m=m 1 /Vxm/m1=

Relaes entre Cm e %(m/m)C=n1 /V=m1 /V.M1=Cm/M1

Medio em Qumica

Medir significa comparar o valor de uma grandeza com outro predefinido a que seconvencionou chamar unidade. Uma medida no absoluta!!

Medio directa: Comparar directamente a grandeza a medir com outra damesma espcie e cujo valor se escolheu para unidade.

Medio indirecta: Medio de uma grandeza obtida por derivao matemtica deoutras grandezas medidas directamente.

Notao cientfica Os resultados das medies exprimem-se em notao

cientfica, cuja frmula geral Nx10n, em que 1N


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Ordem de grandeza de um nmero a potncia de base 10 mais prximadesse nmero. Ex: NA:6,023x1023 1024

Algarismos Significativos So aqueles a que possvel atribuir um significadofsico concreto.

- Ao efectuar mudanas de unidades o nmero de algarismos significativos nose altera notao cientfica (caso necessrio).

- Os zeros posicionados esquerda do nmero no so contados comoalgarismos significativos.

**Soma ou subtraco de duas medies: regra da menor casa decimal**Multiplicao ou diviso de duas medies: regra do factor com menor nmerode algarismos significativos.

Erro e incerteza de uma medidaErro = valor verdadeiro valor medido- Pode-se afirmar que todas as medidas experimentais apresentam um erro, queprecisa ser estimado e compreendido.

A incerteza resulta de vrios erros cometidos no decorrer de uma medio e responsvel pelas variaes observadas entre os diferentes valores obtidos namedio de uma grandeza.

Erros sistemticos: as suas causas so permanentes; verifica-se sempre nomesmo sentido; pode ser detectado e corrigido atravs da anlise cuidadosa dascondies experimentais e das tcnicas envolvidas. Ex: balana mal calibrada,erros de operao

Erros fortuitos ou acidentais: surge mesmo em situaes de cuidado operacional;as suas causas so acidentais e imprevisveis; as estimativas de pessoa parapessoa e de medio para medio; pode ser atenuado, mas no eliminado. Ex:variaes no ambiente do laboratrio, deficiente posio do observador.

Incerteza associada a uma srie de medies-Desvio de uma medida (di): di=|Xi-X|

-Incerteza absoluta: x = |x1-X|+|x 2-X|++|x n-X|n

-Incerteza total: xtotal=x+incerteza do aparelho metade da menor diviso da escala

-Incerteza na forma percentual incerteza relativa x=xtotal(x100)

X


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-Anlise de Erro: Medida ideal=medida realincerteza

Apresentao de um resultado de uma medida com incerteza- Forma mais comum: (valorincerteza) unidade Ex. (24,500,05)cm

- Forma compacta: valor (incerteza) unidade Ex. 24,50 (5) cmExactido: grau de concordncia entre o resultado de uma medio e um valorverdadeiro.

Preciso: grau de concordncia dos resultados de vrias medies realizadas porum mesmo instrumento para o mesmo valor verdadeiro.

Formao do UniversoTeoria do Big Bang(a mais aceite actualmente)

Teoria que afirma que o Universo se formou h 15 M.a. a partir de um ovocsmico superdenso e extremamente quente que ter rompido numa explosode energia. A matria que estava concentrada nesse ponto expandiu-se ecomeou a arrefecer.Factos: Abundncia de elementos qumicos, afastamento das galxias e radiaocsmica de fundo.Limitaes: No consegue prever se a expanso continuar ou se haver

contraco, no explica a origem do ovo csmico e para haver uma explososeria de esperar que houvesse uma distribuio regular da matria, o que no severifica.

Teoria do Estado Estacionrio

Teoria que afirma que o Universo imutvel no lugar e no tempo desde a suacriao, que para manter a estabilidade a matria ter-se-ia expandido a um ritmoconstante e nova matria estaria constantemente a ser criada no mesmo espao.

Teoria do Universo Pulsante

Teoria que afirma que o Universo se ter expandido a partir de uma massa inicialcompacta e que de seguida se deu o abrandamento da velocidade da expansoat ao repouso. De seguida, devido aos efeitos da atraco gravitacional, amatria voltara a contrair-se, primeiro lentamente e depois rapidamente, ficandobastante densa, o que provocou uma exploso e nova expanso.De acordo com esta teoria a matria no criada nem destruda, apenas

rearranjada.


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Etapas aps o Big Bang

- Big Bang temperatura elevada. Apenas existiam fotes de elevada energia.

- Arrefecimento como consequncia da perda de energia por parte dos fotes (a

idade do Universo inversamente proporcional variao da sua temperatura).- Contnua expanso (at aos nossos dias).

- A gravidade torna-se uma forma independente e o espao e o tempo comeama ter significado.

- Criao de quarks medida que a temperatura desce, que se combinam entresi formando protes, neutres e deuteres [ncleos de deutrio(istopo dohidrognio)].

- Formao de ncleos atmicos de hidrognio e hlio e o surgimento deantipartculas (partculas com a mesma massa que os protes e os neutres masde carga elctrica contrria).

- Ligao entre matria e anti-matria, donde resulta o aniquilamento daspartculas com libertao de radiao gama (radiaes mais energticas). como os astros so constitudos por matria, na exploso inicial teve que seformar mais matria que anti-matria.

- Produo de electres e positres.

- Aparecimento dos primeiros tomos (H e He) aps os electres se comearema agregar aos ncleos atmicos e comearem as reaces nucleares de fuso.

- Condensao da matria em enxames de galxias, galxias, e no interior destas,estrelas.

Durante o primeiro milho de anos o Universo foi dominado pela radiao:A radiao interactuava com a matria; o H e o He estavam ionizados e atemperaturas demasiado altas para se formarem tomos neutros; os electreslivres tornavam a mistura opaca, no permitindo aos fotes a possibilidade deviajar a grandes distncias.

Futuro:Modelo do Universo Aberto ou Modelo do Universo Fechado Big Crunch.

Reaces Nucleares: Protes e neutres reagem dentro do ncleo; Oselementos transmutam-se noutros elementos; Os istopos reagemdiferentemente; As variaes de energia so da ordem de 108 kJ/mol de reaco;

As variaes de massa so detectveis.


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Fuso Nuclear: uma reaco em que pequenos ncleos atmicos se juntam(fundem-se) para produzir ncleos atmicos de maior massa com libertao deenergia.

Fisso Nuclear: uma reaco onde se bombardeiam com neutres os ncleosde tomos pesados, obtendo-se como resultado dois fragmentos de massassemelhantes e a emisso simultnea de alguns neutres. Os neutreslibertados bombardeiam outros ncleos mantendo a reaco em cadeia.

Reaces Qumicas: Os electres reagem fora do ncleo; Cada espcie detomos aparece nos reagentes e nos produtos; Os istopos reagem do mesmomodo; As variaes de energia so da ordem de 10 a 103 kJ/mol de reaco;No h variao de massa total (o mesmo nmero de tomos de cada espcieaparece nos reagentes e nos produtos).

Evoluo das Estrelas

1. Forma-se a estrela a partir de uma nuvem de gs e p;2. Reaces nucleares. Massas de gs e p condensam-se;3. Sequncia principal. A estrela permanece estvel enquanto tem combustvel; 4. A estrela comea a dilatar-se e a arrefecer; 5. Cresce, engolindo os planetas, at transformar-se numa gigante vermelha (ou

supergigante vermelha); 6. Fica instvel e comea a dilatar-se e a encolher alternadamente at queexplode;

Se a estrela muito maior que o Sol7. Supernova. Lana maior parte domaterial para o espao; 8. Pulsar. O resto torna-se pequenoe denso;

9. Se tinha muita massa, contrai-seainda mais e transforma-se numburaco negro.

Se a estrela como o Sol7. Nova. Lana parte do material parao exterior;8. Nebulosa planetria. O restocontrai-se;

9. An. Muito pequena e densa,podendo ser branca ou azul at quese apaga.

Gigante Vermelha:Be, C e O.Supergigante Vermelha:C, O, Ne, Mg, Si, S e Fe.


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COMPLETAM-SE!!

Radiaes ElectomagnticasAmplitude: a distncia entre a posio de equilbrio e a fase mxima devibrao Unidade SI (m).

Comprimento de Onda( ): a distncia entre dois pontos consecutivos namesma fase de vibrao Unidade SI (m).

Perodo(T): o tempo que a onda demora a dar uma volta completa UnidadeSI (s).

Frequncia(f): o nmero de voltas por unidade de tempo Unidade SI (s-1 ouHz). f= 1/T

Velocidade de propagao (v): a distncia percorrida pela onda numdeterminado intervalo de tempo Unidade SI (m/s) V= /T

C = 3x108 m/s C= /T e f=1/T

Energia das radiaes:E=n.h.f

EspectrosConjunto de radiaes emitidas por uma fonte de luz. Espcie de impresso

digital de cada elemento, pois no existem dois espectros iguais.

Contnuos conjunto de radiaes que se sucedem sem interrupo. Exs: Luzbranca, Sol

Descontnuos a emisso de luz no se processa em todas as frequncias, ouseja, h interrupes entre elas. Exs: espcies atmicas e moleculares.

De absoro: De emisso:

A radiao emitida por uma estrela d informao sobre a sua consituio

qumica.

C = .f E - Energia (J)N - n de fotesh - constante de Planck (6,63x10-34 J/s)f - Frequncia (s-1 ou Hz)


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No espectro solar, existem riscas negras que sedevem absoro de radiao por tomosexistentes na atmosfera do Sol.

Como algumas dessas riscas coincidem com asriscas dos espectros de emisso dos tomosreferidos, podemos concluir que esses tomosesto resentes na atmosfera solar.

