Upload
lediep
View
231
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Prof.Msc. Paulo Christoff
Possui graduação em Licenciatura em Química pela Universidade
Federal do Paraná, mestre em Desenvolvimento de Tecnologia com
ênfase em biocombustíveis pelo PRODETEC - IEP – LACTEC –
UFPR. Atualmente é professor do Centro Universitário Franciscano
e nas Instituições de Ensino Senhor Bom Jesus e Colégio Marista
Paranaense. Atua do desenvolvimento de materiais digitais na área
de Química para o Ensino Médio no PITE (Programa de Inovação
Tecnológica na Educação).
As substâncias químicas podem ser agrupadas de
acordo com suas PROPRIEDADES COMUNS
Estas propriedades comuns são chamadas de
PROPRIEDADES FUNCIONAIS
Em função dessas propriedades podemos agrupar as
substâncias em grupos aos quais chamaremos de
Para compreender os conceitos
das funções deveremos distinguir os fenômenos de:
É a quebra da ligação covalente,
devido à diferença de eletronegatividade entre os
átomos ligantes, com a
formação de íons
A IONIZAÇÃO ocorre com alguns
COMPOSTOS MOLECULARES
Neste fenômeno os íons apenas
são separados
A dissociação ocorre com os
compostos iônicos
( a )
Quando as espécies químicas estão em solução aquosa,
nem todas sofrem ionização ou dissociação
A porcentagem de espécies que sofrem estes
fenômenos é dada pelo
a número de moléculas ionizadas (ni)
número de moléculas dissolvidas (n)
=
01) Adicionam-se 600 moléculas de HCl à água. Sabendo
que 540 moléculas estarão ionizadas, podemos afirmar que
o grau de ionização desta espécie química é:
a) 11,4 %.
b) 10,0 %.
c) 11,1 %.
d) 60,0 %.
e) 90,0 %. ani
n=
a = ?
ni = 540 moléculas
n = 600 moléculas
600
540= 0,90 a = 90 %
02) Adicionando-se 500 moléculas de um certo eletrólito à água,
teremos, para um grau de ionização igual a 0,9, quantas
moléculas ionizadas?
a) 90.
b) 50.
c) 450.
d) 45.
e) 250.
ani
n=
a = 0,9
ni = ? moléculas
n = 500 moléculas
5000,9 ni = 0,9 x 500
ni = 450
Segundo ARRHENIUS
toda substância que em solução aquosa sofre ionização
produzindo como cátion, apenas o íon H , é um ÁCIDO +
HCl
H2SO4
Cl
2
H+ –+
H2O
H+ 2 –
+H2O
SO4
H3PO4 3 H+ 3 –
+H2O
PO4
H4P2O7 4 H+ 4 –
+H2O
P2O7
Hoje, sabemos que o íon H liga-se à molécula
de água formando íon H3O , chamado de
HIDRÔNIO ou HIDROXÔNIO
+
+
HCl ClH3O+ –+H2O+
H2SO4 2 2 –+ SO4H2O+ H3O+
2
ClH+ –+
CNH+ –+
NO3H+ –+
+
H2CO3 CO3H+ 2 –
+H2O
H2SO4 SO4H+ +
H2O
+
2 –
2
2
H3PO4 PO4H+ 3 –
+H2O
H3BO3 BO3H+ +
H2O
+
3 –
3
3
H4P2O7 P2O7H+ 4 –
+H2O
TETRÁCIDOS
Na ionização, a molécula produz apenas 4 H
H4SiO4 SiO4H+ +
H2O
+
4 –
4
4
CUIDADO
H3PO3 HPO3H+ 2 –+
H2O
2
H3PO2 H2PO2H+ –
+H2O
1
(DIÁCIDO)
(MONOÁCIDO)
HIDRÁCIDOS
OXIÁCIDOS
HCl HCN H2S H4[Fe(CN)6]
São ácidos que não possuem o elemento químico OXIGÊNIO
HNO3 H2CO3 H2SO4 H3PO4
São ácidos que possuem o elemento químico OXIGÊNIO
HCl
H4[Fe(CN)6]
H2CO3 HCN H2SO4
H2S
Possuem apenas dois elementos químicos
BINÁRIOS
Possuem apenas três elementos químicos
TERNÁRIOS
Possuem apenas quatro elementos químicos
QUATERNÁRIOS
FRACOS
MODERADOS
FORTES
Possuem 5%a
a = 92%HCl
Quando não conhecemos o grau de ionização
podemos aplicar as seguintes observações para
classificar o ácido
Para os HIDRÁCIDOS
FRACOS
MODERADO
FORTES
HCl HBr HI
HF
Todos os demais hidrácidos
Para os OXIÁCIDOS calculamos
xnúmero de átomos
de oxigênio=
número de hidrogênios
ionizáveis
x = 0 Ácido fraco
x = 1 Ácido médio
x = 2 Ácido forte
x = 3 Ácido muito forte
H3BO3 x = 3 – 3 = 0 ácido fraco
H3PO4 x = 4 – 3 = 1 ácido médio
H2SO4 x = 4 – 2 = 2 ácido forte
x = 4 – 1 = 3 ácido muito forteHClO4
01) O ácido de fórmula HCN é:
a) forte.
b) oxiácido.
c) binário.
d) possui 3 hidrogênios ionizáveis.
e) tem grau de ionização menor que 5%.
Falso: Entre os hidrácidos temos FORTES (HCl, HBr e HI)
MÉDIO (HF) e FRACOS os demais.
Falso: É um hidrácido, pois não possui oxigênio em sua
estrutura.
Falso: É ternário, pois possui 3 elementos químicos.
Falso: Possui apenas um hidrogênio ionizável.
Verdadeiro: Por ser um ácido fraco tem grau de ionização menor
que 5%.
Apresentam sabor azedo.
Em solução conduz a corrente elétrica.
FENOLFTALEINA AZUL DE BROMOTIMOL
ÁCIDO ELEMENTO FORMADOR+ ÍDRICO+
HCl ácido clorídrico
HBr ácido bromídrico
H2S ácido sulfídrico
HCN ácido cianídrico
• Nomenclatura
H1NO3
H2CO3
H3BO3
H1ClO3
H2SO4
H3PO4
H4SiO4
ICO
+ 1 O per___icoHClO 4
- 1 O ______osoHNO 2
- 2 O hipo___osoHClO
Ácido nítrico
Ácido carbônico
Ácido bórico
Ácido clórico
Ácido sulfúrico
Ácido fosfórico
Ácido silícico
Segundo ARRHENIUS
toda substância que em solução aquosa sofre
dissociação iônica, libertando como ânion,
apenas o íon OH , é uma
BASE ou HIDRÓXIDO
NaOH
2
Na+ –+
H2OOH
Ca(OH)2 Ca2+ –+
H2OOH
3Fe(OH)3 Fe3+ –+
H2OOH
4Pb(OH)4 Pb4+ –+
H2OOH
MONOBASES
Na dissociação, a molécula liberta apenas uma oxidrila
(hidroxila)
NaOH Na+ –+
H2OOH
KOH K+ –+
H2OOH
NH4OH NH4+ –+
H2OOH
DIBASES
TRIBASES
Na dissociação, a molécula liberta duas oxidrilas
2Ca(OH)2 Ca2+ –+
H2OOH
2Zn(OH)2 Zn2+ –+
H2OOH
3Fe(OH)3 Fe3+ –+
H2OOH
3Al(OH)3 Al3+ –+
H2OOH
Na dissociação, a molécula liberta três oxidrilas
TETRABASES
4Pb(OH)4 Pb4+ –+
H2OOH
4Sn(OH)4 Sn4+ –+
H2OOH
Na dissociação, a molécula liberta quatro oxidrilas
FORTES
São as bases em que a oxidrila se liga a um metal alcalino
ou alcalino terroso
NaOH
Ca(OH)2 Ba(OH)2 Mg(OH)2
KOH LiOH
FRACAS
AgOH NH4OH Al(OH)3
Zn(OH)2 Fe(OH)3 Pb(OH)4
São as bases em que a oxidrila se liga aos demais cátions
SOLÚVEIS
NaOH KOH LiOH NH4OH
São as bases em que a oxidrila se liga a um metal alcalino
ou o hidróxido de amônio
POUCO SOLÚVEL
Ca(OH)2 Ba(OH)2
São as bases em que a oxidrila se liga a um metal
alcalino terroso
PRATICAMENTE INSOLÚVEIS
São as demais bases
Apresentam sabor cáustico, lixívia ou adstringente
Em solução conduz a corrente elétrica.
FENOLFTALEINA AZUL DE BROMOTIMOL
HIDRÓXIDO NOME DO CÁTION
hidróxido
+
NaOH
LiOH
NH4OH
Ca(OH)2
Ba(OH)2
de+
de sódio
hidróxido de lítio
hidróxido de amônio
hidróxido de cálcio
hidróxido de bário
ICO
+
OSO < Nox
> Nox
HIDRÓXIDO NOME DO CÁTION+
hidróxidoFe(OH)2 ferroso
hidróxido férricoFe(OH)3
hidróxidoPb(OH)2 plumboso
hidróxido plúmbicoPb(OH)4
Para as bases constituídas por cátions com duas
valências diferentes,
podemos substituir as terminações
OSO ou ICO
pelas suas valências em algarismos romanos
hidróxidoFe(OH)2 ferro II
hidróxido ferro IIIFe(OH)3
hidróxidoPb(OH)2 chumbo II
hidróxido chumbo IVPb(OH)4
de
de
de
de
01) Uma das bases mais importantes no nosso
cotidiano é a soda cáustica, que possui fórmula e nome,
respectivamente, iguais a:
a) KOH e hidróxido de potássio.
b) LiOH e hidróxido de lítio.
c) Ca(OH)2 e hidróxido de cálcio.
d) NaOH e hidróxido de sódio.
e) Au(OH)3 e hidróxido aúrico.
