Professor: Lucas Xavier

Professor: Lucas Xavier
AV FRANZ GEDEON, 552, : A; Bairro JEQUIEZINHO Cidade Jequié CEP Instituto da Construção Franquia de Jequié JIC EDUCACAO PROFISSIONAL LTDA Centro Preparatório de Admissão Militar (CPAM) Módulo de Química Professor: Lucas Xavier

Estequiometria: Matemática da Química Professor: Lucas Xavier

ESTEQUIOMETRIA Stoicheon = elemento Estequiometria metron = medida É o estudo das relações quantitativas (átomos, moléculas, massa, volume) entre as substâncias que participam de uma reação química. Professor: Lucas Xavier

Objetivos Prof. Nunes Conhecer a relação entre o mol e o número de Avogrado, e a utilidade destas quantidades. Realizar cálculos utilizando o número de Avogadro e o mol. Conhecer a função principal de uma equação química, a base para os cálculos químicos. Balancear equações químicass, dadas as identidades de produtos e reagentes. Calcular o número de moles de um produto resultante de um determinado número de moles de reagentes ou o número de moles de reagente necessário para produzir um certo número de moles do produto. Calcular os rendimentos percentual e teórico de uma reação. Professor: Lucas Xavier

Prof. Nunes Estequiometria O cálculo das quantidades químicas com base em equações químicas é denominado estequiometria. É a aplicação da lógica e da aritmética em sistemas químicos para responder perguntas como as seguintes:  Uma companhia farmacêutica deseja produzir 1000 kg de um produto no próximo ano. Quanto de cada uma das matérias-primas deve ser encomendado?  Se os materiais de partida materiais custam R$ 20/g, quanto dinheiro deve ser orçado para o projeto? Professor: Lucas Xavier

A estequiometria das reações químicas tem como base as Leis Ponderais, já estudadas . . . 1. Lei de Lavoisier 2. Lei de Proust Professor: Lucas Xavier

Leis ponderais Lei de Lavoisier ou Lei da conservação da massa Professor: Lucas Xavier

Leis ponderais Lei de Proust ou Lei das proporções constantes Verificando a Lei de proust: Professor: Lucas Xavier 9

Passos básicos para a resolução dos exercícios de cálculo estequiométrico 1. Escrever a equação devidamente balanceada. 2. Escrever as proporções molares de cada uma das substâncias envolvidas na reação. 3. Identificar de que substâncias são fornecidos dados e de quais se deseja obter valores. 4. Relacionar o(s) dado(s) fornecido(s) (substância conhecida) com o que se quer obter da(s) substância(s) desconhecida(s). Professor: Lucas Xavier

Estequiometria N H NH3 1 3 2 1 mol de N2 3 mols de H2 2 mols de NH3 28 gramas 6 gramas 34 gramas 6,02 x 1023 Moléculas 18,06 x 1023 Moléculas 12,04 x 1023 Moléculas 22,4 L (nas CNTP)9 67,2 L (nas CNTP) 44,8 L (nas CNTP) 1 Volume 3 Volumes 2 Volumes Professor: Lucas Xavier

Exemplos: Que massa de enxofre reage com 1,12 g de ferro, formando sulfeto de ferro II? Professor: Lucas Xavier 12

Problema 01 Qual a massa de NH3 produzida a partir de 33,6 gramas de N2? N H NH3 1 1 3 2 2 28 g de N2 34 g de NH3 X g de NH3 33,6 g de N2 X = 40,8 g de NH3 Professor: Lucas Xavier

Problema 02 Qual o volume de H2 nas CNTP consumido na produção de 6 mols de NH3 ? N H NH3 1 3 3 2 2 67,2 L (nas CNTP) 2 mols de NH3 X L (nas CNTP) 6 mols de NH3 X = 201,6 L Professor: Lucas Xavier

Problema 03 Qual o rendimento da reação, sabendo que foram produzidos 35,7 gramas de NH3 a partir de 42 gramas de H2? N H NH3 1 1 3 2 2 28 g de N2 34 g de NH3 42 g de H2 X g de NH3 X = 51 g de NH3 100% rend 35,7 gramas Y% rend Y = 70 % Professor: Lucas Xavier