Espectro Solar (visvel-44%):

Espectro Electromagntico

Efeito Fotoelctrico O efeito fotoelctrico um processo de interaco em que um foto (Einc ),interage com o tomo como um todo, resultando na ejeco de um electro

orbital. Ex: Portas automticas

Einc = Erem + Ecin

O n de fotoelectres emitidos proporcional ao n de fotes da radiaoincidente (intensidade);

A energia (cintica) dos fotoelectres emitidos no aumenta com aintensidade do feixe, mas depende apenas da frequncia da radiao incidente.

Ecin e-=1/2.m e-.Ve-2

h.f =Erem+1/2.m e-.Ve-2

EincErem H efeito fotoelctrico.Einc


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tomo de HidrognioModelo Atmico

1 Modelo da bola de bilhar (Modelo de Dalton);2 Modelo do pudim de passas (Modelo de Thomson); 3 Modelo do Sistema Solar (Modelo de Rutherford); 4Modelo de Bohr ; Modelo da Nuvem Electrnica (Schrdinger).

- Os electres ocupam orbitais (regies do espao onde h probabilidade deencontrar um electro com uma dada energia).

Quantizao de Energia

O espectro do hidrognio um espectro de riscas porque a energia se encontraquantizada, ou seja, os electres s podem absorver/emitir determinadasquantidades de energia.

Qumica Quntica Para caracterizar uma orbital so necessrios 3 nmeros qunticos:

( n,l,ml ).

Para caracterizar um electro no tomo so necessrios 4 nmerosqunticos: ( n,l,ml,ms ).

n nmero quntico principal(nvel de energia onde se encontra o electro).l nmero quntico de momento angular, secundrio ou azimutal(forma daorbital, valor possvel igual ao valor de n correspondente).

En= -2,18x10-18 J

n2


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ml nmero quntico magntico(indica o nmero de orbitais existentes emcada nvel e o nico que pode ser negativo)ms nmero quntico de spin (movimento de rotao do electro, s podeter dois valores: e )

Orbitais s tm forma esfrica; orbitais p tm forma lobular (sodegeneradas, ou seja, tm o mesmo valor de energia).

Princpio de Pauli na mesma orbital s podem coexistir dois electres com omesmo ms. Ou seja, como s h dois valores possveis para este n, cada orbitals pode comportar, no mximo, dois electres que tero spins opostos.

Princpio da energia mnima os electres devero ocupar as orbitais por umaordem tal que resulte na menor energia para o tomo.

Regras de Hund Nas orbitais que tm a mesma energia (degeneradas), a distribuio feita do seguinte modo:

1 Preenchem-se completamente as orbitais de energias diferentes nodegeneradas;

2 Nas orbitais degeneradas (com a mesma energia), em primeiro lugarentra um electro com o mesmo valor de ms para cada uma dessasorbitais;

3 Os restantes electres entram em seguida, preenchendo totalmenteas orbitais, respeitando a regra do emparelhamento, isto , dos spins opostos.

Cerne constitudo pelo ncleo e pelos electres mais internos. Ex:11Na: [Ne] 3s1

Diagrama de Caixas

2xn2

N deorbitais= n 2


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Tabela Peridica Antigamenteno se conheciam tantos elementos qumicos e estes eram

organizados pelos nmeros de massa.

Actualmenteos elementos so organizados de acordo com o nmeroatmico e cada perodo ( excepo do primeiro) comea com um metal etermina com um gs nobre.

Grupo- Os elementos do mesmo grupo possuem o mesmo nmero de electresde valncia, pelo que apresentam semelhanas de propriedades qumicas efrmulas qumicas semelhantes quando formam compostos com outroselementos. Elementos do mesmo grupo pertencem a uma famlia:

Grupo 1 Famlia dos metais alcalinos; grupo 2 Famlia dos metais alcalino-terrosos; grupo 17 Famlia dos Halogneos (gerador de sais, reagemviolentamente); grupo 18 Famlia dos gases nobres (incluindo o He porque um gs nobre e tm a ltima camada completa).

Perodo- Corresponde ao valor do nmero quntico principal ( n ) da camada maisperifrica.

Bloco- Corresponde ao tipo de orbital que a ltima orbital preenchida. Blocosp es: Elementos representativos; Blocosd e f : Elementos de transio.

Classificao dos Elementos:

Metais No-metais Semimetais So bons condutores

de corrente elctrica e de calor. So slidos

temperatura ambiente (exceptoHg, Cs, Fr e Ga). Apresentam, de um

modo geral, pontos de fuso ede ebulio positivos.

So maus condutoresde corrente elctrica e de calor.

Apresentam aspecto dealgumas propriedades fsicas demetais.

Apresentam algumaspropriedades qumicas de no-metal.

Raio Atmico:Aumenta ao longo do grupo e diminui ao longo do perodo.

Energia de primeira ionizao:Se pretendermos remover um electro temosde fornecer uma determinada energia ao tomo: X(g)+E1 X++e -. Diminui aolongo do grupo e aumenta ao longo do perodo.


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As energias de ionizao so sucessivamente crescentes. A primeira energiade ionizao tem valor simtrico da energia do electro na orbital maisexterna, ou seja, a energia de primeira ionizao sempre igual energia deremoo do electro mais externo.

A segunda (terceira,) energia de ionizao no simtrica da energia doelectro na respectiva orbital, pois j no se trata de um tomo, mas sim deum io.

Justificaes

Grupo: Aumenta o nmero quntico principal e, como os electres devalncia ocupam nveis de energia sucessivamente superiores, encontram-semais afastados do ncleo, havendo um aumento da nuvem electrnica.

Perodo: Os nveis de energia ocupados so iguais, mas a carga nuclear e onmero de electres de valncia aumentam medida que aumenta onmero atmico. Como o efeito da carga nuclear prevalece, pois os protestm mais massa que os electres, as foras de atraco ncleo-electres devalncia so mais intensas e a nuvem electrnica contrai-se.

Ies isoelectrnicos o mesmo n de e-, o que difere a carga nuclear.

Constantes fsicas

Densidade relativa:Slidos: d= mM-M

Lquidos: d= M-mM-m

Ponto de Fuso: Temperatura qual se d a passagem do estado slido aoestado lquido. Constante caracterstica das substncias slidas puras e o seuvalor depende da presso. Se o lquido solidificar novamente, a temperatura qual isso acontece denomina-seponto de congelao.

Ponto de Ebulio: a temperatura qual o lquido entra em ebulio, pressoatmosfrica normal. Constante caracterstica de lquidos.

m massa do slido problemaM massa picnmetro cheio de gua e slido aoladoM massa picnmetro com gua + slidointroduzido

m massa do picnmetro vazioM massa picnmetro cheio de guaM massa picnmetro cheio do lquido-problema

Admitem-sevariaes at

3C


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A Atmosfera O Sistema Solar, a que a terra pertence, formou-se h cerca de 5 milhares

de milhes de anos e, presumivelmente, a Terra foi formada a partir dos produtos

ejectados pelo Sol, essencialmente H e He. Quando a atmosfera arrefeceu a crosta comeou a solidificar, mas muitasvezes irrompia rocha em fuso atravs da crosta vulcanismo.

- Estes vulces libertaram gases de composio idntica actual.

Atmosfera primitiva constituda essencialmente por:metano (CH4 ), amonaco(NH3 ), vapor de gua (H2O), dixido de carbono (CO2 ) e cido sulfrico (H2SO4 ).

- Evoluo da Atmosfera

Para ter existido vida a gua tinha de estar no estado lquido, logo atemperatura no poderia ser nem demasiado alta, nem demasiado baixa.

Na atmosfera primitiva, o CO2 existia em grandes quantidades, o quepermitia concentrar a radiao infravermelha e assim evitar a glaciao.

A gua, devido fotodissociao, decomps-se em H2 (que se escapou) eO2. Este combinou-se com CH4, originando CO2 e H2O e tambm NH3 para formarN2e H2O.

O Hidrognio presente desde a formao do planeta, por ser um gs muitoleve (baixa densidade) foi-se escapando gradualmente para o espao,permanecendo na atmosfera em quantidades mnimas.

O CO2 foi diminuindo para valores muito baixos medida que era fixadopelas rochas calcrias.

O N2 foi-se tornando cada vez mais abundante pois era libertadocontinuamente do interior da Terra, devido intensa actividade vulcnica que severificava.

3 mil milhes de anos a 1,5 milhes de anos O Hidrognio acabou praticamente por desaparecer da composio.

O N2 tornou-se mais abundante, passando a constituir cerca de 60% dacomposio da atmosfera.

O Oxignio s surgiu cerca de 2,4 mil milhes de anos, como resultado daactividade fotossinttica das primeiras bactrias e algas azuis-esverdeadas, queeram microorganismos aquticos cianobactrias, que retiravam o hidrognio dagua no seu metabolismo e libertavam o oxignio para a atmosfera. Ao tornar-semais abundante originou o O3 que impede as radiaes UV cheguem superfcie.


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O N2 foi surgindo na Terra como resultado da reaco entre oxignio eamonaco e da actividade das bactrias existentes no solo.

O nvel de CH4 foi desaparecendo devido reaco com o oxignio eformao de CO2.

Eventualmente, h cerca de 600 milhes de anos, a atmosfera atingiu acomposio actual (atmosfera secundria): 21% de oxignio e 78% de N2,aproximadamente.

- Agentes de alterao de constituintes vestigiais da atmosfera

Naturais Antopognicos

- Respirao- Decomposio das plantas edos animais- Vulces

- Queima de combustveis fsseis- Desflorestao- Emisso de gases pela actividade industrial- Queima da biomassa

Os gases vestigiaistornam-se poluentes se avelocidade de lanamentosdesses gases na atmosferafor superior velocidadede retirada dos mesmos daatmosfera.

