Fisico Quimica A

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Tcnico em Qumica / 2008

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Fsico Qumica AProfessor: Joo Luiz de Oliveira Professora Sueli Noriko Kariatsumari 1. Tcnico em Qumica/ 2008 Nome do aluno________________________________________

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UNIDADE 1 MASSASUNIDADE DE MEDIDA Unidade de medida de uma grandeza a quantidade-padro dessa grandeza, estabelecida arbitrariamente, mas de forma conveniente. MASSA ATMICA Para medir as massas de tomos parece ser lgico que devamos escolher a massa de um tomo como padro. E isso foi feito. Escolheu-se, inicialmente, o tomo mais leve que existe, o hidrognio, e sua massa deu-se o nome de unidade de medida de massa de tomo. O smbolo dessa unidade era u.m.a. Ento: 1 u.m.a. = m H = massa de 1 tomo de hidrognio. Dizer que a massa atmica do clcio era 40 u.m.a. significava que a massa de 1 tomo de clcio e 40 vezes a de 1 tomo de H. A determinao das massas atmicas era feita por mtodos fsicos, mas principalmente com o auxlio de reaes qumicas. Mas o hidrognio no reagia com muitos elementos qumicos. Como o oxignio reage com a maior parte dos elementos qumicos, optou-se pela mudana referencial, adotando-se ento o tomo de oxignio como padro, ao qual se atribuiu a massa atmica 16. 1 u.m.a. = (1/16).m O Dizer que a massa atmica do clcio era 40 u.m.a. significava que a massa de 1 tomo de clcio 40 vezes 1/16 da massa de 1 tomo de O. Com a descoberta dos istopos, essa teoria foi derrubada. Em 1961 optou-se pela mudana do referencial, adotando-se ento o istopo 12 do carbono, ao qual se atribuiu a massa atmica 12. Essa resoluo unificou as escalas, e a unidade passou a ser denominada unidade especfica de massa atmica, adotando-se como smbolo u. 1 u = (1/12). m C 12 Massa Atmica: a massa do tomo, que indica quantas vezes o tomo mais pesado que 1/12 do tomo do carbono-12, medida em unidade de massa atmica (u). MASSA MOLECULAR a massa da molcula, que indica quantas vezes a molculas mais pesada que 1/12 do tomo de carbono-12, medidas em unidade de massa atmica (u). Como a massa de uma molcula igual soma das massas dos tomos que a constituem, a massa molecular , tambm, igual soma das massas atmicas de todos os tomos que formam a molcula. Exemplos: H 2 O = 2.1 + 1.16 = 18u SO 3 = 1.32 + 3.16 = 80u Na 2 CO 3 = 2.23 + 1.12 + 3.16 = 106u Ca(OH) 2 = 1.40 + 2.16 + 2.1 = 74u

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EXERCCIOS 1) Calcular as massas moleculares das seguintes substncias: a) C 12 H 22 O 11 sacarose. (342 g) b) C 2 H 4 O 2 cido actico (60 g) c) HNO 3 cido ntrico (63 g) d) H 2 SO 4 cido sulfrico (98 g) e) Ca 3 (PO 4 ) 2 fosfato de clcio (310 g) f) Fe 2 (SO 4 ) 3 sulfato frrico (399,6 g) g) Fe 2 P 2 O 7 pirofosfato ferroso (285,6 g) h) NH 4 OH hidrxido de amnio (35 g) i) Al 2 (SO 4 ) 3 sulfato de alumnio (342 g) j) Zn(OH) 2 hidrxido de zinco (99,4 g) MOL a quantidade de matria de um sistema que contm 6,02 . 1023 entidades elementares (tomos, molculas ou ons), pois esse o nmero de tomos contidos em 0,012 kg de carbono-12. MASSA MOLAR a massa que contm 1 mol (6,02 . 1023 molculas). A unidade mais usada g ou g/mol. A massa molar de uma substncia numericamente igual sua massa molecular. Exemplo: Massa molecular de H 2 O = 18u Massa molar da H 2 O = 18 g/mol Um mol de molculas, ou seja, 6,02 . 1023 molculas de gua, pesa 18 g. Observao: O clculo do nmero de mols pode ser feito atravs da frmula: n = m/M onde: n = n de mols m = massa M = massa molar VOLUME MOLAR aquele ocupado por 1 mol de molculas de qualquer gs nas CNTP ( temperatura de 0C ou 273K, presso de 1 atm ou 760 mmHg). Experimentalmente, verificou-se que 1 mol de molculas de qualquer substncia no estado gasoso ocupa o volume de 22,4L, nas CNTP.

