A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Química Aplicada ao Ambiente Reacções em Solução Aquosa Valentim M B Nunes Unidade Departamental de Engenharias Instituto Politécnico de Tomar, Fevereiro,2014.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Química Aplicada ao Ambiente Reacções em Solução Aquosa Valentim M B Nunes Unidade Departamental de Engenharias Instituto Politécnico de Tomar, Fevereiro,2014."— Transcrição da apresentação:

1 Química Aplicada ao Ambiente Reacções em Solução Aquosa Valentim M B Nunes Unidade Departamental de Engenharias Instituto Politécnico de Tomar, Fevereiro,2014 CET: ESTTQA-TMR1

2 Reacções em solução aquosa Muitas reacções químicas, e praticamente todos os processos biológicos ocorrem em meio aquoso. 2/3 do corpo humano é constituído por água.

3 Solução aquosa - algumas definições Solução: mistura homogénea (gasosa, líquida ou sólida) de duas ou mais substâncias. O soluto é a substância presente em menor quantidade e o solvente é a substância presente em maior quantidade. Nas soluções aquosas o solvente é a água. Compostos em solução aquosa: moléculas - após dissolução permanecem como moléculas neutras rodeadas por moléculas de água - não electrólitos (açúcar, etanol, etilenoglicol, ….) Substâncias iónicas - após dissolução formam iões individuais hidratados - electrólitos (NaCl, KNO 3, HCl..)

4 Tipos de reacções Reacções de Precipitação: causadas pela insolubilidade de uma combinação de iões presentes na solução Reacções ácido-base: causadas pela formação da molécula de água, bastante estável, como resultado da combinação de um ião hidrogénio, H +, e um ião hidróxido, OH -. Reacções de oxidação - redução (ou redox): causadas pela diferença de potencial de redução entre dois átomos, resultando num fluxo de electrões.

5 Reacções de precipitação Caracterizadas pela formação de um produto insolúvel (precipitado) que se separa da solução. Os reagentes são geralmente solúveis. BaCl 2 (aq) + K 2 SO 4 (aq) BaSO 4 (s) + 2 KCl(aq) Equação iónica efectiva: Ba 2+ (aq) + SO 4 2- (aq) BaSO 4 (s) K + e Cl - são iões espectadores.

6 Solubilidade Como poderemos saber se haverá formação de um precipitado quando se misturam duas soluções? Solubilidade: é a quantidade máxima de soluto que se pode dissolver numa dada quantidade de solvente a uma dada temperatura. O nitrato de prata (AgNO 3 ) é solúvel, e o cloreto de potássio (KCl) é igualmente solúvel, mas o cloreto de prata (AgCl) é insolúvel. Ag + + NO 3 - K + + Cl - Reacção de metátese ou dupla troca.

7 Regras de Solubilidade

8 Exercício 1. Classifique os seguintes compostos iónicos como solúveis ou insolúveis: a) sulfato de prata, Ag 2 SO 4 ; b) carbonato de cálcio, CaCO 3 ; c) fosfato de sódio, Na 3 PO 4. Exercício 2. Classifique os seguintes compostos iónicos como solúveis ou insolúveis: a) CuS; b) Ca(OH) 2 ; c) Zn(NO 3 ) 2.

9 Ácidos e bases Definições de Arrhenius: Ácido: é uma substância que quando dissolvida em água, ioniza e faz aumentar a concentração de iões H +. Fortes: HCl (aq) H + (aq) + Cl - (aq) Fracos: H 2 SO 4 H + (aq) + HSO 4 - (aq) H + (aq) + SO 4 2- (aq) CH 3 COOH H + (aq) + CH 3 COO - (aq) Base: é uma substância que quando dissolvida em água, ou reagindo com água, faz aumentar a concentração de iões OH -. Fortes: NaOH(aq) Na + (aq) + OH - (aq) Fracas: NH 3 (aq) + H 2 O(aq) NH 4 + (aq) + OH - (aq)

10 Reacções ácido-base Ácido + Base Sal + Água HNO 3 (aq) + KOH(aq) KNO 3 (aq) + H 2 O(l) H 2 SO 4 (aq) + 2 NaOH(aq) Na 2 SO 4 (aq) + 2 H 2 O(l) H + (aq) + OH - (aq) H 2 O(l) Uma reacção ácido – base envolve a reacção entre um ácido e uma base e formação de água. São por vezes designadas por reacções de neutralização.

11 Exercício 3. Escreva a equação molecular, iónica e iónica efectiva para cada uma das seguintes reacções ácido-base: a) HBr + Ba(OH) 2 ; b) HCl + NaOH. Exercício 4. Escreva a equação molecular, iónica e iónica efectiva a seguinte reacção ácido-base: H 3 PO 4 + NaOH.

