Aula 3 QUÍMICA GERAL Ana Luisa Daibert Pinto

Sumário: Aula 3 Propriedades da Matéria Comparação entre Gases, Líquidos e Sólidos Mudanças de Estado Físico Diagrama de Fases Fenômenos Físicos e Químicos

Sumário: Aula 3 Reações Químicas Classificação quanto ao calor envolvido quanto ao sentido quanto à velocidade Reações de adição ou síntese Reações de análise ou decomposição Reações de deslocamento ou simples troca Reações de substituição ou dupla troca

Classificações da Matéria Estados Físicos da Matéria Característica Sólido Líquido Gasoso Forma própria a do recipiente Volume constante o do recipiente Arranjo das partículas ordenadas, muito próximas desordenadas, próximas muito desordenadas, muito distantes Agregação das partículas muito forte forte praticamente nenhuma Movimento das partículas pouca liberdade relativa liberdade grande liberdade Nível microscópico

Uma Comparação entre Gases, Líquidos e Sólidos

Propriedades da Matéria Mudanças de Estado Físico

Propriedades da Matéria Mudanças de Estado Físico Evaporação Forma lenta; Temperatura ambiente; Sem formação de bolhas. Ex: roupa secando no varal. Ebulição Forma rápida; Com aquecimento; Há formação de bolhas. Ex: Fervura Vaporização L  G

Propriedades da Matéria Mudanças de Estado Físico Exemplo de Aplicação   Nos automóveis, há no vidro traseiro, filamentos que servem como desembaçadores. Ao apertar um botão no painel, esses filamentos se aquecem e o vidro é desembaçado. Qual mudança de estado físico explica tal fato. Vaporização. Os filamentos aquecem o vidro e provocam a vaporização (LG) da água líquida que está na sua superfície, desembaçando-o.

Propriedades da Matéria Ponto de Fusão (PF) e Ponto de Ebulição (PE) PF: é a temperatura na qual determinada substância sofre fusão (durante o aquecimento) ou solidificação (durante o resfriamento) - Ex: A água sofre fusão e solidificação a 0°C. PE: é a temperatura na qual determinada substância sofre ebulição (durante o aquecimento) ou condensação (durante o resfriamento) - Ex: A água sofre ebulição e condensação a 100°C.

Propriedades da Matéria Previsões a partir dos valores de PF e PE Água – líquido; 79°C Etanol – gasoso; Naftaleno – sólido.

Propriedades da Matéria Previsões a partir dos valores de PF e PE Exemplo de Aplicação   Uma churrasqueira é feita de ferro. Sabendo que o ponto de fusão do ferro é 1.538°C, o que você pode afirmar sobre a temperatura do carvão em brasa que está na churrasqueira, durante o preparo do churrasco? Explique. É inferior a 1.538°C, pois o ferro não chega a sofrer fusão.

Propriedades da Matéria Diagramas de Mudanças de Estado Físico Gráfico de Substância: 2 patamares

Propriedades da Matéria Diagramas de Mudanças de Estado Físico Gráfico de Mistura: sem patamares Mistura azeotrópica: - PF variando PE constante Ex: álcool hidratado Mistura eutética: - PF constante PE variando Ex: mistura entre metais

Propriedades da Matéria Diagrama de Fases É o gráfico que representa as fases da matéria em função da pressão e da temperatura.

Propriedades da Matéria Diagrama de Fases Curva de Fusão Curva de Vaporização Curva de Sublimação

Fenômenos Físicos e Químicos A fusão do gelo não produz uma nova substância Este fenômeno é classificado como FENÔMENO FÍSICO  

Propriedades da Matéria Mudanças Físicas A substância inicialmente presente possui as mesmas propriedades da substância presente no final. Apenas sua aparência física muda. – Gelo derrete; – Cano de ferro é serrado; – Copo é quebrado; – Folha é rasgada; – Prego é fincado na madeira.

Fenômenos Físicos e Químicos A oxidação do ferro produz novas substâncias Este fenômeno é classificado como FENÔMENO QUÍMICO  

Propriedades da Matéria Mudanças químicas Quando uma substância muda sua composição. Novas substâncias são formadas a partir de outras. Evidências:  liberação de gases  formação de precipitado  mudança de cor  alterações de calor Ferrugem na palha de aço, produção de húmus no solo, queima da vela, queima de gás num fogão e de gasolina, álcool ou diesel no motor de um veículo.