Problema 04 Que massa de água é obtida na reação de 8 mol de gás oxigênio com hidrogênio, suficiente para consumir todo o oxigênio? CÁLCULOS QUÍMICOS E SUAS UNIDADES DE MEDIDA Professor: Lucas Xavier 16

Problema 05 EXERCÍCIOS ESSENCIAIS (UFG-GO) O corpo humano necessita diariamente de 12 mg de ferro. Uma colher de feijão contém cerca de 4,28 · 10-5 mol de ferro. Quantas colheres de feijão, no mínimo, serão necessárias para que se atinja a dose diária de ferro no organismo? Dado: Fe = 56. a) 1 b) 3 c) 5 d) 7 e) 9 RESPOSTA: C Professor: Lucas Xavier

Problema 06 Qual o volume de H2 consumido na produção de 6 litros de NH3? N H NH3 1 3 3 2 2 3 L de H2 2 L de NH3 X L 6 L de NH3 X = 9 L Professor: Lucas Xavier

Problema 07 Prof. Nunes Calcule o número de gramas de O2 que reagirão com 1,00 mol de C3H8. Solução: Professor: Lucas Xavier

Problema 08 Prof. Nunes Que massa de hidróxido de sódio, NaOH, seria necessária para produzir 8,00g de leite de magnésia antiácido, Mg(OH)2, pela reação de MgCl2 com NaOH? Solução: Professor: Lucas Xavier

Problema 08 Prof. Nunes Professor: Lucas Xavier

5- Rendimento de uma reação
A cal virgem (CaO) é obtida industrialmente a partir da decomposição térmica do calcário (CaCO3) como representado na equação a seguir : Sabendo-se que a decomposição térmica de 42,73 g de CaCO3, produziu 17,5 g de CO2, determine o rendimento da reação. Dados: CaCO3 = 100 g/mol; CO2 = 44 g/mol ∆ CaCO3 (s) CaO (s) CO2 (g) 100 g de CaCO3 44 g de CO2 42,73 g de CaCO3 X g de CO2 X = 18,8 de CO2 Rendimento = (17,5 / 18,8) x 100 22 Professor: Lucas Xavier 93,1 %

Aulão de Professor: Lucas Xavier

Roteiro Átomos – Modelos atômicos e Eletrosfera Tabela Periódica – Períodos e Grupos ou Famílias Regra do Octeto e Ionização Oxidação/ Redução e Radicais Livres Ligações Químicas – Iônicas e covalentes Ligações Intermoleculares Professor: Lucas Xavier *

Característica do modelo atômico
REVISÃO ÁTOMOS: A menor porção da matéria, seja sólida, líquida ou gasosa, é constituída por átomos. Cientista Característica do modelo atômico Modelo Observações JOHN DALTON (1808) Átomo, minúscula esfera maciça, indivisível, impenetrável e indestrutível “Modelo bola de bilhar” O átomo seria uma esfera (partícula) maciça e indivisível. *

REVISÃO ÁTOMOS: Cientista Característica do modelo atômico Modelo Observações JOSEPH JOHN THOMSON (1897) Neste modelo foi postulado que havia um feixe de partículas carregadas de energia elétrica negativa, as quais foram chamadas de elétrons. “ Modelo de pudim com passas” O pudim seria uma esfera positiva e as passas seriam os elétrons de carga negativa. *

REVISÃO ÁTOMOS: Cientista Característica do modelo atômico Modelo Observações ERNEST RUTHERFORD (1911) Átomo seria constituído por um núcleo central positivo, muito pequeno em relação ao seu tamanho total, porém com grande massa. Ao redor do núcleo , localizam-se os elétrons com carga negativa e com pequena massa que neutraliza eletricamente o átomo. “ Modelo planetário do átomo” Os elétrons estão em órbitas compondo a eletrosfera, contudo as órbitas são elípticas *

REVISÃO ÁTOMOS: Cientista Característica do modelo atômico Modelo Observações NIELS BOHR (1913) Neste modelo é demonstrado que quanto maior a energia do elétron mais afastado ele está do núcleo “ Modelo planetário adaptado” Camadas eletrônicas ou níveis energéticos Um elétron só pode estar em movimento ao redor do núcleo se estiver em órbitas específicas definidas. *