12 Reacções de Oxidação-Redução As reacções de oxidação-redução são reacções em que ocorre transferência de electrões. Embora muitas reacções ocorram em solução aquosa, uma grande parte ocorre noutras fases. Cu 2+ (aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn 2+ (aq) Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2 e - (oxidação) Cu 2+ (aq) + 2 e - Cu(s) (redução) 2 Mg(s) + O 2 (g) 2 MgO(s) trata-se igualmente de uma reacção redox

13 Número de oxidação Número ou estado de oxidação: número de cargas que um átomo teria numa molécula (ou composto iónico) se houvesse transferência completa de electrões. Numa reacção redox tem de ocorrer variação dos números de oxidação. 1. O número de oxidação de um elemento em qualquer das suas formas alotrópicas é zero: S 8, O 2, O 3, Cu, Au, etc.. 2. Num ião monoatómico corresponde á sua carga: Al 3+ (+3), Cl - (-1), Ca 2+ (+2), etc.. 3. O número de oxidação do oxigénio, O, é sempre -2, excepto nos peróxidos onde é -1 (H 2 O 2 ) 4. O número de oxidação do hidrogénio, H, é sempre +1 excepto nos hidretos onde é -1 (NaH, CaH 2,..) 5. A soma algébrica dos número de oxidação num composto neutro é zero. Num ião poliatómico é igual à carga do ião.

14 Exercício 5. Atribuir os números de oxidação a todos os elementos dos seguintes compostos ou iões: a) Li 2 O; b) HNO 3 ; c) Cr 2 O 7 2- ; d) MnO 4 -. Exercício 6. Atribuir os números de oxidação a todos os elementos dos seguintes compostos ou iões: a) PF 3 ; b) CO 2 ; c) CrO 4 - ; d) NH 4 +

15 Concentração de soluções Concentração de uma solução: é a quantidade de soluto presente numa dada quantidade de solvente. Molaridade (ou concentração molar): é o número de moles de soluto em 1 L de solução. O estudo quantitativo (estequiometria) de reacções em solução requer o conhecimento das quantidades de reagentes presentes na solução. ou A concentração é uma propriedade intensiva, isto é, não depende da quantidade de solução.

16 Preparação de soluções

17 Exercício 7. Qual a molaridade de uma solução que contem 0.435g de KMnO 4 em 250 mL de solução? Exercício 8. Quantos gramas de dicromato de potássio (K2Cr2O7) são necessários para preparar 250 mL de uma solução 2.16 M? Exercício 9.Qual a molaridade de uma solução de etanol (C2H5OH) que contem 1.77 g de etanol em 85 mL? Exercício 10. Que volume (em mL) de solução M de NaOH contem 6.22 g de NaOH?

18 Diluição de soluções A diluição é um processo de preparação de soluções menos concentradas a partir de outras mais concentradas. moles de soluto antes da diluição = moles de soluto após a diluição

19 Exercício 11. Como se poderá preparar 200 mL de uma solução 0.8 M de NaOH a partir de uma solução armazenada 5.0 M? Exercício 12.Descreva a preparação de 500 mL de uma solução 1.75 M de H 2 SO 4 a partir de uma solução mais concentrada de H 2 SO M.

20 Titulações ácido-base Os estudos quantitativos de reacções ácido-base efectuam-se usando uma técnica conhecida como titulação. Numa titulação, uma solução de concentração exactamente conhecida, denominada solução padrão, é adicionada a outra solução de concentração desconhecida até que a reacção química esteja completa.

21 Titulações ácido-base Ponto de equivalência: ponto no qual o ácido reagiu completamente com a base, neutralizando-a. Normalmente é detectado pela variação brusca da cor de um indicador. Indicadores: substâncias que apresentam cores distintas em meio ácido (excesso de ácido) e em meio básico (excesso de base). Fenolftaleína meio básico meio ácido

22 Exercício 13. Quantos mL de uma solução 0.6 M de NaOH são necessários para neutralizar 20 mL de uma solução M de H 2 SO 4 ? Exercício 14. Para trabalhos analíticos exactos o NaOH tem de ser aferido (determinar a sua concentração exacta). Para isso titula-se uma solução padrão de hidrogenoftalato de potássio (KHP) cuja fórmula química é KHC 8 H 4 O 4. Numa titulação verifica-se que são necessários mL de uma solução de NaOH para neutralizar g de KHP. Qual a concentração molar da solução de NaOH? Exercício 15. Quantos mL de uma solução 0.5 M de NaOH são necessários para neutralizar 20 mL de uma solução 0.1 M de HCl?

23 Aplicando….. Exercício 16. O ácido acético (CH 3 COOH) é um componente importante do vinagre. Uma amostra de 50 mL de um vinagre comercial é titulada com uma solução de NaOH 1 M. Qual a concentração do ácido e o grau de acidez (% em massa) se forem necessários 5.75 mL para a titulação? Exercício 17. A concentração de iões chumbo, Pb 2+, presentes numa amostra de água poluída que contém também iões nitrato, NO 3 -, é determinada através da adição de sulfato de sódio, Na 2 SO 4, e água até perfazer um volume total de 500 mL. a) escreva as equações moleculares e iónica efectiva; b) Calcule a concentração molar de Pb 2+ sabendo que foram adicionados à amostra g de Na 2 SO 4 para a completa precipitação dos iões Pb 2+.


Carregar ppt "Química Aplicada ao Ambiente Reacções em Solução Aquosa Valentim M B Nunes Unidade Departamental de Engenharias Instituto Politécnico de Tomar, Fevereiro,2014."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google