Reações Químicas Os fenômenos químicos são denominados de Reações Químicas. Reação Química é o processo de mudanças químicas, onde ocorre a conversão de uma substância, ou mais, em outras substâncias. Quando representamos um fenômeno químico por fórmulas e símbolos teremos um Equação Química. A + B  C + D Reagentes Produto

Reações Químicas As reações químicas fazem parte do nosso dia-a-dia. Por exemplo, quando vamos esquentar a água para preparar o café da manhã, estamos realizando uma mudança física (a água ao ser esquentada, passará do estado líquido para o gasoso) e uma reação química, pois o gás do fogão reage com o oxigênio do ar para produzir o calor que utilizamos para cozinhar os alimentos.

Reações Químicas Sabemos que para o carro andar devemos colocar gasolina. Mas o que a gasolina tem a ver com o movimento do carro? Isso só é possível devido a uma reação química. A gasolina utilizada nos veículos é uma mistura de vários compostos. Um deles é o octano, composto formado por carbono e hidrogênio, cuja fórmula química é C8H18. Quando a gasolina reage com o oxigênio do ar produz dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e a energia que é utilizada para fazer com que o carro entre em movimento.

Reações Químicas As reações químicas quanto ao calor envolvido podem ser: ENDOTÉRMICAS São reações que ocorrem absorvendo calor. EXOTÉRMICAS São reações que ocorrem liberando calor.

Reações Químicas Toda reação ocorre com absorção ou liberação de calor. Essa energia é dada pela unidade caloria por mol (cal/mol): Exotérmica: libera calor C + O2  CO2 ΔH = - 94.100 cal C + O2  CO2 + 94.100 cal   Endotérmica: absorve calor N2 + O2  2 NO ΔH = + 21.600 cal N2 + O2 + 21.600 cal  2 NO

Reações Químicas As reações químicas quanto ao sentido podem ser: REAÇÕES REVERSÍVEIS São reações em que reagentes e produtos são consumidos e produzidos ao mesmo tempo.  N2O4 (g) ↔ 2 NO2 (g)   REAÇÕES IRREVERSÍVEIS São reações que ocorrem em um único sentido.  C(s) + O2 (g)  CO2 (g)

AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  NaNO3 (aq) + AgCl Reações Químicas As reações químicas quanto à velocidade podem ser: LENTA A formação dos produtos é muito lenta. 4 Fe + 3 O2  2 Fe2O3 RÁPIDA Aquela cujo tempo gasto, desde o momento em que os reagente são colocados em contato ate a formação dos produtos, é pequeno. AgNO3 (aq) + NaCl (aq)  NaNO3 (aq) + AgCl

Classificação das Reações Reações de adição ou síntese Reações de análise ou decomposição Reações de deslocamento ou simples troca Reações de substituição ou dupla troca

Reações de adição ou síntese É quando duas ou mais substâncias reagentes produzem apenas uma única substância como produto. A + B  AB CaO + H2O  Ca(OH)2   N2 + 3 H2O  2 NH3

Reações de análise ou decomposição É quando uma única substância reagente produz duas ou mais substâncias. AB  A + B 2 H2O  2 H2 + O2   CaCO3  CaO + CO2

Reações de análise ou decomposição Em função do agente que provoca a decomposição as reações são classificadas em: ELETRÓLISE Decomposição provocada pela corrente elétrica. PIRÓLISE Decomposição provocada pelo calor. HIDRÓLISE Decomposição provocada pela água. FOTÓLISE Decomposição provocada pela luz. Corrente Elétrica Água Luz

Reações de deslocamento ou simples troca A substância simples desloca um elemento de uma substância composta, originando outra substância simples e outra composta. A     +   BC          AC     +     B A     +   BC          AB     +     C

Reações de deslocamento ou simples troca A     +   BC          AC     +     B Quando a substância simples  (A) é um metal, ela deverá ser mais reativa (eletropositiva) que B, para poder deslocá-lo. Para isso, devemos nos basear na fila de reatividade ou eletropositividade. Cs > Li > Rb > K > Ba > Sr > Ca > Na > Mg > Be > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Co > Ni > Sn > Pb > H > Sb > As > Bi > Cu > Ag > Hg > Pt > Au  Um metal que vem antes na fila desloca um que vem depois.

Reações de deslocamento ou simples troca A     +   BC          AC     +     B M + MAm Na + FeCl2  NaCl + Fe A reação ocorre pois o Na é mais reativo que o Fe.  

Reações de deslocamento ou simples troca A     +   BC          AB     +     C Quando a substância simples é um ametal, a reação ocorre se o ametal (A) for mais reativo (eletronegativo)  que o ametal (C). Para isso, devemos nos basear na fila de reatividade ou eletronegatividade. F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P Ametal que vem antes na fila desloca um que vem depois.