Esquema representativo das regiões atômicas
REVISÃO ÁTOMOS: Esquema representativo das regiões atômicas Núcleo (representação da massa ou peso) Eletrosfera *

Número de atômico = número de prótons
REVISÃO ÁTOMOS: Propriedades das partículas subatômicas Cada átomo possui uma característica própria: Número de atômico = número de prótons PARTÍCULA CARGA ELÉTRICA MASSA (u) Próton Positiva (+) 1 Nêutron Nula Elétron Negativa (-) Desprezível *

É um conjunto de átomos com o mesmo número atômico;
REVISÃO ELEMENTO QUÍMICO: É um conjunto de átomos com o mesmo número atômico; Cada número atômico representa o “RG” do átomo Exemplo: Todo átomo de que possui número atômico 1 sempre será Hidrogênio. *

REVISÃO ELEMENTO QUÍMICO: Número Atômico (Z): quantidade de prótons que existe no núcleo do átomo; a partir deste número considera-se a quantidade de elétrons e a quantidade de camadas que o átomo terá. Massa atômica (A): é a massa total do átomo, ou seja, a soma dos prótons e dos nêutrons. *

REVISÃO ELEMENTO QUÍMICO: *

REVISÃO ELETROSFERA: Elétrons são partículas subatômicas com cargas negativas, distribuídos em 7 camadas ao redor do núcleo. *

REVISÃO ELETROSFERA: *

ELETROSFERA: Camadas eletrônicas
REVISÃO ELETROSFERA: Camadas eletrônicas *

REVISÃO ELETROSFERA: Em cada camada ou nível de energia , os elétrons se distribuem em subcamadas ou subníveis de energia. *

REVISÃO ELETROSFERA: A distribuição dos elétrons em camadas e subníveis representa a característica de cada átomo de perder ou ganhar elétrons e assim promover interações químicas. *

REVISÃO ELETROSFERA: Demonstração do nível de energia, camadas eletrônicas, número máximo de elétrons em cada camada e a distribuição eletrônica nos subníveis de energia. *

REVISÃO ELETROSFERA: Diagrama de Linus Pauling demonstrando a distribuição eletrônica nas diferentes camadas da eletrosfera e nos subníveis de energia. *

REVISÃO ELETROSFERA: Os elétrons da última camada (mais afastada do núcleo) são responsáveis pelo comportamento químico do elemento, são chamados de elétrons de valência. *

REVISÃO TABELA PERIÓDICA Organização dos elementos químicos pela ordem crescente de número atômico (Z). Constituída por 7 períodos e 18 colunas ou grupo (família). *

REVISÃO TABELA PERIÓDICA Lei periódica: “As propriedades físicas e químicas dos elementos são funções periódicas de seus números atômicos”. *

TABELA PERIÓDICA: Grupos
REVISÃO TABELA PERIÓDICA: Grupos Contém elementos com propriedades químicas semelhantes; Numerados em algarismos romanos IA, IIA, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB, IIIA, IVA, VA,VIA,VIIA e Grupo 0. *

REVISÃO TABELA PERIÓDICA: Grupos Grupos maiores, com 5 ou 6 elementos representativos, principais ou grupos A (IA até VIIA e Grupo 0; Grupos menores, (parte central) elementos de transição, indicados pela letra B. *

REVISÃO TABELA PERIÓDICA: Grupos *

Maioria dos elementos da tabela;
REVISÃO TABELA PERIÓDICA: Elementos classificados de acordo com as características: Metais: Maioria dos elementos da tabela; Bons condutores de eletricidade e calor, maleável, brilho metálico característico, e apresentam-se na forma sólida. Exceto o mercúrio. Forma iônica apresentam carga positiva (cátions) *

Mais abundantes na natureza; Fazem parte de compostos orgânicos;
REVISÃO TABELA PERIÓDICA: Elementos classificados de acordo com as características: Não Metais ou ametais: Mais abundantes na natureza; Fazem parte de compostos orgânicos; Maus condutores de calor e eletricidade, não maleáveis e não possuem brilho; Forma iônica apresentam carga negativa (ânion). *

Semicondutores térmicos e elétricos.
REVISÃO TABELA PERIÓDICA: Elementos classificados de acordo com as características: Semimetais: Faixa diagonal; Semicondutores térmicos e elétricos. *