Soda cáustica é o nome comercial do HIDRÓXIDO DE SÓDIO (NaOH)
02) Sobre o hidróxido plumboso pode-se afirmar que:
a) é uma base forte e solúvel em água.
b) não reage com o ácido clorídrico.
c) tem uma solubilidade grande em água.
d) a valência do chumbo nesta base é +2.
e) é uma tetrabase praticamente insolúvel em água.
hidróxidoPb(OH)2 plumboso
Base FRACA
Base POUCO SOLÚVEL em ÁGUA
Por ser uma BASE REAGE com ÁCIDOS
O chumbo nesta base tem CARGA + 2
É uma DIBASE, pois possui duas oxidrilas
Reagem com os ácidos produzindo sal e água.
OH NaClNaHCl + H2O+
(OH)2 BaCl2BaHCl + H2O+2 2
(OH)2 BaBaH2SO4 + H2O+ 2SO4
CuSO4
É todo composto que em solução aquosa
possui pelo menos um cátion diferente do H ,
e pelo menos um ânion diferente do OH .
+
Na Cl
Ba SO4SO4
Ba
+Na
Cl
cátion diferente do H+
ânion diferente do OH
2+ cátion diferente do H+
ânion diferente do OH2 –
A reação entre um ácido e uma base recebe o
nome especial de
NEUTRALIZAÇÃO ou SALIFICAÇÃO
A neutralização entre um ácido e uma base pode ser
TOTAL ou PARCIAL
NEUTRALIZAÇÃO TOTAL
OH NaClNaHCl + H2O+
(OH)2 BaCl2BaHCl + H2O+2 2
O total de hidrogênios ionizáveis do ácido é
igual ao total de oxidrilas da base
Na
OH
H
Cl
SO4
Ba
NEUTRALIZAÇÃO PARCIAL
O total de hidrogênios ionizáveis do ácido é
diferente do total de oxidrilas da base
H2O+(OH)2BaHCl +
Um “H” se une a uma “OH”
formando apenas uma molécula de água
e restando uma oxidrila (OH)
OHNaH2SO4 + H2O+
Apenas um “H” se une a uma “OH”
formando apenas uma molécula de água
e restando um “H”
01) Associe corretamente, de cima para baixo, os
itens a seguir:
sal hidratado.NaHCO3IV
sal ácido.NaKSO4III
sal duplo.Mg(OH)ClII
sal básico.Na2B4O7. 10 H2OI
A associação correta é:
a) I, III, IV, II.
b) II, IV, III, I.
c) I, II, III, IV.
d) II, III, IV, I.
e) II, III, I, IV.
I
II
III
IV
A nomenclatura dos sais normais é feita citando-se
o nome do ânion, proveniente do ácido (mudando-se
a terminação) seguido do nome do cátion,
proveniente da base
Terminações dos ÁCIDOS e SAIS
ATOICO
ITOOSO
ETOÍDRICO
SALÁCIDO
OH NaClNaHCl + H2O+
ÁCIDO HIDRÓXIDO CLORETO
SÓDIO
ATOICO
ITOOSO
ETOÍDRICO
SALÁCIDO
ÍDRICOCLOR SÓDIODE DE
(OH)2 FeFeHNO3 + H2O+2 2NO32
ÁCIDO
ÍCONITR
HIDRÓXIDO
FERRO IIDE
FERROSO
ou
NITRATO
DE FERRO II
FERROSO
ou
NaHSO4
OHClBa
SULFATO ÁCIDO
SULFATO
DE SÓDIO
CLORETO
HIDROGENO
BÁSICO
DE SÓDIO
DE BÁRIO
HIDRÓXI CLORETO DE BÁRIO
BrClBa
NaK SO4
Cu . 5SO4 H2O
CLORETO BROMETO
SULFATO
DE BÁRIO
POTÁSSIODE SÓDIO E
SULFATO PENTA HIDRATADODE COBRE
É o conjunto de compostos binários
onde o oxigênio é o elemento mais
eletronegativo
SO3 CO2
CaO
N2O5
Al2O3Fe2O3Na2O
SO3 CO2 N2O5
CaO Al2O3Fe2O3Na2O
O elemento ligado ao oxigênio é ametal
O elemento ligado ao oxigênio é um metal
Reagem com água, formando uma base
CaO + H2O Ca(OH)2
Reagem com um ácido, formando sal e água
CaO + H2SO4 CaSO4 + H2O
Os óxidos básicos são formados por METAIS de
baixo Nox (+1 ou + 2)
Reagem com água, formando um ácido
SO3 + H2O H2SO4
Reagem com uma base, formando sal e água
SO3 + Ba(OH)2 CaSO4 + H2O
Os óxidos ácidos são formados por AMETAIS
de alto Nox
São óxidos moleculares que
não reagem com água,
nem com base ou ácidos
Os mais importantes são
CO NO N2O
São óxidos que se comportam tanto
como óxidos ácidos
quanto como óxidos básicos
ZnOAl2O3 As2O3
São os óxidos que se comportam como
se fossem formados
por dois outros óxidos de um mesmo elemento
FeO + Fe2O3Fe3O4 =
Para os óxidos moleculares:
óxido
colocamos os prefixo mono, di, tri, tetra, etc.,
para indicar a quantidade de átomos de cada
elemento na fórmula
+ +de nome do elemento
CO2
Cl2O7 heptóxido de dicloro
dióxido de carbono
Para os óxidos iônicos:
óxido + +de nome do elemento
ZnO
Al2O3 óxido de alumínio
óxido de zinco
BaO óxido de bário
K2O óxido de potássio
Se o elemento forma dois cátions diferentes,
devemos indicar a sua VALÊNCIA em
ALGARISMO ROMANO
ou com as terminações
OSO e ICO
FeO
Fe2O3
óxido férrico
óxido de ferro IIouóxido ferroso
óxido de ferro IIIou
As substâncias inorgânicas podem ser divididas em
quatro grandes grupos.
Sobre esses grupos e algumas substâncias, é correto
afirmar-se que
(A) óxido de cálcio é um óxido básico, porque, ao reagir
com água, forma uma solução com pH > 7.
(B) a reação do gás SO3 com água originando ácido
sulfúrico (H2SO4) não ocorre porque esse ácido se
decompõe facilmente.
(C) a força de um ácido é medida pela quantidade de H e,
por isso, o ácido perclórico (HClO4) é um ácido mais fraco
que ácido bórico (H3BO3).
(D) o NaCl é um óxido que, quando dissolvido em água,
conduz eletricidade.
(E) o hidróxido de potássio é uma base fraca pouco
solúvel em H2O.
HCl e H2SO4 são ácidos fortes, NaOH e KOH são bases
fortes, enquanto HC2H3O2 e NH4OH são respectivamente
ácido e base igualmente fracos.
Sobre os sais derivados dessas substâncias, quando
dissolvidos em água, é um sal de caráter ácido o
(A) K2SO4
(B) NaCl
(C) KC2H3O2
(D) NH4Cl
(E) NH4C2H3O2
Qual a natureza da substância resultante do
produto da reação química de um ácido com
uma base?
(A) Óxido
(B) Sal
(C) Hidrocarboneto
(D) Anidrido
(E) Ácido
De acordo com o conceito de Ácido-Base de
Arrhenius, a propriedade que caracteriza uma
substância ácida é aquela na qual os
compostos que, ao serem dissolvidos em
água,
(A) sofrem dissociação iônica, liberando íons
OH−.
(B) sofrem dissociação iônica, liberando íons
H+ e OH−, simultaneamente.
(C) sofrem dissociação iônica, liberando CO2
para a atmosfera.
(D) sofrem dissociação iônica, liberando H+.
(E) não sofrem dissociação iônica.
Sabe-se que os óxidos básicos são formados
por metais alcalinos ou alcalino-terrosos e
que, em água, estes formam hidróxidos.
Então, o óxido de potássio, K2O, em água,
forma
a) HKO2
b) K2OH
c) KOH
d) K2O3
e) K(OH)2
Sabe-se que os óxidos básicos são formados
por metais alcalinos ou alcalino-terrosos e
que, em água, estes formam hidróxidos.
Então, o óxido de potássio, K2O, em água,
forma
a) HKO2
b) K2OH
c) KOH
d) K2O3
e) K(OH)2
OXIRREDUÇÃO (REGRAS DO Nox)
As reações de oxidação e
redução, também
chamadas de reações
redox, são fenômenos
muito frequentes no
nosso cotidiano. Como
exemplo, temos:
- Um material sofrendo
combustão (queima);
- O processo de enferrujamento do ferro;
- A queima (combustão) de combustíveis nos
veículos;
- O funcionamento de pilhas e baterias,
que movimentam as calculadoras, carros,
brinquedos, rádios, televisões e muitas
outras coisas.