Reações de deslocamento ou simples troca A     +   BC          AB     +     C Am + MAm Cl2 + 2 NaBr  Br2 + 2 NaCl A reação ocorre pois o Cl é mais reativo que o Br.  

Reações de substituição ou dupla troca É quando duas substâncias compostas trocam entre si partes de suas estruturas, formando duas novas substâncias compostas. Substituem-se mutuamente cátions e ânions. AB + CD  AD + CB 2 KI + Pb(NO3)2  2 KNO3 + PbI2

Reações de substituição ou dupla troca Para a ocorrência das reações de dupla troca, deve ocorrer uma das condições:   Formação de um precipitado (produto insolúvel) 2 KI + Pb(NO3)2  2 KNO3 + PbI2 ↓ Formação de uma substância volátil NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + CO2 ↑ Formação de uma substância mais fraca HClO4 + KCN KClO4 + HCN (ácido mais fraco)

Resumo: Classificação das Reações Reações de adição ou síntese A + B  AB   Reações de análise ou decomposição AB  A + B Reações de deslocamento ou simples troca AB + C  AC + B Reações de substituição ou dupla troca AB + CD  AD + CB

Exercícios de Fixação REAÇÕES QUÍMICAS Aula 3 Exercícios de Fixação REAÇÕES QUÍMICAS

ATIVIDADES 1) Bolinhas de naftalina são utilizadas no combate às traças. Qual mudança de estado físico explica porque essas bolinhas diminuem de tamanho com o passar do tempo? a) Fusão. b) Vaporização. c) Sublimação. d) Condensação.

ATIVIDADES 2) Às vezes, nos dias frios ou chuvosos, o lado interno dos vidros dos carros, em que há alguém, fica embaçado. Devido a qual mudança de estado físico isso acontece? a) Fusão. b) Vaporização. c) Solidificação. d) Condensação.

ATIVIDADES 3) Dada a tabela abaixo: Qual o estado físico dessas substâncias à:

ATIVIDADES 4) O diagrama de fases de certa substância é representado abaixo. Assinale a alternativa correta: a) No ponto Q é possível encontrar a substância somente nos estados físicos sólido e líquido. b) Na região III a substância se encontra na fase sólida. c) Variando a pressão e/ou a temperatura, a substância pode passar da fase sólida diretamente para a gasosa. d) Ocorre a sublimação quando a substância passa de uma região para outra delimitada pela linha MQ.

Atividades 5) Quando se adiciona HNO3 a NaOH, a temperatura do sistema eleva-se. Pode-se concluir que a reação ocorrida é a) de simples troca com liberação de calor. b) de substituição com absorção de calor. c) de dupla troca com liberação de calor. d) de adição com absorção de calor.

Atividades 6) Das reações químicas que ocorrem: I. nos flashes fotográficos descartáveis II. com o fermento químico para fazer bolos III. no ataque de ácido clorídrico ao ferro IV. na formação de hidróxido de alumínio usado no tratamento de água representadas respectivamente pelas equações: I. 2Mg + O2  2MgO II. NH4HCO3  CO2 + NH3 + H2O III. Fe + 2 HCℓ  FeCℓ2 + H2 IV. Aℓ2(SO4)3 + 6NaOH  2Aℓ(OH)3 + 3Na2SO4  Classifique cada reação.

Atividades 7) A reação: é classificada como reação de: a) análise. b) deslocamento. c) dupla troca. d) síntese. e) simples troca.

Atividades 8) A decomposição da reação foi devido à: a) Eletrólise b) Pirólise c) Hidrólise d) Fotólise

Atividades 9) A decomposição de uma substância provocada pela eletricidade recebe o nome especial de: a) pirólise. b) hidrólise. c) eletrólise. d) fotólise.

Atividades 10) A sequência que representa, respectivamente, reações de síntese, análise, simples troca e dupla troca são: I. Zn + Pb(NO3)2  Zn(NO3)2 + Pb II. FeS + 2 HCl  FeCl2 + H2S III. 2 NaNO3  2 NaNO2 + O2 IV. N2 + 3 H2  2 NH3 a) I, II, III e IV. b) III, IV, I e II. c) IV, III, I e II. d) I, III, II e IV.

Atividades 11) Há reações químicas que só se processam sob ação da luz como as reações da fotossíntese e a decomposição natural da água oxigenada. Este tipo de reação tem o nome especial de: a) fotólise. b) eletrólise. c) pirólise. d) hidrólise.

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