Inércia química (estabilidade elétrica).
REVISÃO TABELA PERIÓDICA: Elementos classificados de acordo com as características: Gases Nobres: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Inércia química (estabilidade elétrica). *

REVISÃO Na tabela periódica os átomos (elementos químicos) apresentam o número de prótons (cargas positivas) igual ao número de elétrons (cargas negativas), representando um sistema eletricamente neutro (carga elétrica total igual a zero). *

REVISÃO A tendência de ganhar, perder, e/ou compartilhar elétrons em sua camada de valência tormam os elementos químicos interagir. *

REVISÃO REGRA DO OCTETO: Átomos tendem a combinar-se de modo a ter, cada um, 8 elétrons na sua camada de valência, ficando com a configuração de um gás nobre. Átomos que não possuem 8 elétrons na camada de valência, podem perder, ganhar ou compartilhar com outros átomos, para alcançar uma estrutura de maior estabilidade. *

Ionização: perda ou ganho de elétrons.
REVISÃO Íons: átomos com números desiguais entre prótons e elétrons, apresentando cargas positivas ou negativas. Ionização: perda ou ganho de elétrons. Cátion: perda de elétron, ficando com maior carga positiva. Ex. Mg 2+ Ânion: átomo ganha elétron, ficando com maior carga negativa. Ex. Cl -1 *

Cátion: perda de elétron, ficando com maior carga positiva. Ex. Na +
REVISÃO Cátion: perda de elétron, ficando com maior carga positiva. Ex. Na + Ânion: átomo ganha elétron, ficando com maior carga negativa. Ex. Cl – Formação de íons e compostos estáveis. *

OXIDAÇÃO /REDUÇÃO E RADICAIS LIVRES
REVISÃO OXIDAÇÃO /REDUÇÃO E RADICAIS LIVRES Oxidação : é a perda de elétrons por um elemento ou molécula, o que resulta em redução de energia potencial. Redução: é o oposto da oxidação e representa ganho de elétrons. Fenômeno ocorre conjuntamente; Reações responsáveis pela metabolização dos alimentos. *

REVISÃO *

OXIDAÇÃO /REDUÇÃO E RADICAIS LIVRES
REVISÃO OXIDAÇÃO /REDUÇÃO E RADICAIS LIVRES Radical Livre : Átomo ou grupo de átomos produzidos em excesso no organismo, bastante reativo, instáveis e destrutivos para as moléculas vizinhas. *

REVISÃO *

REVISÃO LIGAÇÕES QUÍMICAS Ligações iônicas: força de atração de cargas opostas. Compostos iônicos, cargas positivas e negativas se anulam. Cl Na+ Ânion Cátion *

Estrutura de Lewis de elementos da Tabela periódica
REVISÃO LIGAÇÕES QUÍMICAS Estrutura de Lewis de elementos da Tabela periódica *

Alto Ponto de ebulição; Alto ponto de fusão; Fragilidade á quebra;
REVISÃO LIGAÇÕES QUÍMICAS Compostos iônicos sofre dissociação em meio aquoso, capazes de se separar por afinidade eletrônica com o solvente. Características: Alto Ponto de ebulição; Alto ponto de fusão; Fragilidade á quebra; Condutividade eletrica. *

Eletrólitos: compostos iônicos dissociados no organismo humano.
REVISÃO Eletrólitos: compostos iônicos dissociados no organismo humano. Solução eletrolítica: solução que contém eletrólitos e conduz corrente elétrica. *

REVISÃO Ligação covalente: Quando dois átomos similares se ligam, nenhum deles quer perder ou ganhar um elétron para formar um octeto. Quando átomos similares se ligam, eles compartilham pares de elétrons para que cada um atinja o octeto. Cada par de elétrons compartilhado constitui uma ligação química. Ex: H + H → H2 *

Polaridade da Ligação e eletronegatividade:
REVISÃO Polaridade da Ligação e eletronegatividade: Em ligações covalentes, os elétrons podem não necessariamente estar igualmente compartilhados entre os átomos. A polaridade da ligação ajuda a descrever o compartilhamento desigual de elétrons em uma ligação. *