Os poluentesprimrios so os que solanados na atmosfera,enquanto que ossecundrios so oresultado das reaces dosprimrios.


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- Contaminao e Toxicidade

- Uma substncia A contaminante de outra substncia B se a sua presena,mesmo em quantidades vestigiais, altera o fim a que se destina a substncia B.

- Um produto pode ser considerado txico de, directa ou indirectamente, causarperturbaes gravas num ser vivo.

Toxicidade: Aguda a dose de substncia que provoca a morte imediata (em24h) a 50% de uma populao. Exprime-se emDL 50.

Crnica - a dose de substncia, no quantificvel com rigor, masque origina perturbaes das quais no resulta morte imediata, mas em que operigo advm, fundamentalmente, dos efeitos cumulativos (ex: metais pesadoscomo o Hg, o Pb e o Ni.

DL 50: a dose de um produto qumico que mata 50% dos indivduos de umapopulao testada (mg de produto txico por kg de massa corporal). Quantomenor DL50 maior a toxicidade.

CL 50: a concentrao de um produto qumico que mata 50% dos indivduos deuma populao testada.

Para as substncias txicas definido umvalor limite de tolerncia(VLT)expresso em partes de gs ou de vapor por milho de partes de ar contaminado.

Estes valores representam as condies s quais se cr que os trabalhadorespodem ser expostos repetidamente, sem que da resultem efeitos adversos.

A concentrao mxima admissvel(CMA) o valor da concentrao dasubstncia txica que nunca deve ser excedido em qualquer instante durante umdia normal de trabalho.

- Temperatura, Presso e Densidade em funo da altitude

Atmosfera a camada gasosa que envolve a Terra e que apresenta alteraes,

da base para o topo, em termos de temperatura, composio qumica,movimento e densidade. Tem como funes filtrar os raios solares, protegercontra a entrada de corpos estranhos, controlar a temperatura (efeito de estufanatural) e absorver parte da radiao UV, permitindo a existncia de vida.

Com base na temperatura encontra-se dividida em cinco camadasesfricas concntricas e quatro zonas estreitas de transio (pausas):

Troposfera: Zona que se estende at aos 10 km de altitude e onde se encontra 90% da massa total e 99% da massa de gua na atmosfera. A

temperatura diminui com a altitude porque embora o CO2, H2O e CH4 absorvam e


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irradiem radiao IV, possui ainda mais calor prximo do solo devido ao calorirradiado pela Terra. Como uma zona de ar instvel ( nesta camada que se doos fenmenos atmosfricos) o calor distribui-se por toda a troposfera. ondeexiste a vida, onde se do as reaces de fotossntese e se fixa o azoto.

TROPOPAUSA Estratosfera: Zona entre os 10 e 50 km, onde existe O3 que absorve

as radiaes UV e aumenta a temperatura devido s reaces exotrmicas(reaces muito energticas) em que intervm, estabilizando as condiesatmosfricas.

ESTRATOPAUSA

Mesosfera: Camada situada entre os 50 e os 85 km. A temperaturadiminui com a altitude at temperaturas na ordem dos -85 C, na mesopausa,regio mais fria da atmosfera. Isto resulta da existncia de quantidades poucosignificativas de O3 e de H2O, capazes de absorver radiao UV, embora hajaazoto e oxignio. onde se d a chuva de meteoritos.

MESOPAUSA

Termosfera: Situa-se entre os 85 e os 500 km e a camadaquente da atmosfera como resultado da formao de ies pela absoro deintensa radiao solar. Reflecte os sinais de rdio e como o ar est muito

rarefeito, qualquer variao de energia provoca grandes variaes detemperatura.

Exosfera: encontra-se a mais de 500 km de altitude e a regiomais exterior da atmosfera, sendo o seu limite superior relativamente indefinido. a zona de transio entre a atmosfera terrestre e o espao celeste. Nesta zona,a densidade atmosfrica extremamente baixa e os seus componentesencontram-se ionizados, sendo o hidrognio o componente mais abundante. Atemperatura no sofre alterao.

Ionosfera: conjunto da mesosfera e da termosfera , entre 50 km a 500Km dealtitude. Esta regio possui muitas partculas carregadas electricamente (ies).

- Constituintes maioritriosTroposfera AzotoEstratosferaMesosfera OxignioTermosferaExosfera Hidrognio

A presso e a densidade diminuem com aaltitude. O Homem no esmagado pelapresso do ar porque a presso interna do corpo(presso de dentro para fora) igual pressoatmosfrica (de fora para dentro).


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(n,T) constante

Volume molar Slido forma fixa e volume fixo

Liquido forma varivel e volume fixo

Gasoso forma varivel e volume varivel

O ar uma soluo gasosa, de composio ligeiramente varivel no querespeita quantidade de vapor de gua e de outros gases vestigiais.

Os gases, ao contrrio dos slidos e dos lquidos, no apresentam volumeconstante.

Este comportamento deve-se ao facto de as foras de interaco entre as

suas partculas constituintes serem desprezveis. No geral, essas partculaspodem mover-se livremente, independentemente umas das outras.

n quantidade de substncia (mol)V volume (dm3 )

T temperatura (K Kelvin)p presso (atm atmosfera)

Lei de Boyle- A Compressibilidade dos Gases

p1V1 = p 2V2 ou =

Lei de Charles e Gay Lussac- Efeito de T sobre o Volume do gs

O volume de uma quantidade constante de gs, sob presso tambmconstante, aumenta com a elevao da temperatura.

Se uma massa constante de gs se mantiver a presso constante, o seuvolume directamente proporcional temperatura absoluta (temperatura emKelvin).

1221

2

2

1

1 V T V T T V

T V

==

12212

2

1

1 PT PT T P

T P

==

- p e V so inversamente proporcionais- p.V: Constante

(n,p) constante

(n,p) constante


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Lei de Avogadro

Princpio de Avogadro:Volumes iguais de gases, nas mesmas condies detemperatura e presso, tm o mesmo nmero de partculas.

O volume de um gs, a uma certa temperatura e presso, diretamenteproporcional quantidade do gs.

Equao dos Gases:

Condies PTN ou CNPT: p=1 atm e T=0 C

Densidade (massa volmica) de um gs: Massa Molar:

Volume molar (Vm) o volume ocupado por uma mole de gs nas condies

PTN.Condies PTN ou CNPT: p=1 atm e T=0 C

P.V = n.R.T Condies PTN

Disperses na atmosfera A troposfera, devido sua maior proximidade da crosta terrestre, a

camada que contm quase toda matria que existe na atmosfera.

A atmosfera uma soluo gasosa, isto , uma mistura homognea devrias substncias.

12212

1

2

1 nV nV nn

V V

==

nRT pV =

V m

= nm

M =

V m

=

nV

V m =V

Mxn=

mnxV V = mnxV Mxn

= mV

M =

1

4,221

15,273082,0 === mol L

xP

RT V m

(p,T) constante


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Embora a atmosfera seja constituda por uma mistura de gases e vapores,no seu interior existem partculas dispersas (matria particulada) resultantes defenmenos naturais e outras da actividade humana.

Na troposfera, a matria particulada pode constituir com a soluo gasosa disperses: sistemas nos quais uma ou mais substncias esto disseminadas,sob a forma de pequenas particuladas numa segunda substncia. As primeirassubstncias chamam-se dispersos ou fase dispersa e a segunda fase contnua oudispersante.

A classificao das disperses em solues (ex: gua salgada), colides (ex: leite) e suspenses (ex: gua com areia fina) feita de acordo com otamanho mdio das partculas dispersas.

Uma disperso coloidal, ou colide, um estado intermdio entre umasoluo e uma suspenso. As disperses coloidais so designadas por:

Interaco Radiao-MatriaCerca de 34% da luz recebida directamente reflectida pelas nuvens para aatmosfera; 19% absorvida pelo O3, pelo vapor de gua e pelo CO2. Apenas 47%da radiao solar incidente atinge de facto a superfcie da Terra e, desta, grandeparte (40%) utilizada para evaporar a gua da hidrosfera, sendo a restanteabsorvida pela crosta terrestre.

- Efeitos da Radiao Solar

As radiaes solares influenciam a temperatura da atmosfera. Ao entrarem naatmosfera terrestre, as radiaes colidem com as partculas a existentes,transferindo para elas a energia que transportam. Esta absoro pode causar doisefeitos:

Efeito trmico a energia solar provoca o aumento da Ecin das partculas,aumentando, consequentemente, a sua temperatura;


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Efeito qumico as radiaes solares quebram as ligaes qumicas,dando origem a radicais livres e posteriormente, a reaces qumicas.

- Quando uma reaco iniciada pela aco de fotes ela designada porreaco fotoqumica. O2 2 O Reaco de fotodissociao

Absoro de energia pelos tomos e molculas Se uma radiao encontrar um determinado tomo e puder dispensar-lheenergia suficiente para passar um electro para um nvel superior, d-se aabsoro de energia pelo tomo, que fica num estado excitado. Se a energia disponvel pela radiao for suficiente, pode mesmo dar-se a sadade um electro do tomo, ocorrendo ento ionizao. Para que ocorram estes fenmenos de excitao e ionizao necessrio queas radiaes sejam suficientemente energticas (radiaes UV e visveis).

Radicais Livres

As molculas, quando excitadas tornam-se mais reactivas, podendo reagir comoutras molculas.

Podem perder electres (ionizao) ou decomporem-se, originando ies efragmentos sem carga, como os radicais livres (partculas com um electrodesemparelhado, como HO ).

Os radicais livres podem formar-se por ciso homoltica da ligao covalenteficando um dos fragmentos com um electro.