Como definição temos:
Oxidação é a perda de elétrons;
Redução é o ganho de elétrons.
Reações de Oxirredução é quando
há transferência de elétrons.
Observando a estrutura da matéria, as
reações de oxidação e redução
envolvem a transferência de elétrons
entre os átomos.
Contudo, sabe-se que a oxidação e a
redução ocorrem juntas na mesma
reação química.
Um exemplo é introduzirmos um fio
de zinco (Zn) em uma solução
aquosa de sulfato de cobre
(CuSO4).
Verificamos, após certo tempo, que
ocorre a formação de um depósito
de cobre e que a solução aos
poucos, vai deixando de ser azul,
que é característica dos íons Cu2+.
Zn(s) + Cu 2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
Podemos representar a reação pela seguinteequação química:
Zn(s) + Cu+2(aq) → Zn+2
(aq) + Cu(s)
Assim, temos as seguintes semirreações:
Semirreação de oxidação:
Zn(s) → Zn+2(aq)+ 2 elétrons
Semirreação de redução:
Cu+2(aq) + 2 elétrons → Cu(s)
Podemos notar que, devido à transferência de
elétrons, ocorreu uma mudança na carga elétrica
das espécies químicas. Essas cargas elétricas
são denominadas número de oxidação (Nox).
O conhecimento do número de oxidação é de
grande importância para o entendimento dos
processos de óxido-redução.
Número de Oxidação (Nox)
No caso dos compostos iônicos, chama-se
Número de Oxidação (Nox) a própria carga
elétrica do íon, ou seja, o número de elétrons que
o átomo realmente perdeu ou ganhou.
No MgO (óxido de magnésio)
Mg+2 Nox = +2
O-2 Nox = - 2
Nos compostos covalentes, não há um átomo
que perca e outro que ganhe elétrons, já que os
átomos estão apenas compartilhando elétrons.
Entretanto, podemos estender o conceito de
número de oxidação também para os compostos
covalentes.
Dizendo que:
Seria a carga elétrica teórica que o
átomo iria adquirir se houvesse quebra da
ligação covalente, ficando os elétrons com o
átomo mais eletronegativo.
Se, por influência externa, houver uma ruptura
dessa ligação, é evidente que o par eletrônico
ficará com o cloro.
Então:
No HCℓ (ácido clorídrico)
H+1: Nox = +1
Cℓ-1: Nox =-1
REGRAS PARA A DETERMINAÇÃO DO Nox
É fácil calcular o Nox de um elemento que
aparece numa substância, sem que seja
necessário construir as fórmulas eletrônicas dos
compostos, usando as seguintes regras:
1ª regra: O Nox de cada átomo em uma substância
simples é sempre zero.
Neste caso, como os átomos apresentam a mesma
eletronegatividade, numa eventual quebra da ligação,
nenhum perde ou ganha elétrons.
Exemplos: O2, O3, P4, S8, Cgraf, Cdiam
2ª regra: O Nox de um íon monoatômico é sempre igual à
sua própria carga.
K+ Ba2+ F– N3–
Nox: +1 +2 –1 –3
3ª regra: Existem elementos que apresentam Nox fixo em
seus compostos.
Metais Alcalinos (1A)
(Li, Na, K, Rb Cs e Fr)
Nox = + 1 Exemplo: K2SO4.
Nox = + 1
Metais Alcalinos-terrosos (2A)
(Be, Mg, Ca, Sr, Ba e Ra)
Nox = + 2 Exemplo: CaO.
Nox = + 2
Zn (zinco) Nox = + 2 Exemplo: ZnSO4.
Nox = + 2
Ag (prata) Nox = + 1 Exemplo: AgCℓ.
Nox = + 1
Al (alumínio) Nox = + 3 Exemplo: Aℓ2O3.
Nox = + 3
4ª regra: O Nox do elemento hidrogênio (H), nas
substâncias compostas, é geralmente +1.
HBr H2SO4 C6H12O6
Nox: +1 +1 +1
Quando o hidrogênio estiver ligado a metal, formando
hidretos metálicos, seu Nox é -1 .
NaH CaH2
Nox: –1 –1
5ª regra: O Nox do elemento oxigênio (O), na maioria dos
seus compostos, é -2.
CO H2O H2SO4 C6H12O6
Nox: –2 –2 –2 –2
No composto fluoreto de oxigênio (OF2), como o flúor é
mais eletronegativo, o Nox do oxigênio é + 2:
OF2
Nox: +2
Nos peróxidos (O2)2–, o Nox do oxigênio é -1.
Nox:
H2O2 Na2O2
+1 +1-1 -1
-2+2-2+2
Soma dos Nox: Zero Zero
6ª regra: Os halogênios apresentam Nox = - 1, quando
formam compostos binários (2 elementos), nos quais são
mais eletronegativos.
HCl MnBr2 CF4
Nox = –1 –1 –1
7ª regra: A soma dos Nox de todos os átomos
constituintes de um composto iônico ou molecular é
sempre zero.
Nox:
Soma dos Nox:
NaCl HCl CaO CO
+1 - 1 +1 - 1 +2 - 2 +2 - 2
Zero Zero Zero Zero
8ª regra: Num íon composto, o somatório dos Nox é igual
à carga do íon.
Determinação do Nox do fósforo (P) no P2O7- 4 :
Variação do Nox nas Reações de Óxido-redução
Observando o exemplo da reação entre o cobre (Cu) e a
solução aquosa de nitrato de prata (AgNO3) e
associando-o ao conceito de Nox, temos:
semirreação em que ocorre perda de elétrons é
denominada reação de oxidação.
semirreação em que ocorre ganho de elétrons é
denominada reação de redução.
Cu Cu2+ + 2e-2Ag+ + 2e- 2 Ag
0+
2+1
0Nox
Perda de e-
Oxidação
Aumento do Nox
Ganho de e-
Redução
Diminuição do Nox
Com isso, temos:
-O cobre (Cu) sofre oxidação e é denominado agente
redutor, pois, ao ceder elétrons aos íons prata (Ag+),
provoca sua redução.
- Os íons prata (Ag+) sofrem redução e agem como
agente oxidante, pois, ao receberem elétrons do cobre
(Cu), provocam sua oxidação.
Cu: perde elétrons Sofre oxidação Agente redutor
Sofre reduçãoAg+: ganha elétrons Agente Oxidante
Reações de Oxirredução Ocorrem por transferência de elétrons;
1 oxidação e 1 redução;
Perde elétrons (e–);
Aumenta o Nox;
Agente redutor;
» Oxidação
Ganha elétrons (e–);
Diminui o Nox;
Agente oxidante;
» Redução
e–
Balanceamento por oxirredução
Efetuar o Nox de todos os elementos;
Encontrar o oxidante e o redutor;
Calcular o e–;
e–
= No
de elétrons trocados na reação;
Inverter os valores do e–
para o lado
com maior no
de átomos do elemento que
sofre a reação;
Terminar o balanceamento pelo
método das tentativas;
e–
= (maior Nox – menor Nox) e multiplicar
pelo maior no
do átomo que sofre variação.
Cr2O
7
–2
+ Fe+2
+ H+
Cr+3
+ Fe+3
+ H2O66
Exemplo. Balancear a equação iônica
dada abaixo pelo método de
oxirredução.
+6 -2 +2 +1 +3 +3 +1 -2
e–= 3 – 2 = 1 . 1 = 1
e–= 6 – 3 = 3 . 2 = 6
1
Oxidação: Fe+2
Fe+3
Agente Redutor: Fe+2
Redução: Cr+6
Cr+3 Agente Oxidante: Cr
2O
7
-2
2 7 14
Os coeficientes estequiométricos para a reação a seguir
são, respectivamente:
Cl2 + NaOH NaCl + NaClO3 + H2O
a) 1, 3, 1,.1, 3.
b) 2, 4, 2, 1, 1.
c) 2, 5, 2, 1, 2.
d) 3, 5, 6, 1, 3.
e) 3, 6, 5, 1, 3.
Cl2 + NaOH NaCl + NaClO3 + H2O
+1 +1 +10 +1 +1 – 1 +5– 2 – 2 – 2
REDUÇÃO = 0 – (– 1) = 1
OXIDAÇÃO = 5 – 0 = 5
NaCl = 1 X 1 = 1
NaClO3 = 5 X 1 = 5
5 NaCl
1 NaClO3
T
T
5 13 6 3
Ao se balancear corretamente a semi-reação abaixo:
MnO4 + NO2 + H+ Mn 2+ + NO3 + H2O
encontrar-se-á, respectivamente, os seguintes coeficientes:
a) 2 , 5 , 6 , 2 , 5 ,3.
b) 2 , 5 , 5 , 2 , 5 , 2.
c) 2 , 5 , 6 , 2 , 5 , 6.
d) 1 , 2 , 3 , 1 , 2 , 3.
e) 2 , 5 , 6 , 2 , 6 , 2.
