Prof Marcus Felipe Colégio Energia Barreiros

Apresentação em tema: "Prof Marcus Felipe Colégio Energia Barreiros"— Transcrição da apresentação:

1 Prof Marcus Felipe Colégio Energia Barreiros
Apostila 7 - Química B Prof Marcus Felipe Colégio Energia Barreiros

2 Cálculos Químicos/Estequiometria
Leis Ponderais Leis Volumétricas

3 Bombril fica mais pesado depois da ferrugem?
Papel depois da combustão fica mais leve? O que a massa tem a ver com as Reações Químicas?

4 Leis Ponderais Lei de Lavoisier  Massa constante - Quantitativo. Lei de Proust  Proporções Constantes Lei de Dalton  Lei das Proporções Múltiplas

5 Leis Ponderais – ( Massa)
1° - Lei de Lavoisier: Lei da conservação das massas - Fez uma reação química e surpresa: a massa se manteve constante!! Gás Hidrogênio e Gás Oxigênio  Água. (Conservação da massa)

6 Exercício C + O2  CO2 1° Experimento: 12g + 32g  44g 2° Experimento: 16g + 32g  44g Sobra: excesso 4g! O Oxigênio impedirá que a reação aconteça, portanto ele será o reagente limitante - é o que fica em falta. Provando a Lei de Lavoisier: Ma=Md, Mr=Mp. Obrigatoriamente as reações devem estar em um recipiente fechado.

7 Lavoisier x Einsten: E=M.C2
Energia converte-se em matéria e vice-versa. Uma reação Química ocorre com a variação da entalpia 2Mg + O2  2MgO H = + 148,3kcal 1 cal - 4,2J assim a H = 623x103 J Fórmula: 623x103 J = M. (3x108)2 M = 6,9x10-12g Reações Químicas :(Variação de massa desprezível) Reações Nucleares: (Variação de massa não desprezível)

8 2° - Lei de Proust : Lei das Proporções Constantes
2° - Lei de Proust : Lei das Proporções Constantes. A proporção está ligada diretamente à massa molar de cada substância. Mercúrio + Gás Oxigênio  Óxido de Mercúrio 50g g g 100g X 10g? g? Quem está em excesso? A lei permite descobrir o que reage de verdade e descobrir a massa do produto. Não pode ter excesso.

9 3° - Lei de Dalton: Lei das Proporções Múltiplas
3° - Lei de Dalton: Lei das Proporções Múltiplas. Compostos diferentes a partir de elementos constantes. S O2  SO2 32g g g S + 3/2O2  SO3 32g g g 32/48 = 2/3

10 Exercício Ácido + Base  Sal + Água + Excesso 1° 98g X 142g 36g 2° 100g 80g 142g 36g y 3° 30g 40g w z t

11 Leis Volumétricas 1N2 + 3H2  2NH3 1 volume + 3 volumes  2 volumes
Lei de Gay Lussac. Relação entre os volumes. Novo arranjo dos átomos. Relação volumétrica dos gases. 1N H  NH3 1 volume + 3 volumes  2 volumes N≡ ≡N (H- -H) 

12 Os Gases: Propriedades/Comportamento .
São moleculares: menos os G.N. Não há interações (atração) entre suas moléculas (livres) – um vazio “ENORME” entre elas. Movimentam-se desordenadamente e Volume variável. Choques Elásticos (não perde energia): Parede e entre si – resulta num ↑ da pressão (diretamente proporcional). ↑T ↑E=(mv2)/2 ↑movimento ↑colisões Estado Gasoso: Todos terão propriedades físicas constantes.

13 Observações: Quantidade de gás: n = massa/massa molar
Temperatura: TK = T°C+ 273 Volume: 1m3=1000L 1dm3= 1L 1L = 1000cm3 =1000mL

14 Gases respondem QUASE da mesma forma a mudanças na massa, temperatura e pressão.
1 Mol – ocupa 22,4L – 0°C – 1atm Mol dobra? Volume dobra! (são diretamente proporcionais) T dobra? Volume dobra! Pressão metade? Volume dobra! (são inversamente proporcionais)

15 Transformação Isotérmica Lei de Boyle

16 P1.V1 = P2.V2

17 15 litros de uma determinada massa gasosa encontram-se a uma pressão de 8 atm e à temperatura de 30°C. Ao sofrer uma expansão isotérmica, seu volume passa a 20 litros. Qual será a nova pressão? P1 . V1 = P2 . V2 8atm . 15L = P L P2 = 8.15/20 = 6 atm

18 Transformação Isobárica Lei Gay-Lussac

19 V1 / T1 = V2 / T2

20 V1 / T1 = V2 / T2 500cm3 / (27+273) = V2 / (-73+ 273)
(FAAP – SP) A 27º C, um gás ideal ocupa 500 cm3. Que volume ocupará a -73°C, sendo a transformação isobárica? V1 / T1 = V2 / T2 500cm3 / (27+273) = V2 / ( ) 500 / 300 = V2 / 200 V2 = 33,33 cm3 ou 3,3 x10-4 m3

21 Transformação Isocórica P1 / T1 = P2 / T2

22 (FUVEST – SP) Um recipiente indeformável, hermeticamente fechado, contém 10 litros de um gás perfeito a 30°C, suportando a pressão de 2 atm. A temperatura do gás é aumentada até atingir 60°C. a) Calcule a pressão final do gás. b) Esboce o gráfico pressão versus temperatura da transformação descrita