- Formao de ies na termosfera e na mesosfera: O 2+ , O + e NO + A mesosfera e a termosfera so predominantemente ionosfricas: radiaessuficientemente energticas podem produzir ies O+ ou N2+ , sendo ejectadoselectres com uma determinada energia cintica.

Na termosfera as reaces mais importantes so:O O+ + e - N N+ + e - O + O+ O2+ N+ + O 2 NO+ + O

N+ + NO N2+ + O Na mesosfera: H2O HO + H

H2O2 + O HO2 + HO a espcie mais importante na qumica da atmosfera

Outros radicais livres so o Cl e o Br , que se formam na troposfera e termosfera,como o HO .

HO-H HO+ H (ciso homoltica)H-Cl H+ Cl (ciso homoltica)


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Os radicais livres podem ser produzidos naturalmente na respirao celular e so acausa bsica do envelhecimento; tm implicaes no desenvolvimento do cancro, dadiabetes, da asma, da depresso e de doenas reumatolgicas e cardiovasculares; tmimplicaes nas leses cerebrais.

O Ozono na Estratosfera

Ozono estratosfrico (bom ozono)- Constitui cerca de 90% do O3 atmosfrico;- Actua como principal escudo s radiaes UV.- Forma-se por combinao do oxignio atmico com o oxignio molecular.

Ozono troposfrico (mau ozono)

- Constitui cerca de 10% do O3 atmosfrico;- Produz efeitos txicos nos seres vivos.- Cor acastanhada smog fotoqumico.- Efeito de estufa.

Tipo de radiaes UV:

UV-C mais energticas, so absorvidas pelo oxignio na mesosfera.

UV-B As mais perigosas para os seres vivos, em grande parte absorvidas

pelo O3. Responsveis pelos danos imediatos:- Vermelhido;- Ressecamento;- Queimaduras;- Diminuio da resistncia da pele.Intensidades diferentes conforme a hora do dia.

UV-A As menos energticas e prximas do visvel; so as menosperigosas e atingem a troposfera. Responsveis pelos danos imediatos ecumulativos:- Envelhecimento precoce da pele;- Aparecimento de rugas e manchas;- Diminuio do seu sistema de defesa natural.A mesma intensidade independente da hora do dia.

- Formao e decomposio do O3

1 O2 O +O 2 O+O2 O3 3 O3 O +O2 4 O+O3 2O2O+O2 O3

- Buraco na Camada de O3


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Os principais responsveis so: Hidrocarbonetos totalmente clorofluorados (CFC);

Em menor escala, hidrocarbonetos parcialmente clorofluorados (HCFC)provenientes da refrigerao, produo de espumas expandidas, aerossis esolventes;

Brometo de metilo proveniente da fumigao dos solos na agricultura e daqueima da biomassa.

Os CFCs

Denomina-se clorofluorcarboneto ou Clorofluorcarbono (CFC) o grupo decompostos obtidos principalmente pela halogenao do metano.So derivados dos hidrocarbonetos saturados obtidos mediante a substituio detomos de hidrognio por tomos de cloro e flor. So gases muito estveis quesobem lentamente para a estratosfera.

Na ausncia de CFCs a velocidade de formao do ozono era igual avelocidade com que se dissociava.

- Os CFCs so decompostos pelas radiaes UV libertando radicais livres decloro:FCl2C-Cl + foto FCl2C + Cl

- O cloro atmico, muito reactivo, vaireagir com o ozono, originandomonxido de cloro e oxignio.

- O monxido de cloro reagindo como oxignio atmico, que abunda naestratosfera origina, de novo, o cloroatmico.

Cl + O 3 ClO + O 2 ClO + O Cl + O 2

- Os radicais livres de cloro ficam assim disponveis para se combinar e destruirmais molculas de ozono.


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AlcanosQumica orgnica:Ramo da qumica que estuda a estrutura, propriedades,composio, reaces e sntese de compostos formados essencialmente porcarbono e hidrognio.

Hidrocarbonetosso compostos orgnicos formados exclusivamente por tomosde Carbono e Hidrognio.

Classificao das cadeias- Aberta: Normal ou Ramificada;- Fechada ou Cclica

Classificao dos carbonos

Carbono primrio - ligado directamente e um carbono apenas. Carbono secundrio - ligado directamente a dois carbonos. Carbono tercirio - ligado directamente a trs carbonos. Carbono quaternrio - ligado directamente a quatro carbonos.

FRMULA GERAL CnH2n+2 , onde n um nmero inteiro. Os nomes dos alcanos possuem prefixo de numerao eANOno final.

N de tomos de

carbonoRaiz do nome N de tomos de

carbonoRaiz do nome

1 met 9 non2 et 10 dec3 prop 11 undec4 but 12 dodec5 pent 13 tridec6 hex 14 tetradec7 hept 15 pentadec8 oct 20 icos

Radicais Alquilo Raiz do nome1 metil2 etil3 propil4 butil


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- Regras de Nomenclatura dos Alcanos

1.Seleccionar a cadeia de tomos mais longa cadeia principal.2. O nome dos alcanos formado pelo prefixo indicativo do n. de tomos decarbono da cadeia principal seguido da terminao ano (excepto para os 4primeiros elementos).3. Numerar os tomos de carbono da cadeia principal comeando num extremoda cadeia de modo que os radicais venham com o nmero mais baixo possvel.4. Considerar cada radical ligado cadeia principal.5. Indicar a posio do radical por um n separado do seu nome por um hfen epor fim o nome do hidrocarboneto correspondente cadeia principal.5. Os nomes dos radicais iguais so antecedidos de di, tri, tetra, etc. As posiesocupadas pelos grupos alquilos so separadas por vrgulas e so indicadas porordem crescente.

Derivados HalogenadosApresentam pelo menos um tomo de halognio (F, Cl, Br, I) ligado a um radicalderivado de hidrocarbonetos.

Cicloalcanos -So hidrocarbonetos cclicos contendo apenas ligaes simples.Na nomenclatura usa-se a terminaoANOe coloca-se antes do nome o prefixoCICLO, para indicar que a cadeia cclica.Possuem frmula geralCnH2n.

Ismeros -Compostos com a mesma frmula molecular mas com sequncia de carbonosdiferente.


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1. O Amonaco como matria-primaA indstria qumica mundial emprega milhes de pessoas de formao

diversificada, com diferentes especialidades e competncias.

As pessoas directamente responsveis pelos processos qumicos tm de ser altamente

qualificadas e extremamente bem treinadas.As empresas desta rea contratam pessoas de diferentes formaes, criando assim

muitos postos de trabalho e contribuindo positivamente para a economia dos pases.

Importantes exportadores desta rea

o EUA;

o Japo;

o Alemanha;

o Frana;

o Reino Unido;

o Holanda.

O amonaco uma matria-prima importante, pois permite o fabrico de explosivos,

corantes, adubos, detergentes e muitos outros compostos.

Nos organismos, funciona como agente estruturante das protenas e de outros

compostos azotados, como as bases do DNA.

Importante na composio da atmosfera dos gigantes gasosos como Jpiter e

Saturno. Pensa-se que o amonaco foi um dos constituintes da atmosfera primitiva da

Terra e que, medida que se comeou a libertar oxignio, este reagiu com o amonaco

originando substncia azotadas.

Para compensar esta perda, a vida evoluiu de forma a criar caminhos enzimticos para

voltar a obter amonaco ou para usar outros compostos de azoto como os nitratos, na

construo de molculas importantes para a vida.

Um organismo que desenvolveu a capacidade de produzir amonaco a bactria que

cresce nas razes das leguminosas, sendo que os cientistas esto a tentar copiar estefenmeno na criao de seres geneticamente modificados.

O que o Amonaco?

O amonaco (NH3), nas condies de PTN, um gs incolor, irritante, inflamvel, txico

e de odor penetrante.

1.1. Reaco de Sntese do Amonaco

O processo de obteno do amonaco vulgarmente conhecido por: processo de

Haber, processo de Haber-Bosch ou processo de sntese do amonaco.

Tema 1Amonaco


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Utiliza-se o hidrognio e o azoto neste processo, sendo que foi Haber quem

desenvolveu um mtodo de obteno de NH 3 muito mais econmico, enquanto Bosch

adaptou o seu processo a um processo industrial de larga escola, usando catalisadores

e alta presso.

Como se obtm as matrias-primas, para a sntese do amonaco?

Henry Cavendish est associado descoberta do ar inflamvel, pois os seus estudos

demonstraram que era uma substncia individual Hidrognio.

Este obtm a partir da reaco do metano (gs natural) ou nafta com vapor de gua:

Este processo de obteno do hidrognio, para alm de ser bastante poluente,

necessita de fontes de energia no renovveis.

O hidrognio usado para produo de amonaco, nas refinarias, para produo de

metanol, no fabrico de produtos qumicos, na metalurgia e como combustvel nos

programas espaciais.

A descoberta do Azoto atribuda a Daniel Rutherford e Priestly.

O azoto uma das substncias mais abundantes, teis e necessrias do nosso planeta,

sendo que 80% da atmosfera azoto.

A tcnica para

obteno do azoto a

destilao fraccionada

do ar lquido.

Contribui para o efeito de estufa


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O azoto utilizado na produo de amonaco, na indstria de electrnica, na tmpera

dos aos inoxidveis, como agente refrigerante, na indstria petroqumica, como

atmosfera inerte nos tanques de armazenamento de lquidos explosivos.

1.2. Reaces qumicas

Uma reaco de sntese (ou de composio) acontece quando duas ou maissubstncias se combinam para formar uma nova substncia:

A decomposio do amonaco a reaco inversa:

1.3. Aspectos quantitativos das reaces qumicas

As equaes qumicas so um meio de expressar, simbolicamente, as transformaes

de substncias em outras substncias, fornecendo apenas informaes que relacionam

o que reage com o que produzido.