MnO4 + NO2 + H + Mn 2+ + NO3 + H2O
+1+7 +3 – 2 +2– 2 +5 – 2 +1 – 2
REDUÇÃO = (+7) – (+2) = 5
OXIDAÇÃO = (+5) – (+3) = 2
MnO4 = 5 X 1 = 5
NO2 = 2 X 1 = 2
2 MnO4
5 NO2
T
T
52 2 5 36
Acerte, por oxi-redução, os coeficientes das equações abaixo:
CrCl3 + H2O2 + NaOH Na2CrO4 + NaCl + H2O
+1 +1 +1+3 +1 –2 +1 +6–1 – 2 – 1 +1 – 2– 1
OXIDAÇÃO = (+6) – (+3) = 3
REDUÇÃO = (– 1) – (– 2) = 1
CrCl3 = 3 X 1 = 3
H2O2 = 1 X 2 = 2
2 CrCl3
3 H2O2
T
T
2 3 6210 8
Considere a seguinte reação de oxirredução que ocorre
espontaneamente:
Nessa reação, é INCORRETO afirmar que
(A) o número de oxidação do Mn no KMnO4 é 7+.
(B) o número de oxidação do Sn no SnCl2 é 2+.
(C) o Mn no KMnO4 se reduz a Mn2+.
(D) Sn2+ se oxida a Sn4+.
(E) KMnO4 é o agente redutor em meio ácido.
Reações de oxirredução são aquelas em que há
espécies que doam elétrons e espécies que
recebem elétrons, ocasionando nesse processo
variação do número de oxidação.
Um exemplo de oxirredução é a seguinte reação
a) H+(aq) + OH-(aq) H2O(l)
b) AgNO3(aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO3(aq)
c) H3PO4(aq) + 2NaOH(aq) 2H2O(l) + Na2HPO4(aq)
d) SnCl2(aq) + 2FeCl3(aq) SnCl4(aq) + 2FeCl2(aq)
e) CO2(g)+ H2O(l) H2CO3(aq)
Estequimetria
O número de Avogadro
X gramas
22,4 L de
Gás nas
CNTP
1 mol
de
partículas
6,02 x 1023
Átomo O = 16
1 átomo = 16 u.m.a
1 mol de O = 16 gramas
16 gramas = 6,02 x 1023 átomos
C = 12 x 1 = 12
O = 16 x 2 = 3244CO2Moléculas
1 molécula = 44 u.m.a
1 mol de CO2 = 44 gramas
44 gramas = 6,02 x 1023 moléculas
44 gramas = 22,4 L (nas CNTP)
Estequiometria
N2 + H2 NH31 3 2
2 Volumes3 Volumes1 Volume
44,8 L (nas CNTP)67,2 L (nas CNTP)22,4 L (nas CNTP)
12,04 x 1023 moléculas18,06 x 1023 moléculas6,02 x 1023 Moléculas
34 gramas6 gramas28 gramas
2 mols de NH33 mols de H21 mol de N2
Qual a massa de NH3 produzida a partir
de 33,6 gramas de N2?
N2 + H2 NH33
28 g de N2 34 g de NH3
33,6 g de N2 X g de NH3
X = 40,8 g de NH3
1 2
Qual o volume de H2 nas CNTP
consumido na produção de 6 mols de
NH3?
67,2 L 2 mols de NH3
X L 6 mols de NH3
X = 201,6 L
N2 + H2 NH331 2
Qual o rendimento da reação, sabendo
que foram produzidos 35,7 gramas de NH3
a partir de 42 gramas de N2?
28 g de N2 34 g de NH3
42 g de N2 X g de NH3
X = 51 g de NH3 100% rend
35,7 gramas Y% rend
Y = 70 %
N2 + H2 NH331 2
Qual a massa de reagente em excesso
sabendo que 8,4 gramas de N2 reagem com
2,5 gramas de H2 ?
28 g 6 g de H2
8,4 g X g de H2
X = 1,8 g de H2
2,5 – 1,8 = 0,7
N2 + H2 NH331 2
Um operário faz diariamente a limpeza do piso de
mármore de um edifício com ácido muriático
(nome comercial do ácido clorídrico). Como se
sabe, o ácido ataca o mármore desprendendo
gás carbônico, segundo a equação:
CaCO3 + 2 HCℓ → CaCℓ2 + H2O + CO2
mármore
CaCO3 + 2 HCℓ → CaCℓ2 + H2O + CO2
Supondo que em cada limpeza ocorra reação de 50
g de mármore, o volume de gás carbônico formado
por dia, nas CNTP, será: (massas molares, em g/mol:
C=12; O=16; Ca=40).
a) 22,4 L
b) 2,03 x 1023 mL
c) 11,2 L
d) 22 400 L
e) 1,12 L
Para a reação de neutralização total entre 65 g de
ácido sulfúrico aquoso e 100 g de hidróxido de sódio
aquoso, qual será o agente limitante e qual a massa
em excesso?
Dados: M(H2SO4) = 98 g/mol; M(NaOH) = 40 g/mol;
H2SO4(aq) + NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(ℓ)
O gás cloro, descoberto em 1774 pelo sueco Carl
Wilhelm Scheele, pode ser obtido através de
eletrólise da solução aquosa de cloreto sódio cuja
reação global ocorre de acordo com a equação:
2NaCl(aq) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
2NaCl(aq) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Considerando que a solução de sal apresenta 45%
em massa de NaCl, a partir de cada 100 kg da
mencionada solução, as massas de hidróxido de
sódio e cloro obtidas serão, aproximadamente,
a) 36,00 kg e 31,95 kg.
b) 36,00 kg e 63,00 kg.
c) 30,77 kg e 27,30 kg.
d) 30,77 kg e 54,60 kg.
Uma amostra de ferro impuro, com massa de 84g,
foi atacada por ácido clorídrico em excesso,
produzindo cloreto ferroso e 26, 88 litros de gás
hidrogênio, em CNTP. O teor de ferro na amostra
atacada ( em % ) é igual a:
Dado: Fe = 56 g/mol
Fe(s) + HCl(aq) FeCl2(aq) + H2(g)
O “cheiro forte” da urina humana deve-se
principalmente à amônia, formada pela reação
química que ocorre entre ureia, CO(NH2)2 , e água:
CO(NH2)2(aq) + H2O (l) CO2(g) + 2 NH3(g)
CO(NH2)2(aq) + H2O (l) CO2(g) + 2 NH3(g)
Qual o volume de amônia formado a temperatura
de 20 oC e pressão de 0,8 atm quando 6,0 g de
ureia reagem completamente com água?
Dado:
R = 0,082 atm.L/K.mol
Massas molares, em g.mol–1: C = 12; = 1; O = 16;
N = 14
O trióxido de enxofre (SO3) pode ser removido da
atmosfera pelo óxido de cálcio (CaO) em uma
reação exotérmica, à pressão constante,
conforme mostrado a seguir.
SO3(g) + CaO(s) → CaSO4(s) ΔH = −866 kJ
O tratamento de um efluente gasoso liberou
4,33 x 105 kJ de energia na forma de calor.
Se esse calor é resultado apenas da reação de
remoção do SO3 indicada acima, a massa desse
gás, em kg, removida do efluente é
(A) 15
(B) 20
(C) 35
(D) 40
(E) 50
A 200 mL de solução contendo 0,624 g de BaCl2foram adicionados 200 mL de solução contendo
0,568 g de Na2SO4.
Considere a equação a seguir.
BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) → BaSO4(s) + 2 NaCl(aq)
Dados:
M(BaCl2) = 208 g/mol
M(Na2SO4) = 142 g/mol
M(BaSO4) = 233 g/mol
A quantidade máxima de composto sólido formado é
(A) 0,699 g
(B) 0,754 g
(C) 0,855 g
(D) 0,930 g
(E) 0,992 g
Natureza É raro encontrarmos substâncias puras,
normalmente encontramos misturas de
substâncias.
Água do mar Não apresenta muita utilidade
NaCl H2O Apresentam inúmeras aplicações
Conjunto de técnicas utilizadaspara separar os diferentescomponentes de uma mistura.
Análise imediata
Separação dos Componentes das Misturas Heterogêneas
Sólido - Sólido
Catação: Um dos sólidos é “catado” com a mão ou com uma pinça.
Ex: “Catar” pedras presentes no feijão (escolher feijão).
Ventilação: O sólido mais leve é separado por uma corrente de ar.
Ex: Separação dos grãos de arroz das suas cascas, nas máquinas de
beneficiamento.
Tamisação ou Peneiração: Os sólidos são separados pelo tamanho.
Ex: Separação da areia fina
da areia grossa.
Flotação: Os sólidos com diferentes densidades são separados pela
adição de um líquido: o sólido menos denso flutua e o mais denso
sedimenta.
Ex: Separação da serragem da areia.
Separação magnética: Usada quando um dos sólidos é atraído por
um imã.
Ex. Separação da limalha de ferro do enxofre.
Dissolução Fracionada: Adiciona-se um líquido que dissolve
apenas um dos sólidos da mistura. Ex: separação do sal da areia.
evaporação
Sólido - Líquido
Ex: Separação do barro da água.
Decantação ou Sedimentação: A separação é realizada deixando a
mistura em repouso e depois transferindo o líquido para outro recipiente.
Centrifugação: O sólido é separado do líquido pelo uso de uma
centrífuga.
Ex: Separação dos glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo.
Filtração: O sólido é separado do líquido por meio de uma superfície
porosa (filtro).
Ex: Separação da areia da água.
Líquido - Líquido
Decantação: Líquidos imiscíveis são deixados em repouso e depois
separados por meio de um funil de bromo ou de um sifão.
Ex: Separação da água do óleo.