Ligações Intermoleculares: interação entre as moléculas.
REVISÃO Ligações Intermoleculares: interação entre as moléculas. *

Referências ATKINS, PETER; JONES, LORETA. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Artmed, 2006. RUSSEL, JOHN BLAIR. Química geral. 2. Ed. V. 1 São Paulo: Makron Books, 1994. HEIN, M,; ARENA, S. Fundamentos de Química Geral. Rio de Janeiro: LTC Editora, 1998. *

CINÉTICA QUÍMICA Professor: Lucas Xavier

ALGUMAS PERGUNTAS BEM CURIOSAS:
Porque alguns alimentos, como as frutas, legumes e carnes, conservam mais estando na geladeira do que fora dela? Professor: Lucas Xavier

Como é que antigamente se conservavam os alimentos se não existiam frigoríficos? A salga foi um dos primeiros processos de conservar os alimentos, nomeadamente peixe e carne. O sal funciona como inibidor – diminui a velocidade de reação. Professor: Lucas Xavier

Porque certos alimentos, como Salames e lingüiças, são defumados? Professor: Lucas Xavier

Porque sucos e frutas ricos em vitaminas C perdem o gosto, ficando com um aspecto estragado, quando ficam exposta ao ambiente? Professor: Lucas Xavier

As garrafas de vinho são fechadas com rolha e lacre. Porquê? O lacre nas rolhas das garrafas de vinho, isola o vinho do contato com o ar, que o iria oxidar mais rapidamente. Professor: Lucas Xavier

Quando tens de acender uma fogueira porque é que não usas os troncos maiores e mais grossos? Numa fogueira, os troncos mais grossos demoram mais tempo a arder. Quanto mais pequenos forem os troncos mais depressa ardem! Professor: Lucas Xavier

SOFRERÁ TRANSFORMAÇÃO
REAÇÃO QUÍMICA SOFRERÁ TRANSFORMAÇÃO REAGENTES PRODUTOS SÃO CONSUMIDOS SÃO FORMADOS Suas concentrações diminuem Suas concentrações aumentam Professor: Lucas Xavier

Cinética Química Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Rápidas Reações Químicas Lentas Moderadas Professor: Lucas Xavier

A velocidade de uma reação pode ser : A) Lenta B) rápida C) moderada. Professor: Lucas Xavier

A formação da ferrugem ( na umidade ) Lenta Professor: Lucas Xavier

Decomposição dos Alimentos
Reação Moderada Decomposição dos Alimentos Reação Lenta Formação do Petróleo Professor: Lucas Xavier

Rápida Professor: Lucas Xavier

Os compostos orgânicos,
A digestão dos alimentos Lenta Os compostos orgânicos, suas reações são : Lenta Professor: Lucas Xavier

VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO É a medida da rapidez com que uma reação ocorre. A velocidade de uma reação química pode ser determinada pela quantidade de reagente, consumida ou pela quantidade de produto formado. Em um intervalo de tempo ( t ). Professor: Lucas Xavier

Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função das Substâncias
Professor: Lucas Xavier

Velocidade Média (Vm) de uma Reação
Como calcular a velocidade de uma reação quando a proporção entre o número de mols é diferente? 2 HI(g) H2(g) + I2(g) A velocidade da variação de concentração do HI é duas vezes maior que a velocidade da variação de concentração do H2

EX: Para a reação: 2SO2 + O SO3, foram obtidos os resultados mostrados na tabela a seguir: Tempo de reação (min.) Massa de SO3 formado (g) 10 30 20 45 50 40 52 Professor: Lucas Xavier

Com base nesses dados, calcule a velocidade média, nos intervalos. De 10 a 20 min. Mf-Mi Vm = m Vm = 45-30 t 20-10 Tf-Ti Vm=1,5g/min. Professor: Lucas Xavier

B) De 10 a 30 min. Mf-Mi Vm = Vm = m 50-30 t 30-10 Tf-Ti Vm=1,0g/min. Professor: Lucas Xavier

Condições para que ocorra uma Reação
Os reagentes devem estar em contato Afinidade química entre os reagentes Teoria da Colisão As moléculas dos reagentes devem colidir entre si A colisão deve ocorrer com geometria favorável

Teoria da Colisão Colisão Desfavorável Colisão Desfavorável

Teoria da Colisão O N O N O2 N2 2 NO Reagentes Produtos Complexo Ativado

Teoria da Colisão Para que a colisão seja efetiva é necessário ainda que os reagentes adquiram uma energia mínima denominada energia de ativação. Energia de Ativação é a quantidade mínima de energia necessária para que a colisão entre as partículas dos reagentes, feita numa orientação favorável, seja efetiva.