Numa reaco qumica so evidenciados dois aspectos:

o Qualitativo: identifica os reagentes e os produtos que fazem parte da mistura

reaccional;

o Quantitativo: indica a proporo em que os reagentes e os produtos reagem e

se formam.

Na escrita de uma equao qumica necessrio no esquecer:

o Cada substncia que entra na reaco tem uma frmula que no pode ser

alterada (Lei das propores definidas)

o As substncias que entram na reaco so identificadas por formulas qumicas

intercaladas pelo sinal (+) e uma seta ( ) ou duas ( ), que separa(m) os

reagentes ( esquerda) dos produtos ( direita).

o Uma equao qumica deve ser acertada em relao a cada espcie detomo presente: colocam-se coeficientes estequiomtricos antes das formulas

qumicas, de forma a assegurar o mesmo nmero de tomos de cada espcie,

tanto nos reagentes como nos produtos (Lei da conservao da massa).

o Se um reagente ou um produto forem slidos deve colocar-se um (s) ou (c) a

seguir respectiva formula qumica, um (g) se for gs, um (l) se for lquido e

um (aq) se estiver em soluo aquosa.

Ao contrrio do que se passa nas reaces nucleares, as reaces qumicas no criam

nem destroem tomos nem transformam uma espcie de tomo noutra. O que


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acontece uma reorganizao diferente dos tomos inicialmente presentes em

diferentes combinaes moleculares ou inicas.

Assim possvel contar o nmero de tomos de cada espcie antes e depois da

reaco e certificar-se de que no houve ganhos nem perdas.

1.3.1. Quantidade de substncia

Quando se usa a mole, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo

ser tomos, molculas, ies, electres, outras partculas ou grupos especificados de

tais partculas.

Em funo da definio da unidade de grandeza qumica de substncia, o nmero de

entidades (N) presentes numa amostra proporcional quantidade de substncia

respectiva (n), sendo a constante de proporcionalidade a constante de Avogadro (N A).

Massa Volume

Quantidade de substncia Quantidade de substncia

Massa Molar

Volume Molar (22,4 dm3/mol)

1.3.2. Rendimento de uma reaco qumica: reaces completas e

incompletas

Mesmo que todos os reagentes, numa reaco qumica, estejam na proporo

estequiomtrica (proporo indicada pelos coeficientes na equao qumicarespectiva), a reaco pode ter um rendimento inferior a 100%.

As causas desse rendimento menor que 100% podem ser:

o Condies desfavorveis de operao;

o Paragem da reaco;

o Reaces laterais;

o Ocorrncia da reaco inversa (equilbrio qumico).

O sucesso de uma reaco qumica pode avaliar -se atravs do clculo do rendimento

da reaco ( ).

O rendimento de uma reaco qumica obtm-se a partir da relao de duas

quantidades de produto:

A quantidade de substncia, a massa ou volume (gases) real do produto inferior

quantidade, massa ou volume tericos, pelo que o rendimento quase sempre

inferior a 100% (ou 1).

6,02 1023 mol


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Uma reaco diz-se completa se, pelo menos, um dos reagentes se transforma (quase)

integralmente nos produtos da reaco, ou seja, se o seu rendimento se aproxima

muito de 100% (ou 1).

Uma reaco diz-se incompleta se nenhum dos reagentes se esgota, sendo neste caso

o rendimento inferior a 100% (ou 1).

As reaces de combusto, em sistema aberto, so exemplos de reaces que mais se

aproximam das reaces ditas completas.

1.4. Grau de pureza dos componentes de uma mistura reaccional

Um reagente qumico pode apresentar diferentes graus de pureza e a escolha de um

ou de outro tem a ver com o fim a que se destina.

O reagente limitante aquele que condiciona a quantidade possvel (terica) que sepode obter do(s) produto(s) e por isso o que existir em menor quantidade relativa.

Se um dos reagentes o limitante, ento o(s) outro(s) ser(o) o(s) reagente(s) em

excesso, uma vez que est(o) presentes na mistura reaccional em quantidades

superiores s exigidas pela estequiometria da reaco qumica.


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2. O amonaco, a sade e o ambienteA capacidade de dissoluo do amonaco na gua e a sua tendncia para se libertar

como gs fazem dele um potencial problema ambiental.

Biologicamente, o amonaco um resduo txico, fruto da decomposio de algunsaminocidos, razo pela qual convertido em ureia no fgado e excretado pela urina.

Mais de 80% da poluio provocada pelo amonaco tem origem nas prticas agrcolas,

principalmente nos dejectos dos animais mas tambm nos fertilizantes usados, como

tambm na indstria e no trfego.

Uma vez na atmosfera reagem com cidos como H 2SO4 e HNO3 dando origem a

aerossis com material particulado, onde est presente o io amnio ( ).

A remoo do NHx da atmosfera pode ocorrer atravs da precipitao; os gases eaerossis so captados directamente pela superfcie terrestre.


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Interaco do amonaco com componentes atmosfricos

A acidificao provocada pelo amonaco comea na atmosfera, onde o NH 3 reage com

ies H+, dando origem ao io amnio , que pode provocar srios impactos

ambientais: o Acidificao do solo; o Eutrofizao; o Interferncia no efeito de estuda.

Segurana na manipulao do amonaco: impactes na sade

Sob a forma de vapor pode atingir as vias respiratrias, originando espirros, dispneia e

tosse, podendo evoluir para problemas pulmonares graves. Os olhos lacrimejam e

podem manifestar-se conjuntivites.

Sob a forma de soluo aquosa, quando ingerido origina dores muito intensas com

intolerncia gstrica e estado de choque acompanhado, muitas vezes, por eritema ou

por prpura. Pode provocar edema da glote e dematites de contacto.

Em caso de inalao: afastar a vtima da zona poluda e praticar reanimao

respiratria, se necessrio.

Em caso de projeco para os olhos: lavar abundantemente com gua de imediato.

Em caso de projeco no corpo: tirar imediatamente a roupa molhada pelo produto e

lavar-se com muita gua. Solicitar imediatamente os servios mdicos.

3. Sntese do amonaco e balano energticoO que um catalisador?

Catalisador um composto que aumenta a rapidez duma reaco, mas no

consumido durante essa reaco.

Um catalisador , geralmente, um metal de transio, um xido desse tipo de metal,

ou uma enzima dos organismos vivos que faz variar a rapidez de uma reaco.

Embora o catalisador afecte a rapidez da reaco, no tem influncia na sua

composio de equilbrio.

H catalisadores heterogneos (slidos porosos), catalisadores homogneos

(incorporados na mistura reaccional) e catalisadores biolgicos (enzimas).

As condies de temperatura, de presso e de composio dos reagentes devem ser

optimizadas de forma a maximizar a concentrao de equilbrio do produto desejado.

Uma vez encontradas essas condies, nem sempre a rapidez da reaco a mais

desejvel, pelo que necessrio procurar um catalisador adequado.

Um catalisador ptimo aquele que induz a maior rapidez ao processo, mas um

catalisador nessas condies teria de ser de grandes dimenses, tornando-se instvel.


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Como actua um catalisador?

Para que uma reaco ocorra necessrio ultrapassar uma barreira energtica de

forma a permitir que os reagentes colidam eficazmente e dem origem aos produtos.

A presena de um catalisador diminui essa barreira energtica, denominada energia de

activao, aumentando assim a quantidade de reagente que, por unidade de tempo,

consegue vencer essa barreira (aumenta a rapidez da reaco).

Ao diminuir a energia de activao da reaco directa, tambm diminui a da reaco

inversa.

3.1. Variao de entalpia de reaco em sistemas fechados

As molculas para alm de terem energia cintica tm energia potencial, existindo

esta energia na prpria molcula (intramolecular) e tambm entre molculas

diferentes (intermolecular).

Para que uma reaco ocorra, necessrio que haja ruptura de ligaes nos

reagentes e formao de novas ligaes para dar origem aos produtos.

A energia absorvida para ruptura de uma ligao sempre simtrica da energia

libertada na formao dessa mesma ligao.

As energias entradas para o sistema so positivas e as energias sadas do sistema

so negativas.

3.1.1. Balano energtico

Entre as energias recebidas pelo sistema reaccional para a ruptura de ligaes (nos

reagentes) e as energias libertadas na formao de novas ligaes (nos produtos),

possvel fazer um balano energtico, se o sistema reaccional for fechado. A energia da

reaco (variao de entalpia ) corresponde a esse saldo energtico.

Se a energia recebida por A para ruptura das suas ligaes for inferior energia

libertada por B e C na formao de novas ligaes, ento o excesso de energia sara

para o exterior do sistema, pelo que o exterior aquecer reaco exotrmica.

Se a energia recebida por A para ruptura das suas ligaes for superior energia

libertada por B e C na formao de novas ligaes, ento a energia em falta sara do

exterior do sistema, pelo que o exterior arrefecer reaco endotrmica.

4. Produo Industrial do amonacoO que um sistema e em que condies se classifica em aberto, fechado ou

isolado?


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Sistema parte do universo que se pretende estudar. Em Qumica usualmente a

mistura reaccional.

Vizinhana ou meio exterior tudo o que est fora do sistema.

4.1. Reversibilidade das reaces qumicas

A natureza das reaces qumicas , portanto, dinmica, a nvel macroscpico e

submicroscpico.