Filtração: O gás é separado do sólido por meio de uma superfície porosa
(filtro).
Ex: Separação da poeira do ar, que ocorre no aspirador de pó.
Gás - Sólido
Ex: NaCl dissolvido em água.
Destilação Simples: quando o interesse estiver no líquido.
Sólido dissolvido em um líquido
Separação dos Componentes das Misturas Homogêneas
Evaporação: quando o interesse estiver no sólido.
Salinas: obtenção do NaCl a partir da água do mar.
Ex: Acetona, etanol e água.
Destilação Fracionada
Líquido dissolvido em outro líquido (líquidos miscíveis)
À aparelhagem da destilação simples, é acoplada uma coluna de
fracionamento.
Conhecendo-se a TE de cada líquido, pode-se saber, pela temperatura
indicada no termômetro, qual deles está sendo destilado.
Destilação Fracionada separação dos componentes do petróleo
Análise cromatográfica ou cromatografia: os
componentes são separados
em um papel de filtro e identificados pelas suas cores.
Ex: separação dos componentes de uma tinta
de caneta.
REAÇÕES QUÍMICAS
Estes processos podem ser representados por
EQUAÇÕES QUÍMICAS
(NH4)2Cr
2O
7(s) N
2(g)+ Cr
2O
3(s)+ 4 H
2O
(v)
2 Mg(s)
+ O2 (g)
2 MgO(s)
PbSO4 (aq)
+ Na2S
(aq) PbS
(s)+ NaSO
4 (s)
Fe(s)
+ 2 HCl(aq)
H2 (g)
+ FeCl2 (aq)
(NH4)2Cr
2O
7(s) N
2(g)+ Cr
2O
3(s)+ 4 H
2O
(v)
CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES
Análise ou decomposição
Uma única substância produz duas ou mais substância
2 H20 (g) 2 H
2(g) + O
2(g)
+
CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES
Síntese ou adição
Várias substância produzem uma única
N2
H2 + NH
33 21
++
CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES
Fe(s)
+ 2 HCl(aq)
H2 (g)
+ FeCl2 (aq)
Simples troca ou substituição
Uma substância simples desloca parte da substância composta
+ +
CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES
HCl(aq)
+ NaOH(aq)
NaCl(aq)
+ H2O
(l)
Dupla troca ou dupla substituição
Duas substâncias compostas trocam duas partes e produzem
duas novas substâncias compostas
+ ++
01) Observando as três reações químicas abaixo podemos classificá-las,
respectivamente, como:
N2 + 3 H2 2 NH3
CaCO3 CaO + CO2
P2O5 + 3 H2O 2 H3PO4
a) síntese, análise e hidrólise.
b) síntese, análise e síntese.
c) análise, pirólise e fotólise.
d) fotólise, análise e hidratação.
e) análise, pirólise e hidrólise.
SÍNTESE
ANÁLISE
SÍNTESE
02) A reação química:
Cu(OH)2 CuO + H2O
é:
a) síntese total.
b) deslocamento.
c) dupla troca.
d) análise total.
e) análise parcial.
ANÁLISE PARCIAL
03) A decomposição de uma substância provocada pela eletricidade
recebe o nome especial de:
a) pirólise.
b) hidrólise.
c) eletrólise.
d) fotólise.
e) deslocamento.
04) No filme fotográfico, quando exposto à luz, ocorre à
reação:
2 AgBr 2 Ag + Br2
Essa reação pode ser classificada como:
a) pirólise.
b) eletrólise.
c) fotólise.
d) síntese.
e) simples troca.
05) (UFRJ) A reação que representa a formação do cromato de chumbo II,
que é um pigmento amarelo usado em tintas, é representada pela
equação...
Pb(CH3COO)2 + Na2CrO4 PbCrO4 + 2 NaCH3COO
Que é uma reação de:
a) oxirredução.
b) dupla troca.
c) síntese.
d) deslocamento.
e) decomposição.
06) Colocando-se um pedaço de zinco numa solução
aquosa de sulfato de cobre II observa-se a ocorrência
da reação abaixo:
Zn + CuSO4 Cu + ZnSO4
Esta reação pode ser classificada como:
a) reação de análise parcial.
b) reação de síntese total.
c) reação de dupla troca.
d) reação de análise total
e) reação de deslocamento.
As reações que apresentam elementos químicos
sofrendo oxidação ou redução são denominadas de
REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO
P H2O3 H3PO4+ 35 2HNO3 + NO5+
O fósforo sofre OXIDAÇÃO,
pois seu Nox aumenta
+2+5+50
O nitrogênio sofre REDUÇÃO,
pois seu Nox diminui
N2O4 (g) 2 NO2 (g)
CO2 (g)O2 (g)+C (s)
HClZn + H2 Cl22 + Zn
HClZn + H2 Cl22 + Zn
Cs > Rb > K Na > Ba > Li > Sr > Ca > Mg > Al >
Mn > Zn > Cr > Fe > Co > Ni > Sn > Pb >
H
Sb > Bi > Cu > Hg >
Ag > Pt > Au
?
O zinco é mais reativo que o hidrogênio
O “Zn” substitui o “H”FeSO4Cu + ?
O cobre é menos reativo que o ferro
O “Cu” não substitui o “Fe”
Reação não ocorre
NiSO4Mn + ?O manganês é mais reativo que o níquel
O “Mn” substitui o “Ni”
MnSO4Ni +
NaBr+ Br2Cl2 2 + NaCl2?
O cloro é mais reativo que o bromo
O “Cl” substitui o “Br”
Pb(NO3)2KI + KNO32 + PbI22
Na2SO4H2SO4 + H2CO3+Na2SO4 CO2H2O +
KCNHClO4 + HCN + KClO4
ácido mais
fraco
Reações entre átomos envolvem transferência ou
compartilhamento de elétrons. Nas reações de oxidação-
redução, um reagente deve ter “vontade de ceder elétrons”
enquanto o outro deve ter “vontade de receber elétrons”. A
esse respeito, considere as filas de tensões eletrolíticas
apresentadas a seguir.
Com base nas informações, é INCORRETO afirmar que a
reação
(A) Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu ocorre.
(B) F2 + 2NaBr 2NaF + Br2 ocorre.
(C) Fe2(SO4)3 + 6NaOH 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 não é uma
reação de oxidação-redução.
(D) Mg + 2HCl não ocorre.
(E) I2 + NaCl não ocorre.
Soluções
São misturas homogêneas de duas ou mais substâncias.
Prefixo Múltiplos Símbolo Fator
Prefixo Frações Símbolo Fator
tera T 1012 deci d 10-1
giga G 109 centi c 10-2
mega M 106 mili m 10-3
kilo k 103 micro 10-6
hecto h 102 nano n 10-9
deca da 101 pico p 10-12
Definições
Soluto: substância a ser dissolvida;
Solvente: substância que efetua a dissolução;
Solução aquosa: solução que utiliza água como solvente;
Solução diluída: solução que contém uma pequena quantidade de soluto;
Solução concentrada: solução que contém uma quantidade razoável de soluto.
Prefixos mais comuns na literatura química
Concentração das Soluções
Denomina-se concentração de uma solução toda e
qualquer forma de expressar a proporção existente
entre a quantidade do soluto e a quantidade do
solvente ou solução.
164500 mL 500 mL
Adicionar
água
destilada
Concentração (C)
É o quociente entre a massa do soluto e o volume da solução
solução
soluto
V
mC
Ex.: Preparar uma solução aquosa 5 g/L de cloreto de sódio (NaCl)
Tampar
500 mL
2,500 g
NaCl
500 mL
Agitar
165
solução
soluto
V
mC
Ex.: Qual a massa de cloreto de alumínio (AlCl3) necessária para preparar
150 mL de uma solução aquosa de concentração igual a 50 g/L.
soluçãosoluto V.Cm
g5,7L15,0.L
g50msoluto
166
Concentração Molar ou Molaridade (M)
É o quociente entre o número de moles do soluto e o volume da
solução em litros (M = mol/L ou mol L-1)
)(. litrosVM
mM
soluçãosoluto
soluto
como
M
mn
)litros(V
nM
solução
soluto
167
Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH
)(. litrosVM
mM
soluçãosoluto
soluto
M = 0,5 M
PMsoluto = 40 g/mol
Vsolução = 1 litro
Na = 23; O = 16; H = 1
168
1000 mL 1000 mL1000 mL1000 mL
20,000 g
NaOH
AgitarTampar
Adicionar
água
destilada
Ex.: Preparar 1 litro de uma solução 0,5 M de NaOH
msoluto = 20 g
Vsolução = 1 litro
Ex.: Qual a molaridade de uma solução aquosa que contém 2,30 g de
álcool etílico (C2H5OH) em 3,5 litros?
)(. litrosVM
mM
soluçãosoluto
soluto
M = ? M
PMsoluto = 46 g/mol
Vsolução = 3,5 L
msoluto = 2,30 g
C = 12; O = 16; H = 1
mol/L 0,0143L
mol0,0143
.3,5Lmol
g46
2,3gM
170
Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH3COOH)?
M = 2 M
PMsoluto = 60 g/mol
Vsolução = ? = 0,25 L
msoluto = ? g
C = 12; O = 16; H = 1
Como não foi fixado o volume de solução que deve ser preparado, fica a
critério de cada um escolher o volume da solução. Neste caso vamos
preparar 250 mL de solução. Assim um balão volumétrico de 250 mL
deverá ser usado.