Complexo Ativado: estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações O N O N O2 N2 2 NO Reagentes Produtos Complexo Ativado

TEORIA DAS COLISÕES: HI + HI eficaz Não eficaz I2 + H2 I H2 Professor: Lucas Xavier

Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.

FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DA REAÇÕES
Área de contato entre os reagente; Concentração dos reagente; Temperatura e energia de ativação; Ação de catalisadores. Professor: Lucas Xavier

ÁREA DE CONTATO ENTRE OS REAGENTES
Esse fator tem sentido quando um dos reagentes for sólido.( batata, estômago) Fe(prego) + H2SO4(aq) → FeSO4 (aq) + H2(g) V1 Fe(limalha) + H2SO4(aq) → FeSO4 (aq) + H2(g) V2 Na segunda reação a área de contato é maior. Portanto V2 › V1 Professor: Lucas Xavier

O O2 é o responsável pela deterioração do suco de laranja. Dentro da laranja a [ ] de O2 baixa o suco dura alguns dias, mas fora aumentando a [ ] de O2 e o suco estraga muito rápido. Professor: Lucas Xavier

CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES
Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidades da reação. O carvão na churrasqueira quando abanado fica incandescente porque estamos aumentando a [ ] de gás oxigênio (O2 , que é reagente na combustão), portanto aumenta a velocidade da reação. Professor: Lucas Xavier

TEMPERATURA. ↑TEMPERATURA ↑ ENERGIA CINÉTICA ↑ COLISÃO ↑ VELOCIDADE Regra de Van’t Hoff: um aumento em 10ºC provoca uma duplicação na velocidade da reação. Professor: Lucas Xavier

Os incêndios se alastram rápido porque a energia liberada pela combustão (exotérmica)ajuda as moléculas que ainda não reagiram a vencer as barreiras energéticas que separa reagentes e produtos. Professor: Lucas Xavier

Temperatura, cinética e seres vivos.
Todo ser vivo depende do conjunto de reações químicas que acontecem no corpo, chamado de metabolismo. A velocidade dessas reações dependem, da temperatura do corpo. (média de 37°C) Hipertermia, aumento da temperatura corporal, aumenta o metabolismo aumentando assim o consumo de oxigênio e glicose. A febre é uma defesa contra vírus e bactérias. Temperaturas acima de 41,7°C pode causar a morte pois destroem substâncias vitais, as enzimas. Professor: Lucas Xavier

CATÁLISE (CATALISADOR)
Entende-se por catálise toda e qualquer reação que ocorre com a presença de um catalisador. Catálise homogênea: o catalisador e os reagentes constituem uma única fase. Catálise heterogênea: o catalisador e reagentes constituem mais de uma fase. Professor: Lucas Xavier

AÇÃO DOS CATALISADORES
O catalisador é uma substância que aumenta a velocidade da reação, sem ser consumida durante tal processo. Os catalisadores encontram caminhos alternativos para a reação, envolvendo menor energia.(diminuem a Ea, tornando-a mais rápida). Professor: Lucas Xavier

TERMOQUÍMICA Professor: Lucas Xavier

TERMOQUÍMICA É a ciência que estuda as transferências de calor associadas a uma reação química ou mudanças de estado físico de uma substância. CALOR DE REAÇÃO É o nome dado à quantidade de calor liberado ou absorvido numa reação. Professor: Lucas Xavier

AS UNIDADES DE ENERGIA As duas principais unidades de medida para energia são a caloria (cal) e o joule (J). IUPAC: joule (J) Conversão: 1 cal = 4,184 J 1 kcal = 4,184 kJ Professor: Lucas Xavier

Mudança de Estado Físico Processos Endotérmicos Absorve Sublimação Fusão Vaporização Sólido Líquido Gasoso Solidificação Condensação Sublimação Processos Exotérmicos Libera Professor: Lucas Xavier