Assim, a reaces reversveis so reaces que se do simultaneamente nos dois

sentidos, pelo que so inversas uma da outra, ocorrem em condies que podem no

ser, necessariamente, as mesmas e tm rapidez diferente e isso que significa as duas

semi-setas com sentidos opostos ( ). uma simples conveno considerar como reaco directa, aquela em que se

considera como reagentes as espcies esquerda de ( ), e como reaco inversa,

aquela em que se considera como reagentes as espcies qumicas direita de ( ).

A concentrao do reagente A vai diminuindo e a do produto B vai aumentando.


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A rapidez do consumo de A vai diminuir ao longo do tempo, enquanto a rapidez da

formao de B vai aumentando.

A partir de um certo instante t, detecta-se que a composio quantitativa da mistura

reaccional permanece constante.

Paralelamente, a partir do mesmo instante t, a rapidez das duas reaces atinge o

mesmo valor.

A partir desse instante t, a reaco atinge o estado de equilbrio qumico.

Um sistema atinge um estado de equilbrio qumico quando:

o No houver manifestaes a nvel macroscpico;

o O sistema for fechado;

o As condies de operao das reaces directa e inversa forem as mesmas;

o A rapidez da reaco directa for igual da reaco inversa.

4.2. Equilbrio qumico como exemplo de um equilbrio dinmicoO conceito de equilbrio qumico como equilbrio dinmico bastante complexo,

porque ocorre a nvel submicroscpico; por isso, necessrio um certo esforo da

imaginao para perceber que, no mesmo recipiente, onde reagentes e produtos se

encontram em contacto directo e onde nada parece acontecer, existe um frenesim

molecular traduzido pela ocorrncia simultnea das duas reaces directa e inversa

com a mesma rapidez.

Em sistema fechado, todas as reaces tendem para o equilbrio qumico.

Um equilbrio qumico caracteriza-se:

o Macroscopicamente:

Ocorre em sistema fechado;

Os intervenientes no se esgotam no decorrer do tempo;

A partir de um certo instante, a reaco parece ter terminado;

No h nenhuma alterao de qualquer propriedade macroscpica;

Atinge-se independentemente de se partir de reagentes ou deprodutos.

o Submicroscopicamente:

As reaces directa e inversa continuam a processar-se, ambas com a

mesma rapidez equilbrio dinmico.

Responde a alteraes nas condies de equilbrio at alcanar uma

nova situao de equilbrio.

Componentes da mistura reaccional com uma s fase equilbrio qumico homogneo.


40/60

Componentes da mistura reaccional com mais de uma fase equilbrio qumico

heterogneo.

4.3. Constante de equilbrio, K c: lei de Guldberg e Waage

Estes cientistas mostraram que o equilbrio pode ser atingido a partir de qualquer dos

lados da reaco, pelo qu e qualquer reaco de equilbrio uma competio entreas reaces directa e inversa.

Chegaram a uma relao matemtica constante de equilbrio.

temperatura T, possvel caracterizar a composio da mistura reaccional em

equilbrio, atravs de uma constante K c:

[A], [B], [C] e [D] representam as concentraes molares dos diferentes intervenientesda reaco, medidas na situao de equilbrio, temperatura T;

Os expoentes a,b,c e d representam os coeficientes estequiomtricos dos

intervenientes A, B, C e D da reaco;

Kc depende da temperatura, isto , existe um valor diferente de K c para cada

temperatura qual a reaco tem lugar;

Traduz igualmente a lei de Guldberg e Waage, tambm designada por lei de aco de

massas.O valor da constante de equilbrio:

o Depende da estequiometria da reaco;

o Depende da temperatura;

o No depende da concentrao inicial do sistema reaccional.

4.4. Quociente da reaco, Q

Comparam-se os valores de Q

e de Kc. Se Q = Kc, o sistema

est em equilbrio, caso Q

Kc, ento o sistema est em

desequilbrio.


41/60

Ser que as constantes de equilbrio da reaco directa e da reaco inversa tm o

mesmo valor?

Como se definiu Kc da reaco para um dado sentido, se esta for escrita de forma

inversa, a constante designar-se- Kc e ter outro valor.

Para qualquer reaco qumica, o valor da constante de equilbrio para a reaco

inversa o inverso do valor da constante de equilbrio para a reaco directa.

Como se resolvem exerccios numricos sobre o equilbrio qumico?

4.5. Relao entre Kc e a extenso da reaco


42/60

5. Controlo da produo industrial

5.1. Factores que influenciam a evoluo do sistema reaccional;

Princpio de Le Chtelier

As perturbaes possveis de efectuar sobre um sistema reaccional so aquelas que se

relacionam com os factores que afectam a expresso da constante de equilbrio:

o Concentrao dos componentes da mistura reaccional;

o Presso, no caso dos gases;

o Temperatura;

Sempre que se provoca qualquer perturbao, o sistema reaccional entra em

desequilbrio e a reaco evolui de forma a estabelecer um novo estado de equilbrio.

O novo estado de equilbrio aquele que reduz parcialmente o efeito que o produziu

Princpio de Le Chtelier.

5.1.1. Adicionando/removendo reagentes ou produtos a temperatura

constante

Ao adicionar hidrognio, isto vai aumentar a sua concentrao na mistura reaccional,

pelo que segundo o Princpio de Le Chtelier, a reaco evoluir no sentido de

contrariar este efeito, ou seja, no sentido de diminuir a sua concentrao. A reaco

evoluir no sentido directo.

Ao adicionar amonaco e utilizando o mesmo princpio, a previso aponta para a

evoluo da reaco no sentido de contrariar essa perturbao, logo no sentido de

diminuir a concentrao do amonaco, pelo que a reaco evolui no sentido inverso.

A evoluo prevista pelo Princpio de Le Chtelier pode ser explicada por comparao

de Q e de Kc. Assim a adio de H2 ou N2 aumenta a sua concentrao e o valor de Q

passa a ser inferior a Kc, pelo que a rapidez da reaco directa aumenta, at que Q

volte a igualar Kc, pelo que a reaco vai evoluir no sentido directo.

Se um sistema em equilbrio sujeito a uma variao na presso, na temperaturaou na quantidade qumica de um componente, haver tendncia para a evoluo

da reaco no sentido em que se reduz o efeito dessa alte rao.


43/60

5.1.2. Comprimindo/expandindo uma mistura reaccional gasosa a

temperatura constante

A compresso pode afectar os equilbrios em que pelo menos um dos componentes

um gs. Pelo Princpio de Le Chtelier, a evoluo da reaco d-se no sentido de

minimizar esta perturbao, ou seja, no sentido de diminuir a presso. Uma

diminuio de presso corresponde a uma evoluo no sentido em que a quantidade

qumica total de partculas gasosas seja menor sentido directo.

Uma descompresso provocar, de acordo com o Princpio de Le Chtelier, a evoluo

da reaco no sentido em que contrarie aquela perturbao, pelo que a reaco evolui

no sentido em que h aumento da quantidade qumica total de partculas gasosas, ou

seja, no sentido inverso.

Se a quantidade qumica de reagentes gasosos fosse igual quantidade qumica de

produtos gasosos, uma variao de presso no afectaria o equilbrio.

Aumentar a presso, por injeco de partculas de gs inerte, no tem qualquer efeito

se o volume do sistema no se alterar.

5.1.3. Aquecendo/arrefecendo a mistura reaccional

Uma variao na temperatura vai alterar a rapidez das duas reaces e ambas reagem

a essa alterao no mesmo sentido: se a temperatura aumenta, tanto a reaco

directa como a inversa tm a sua rapidez aumentada; se a temperatura diminui, a

rapidez das duas diminui.Quando se aumenta a temperatura de um sistema em equilbrio, o sistema vai reagir

no sentido de consumir essa energia.

Quando se diminui a temperatura de um sistema este vai reagir no sentido de

aumentar a energia.

Nas reacesendotrmicas

( H>0)

Um aumento detemperatura leva osistema a evoluir no

sentido directo.

Favorece a formao deprodutos, pelo que o aumentoda sua concentrao implica um

aumento do valor de Kc.

Uma diminuio datemperatura leva osistema a evoluir no

sentido inverso.

Favorece a formao dosreagentes, pelo que a

diminuio da concentraodos produtos implica uma

diminuio de Kc.


44/60

5.2. Alterao do equilbrio qumico escola industrial

Como se pode provocar alteraes do equilbrio qumico quando se pretende

trabalhar escala industrial?

necessrio ter em conta que, quando se pretende obter industrialmente,

determinado produto, para alm dos princpios fsico-qumicos subjacentes ao

processo, importante no esquecer o valor industrial do tempo, ou seja, a

quantidade produzida por unidade de tempo, bem como os custos implicados pelas

condies de operao.

Condies de operao para a sntese de amonaco

Segundo a Lei de Avogadro, ao referir que volumes iguais de gases, mesma presso e

temperatura, contm o mesmo nmero de molculas, significa que estes gases entram

no reactor na proporo de 1 molcula de azoto para 3 molculas de hidrognio, que

a proporo exigida pela equao qumica.

Em algumas situaes, pode optar-se por usar excesso de um dos reagentes quando

houver necessidade de gastar ao mximo o outro reagente (se for muito caro).

Como a reaco directa (produo de amonaco, que o que se pretende)

exotrmica, de acordo com o princpio de Le Chtelier, a produo de amonaco ser

favorecida se a temperatura diminuir; o sistema ir responder evoluindo de forma de

contrariar tal alterao. Logo, para se obter a maior quantidade possvel de amonaco

na composio de equilbrio, a temperatura dever ser to baixa quanto possvel.

Contudo, como quanto menor for a temperatura mais lenta se torna a reaco, as

temperaturas assim to baixas no so viveis, pelo que necessrio que a misturaatinja o equilbrio no menor intervalo de tempo possvel, mas de forma a que tambm

Nas reacesexotrmicas

( H


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tenha tempo suficiente para estar em contacto com o catalisador, pelo que a

temperatura escolhida de 400- 450C, pois permite a obteno de uma elevada

proporo de amonaco num intervalo de tempo curto.