)(. litrosVMm soluçãosolutosoluto
g30L
mol2.L25,0.
mol
g60msoluto
171
Ex.: Preparar uma solução aquosa 2 M de ácido acético (CH3COOH)?
250 mL 250 mL250 mL250 mL
30,000 g
Ácido
AcéticoAgitarTampar
Adicionar
água
destilada
g30msoluto
172
Relação entre C e M
solução
soluto
V
mC
soluçãosoluto V.Cm
solutoMMC .
Igualando
)(. litrosVM
mM
soluçãosoluto
soluto
)(.. litrosVMMm soluçãosolutosoluto
Uma solução aquosa de NaOH com densidade
igual a 1,05 g/mL tem 5,0% em massa de NaOH.
A concentração, em mol/L, dessa solução é
(A) 0,4
(B) 0,9
(C) 1,3
(D) 3,8
(E) 6,5
Uma solução aquosa do padrão primário NaCl
foi usada para precipitar todo o Pb2+ presente
em 10,0 L de um efluente industrial. A massa de
PbCl2 produzida foi 5,56 g.
A concentração, em mol/L, de Pb2+ no efluente é
Dado: M(PbCl2) = 278 g/mol
(A) 0,0020
(B) 0,0040
(C) 0,0080
(D) 0,020
(E) 0,040
A concentração resultante da dissolução de
3,03 g de KNO3 em água com o volume da
solução sendo levado a 250 mL é,
em mol/L, igual a
(A) 0,03
(B) 0,06
(C) 0,09
(D) 0,12
(E) 0,15
Na temperatura de 25 ºC, o coeficiente de
solubilidade do iodeto de sódio é
CS = 180 g/100 g H2O. Qual a massa de água,
em gramas, presente numa solução saturada
que contenha 36 g desse sal na mesma
temperatura?
(A) 360
(B) 200
(C) 20
(D) 18
(E) 3,6
Considere uma solução de 600 mL contendo
hidróxido de sódio (NaOH) dissolvido em água a
uma concentração em quantidade de matéria
Cn = 0,4 mol/L. Qual é a massa total, em
gramas, de NaOH nessa solução?
Dados: mH = 1u, mNa = 23u, mO = 16u,
mC = 12u
(A) 3,6
(B) 9,6
(C) 18
(D) 72
(E) 96
A titulação de 50,00 mL de uma solução de
ácido sulfúrico com concentração desconhecida
consumiu 40,00 mL de uma solução de hidróxido
de sódio com concentração de 0,2 mol/L. A
concentração da solução do ácido titulada é
igual a
(A) 4,0 x 10−5 mol/L
(B) 4,0 x 10−3 mol/L
(C) 8,0 x 10−6 mol/L
(D) 8,0 x 10−5 mol/L
(E) 8,0 x 10−2 mol/L
Considere a seguinte reação de oxirredução:
De acordo com a equação balanceada, quantos
mililitros de solução 0,1 mol/L de KMnO4 são
necessários para oxidar 100 mL de solução
0,05 mol/L de H2SO3?
(A) 4
(B) 8
(C) 12
(D) 16
(E) 20
x H1+ + y MnO41− + z H2SO3 t Mn2+ + w HSO4
1− + v H2O
EQUILÍBRIO QUÍMICO
• O que é equilíbrio químico?
• Quais são os aspectos qualitativos e
quantitativos mais importantes?
EQUILÍBRIO QUÍMICO
Propriedades de Um Equilíbrio
Rosa para azul
Co(H2O)6Cl2 Co(H2O)4Cl2 + 2 H2O
Azul para rosa
Co(H2O)4Cl2 + 2 H2O Co(H2O)6Cl2
Sistemas em equilíbrio são:
• DINÂMICOS (em
movimento constante)
• REVERSÍVEIS
• Podem ser atingidos de
qualquer direção
Para uma reação qualquer:
aA + bB cC + dD
Vinversa
Vdireta
Reagentes Produtos
CONDIÇÃO PARA O EQUILÍBRIO
QUÍMICO
“A velocidade da reação direta é igual a
velocidade da reação inversa.”
V1
= V2
VDIRETA
= VINVERSA
EQUILÍBRIO QUÍMICO
DIMINUI
REAGENTE
AUMENTA
PRODUTO
Reação em
equilíbrio
V
T
[ ]
Reação em
equilíbrio
PRODUTO
REAGENTE
EQUILÍBRIO QUÍMICO
tempo
conce
ntr
ação
a A + c C + d D
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
v1
= v2
k1[A]
a[B]
b= k
2[C]
c[D]
d
isolando os termos semelhantes resulta:
K1 = [C]
c[D]
d
K2 = [A]
a[B]
b
Keq
=
[ R ]
[ P ]
Keq
=
[A]a.[B]
b
[C]c.[D]
d
a A + b B c C + d D
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
O Kc
IRÁ AUMENTAR OU DIMINUIR PELO
EFEITO DA TEMPERATURA!
NA COMPOSIÇÃO DO Kc
SÓLIDOS NÃO
ENTRAM! SÓ PARTICIPAM GASES E
SOLUÇÕES!
OBSERVAÇÕES
• Analogamente, para os gases temos:
SÓ ENTRAM
OS GASES !
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
PARA GASES
=PC
c . PDd
KpPA
a . PBb
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO
AUMENTO DA
PRESSÃO
MENOR VOLUMEDESLOCA
SOMA DOS COEF.
AUMENTO DA
TEMPERATURA
ENDOTÉRMICODESLOCA
DIMINUIÇÃO DA
TEMPERATURA
EXOTÉRMICODESLOCA
DIMINUIÇÃO DA
PRESSÃO
MAIOR VOLUMEDESLOCA
SOMA DOS COEF.
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO
AUMENTO DA [ ] DE
UM LADOS
LADO OPOSTODESLOCA
DIMINUIÇÃO DA [ ] DE
UM LADO
MESMO LADODESLOCA
O ácido iodídrico (HI) pode ser obtido a partir da
reação do hidrogênio com iodo. Essa reação
química ocorre em fase
gasosa e é representada pela equação a seguir.
H2(g) + I2(g) ⇌ 2 HI(g)
Sobre essa reação, pode-se verificar que
(A) ocorre uma conversão total dos reagentes em
produtos conforme indica a equação.
(B) ocorre uma alteração no estado físico das
espécies químicas quando essas deixam de ser
reagentes e passam a ser produto.
(C) o aumento da concentração dos reagentes,
depois de estabelecido o equilíbrio, não altera a
quantidade de HI formada.
O ácido iodídrico (HI) pode ser obtido a partir da reação do
hidrogênio com iodo. Essa reação química ocorre em fase
gasosa e é representada pela equação a seguir.
H2(g) + I2(g) ⇌ 2 HI(g)
Sobre essa reação, pode-se verificar que
(D) as concentrações dos reagentes vão diminuindo, a
partir do primeiro contato entre eles, e a concentração do
produto vai aumentando, até que atingem um determinado
valor e permanecem constantes.
(E) o sistema, nessa transformação, pode ser classificado
como heterogêneo, uma vez que é formado por três
substâncias diferentes.
A produção de suínos gera uma quantidade muito
grande e controlada de dejetos, que vem sendo
empregada em bioconversores para geração de gás
metano. O metano, por sua vez, pode ser utilizado para
obtenção de gás H2. Em uma reação denominada
reforma, o metano reage com vapor- d’água na
presença de um catalisador formando hidrogênio e
dióxido de carbono de acordo com o equilíbrio
CH4 (g) + H2O (g) ⇌ 3H2 (g) + CO2 (g) Hº > 0.
CH4 (g) + H2O (g) ⇌ 3H2 (g) + CO2 (g) Hº > 0.
O deslocamento do equilíbrio no sentido da formação
do H2 é favorecido por:
I. aumento da pressão;
II. adição do catalisador;
III. aumento da temperatura.
É correto apenas o que se afirma em
a) I.
b) I e II.
c) II.
d) II e III.
e) III.
Em um recipiente indeformável, com capacidade de 12
litros, são aquecidos 834 g de PCℓ5(g).
Atingido o equilíbrio, verifica-se que o PCℓ5 se encontra
60% dissociado.
A constante de equilíbrio do sistema:
PCℓ5(g) ⇌ PCℓ3(g) + Cℓ2(g) é
(Massa molar do PCℓ5 = 208,5 g/mol)
a) 0,1.
b) 0,2.
c) 0,3.
d) 0,4.
e) 0,5.
O gráfico a seguir descreve as variações das
concentrações das espécies presentes num sistema
reacional, em função do tempo, para a reação
hipotética:
x A + y B ⇌ z C
x A + y B ⇌ z C
Com base no gráfico, assinale a alternativa que,
respectivamente, apresenta os coeficientes x, y e z e
indica se o valor de Kc é maior ou menor que 1.
a) 1, 1, 2, < 1
b) 1, 1, 2, > 1
c) 1, 3, 2, < 1
d) 1, 3, 2, > 1
e) 2, 1, 1, > 1
• A constante de equilíbrio é expressa da
seguinte forma:
Kw = [H+].[OH-]
• Em que:
– Kw: produto iônico da água (a letra w vem de water,
água em inglês);
– [H+], [OH-]: concentrações molares dos íons
envolvidos.