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EXERCCIOS 1) A anfetamina um remdio utilizado por pacientes que sofrem de depresso. A dose diria indicada de 10 mg de benzidrina (C 9 H 13 N). Calcule: a) a massa molar da benzidrina. b) mol de matria de benzidrina que se encontra nos 10 mg. 2) O xido de zinco (ZnO) muito til em preparados cosmticos, possui propriedades antimicrobianas e cicatrizantes, alm de servir como bloqueador solar. Se prepararmos um bloqueador caseiro e acrescentarmos 10g de oxido de zinco pulverizado, qual seria a quantidade de mols encontrada nesse bloqueador? 3)Algumas pessoas usam produtos que do pele uma tonalidade bronzeada, sem precisar tomar sol. Neles h uma substncia chamada DHA diidroxiacetona (C 3 H 6 O 3 ). O bronzeamento uma combinao qumica entre o DHA e a ceratina (protena encontrada na pele).Qual seria o mol de molecular de DHA encontradas em um recipiente de aproximadamente 120 g desse produto? 4)A cafena um excitante do sistema nervoso, portanto beber caf desaconselhvel a pessoas nervosas e excitveis. O Comit Olmpico Internacional (COI) probe altas doses de cafena. Atletas olmpicos com mais de 12 mg de cafena por mL de urina podem ser desqualificados da competio. Agora responda s questes a seguir, sabendo que a frmula molecular da cafena C 8 H 10 O 2 N 4 . H 2 O. a) Calcule a massa molar da cafena. b) Qual seria a quantidade em mols de cafena encontrada em 12 mg de cafena? 5) A substncia perxido de hidrognio (H 2 O 2 ), mais conhecida como gua oxigenada, instvel e se decompe formando gua e oxignio. Esse oxignio liberado reage com a melanina, quebrando suas molculas e alterando a cor dos fios. Uma pessoa que deseja descolorir os cabelos utilizou 0,588.10-1 mol de gua oxigenada. Determine a massa do perxido. 6) O enxofre (S) um elemento classificado como no-metlico. essencialmente pela presena de seus tomos nos combustveis que existe o fenmeno das chuvas cidas. Determine a massa de enxofre que existem em 16 mol de enxofre? 7)Um recipiente fechado contm 140 g de oznio (O 3 ). Determinar o volume ocupado nas CNTP por esse gs. 8)Descobrir a massa, em gramas, de 5,6 L de CO 2 nas CNTP. 9)Calcular a massa de molculas do gs C 2 H 6 que nas CNTP ocupam 28 L. 10)Determinar a massa, em gramas, e o volume nas CNTP de 0,55 mol de propano C 3 H 8 .

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UNIDADE 2 SOLUBILIDADEQuando fazemos uma mistura de duas espcies qumicas diferentes, ode ocorrer a disseminao, sob forma de pequenas partculas, de uma espcie na outra. Havendo disseminao, obteremos um sistema que recebe o nome de disperso. Na disperso, a espcie qumica disseminada na forma de pequenas partculas chamada de disperso, enquanto a outra espcie chamada de dispersante ou dispergente. De acordo com o dimetro mdio das partculas do disperso, a disperso se classifica em: 1) Soluo: disperso em que as partculas do disperso apresentam um dimetro mdio de at 10 A (angstron). Nas solues, o disperso recebe o nome de soluto e o dispersante, solvente. Exemplo: mistura de acar e gua. 2) Disperso coloidal : disperso em que o dimetro mdio das partculas do disperso dica compreendido entre 10 A e 1000 A. Exemplo: fumaa, neblina e gelia. 3) Suspenso: disperso em que o dimetro mdio das partculas do disperso superior a 1000 A. Na suspenso, o disperso slido e o dispersante, lquido. Exemplo: leite de magnsia. 4) Emulso: disperso em que o dimetro mdio das partculas do disperso superior a 1000 A. Na emulso, tanto o disperso quanto o dispersante so lquidos. Exemplo: leite e maionese. Nesse capitulo, vamos fixar o nosso estudo nas solues. Nas solues, o processo de dissoluo ocorre porque as molculas do solvente bombardeiam as partculas perifricas do slido, arrancando-as e mantendo-as dispersas, devido principalmente ao fenmeno da solvatao, ou seja, a partcula arrancada fica rodeada por molculas do solvente. Observe no esquema abaixo, a dissoluo do cloreto de sdio (NaCl):

do slido e temperatura.

O processo de dissoluo depende dos seguintes fatores: concentrao, estado de subdiviso

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COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE Entende-se por coeficiente de solubilidade (CS), a quantidade geralmente em gramas, necessria do soluto para formar, com uma quantidade-padro (geralmente em litros) do solvente, uma soluo saturada, em determinadas condies de temperatura e presso. Em outras palavras, o CS a quantidade mxima de soluto que se pode dissolver em uma quantidade padro de solvente. A variao do coeficiente de solubilidade da substncia em funo da temperatura pode ser avaliada graficamente, atravs das curvas de solubilidade. As curvas de solubilidade so grficos que indicam o coeficiente de solubilidade de uma substncia em funo da temperatura. Veja abaixo a curva de solubilidade do nitrato de potssio (KNO 3 ):

Analisando o grfico, podemos dizer: A regio I corresponde s solues insaturadas, ou seja, qualquer ponto dessa regio indica que a massa de KNO 3 dissolvido menor que o coeficiente de solubilidade. Trata-se de solues diludas e concentradas. A regio II corresponde s solues supersaturadas, ou seja, qualquer ponto dessa regio indica que a massa de KNO 3 dissolvido maior que o coeficiente de solubilidade. Trata-se de solues instveis. A curva de solubilidade a fronteira entre as regies I e II e qualquer ponto dessa curva indica que a massa de KNO 3 dissolvido igual ao coeficiente de solubilidade. Trata-se das solues

saturadas.

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Observe o grfico abaixo:

Podemos perceber que, geralmente, a solubilidade aumenta com a temperatura. H substncias em que esse aumento bastante acentuado, como o KNO 3 , em outras quase imperceptvel, como o NaCl. No entanto, existem substncias em que a solubilidade diminui com o aumento da temperatura. Podemos perceber que tambm existem casos em que curva apresenta mudana brusca de direo. Isso acontece na temperatura correspondente dissociao dos sais hidratados. o que acontece com o cloreto de clcio, por exemplo: CaCl 2 . 6 H 2 O CaCl 2 . 4 H 2 O (30C) CaCl 2 . 4 H 2 O CaCl 2 . 2 H 2 O (45C). Exerccios 1) A curva de solubilidade do KNO 3 em funo da temperatura dada a seguir.

Se, a 20C, mi