Classificação das Reações Em função do calor envolvidos podemos classificá-las em: Endotérmicas: Absorvem energia na forma de calor (ENDO = para dentro) Exotérmicas: Liberam energia na forma de calor (EXO = para fora) Professor: Lucas Xavier

ENTALPIA: É o nome dado ao conteúdo de calor (H), a qual depende das substâncias e das quantidades. Para o estudo da termoquímica o que nos interessa é a variação da entalpia (H) Professor: Lucas Xavier

Reações Endotérmicas Equação geral Calor AB A + B + Exemplos: N2(g) + O2(g)  2 NO2(g) DH = + 43 KJ Professor: Lucas Xavier

Reações Endotérmicas Análise Gráfica Assim, temos: Entalpia (H) HP > HR Produtos HP Energia DH > 0 DH Reagentes HR Caminho da Reação Professor: Lucas Xavier

Reações Exotérmicas Equação geral Calor A + B AB + Exemplos: H2(g) + O2(g)  H2O(l) KJ C(s) + O2(g)  CO2(g) DH = – 94 Kcal Processos de queima (Combustão) Professor: Lucas Xavier

Reações Exotérmicas Análise Gráfica Entalpia (H) Assim, temos: HR Reagentes HP < HR Energia DH DH < 0 HP Produtos Caminho da Reação Professor: Lucas Xavier

Conceitos Importantes Entalpia (H): É a energia total de um sistema quando se mantêm a pressão constante. DH = Hfinal – Hinicial Para uma reação química, temos: DH = Hproduto – Hreagente Professor: Lucas Xavier

Fatores que influem nas entalpias
Os principais fatores que afetam a H de uma reação são: Estado físico dos reagentes e dos produtos. Hgasoso > Hlíquido > Hsólido Estado alotrópico dos reagentes e produtos: A forma alotrópica de menor entalpia é a mais estável. Professor: Lucas Xavier

Entalpia de Formação É a variação da entalpia para a reação que forma 1 mol do composto a partir de seus elementos, com todas a substâncias em seus estados padrão Elementos nas formas mais estáveis, ou seja, o alótropo mais abundante de uma substância simples, tem H = 0. Ex: O2, Cgrafite, H2, N2 ΔH = Σ ΔHf (produtos) – Σ ΔHf (reagentes) Professor: Lucas Xavier

ENERGIA DE LIGAÇÃO: É a energia necessária para romper um mol de ligações quando se obtêm os átomos isolados no estado gasoso. A principal aplicação prática é permitir o cálculo da variação de entalpia de reações, conhecendo- se as energias de ligações. Professor: Lucas Xavier

Veja esse exemplo, reagindo gás hidrogênio (H2) e gás cloro (Cl2), formando cloridreto (HI). Professor: Lucas Xavier

E de ligação (Kcal/mol)
Cl  Cl 58,0 H  H 104,2 H  Cl 103,2 C  C 83,1 C  H 98,8 C  H (metano) 99,5 C  Cl 78,5 Professor: Lucas Xavier

REAGENTES A quebra de uma ligação é um processo endotérmico (H > 0): SINAL (+) PRODUTOS A formação de uma ligação é um processo Exotérmico (H  0): SINAL (-) Professor: Lucas Xavier

H Cl2  HCl H - H Cl - Cl  2 H-Cl +104, , x(-103,0) H = -44,0 Kcal Professor: Lucas Xavier

LEI DE HESS "A variação de entalpia envolvida numa reação química, sob determinadas condições experimentais, depende exclusivamente da entalpia inicial dos reagentes e da entalpia final dos produtos, seja a reação executada em uma única etapa ou em várias etapas sucessivas". Professor: Lucas Xavier

Lei de Hess Estabelece que se uma reação for executada em uma série de etapas, o H para a reação será igual à soma dos H para as etapas individuais. A variação da entalpia total para o processo independe do número de etapas ou da maneira a reação ocorre C(g) + O2(g) CO2(g) H = - 393,5 kJ CO2(g) CO(g) + ½ O2(g) H = + 283,0 kJ _____________________________________ C(g) + ½ O2 (g) CO(g) H = - 110,5 kJ Professor: Lucas Xavier