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24 Gás Ideal / Gás Perfeito

25 Gás ideal/Perfeito: é um modelo idealizado no qual o gás se move ao acaso, sendo que suas moléculas se chocam elasticamente, apresentam volume próprio e não exercem ações mútuas. Características: Partículas puntiformes (tamanho desprezível) - não podem realizar rotação. A força de interação elétrica entre as partículas deve ser nulas - bem (são fastadas). Ocorrência de interação apenas durante as colisões (perfeitamente elásticas) Pressão baixa e Temperatura alta. Há uma relação entre as variáveis: temperatura, pressão, volume e número de mols do gás. Essa relação matemática é conhecida como a Lei dos Gases Ideais. A maioria dos gases reais se comporta de acordo com esta lei. Apenas em poucas situações, como próximo de uma transição de fase ou temperaturas muito baixas, esta lei não é obedecida. A Lei dos gases ideais nos permite determinar o valor de uma das variáveis de estado de um gás se conhecermos as outras três. Assim, quando o número de mols de um gás permanece constante, a Lei dos Gases Ideais é expressa pela seguinte equação:

26 Equação de Clapeyron P . V = n . R . T
P  Pressão - nas CNTP (0°C e 1 atm) ou CATP (25°C e 1 atm) V  Volume (L) n  Número de mol do gás R  é um constante e depende da pressão: 0,082 atm.L/mol.k 62,3 mmHg.L/mol.K 8,31 kPa.L/mol.k T  Temperatura em K (TK = T°C + 273)

27 Lei geral dos gases perfeitos
Através da equação de Clapeyron é possível obter uma lei que relaciona dois estados diferentes de uma transformação gasosa, desde que não haja variação na massa do gás. Uma equação que relacione as variáveis de estado: pressão (p), volume (V) e temperatura absoluta (T) de um gás. Considerando um estado (1) e (2) onde Lei geral dos gases perfeitos

28 Qual é o volume ocupado por 4g de gás CH4 submetido à pressão de 5000N/m², a uma temperatura igual a 50°C? Dado: 1atm = 10000N/m² e R = 0,082 atm.L/mol.k P = 5000N/m2  atm = /10000 = 0.5atm P . V = n . R . T 0,5. V = (4/16). (0,082). (50+273) V = 13,24 L

29 Enem 2015 - É dia de sol e você está passeando a beira mar
Enem É dia de sol e você está passeando a beira mar. Nesse dia a temperatura está a 28°C (não muito quente), e então se depara com um vendedor de balões. Sabe-se que o gás contido nesses balões é o Hélio (He), ele faz com que o objeto se mantenha suspenso no ar. Suponhamos que em um balão contenha 44 gramas de gás He (gás perfeito) a uma pressão de 2, KPa, qual seria o volume desse balão? He = 4,0 g mol-1 R = 8,31 kPa.L/mol.K T : 28°C = 301 k V = ? P . V = n . R . T 2, KPa. V = (44/4). (8,31 kPa.L/mol.K). (301 K) V = 110L

30 Mistura de Gases

31 Mistura de gases é homogêneo:  um único aspecto em toda a sua região
Mistura de gases é homogêneo:  um único aspecto em toda a sua região. Ar atmosférico: 78% do volume em massa de N2, 21% O2 e 1% de outros gases. Botijão: C3H8 C4H10

32 Vtotal = V1 + V2 + V3 + ... ou Vtotal = Σv
Lei de Dalton: Pressão Parcial – A pressão total de um sistema onde há mistura de gases é a soma das pressões parciais. P total= PA + PB + PC +... A pressão total é diretamente proporcional ao número total de mols. P = ∑n RT/V ∑n = nA + nB +... Lei de Amagat: o volume parcial de um gás em uma mistura gasosa é o volume que ele ocupará estando sozinho e sendo submetido à pressão total e à temperatura da mistura. Vtotal = V1 + V2 + V3 + ... ou Vtotal = Σv

33 Lei de Graham: a velocidade de difusão dos gases é inversamente proporcional à raiz quadrada de suas densidades. Gases de ↓ densidade difundem-se + rápido ↑Densidade ↑massa molar ↓Velocidade de difusão.

34 Difusão e Efusão dos Gases
Difusão dos gases é a sua passagem espontânea para outro meio gasoso . Efusão é esta mesma passagem só que por meio de pequenos orifícios.

35 Aspectos A pressão e o volume que estes gases exercem ou ocupa nas misturas das quais participam são de caráter individual, dentro da CNTP da mistura, e não corresponderá à pressão e volume que este gás possuía antes de entrar na mistura. Depensderá somente da quantidade da matéria (n° de mols) e não importa que gás é. Não há reação gasosa, apenas uma mistura.

36 Fração Molar É a relação entre o número de mols de um gás e o número de mols total de mols da mistura. X Gás = nGás = Vgás = Pgás = % em volume de gás Σn Vtotal Ptotal 100% Pgás = X Gás . Ptotal Vgás = X Gás . Vtotal A fração molar é uma relação entre um valor parcial e um total por isso a soma das fração molares sempre será igual a: 1

37 Exercícios 1 - Um balão contém 48g de O2, 24g de He e 160g de SO2. Calcule: a) As frações molares de cada gás b) As pressões parciais de cada gás quando a pressão total for igual a 1000 mm Hg. Massas molares: O2= 32g/mol, He = 4g/mol, SO2= 64g/mol Quantos mols para cada gás? nGás a)Frações molares ? X Gás = nGás Σn b) Pgás = X Gás . Ptotal

38 2 – Após a abertura da torneira de comunicação dos frascos, mantendo-se a temperatura constante determine: A: B: N2 O2 P: 1 atm 5atm V: 3 L 2 L a) pressão parcial de cada gás. b) pressão total da mistura.

39 T constante PV = PV Torneira fechada  Torneira aberta N2 0,5 atm O2 2 atm Ptotal: PN2+PO2