De acordo com o princpio de Le Chtelier, a produo de amonaco seria favorecida se

a presso aumentar; o sistema ir responder evoluindo de forma a contrariar tal

alterao, evoluindo, assim, no sentido em que resulta um menor nmero de

molculas sentido directo. Deste modo, para obter a maior quantidade possvel de

amonaco necessrio utilizar uma presso to elevada quanto possvel, pois isso

favorecia tambm o contacto das molculas com o catalisador, o que aumentaria a

rapidez da reaco. Contudo, 200 atm no uma presso muito elevada, pois a

obteno de altas presses muito dispendiosa, pelo que no compensaria.

Na ausncia de catalisador , a reaco de sntese de amonaco seria demasiado lenta,

pelo que a utilizao de catalisador imprescindvel para assegurar que a reaco suficientemente rpida para atingir o equilbrio durante um pequeno intervalo de

tempo de permanncia dos gases dentro do reactor.

1. gua da chuva, gua destilada e gua pura

1.1. gua da chuva, gua destilada e gua pura: composio

qumica e pH

A composio qumica de uma gua natural obtida a partir de uma fonte enorme de

solutos entre os quais anies dissolvidos ( , , ), caties dissolvidos (Ca+,

Mg+, Na+, K+, Zn2+), gases dissolvidos (O2, CO2), slica, colides e matria orgnica.

A maior parte das guas naturais tem valores de pH na gama dos 5,0 e 8,5.

A gua da chuva formada pela gua evaporada dos mares e lagos que, ao elevar-se

na atmosfera, encontra ar frio e condensa na forma de gotas. Ao cair, as gotas de gua

dissolvem alguns materiais da atmosfera (materiais particulados, poeiras e gases) dos

quais se destacam o dixido de carbono pela sua influncia no pH da gua da chuva

normal, cujo valor mdio 5,6.

A gua destilada a que se aproxima mais da definio de gua quimicamente pura

(gua que temperatura de 25C, tem pH = 7). Esta o resultado sucessivas

destilaes da gua normal, aps filtrao, sendo portanto fervida, evaporada e o

vapor condensado, com objectivo de remover as partculas em soluo.

Tema 2gua


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muito frequente associar a ideia de pH = 7 gua destilada, mas quando se

determina experimentalmente esse parmetro verifica-se que os seus valores so

entre 5,5 e 6,0.

Este facto deve-se ao contacto da gua destilada com a atmosfera, reagindo assim

com o CO2 atmosfrico que nela se vai dissolver, o que implica uma diminuio do pH

para valores inferiores a 7.

1.2. pH uma medida de acidez, de basicidade e de neutralidade

O pH de uma soluo , portanto, um parmetro relacionado com a sua

acidez/basicidade.

O pH uma funo logartmica da concentrao do io hidrognio ou hidroxnio.

Em que log o logaritmo de base 10 e [H+] a concentrao molar dos ies

hidrognio, expressa em mol/L de soluo.

A variao de uma unidade no pH significa uma alterao de 10 vezes no nvel de

acidez ou de basicidade de uma soluo. Ex: uma soluo de pH = 1 diz 10 vezes mais

cida que uma soluo de pH = 2, porque a concentrao do io hidrognio quando o

pH = 1 10 vezes maior que a concentrao do io hidrognio quando o pH = 2.

Quando se pretende comparar a acidez ou a basicidade de duas solues, esta

comparao s vlida se o solvente, usado nas duas solues, for a gua.

A escala de pH varia entre 0 e 14, temperatura de 25C.

1.3. cidos e bases uma evoluo histrica

Segundo a teoria de Brsted e Lowry:

o Um cido uma substncia a partir da qual se pode retirar um proto (H +)

cede H+.

o Uma base uma substncia que remove um proto (H +) do cido recebe H+.

Brsted usava H+ e Lowry usava H3O+.

O modelo de cidos e bases segundo Brsted-Lowry produziu o conceito de par cido-base conjugados. A parte remanescente do cido depois de dar o io H + designa-se por

base conjugada. O cido formado quando a base aceita o io H + designada cido

conjugado. , em que HA/A- e H3O+/H2O

so os pares conjugados.

Existiam, no entanto, tambm outros problemas com esta teoria, dado que servia para

todos os solventes polares (gua, amonaco, cido actico) mas falhava na explicao

do comportamento dos cidos e das bases em solventes aprticos (sem libertao deH+), como o benzeno.


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Vantagens do modelo de cidos e bases segundo Brsted-Lowry:

o Os cidos e as bases podem ser ies ou molculas neutras.

o Os cidos e as bases podem ser qualquer molcula que tenha pelo menos um

par de electres no ligantes.

o explicado o papel desempenhado pela gua nas reaces de cido-base.

o Pode ser aplicada a solues com solventes diferentes da gua e at a

reaces que ocorrem em fase gasosa ou slida.

o Relaciona os cidos e as bases com os respectivos pares conjugados e explica

as suas foras relativas.

o Compara as foras relativas de pares de cidos e de pares de bases.

1.4. gua destilada e gua pura

A gua destilada uma soluo muito diluda, em que, para alm de outros ies, esto

presentes ies hidrxido (HO-) e ies hidroxnio (H3O-), porque, como em muitos

outros solventes, as molculas de gua reagem entre si, segundo uma reaco que se

designa por auto-ionizao:

temperatura de 25C, a gua destilada apresenta [H 3O-] = 1,0 10-7 mol/dm 3 e

[HO-] = 1,0 10-7 mol/dm 3.

Qual ser a relao que existe entre [H 3O-], [HO-] e pH?Para estabelecer uma relao entre [H 3O-], [HO-] e pH, necessrio considerar a auto-

-ionizao da gua e a sua caracterstica de ser anfotrica, isto , de tanto se poder

comportar como um cido ou como uma base.

A constante de equilbrio da reaco de auto-ionizao da gua dada pela expresso:

Mas como se considera = 1, ento .

A constante Kw designa-se constante de auto-ionizao da gua ou apenas constante

de ionizao da gua. Kw = 1,00 10-14, temperatura de 25C.

Embora Kw seja definido em termos de dissociao de gua, a constante de equilbrio

igualmente vlida para solues de cidos e bases dissolvidos em gua. Qualquer que

seja a fonte de ies H 3O- e HO- na gua, o produto das concentraes, no equilbrio e

temperatura de 25C, sempre 1,00 10 -14.

Os valores de [H3O-] e [HO-] podem assim ser determinados a partir da raiz quadrada

de Kw.

H+


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Uma soluo, temperatura de 25C, diz-se:

o cida se [H3O-] > [HO-] => pH < 7

o Neutra se [H3O-] = [HO-] => pH = 7

o Bsico se [H3O-] < [HO-] => pH > 7

A variao do pH da gua pura com a temperatura

O aumento de temperatura conduziu a um aumento de K w.

Quando se eleva a temperatura da gua, o equilbrio evoluir de forma a diminuir a

temperatura.

Como e aumento, ento pode concluir-se que as

concentraes [H3O-] e [HO-] tambm aumentaram; foi, ento favorecido o sentido

directo do equilbrio anterior. Isto significa que:

o A reaco endotrmica;

o O pH da gua diminui com o aumento da temperatura (devido ao aumento de

[H3O-]).

Se o pH da gua diminui com o aumento da temperatura, ser que significa que a gua

vai ficar mais cida a temperaturas superiores?

o Uma soluo acida quando tem excesso de ies H 3O

-

em relao aos ies HO-

o No caso da gua pura, existe sempre o mesmo nmero de ies H3O- e de

ies HO-.

Logo, a gua ter de permanecer neutra, mesmo com alteraes do seu pH, mas a

condio de neutralidade deixa de ser pH = 7 para temperaturas diferentes de 25C.

2. guas minerais e de abastecimento pblico: a acidez e a

basicidade das guas

2.1. gua potvel: guas minerais e de abastecimento pblico

Nas guas destinadas ao consumo humano, podem considerar-se trs tipos:

o guas minerais naturais;

o guas de nascente;

o guas destinadas ao consumo humano.

A definio de gua mineral natural contida na directiva assenta em quatro aspectos:

o Origem subterrnea e protegida;

o Pureza bacteriolgica original;

o Estabilidade dos componentes fsico-qumicos;


49/60

o Certos efeitos favorveis sade.

gua de nascente caracteriza-se por:

o Respeito dos parmetros fsico-qumicos aplicveis s demais guas destinadas

ao consumo humano;

o Pureza bacteriolgica original.

Estas duas guas naturais categorias em comum as exigncias que visam assegurar a

sua qualidade:

o Obrigao de engarrafamento no local de nascente;

o Interdio de transporte em contentores-cisterna;

o Proibio de todo e qualquer tratamento susceptvel de modificar as

caractersticas essenciais da gua.

Existem limites de concentrao e menes de rotulagem para os constituintes das

guas minerais, bem como condies especiais de utilizao de ar enriquecido emozono para o tratamento de guas minerais naturais e de guas de nascente.

Quase todas as anlises de guas estabelecem dois valores para os parmetros a

estudar o VMR (Valor Mximo Recomendado) e o VMA (Valor Mximo Admissvel).

Os VMA e os VMR s se utilizam para as guas de rega, superficiais e pisccolas. Para os

efluentes usam-se VLE (Valores Limites de Emisso).

Para as guas potveis usam-se os Valores paramtricos.