Exercícios Fixação (UFMG) Ao se sair molhado em local aberto, mesmo em dias quentes, sente-se uma sensação de frio. Esse fenômeno está relacionado com a evaporação da água que, no caso, está em contato com o corpo humano. Essa sensação de frio explica-se CORRETAMENTE pelo fato de que a evaporação da água: a) é um processo endotérmico e cede calor ao corpo. b) é um processo endotérmico e retira calor do corpo. c) é um processo exotérmico e cede calor ao corpo. d) é um processo exotérmico e retira calor do corpo. Professor: Lucas Xavier

O que é ? EQUILÍBRIO QUÍMICO A condição na qual as concentrações de todos os reagentes e produtos em um sistema fechado param de variar com o tempo é chamada equilíbrio químico. O equilíbrio químico ocorre quando as reações opostas acontecem a velocidades iguais: a velocidade na qual os produtos são formados a partir dos reagentes é igual à velocidade na qual os reagentes são formados a partir dos produtos. Professor: Lucas Xavier

Sim, onde tá o Equilíbrio Químico no cotidiano
Professor: Lucas Xavier

Óculos fotocromáticos A reação que ocorre nas lentes dos óculos é a seguinte: AgCl + Energia Ag + Cl Professor: Lucas Xavier

Refrigerante Dentro de uma garrafa de refrigerante, ocorre várias reações, mas um destaque pode ser dado para o ácido carbônico (H2CO3), que se decompõe em H2O e CO2 . H2CO3(aq) H2O + CO2(g) Professor: Lucas Xavier

Visto que é um ácido, ele sofre ionização em meio aquoso. Assim, quando ingerimos o AAS com um pouco de água, ele estabelece o seguinte equilíbrio químico: AAS(s) + H2O(l) ↔ AAS1-(aq) + H3O1+ (aq) Professor: Lucas Xavier

Se o tempo estiver seco, portanto, sem possibilidade de chover, o cloreto de cobalto perde água e fica azul. Quando há muita umidade no ar, porém, o cloreto de cobalto se hidrata e fica rosa. As variações de temperatura também influenciam na mudança de cor: se o tempo esquenta, o galinho fica azul; se esfria, fica rosado. Portanto, a cor rosa indica tempo ruim, frio e com possibilidade de chuva. Produto típico de Portugal, onde ele ainda é fabricado e vendido aos turistas como lembrança de viagem Professor: Lucas Xavier

A + B C + D Professor: Lucas Xavier

V1 =V2 O que existe, na verdade, são duas reações opostas que ocorrem com a mesma velocidade. Professor: Lucas Xavier

EQUILIBRIO QUÍMICO - Classificação
Os equilíbrios químicos podem ser classificados em Equilíbrio Homogêneo: É aquele em que todos os participantes se encontram numa única fase. Portanto, classificamos o sistema como sendo homogêneo. Exemplos: H2(g) + I2(g) 2HI(g) HCN(aq) H+(aq) + CN-(aq) Equilíbrio Heterogêneo: É aquele em que os participantes se encontram em mais de uma fase. Portanto, classificamos o sistema como sendo heterogêneo. Exemplo: C(s) + O2(g) CO2(g) Professor: Lucas Xavier

EQUILIBRIO QUÍMICO - Grau (α)
Grau de Equilíbrio (α): Indica a porcentagem em mols de uma determinada espécie que reagiu para estabelecer o equilíbrio. Podemos representar: Exemplo: Seja a reação x → y + z, em que, no início, encontramos 2,00 mols de x e no equilíbrio são encontrados 0,80 mols de x sem reagir. Concluímos, então, que reagiu 2,00 – 0,80 = 1,20 mols de x. O grau de equilíbrio fica: Concluindo, podemos dizer que quanto maior o valor de α no equilíbrio, encontramos menor sobra de reagentes em maior quantidade de produtos. Quanto menor o valor de α no equilíbrio, encontramos muita sobra de reagentes e pouco produto. Professor: Lucas Xavier

A B KEq = [ B ] [ A ] KEq > 1 = [ B ] > [ A ] KEq < 1 = [ A ] > [ B ] Professor: Lucas Xavier

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