• Como qualquer constante de equilíbrio, seu
valor varia apenas com a temperatura.
C)25º (a 101,0]][OHO[HK
]][OHO[HO][HK
O][H
]][OHO[HK
14-3w
32
2eq
22
3eq
Equilíbrio iônico da água:
Produto iônico da água
• A 25°C, em água pura, temos:
[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L • Assim sendo:
Kw = [H+].[OH-] = 10-14
)()(3)(2)(2 aqaqll OHOHOHOH
Produto iônico da água
• Tipos de soluções (a 25°C)
a) Água pura (solução neutra):
[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L
b) Solução ácida:
[H+] > 10-7 mol/L
[OH-] < 10-7 mol/L
c) Solução básica (alcalina):
[H+] < 10-7 mol/L
[OH-] > 10-7 mol/L
Escala de pHpH = -log[H3O
+]= -log[H+]
pOH = -log[OH-]
– Água neutra (25°C) pH = pOH = 7,0
– Sol. ácidas, [H+] > 1,0 x 10-7
pH < 7,0
– Sol. básicas, [H+] < 1,0 x 10-7
pH > 7,0
• Em água (a 25°C), temos:
pH + pOH = 14
Alguns valores comuns de pH
Substância pH
Ácido de bateria <1.0
Suco gástrico 2.0
Suco de limão 2.4
Cola (refrigerante) 2.5
Vinagre 2.9
Suco de laranja ou maçã 3.5
Cerveja 4.5
Café 5.0
Chá 5.5
Chuva ácida <5.6
Saliva de pacientes com cancro 4.5-5.7
Leite 6.5
Água pura 7.0
Saliva humana 6.5-7.4
Sangue 7.34-7.45
Água do mar 8.0
Sabonete de mão 9.0-10.0
Amônia caseira 11.5
Cloro 12.5
Hidróxido de Sódio caseiro 13.5
Quando a reação ainda não alcançou o equilíbrio, devemos
realizar uma análise do gráfico, colocando os valores de
concentração em uma tabela, que pode ser montada da
seguinte forma:
Considere um sistema fechado à temperatura de
100 OC , com volume de 1 litro, onde são
adicionados 10 mols de N2O4.
Calcule o valor da constante de equilíbrio dessa
reação sabendo-se que, ao final do processo
foram produzidos 4 mols de NO2.
Aqueceram-se dois mols de pentacloreto de
fósforo num recipiente fechado com capacidade
de 2 litros. Atingido o equilíbrio, o pentacloreto de
fósforo se encontra 40% dissociado em tricloreto
de fósforo e cloro. Calcular a constante de
equilíbrio Kc do sistema.
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
início 1 mol/L 0 0
reação 0,4 mol/L 0,4 mol/L 0,4 mol/L
equilíbrio 0,6 mol/L 0,4 mol/L 0,4 mol/L
Concentração inicial:
[PCl5] = 1 mol/L
Quantidade de PCl5 dissociados (reage):
1 mol/L ---------- 100%
x --------------- 40%
x = 0,4 mol/L
Em um reator de 10,0 L, numa certa temperatura,
a reação de decomposição de 2,0 mol de ácido
iodídrico (representada abaixo) tem 50% de
rendimento.
2HI(g) ⇌ H2(g)+ I2(g)
O valor da constante de equilíbrio em termos de
concentração (KC) da reação, na temperatura em
questão, é
(A) 0,025
(B) 0,050
(C) 0,10
(D) 0,25
(E) 0,50
Um ácido monoprótico, representado por HA, se
ioniza parcialmente em água a 25 °C, conforme
indicado na equação
HA(aq) ⇌ H+(aq) + A-(aq) ,
onde a constante de equilíbrio é 1,0 x 10-5.
Ao se dissolver 0,10 mol de HA em água,
formando 1,0 L de solução, no equilíbrio tem-se
pH mais próximo de
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
(E) 6
A reação química entre o iodo e o hidrogênio é
uma reação reversível, que produz iodeto de
hidrogênio. A velocidade de reação direta é v1 e
a velocidade de reação inversa é v2. Qual a
característica que se estabelece ao atingir o
equilíbrio químico no sistema acima?
(A) v1 > v2
(B) v1 < v2
(C) [HI] = Constante
(D) [H2] = 0
(E) [I2] = [HI]
Em um recipiente fechado, de volume igual a
2,0 L, estão misturados, em equilíbrio, 2 mols de
N2(g), 4 mols de H2(g) e 1,0 mol de NH3,
conforme mostrado na reação abaixo.
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Qual o valor da constante de equilíbrio, em
(mol/L)−2, para esse sistema?
(A) 2
(B) 1/4
(C) 1/8
(D) 1/16
(E) 1/32
Em um recipiente fechado foram colocados n
mols de ácido clorídrico, HCl(g), sendo, em
seguida, aquecidos a uma temperatura T1,
estabelecendo-se o seguinte equilíbrio químico:
2HCl(g) ⇌ H2(g) + Cl2(g)
Considerando-se que o grau de dissociação do
HCl é de 30% e que no equilíbrio existe 1,4 mol
de HCl, qual o valor de n?
(A) 1
(B) 2
(C) 1,4
(D) 2,8
(E) 7,0
O potencial hidrogeniônico (pH) e o potencial
hidroxiliônico (pOH) são utilizados para medir,
respectivamente, a acidez e a basicidade de
soluções. De acordo com o descrito,conclui-se
que
(A) [H+] < [OH+], em soluções ácidas
(B) pH = log [H+]
(C) pH + pOH = 14
(D) pH > 7,0 indica solução ácida
(E) pOH = log [OH−]
Existem maneiras diferentes de se estabelecer
um equilíbrio químico. Considerando a reação:
CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)
e o gráfico de equilíbrio acima, é INCORRETO
afirmar que
(A) foram adicionadas quantidades diferentes de
CO2 e H2.
(B) foram adicionadas quantidades iguais de H2 e CO2 e
certa quantidade de CO.
(C) X = CO2; Y = H2; W = CO e Z = H2O.
(D) o equilíbrio só pode ser estabelecido se todos os
reagentes ou todos os produtos estiverem presentes na
mistura inicial.
(E) no tempo t1 as concentrações de X e Y diminuíram e
as de W e Z aumentaram, enquanto que, a partir de t2,
essencialmente, não há mais variação em nenhuma das
concentrações.
Em solução aquosa existe o equilíbrio:
2 CrO42- + H2O ⇄ Cr2O7
2- + 2 OH-
amarelo alaranjado
Assinale a proposição falsa:
a) Adicionando HCl, o sistema fica alaranjado.
b) Adicionando NaOH, o sistema fica amarelo.
c) O Princípio de Le Chatelier não se aplica a equilíbrios
iônicos.
d) No equilíbrio, a velocidade da reação direta é igual à
velocidade da reação inversa.
e) A constante de equilíbrio não varia pela adição de HCl
ao sistema.
Um professor preparou 1 L de solução para aula
experimental sobre pH. Ele preparou esta solução a
partir da mistura de 100 mL de NaOH a 0,8 mol/L e 100
mL de HCl a 0,7 mol/L. Calcule o pH da solução
resultante desta mistura.
a) pH = 2
b) pH = 7
c) pH = 8
d) pH = 12
e) pH = 14
Um técnico químico dissolveu 37 mg de hidróxido de
cálcio (a = 100%) em água, a 25ºC, para obter 250 mL de
uma solução dessa base. Dessa forma, para essa
solução, ele obteve um pH igual a
Dados: log 4 = 0,6
Massas molares em (g/mol) H = 1, O = 16 e Ca = 40.
a) 2,4.
b) 3,4.
c) 11,3.
d) 11,6.
e) 12,6.