2.2. gua gaseificada e gua da chuva: acidificao artificial e naturalprovocada pelo dixido de carbono

Como j se referiu, tanto a gua da chuva como a gua destilada aps contacto com a

atmosfera, apresentam um pH diferente de 7, devendo-se isso ao dixido de carbono.

2.2.1. Ionizao de cidos em gua

O cido ntrico em gua vai ionizar-se. Este ioniza-se, porque, embora o cido ntrico

seja um composto molecular e no inico, a reaco com o solvente conduz

formao de ies.

No caso das bases que contm o io hidrxido, dado que j so compostos inicos, a

gua apenas facilita a dissociao nos seus ies. Contudo, nas bases que no possuem

na sua composio o io hidrxido estas ionizam-se.

Quando um cido reage com uma base, em grande ou pequena extenso, diz-se que

se est na presena de uma reaco de cido-base.

Da mesma forma que se identificaram os pares cido-base conjugados na auto-

ionizao da gua, tambm possvel identificar os pares conjugados para reaces decido-base.


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de notar que s podem ser pares cido-base conjugados aquelas partculas que

diferem apenas num H +. As espcies qumicas que tal como o amonaco e a gua se

comportam tanto como cidos ou como bases denominam-se espcies qumicas

anfotricas.

Ser que cido forte tem o mesmo significado de cido concentrado? E base fraca ediluda tero o mesmo significado?

Concentrado e diludo so termos que se referem concentrao de uma espcie

cida ou bsica numa soluo aquosa.

Forte e fraco, tanto para cidos como para bases, so termos relacionados com a

extenso da reaco de ionizao respectiva.

Assim um cido e uma base fortes so aqueles que se ionizam completamente na

gua, pelo que 100% do cido origina ies H3O- e 100% da base origina ies HO-.

Um cido e uma base so fracos porque apenas se ionizam numa certa percentagem.

Qual ser a razo de, em ionizaes/dissociaes, se utilizar uma seta e noutras duas

setas?

Uma seta usa-se para atribuir o significado de reaco muito extensa (praticamente

100% ionizada/dissociada);

Duas setas utilizam-se para indicar que a reaco pouco extensa

(ionizao/dissociao inferior a 100%)

2.2.2. Aplicao da constante de equilbrio s reaces de ionizao de

cidos e de bases em gua: K a e Kb

cidos:

A constante Ka chamada constante de ionizao ou de acidez ou de protlise do

cido actico e s depende da temperatura.

Bases:

H+

H+


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A constante Kb chamada constante de ionizao do amonaco ou constante de

basicidade e s depende da temperatura.

Para cidos e bases fracos:

o Ka e Kb tm sempre valores menos que 1.

o Os cidos com valores elevados de Ka so mais fortes que aqueles com valores

de Ka pequenos, pois ionizam-se mais.

o As bases com valores mais elevados de Kb so mais fortes que aquelas que tm

valores de Kb mais pequenos, pois ionizam-se/dissociam-se mais.

2.2.3. Foras relativas de cidos bases

Existe uma relao simples entre Ka e Kb de um par cido-base conjugado de um cido

fraco ou uma base fraca.

Quando se adicionam duas equaes qumicas, a constante de equilbrio resultante

para a reaco global produto das constantes das duas primeiras: K c=Kw

Uma vez que o produto das constantes K a e Kb igual constante da equao

resultante da soma das duas equaes qumicas anteriores: K w = Ka Kb

temperatura de 25C, Kw = 1,00 10-14, portanto, se for conhecida K a fcil calcular

KB da sua base conjugada.

Como se poder calcular o pH de uma soluo diluda de um cido ou de uma basefortes, a 25C?

Como


52/60

se poder calcular o pH de uma soluo diluda de um cido ou de uma base fracos e

monoprticos, a 25C?


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Os cidos fortes so aqueles que tm um valor de K a muito elevado e as bases fortes

so aquelas que tm um valor de K b muito elevado.

2.2.4. Neutralizao: uma reaco de cido forte e base forte

Esta reaco pode considerar-se praticamente completa, resultando uma soluo de

um sal neutro.

Estas reaces entre um cido forte e uma base forte designam-se neutralizaes.

Uma reaco cido-base utilizada, muitas vezes no laboratrio, como ponto de

partida para a determinao rigorosa da concentrao de uma soluo (cida ou

alcalina) que se desconhece.

E como proceder?

Faz-se reagir a soluo com outra de concentrao rigorosamente conhecida. Este

processo experimental de determinao da concentrao de uma soluo designado

por titulao. E como os reagentes so um cido e uma base, designa-se titulao

cido-base.

Mas qualquer reaco qumica serve de base a uma titulao?

Numa titulao h trs aspectos essenciais a considerar:o O conhecimento da reaco qumica, que deve ser nica, rpida e completa.

o A medida rigorosa de volumes e de massas.

o A deteco do ponto final da titulao, atravs da variao brusca de uma

propriedade do titulado, que deve ser facilmente detectvel.

Como se realiza uma titulao?

Para realizar uma titulao adiciona-se a soluo titulante contida numa bureta a umasoluo contida num Erlenmeyer titulado , at se atingir o ponto de equivalncia;

este corresponde situao em que todo o titulado reagiu completamente com o

titulante reaco completa e estequiomtrica.

muito difcil detectar exactamente o ponto de equivalncia, sendo, por isso,

detectado o ponto final atravs de uma variao brusca de uma propriedade fsica ou

qumica do titulado.

A diferena entre o ponto de equivalncia e o ponto final deve ser o menor possvel e

designa-se por erro de titulao.


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E como se detecta o ponto final de uma titulao?

Indicador colorimtrico de cido-base;

Medidor de pH mtodo potenciomtrico.

O que so indicadores colorimtricos de cido-base?

uma substncia (cido ou base orgnica fracos), em soluo aquosa, ou outra, cuja

cor varia num intervalo de pH conhecido. Podem existir nas duas formas cido-base

conjugados, que apresentam cores diferentes.

O indicador universal de pH, como uma mistura de vrios indicadores, tem anexada

uma escala de cores de referncia para avaliar o pH.

Cor cida Cor alcalina

Se [HInd(aq)] 10 [Ind-(aq)], observar-se- a cor correspondente a HInd(aq).

Se [Ind-(aq)] 10 [HInd(aq)], a soluo apresentar a cor de Ind-(aq).

Se as concentraes das duas partculas forem aproximadas, a soluo apresentar

uma cor correspondente mistura das duas cores cida e alcalina.

Para cada indicador cido-base est definido um intervalo de valores de pH, designado

por zona de viragem, em que o indicador apresenta uma cor correspondente mistura

das cores cida e alcalina.

O que um medidor de pH?

um aparelho que, aps calibrao e quando introduzido na soluo, indica

directamente o pH da mesma.

(VER GRFICOS DAS PGINAS 106 E 107)

a fora relativa do cido e da base utilizados na titulao que determinam o pH do

titulado no ponto de equivalncia.

o pH = 7 => Titulao cido forte-base forte.

o pH > 7 => Titulao cido fraco-base forte.


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o pH < 7 => Titulao cido forte-base fraca.

Como detectar o ponto de equivalncia de uma titulao cido-base?

Escolher um indicador cido-base para assinalar, de forma precisa e por meio de uma

mudana de cor, o momento em que se atingiu o ponto de equivalncia.

O indicador a escolher para uma determinada titulao cido-base dever ter pK Ind o

mais prximo possvel do pH do ponto de equivalncia.

A zona de viragem do indicador tem de estar contida na zona de variao brusca de pH

que ocorre no ponto de equivalncia, para que este possa ser utilizado na dita

titulao.

Como escolher um indicador para uma titulao cido-base?

o O pH do ponto de equivalncia deve estar contido na zona de viragem do

indicador, ou seja, o pKInd deve situar-se o mais prximo possvel do pH do

ponto de equivalncia.

o O indicador deve apresentar uma zona de viragem bastante estreita.o A zona de viragem do indicador deve estar localizada na zona de variao de

pH da curva de titulao.

2.2.5. Dissociao de sais

Muitos dos sais que existem so produtos das reaces dos cidos com as bases e so

constitudos por ies.

A dissoluo dos sais em gua nem sempre d origem a solues neutras, podendo

tambm originar solues cidas ou bsicas. Um sal obtido a partir de um cido forte e de uma base forte origina uma soluo

aquosa de pH = 7.

Um sal proveniente de um cido fraco e de uma base forte origina uma soluo aquosa

de pH > 7, ou seja, uma soluo bsica.

Um sal proveniente de um cido forte e de uma base fraca origina uma soluo aquosa

de pH < 7, ou seja, uma soluo cida.

Um sal proveniente de uma base fraca e de um cido fraco origina uma soluo

aquosa cujo pH depende das foras relativas do cido e da base.


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Os anies e caties de cidos fortes no tm efeito no pH da soluo final.

Como se poder calcular o pH de uma soluo de um sal?

Para calcular o pH de uma soluo de um sal preciso saber:

o A concentrao da soluo do sal;

o A equao qumica da reaco do io com a gua;

o Se o sal cido, bsico ou neutro;

o A expresso da constante de equilbrio para essa reaco.

o Os valores de Ka ou Kb e de Kw.


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2.2.6. Ligao qumica: modelo de ligao inica

Os metais tm forte tendncia a formar caties. Os elementos no metlicos e os que

se encontram mais direita na Tabela peridica tm forte tendncia a formar anies.

Pode admitir-se o modelo segundo o qual o electro da orbital 3s 1 do sdio passa a

pertencer nuvem electrnica do tomo de cloro. Formam-se neste processo os ies

Na+ e Cl- que ficam ligados por foras e natureza electrosttica Ligao inica.

Este modelo muito adequado interpretao da formao de ligaes entre tomos

de elementos metlicos e tomos de elementos no met

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