São compostos constituídos apenas por átomos de
CARBONO e HIDROGÊNIO
H3C CH
3
CH3
CH H2C CH
3
CH3
C
CH3
H3C C CH
3CHHC
H2C
C
CH2
CH3
Podemos classificar os HIDROCARBONETOS em:
ALCANOS
H3C CH3CH2
ALCENOS
H2C CH3CH
ALCINOS
HC CH3Ξ C
ALCADIENOS
H2C CH2C
CICLANOS ou CICLOALCANOS
H2C
H2C CH2
CH2
CICLENOS ou CICLOALCENOS
H2C
HC CH
CH2
AROMÁTICOS
ALCANOS
ALCENOS
ALCINOS
ALCADIENOS
CICLANOS ou CICLOALCANOS
CICLENOS ou CICLOALCENOS
ALIFÁTICA
CADEIA ABERTA
CICLO
CADEIA FECHADA
AN
EN
IN
Ligação
entre
carbonos
simples
tripla
dupla
FÓRMULA GERAL NOS HIDROCARBONETOS
CnH
2n + 2
CH C C C C C
HHHHH H
HHHHH H
H
alcanos
CH C C C C C
HHH H
HHHHH H
H
CnH
2nalcenos
H C
C C H
C
H
H
H
HH
H
, ciclanos
H C C C H
H
H
CnH
2n – 2alcinos
CH C C C H
H H
HH
, alcadienos
H C
C C H
C
H
H
H
H
, ciclenos
Nomenclatura dos Hidrocarbonetos de Cadeia Normal
PREFIXO + INTERMEDIÁRIO + O
Indica a quantidade de átomos de carbono
presentes na cadeia
PREFIXONº DE ÁTOMOS
MET1
ET2
PROP3
BUT4
PENT5
PREFIXONº DE ÁTOMOS
HEX6
HEPT7
OCT8
NON9
DEC10
Indica o tipo de ligação entre os átomos de
carbono na cadeia
apenas ligações simples
uma ligação dupla
uma ligação tripla
duas ligações duplas
AN
EN
IN
DIEN
INTERMEDIÁRIOTIPO DE LIGAÇÃO
Usa-se a terminação “ O “ para indicar que a
função química do composto é HIDROCARBONETO
PREFIXONº DE ÁTOMOS
MET1
ET2
PROP3
BUT4
PENT5
HEX6
HEPT7
OCT8
NON9
DEC10
simples
dupla
tripla
duas duplas
AN
EN
IN
DIEN
H3C – C CH
PROP INO
H2C = CH
2
ETENO
H3C – CH
2– CH
2– CH
2– CH
3
PENTANO
PREFIXONº DE ÁTOMOS
MET1
ET2
PROP3
BUT4
PENT5
HEX6
HEPT7
OCT8
NON9
DEC10
simples
dupla
tripla
duas duplas
AN
EN
IN
DIEN
H3C – CH
2– CH = CH
2
H3C – CH = CH – CH
3
BUT
EN
O
BUT
EN
O
124 3
Quando existir mais uma
possibilidade de localização da
insaturação, deveremos indicar
o número do carbono
em que a mesma se localiza
A numeração dos carbonos da
cadeia deve ser iniciada
da extremidade mais próxima da
insaturação
1 – but – 1 – eno
431 2
2 – but – 2 – eno
A União Internacional de Química
Pura e Aplicada
(IUPAC)
recomenda que os números devem
vir antes do que eles indicam
PREFIXONº DE ÁTOMOS
MET1
ET2
PROP3
BUT4
PENT5
HEX6
HEPT7
OCT8
NON9
DEC10
simples
dupla
tripla
duas duplas
AN
EN
IN
DIEN
H2C = CH – CH
2– CH = CH – CH
3
HEX
DIEN
O
431 2 5 6
1, 4 – hexa – 1, 4 – dieno
4
31
2
5
PENT
EN
O
2 – penta – 2 – eno
Colocamos antes do nome do composto o termo
CICLO
e, prosseguimos como se o composto fosse de cadeia normal
HC CH
H2C CH2
CH2
H2C CH2
OANPROPCICLO
OENBUTCICLO
02) (Cesgranrio) A substância que tem fórmula mínima (CH2)n
e cuja
fórmula molecular tem 3 átomos de carbono é o:
a) propano
b) propino.
c) propeno.
d) isopropano.
e) propil.
(CH2)n
= CnH
2n
alceno ou ciclano
H2C = CH – CH
3
propeno
03) Escreva o nome do composto de fórmula:
H3C – (CH2)4 – CH = CH – CH3
H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH = CH – CH3
12345678
OCT ENO- 2 -
Segundo a IUPAC
Os HIDROCARBONETOS AROMÁTICOS
possuem nomenclatura particular, não seguindo
nenhum tipo de regra
NAFTALENO
FENANTRENO
BENZENOANTRACENO
Devemos inicialmente conhecer o que vem a ser um
GRUPO SUBSTITUINTE
(RADICAL)
É qualquer grupo de átomos
que apareça com
freqüência nas moléculas
A nomenclatura dos grupos substituintes
segue a seguinte regra:
H3C METIL ou METILA
H3C CH2 ETIL ou ETILA
C
H
H
C
H
C
H
H
H
OUTROS RADICAIS (SUBSTITUINTES) IMPORTANTES
H3C – CH – CH3 H3C – CH2 – CH2 –
H
H
propiliso propiln –
C
H
C
H
C
H
H C
H
H
H
H
H3C – CH – CH2 – CH3
butil
H
H
butil
H3C – CH2 – CH2 – CH2 –
C
H
C
H
C
H
H
H
C
H
HH
H
H
butil
H3C – CH – CH2 –
CH3 butil
H3C – C – CH3
CH3
secn –
iso terc
OUTROS RADICAIS (SUBSTITUINTES) IMPORTANTES
fenil
CH2
benzil
CH3
–
o - toluil
CH3
–
m - toluil
CH3
p - toluil - naftila
–
- naftilb
01) No composto de fórmula:
HC 2H C3 HC 2 HC 2 C HC
HC 2
HC3
C HC3
H C3
H
HC3
C HC3
H C3
HC3
HC 2
1
2
3
4
Os radicais circulados 1, 2, 3 e 4 são, respectivamente:
a) isobutil, sec-butil, terc-butil e n-butil.
b) terc-butil, isobutil, n-butil e terc-butil.
c) sec-butil, n-butil, isobutil e terc-butil.
d) terc-butil, sec-butil, isobutil e n-butil.
e) n-butil, terc-butil, sec-butil e isobutil.
Cadeia Principal
A cadeia principal é a sequência de átomos de carbono que tenha ...
... maior número de INSATURAÇÕES.
... maior número de RAMIFICAÇÕES.
... maior número de ÁTOMOS DE CARBONO.
H3C CH2 C CH3CH2
CH2
CH3
CH3
CH3
CH
8 átomos de carbono
H3C
CH2
CH2
CH2
C
CH
CH
CH3
CH2
CH3
CH2 CH3
H3C
CH2
CH2 CH2 CH CH3CH
CH3
CH2 CH3
7 átomos de carbono
Os grupos que não pertencem à cadeia principal são os
GRUPOS SUBSTITUINTES
( RADICAIS )
H3C
CH2
CH2
CH2
C
CH
CH
CH3
CH2
CH3
CH2 CH3
NUMERAÇÃO DA CADEIA PRINCIPAL
A cadeia principal deve ser numerada a partir da
extremidade mais próxima da característica
mais importante no composto
(insaturação > radicais)
2
8
3
5
4
6 7
H3C
CH2
CH2
CH2
C
CH
CH
CH3
CH2
CH3
CH2 CH3
1
H3C
CH2
CH2 CH2 CH
CH3
CH
CH3
CH2 CH3
7 6 5 4 3 2 1
NOMENCLATURA DO HIDROCARBONETO RAMIFICADO
Determinar a cadeia principal.
Numerar os carbonos da cadeia principal.
Nomes dos substituintes precedidos do nº do carbono da cadeia
principal em se encontra ligado, em ordem alfabética.
3 – metil
4 – etil
4 – etil – 3 – metil
Nome do hidrocarboneto de cadeia normal correspondente à
cadeia principal.
heptano
C – CH – CH2
||
CH2
|
CH
|
CH2
– CH2
– CH3
CH3
|
H3C – CH
2–
– CH3
1
2
3
4
5
6 7 8
2 – etil
3 – metil
5 – metil
oct – 1 – eno
2 – etil – 3, 5 – metildi oct – 1 – eno
Quando um mesmo radical aparece repetido, usamos os prefixos
di, tri, tetra, penta, hexa, etc. para indicar a quantidade de radicais
Hidrocarbonetos de Cadeia Mista
CH3 metil – ciclo – pentano
CH3
metil – benzeno (tolueno)
1 – etil – 2 – metil – ciclo – pentano
1 – etil – 3 – metil – benzeno
CH3
CH2
– CH3
Havendo dois substituintes diferentes
a numeração é dada pela ordem alfabética
CH3
CH2
– CH3
1
2
3
4 5
1
2
3
4
5
6
Havendo mais de dois substituintes
a numeração é dada de modo que o segundo tenha
o menor valor possível
CH3
CH2
– CH3
CH3
1
2
3
4
5
6
2 – etil – 1, 4 – dimetil – ciclo – hexano
Prefixos ORTO, META e PARA
São usados quando um anel benzênico possui dois substituintes
ORTO indica posições 1, 2.
META indica posições 1, 3.
PARA indica posições 1, 4.
1
2
3
4
5
6
CH3
CH2
– CH3
para – etil – metil – benzeno
CH3
CH2
– CH3
1
2
3
4
5
6
meta – etil – metil – benzeno
CH3
CH3
1
2
3
4
5
6
orto – dimetil – benzeno
Substituintes no NAFTALENO
α
β
α
β
α
β
α
β
CH3
α - metil – naftaleno
CH3
β - metil – naftaleno
Indica a posição dos substituintes pelas letras gregas α e β
(restrito à presença de um grupo apenas no naftaleno)
PETRÓLEO
FORMAÇÃO DO
PETRÓLEO
• Etimologia: Petra – “pedra”; Oleum – “óleo”.
• Estado Físico: Líquido viscoso e coloração escura
(maioria dos casos).
• Ocorrência: Encontrado em poros de rochas, em
terra firme ou sob o mar.
• Constituição: É constituído fundamentalmente por
Hidrocarbonetos.
Do Poço à
Solo
Cascalho
Rocha impermeável
Rocha + gás natural
PETRÓLEO
Refinaria
EXTRAÇÃO EM TERRA
EXTRAÇÃO EM ÁGUAS PROFUNDAS
Tecnologia no fundo do mar.
PETRÓLEO
MISTURA DE HIDROCARBONETOS
DESTILAÇÃO FRACIONADA
FRAÇÕES
GASOLINA
Representa apenas entre 7% e 15% do petróleo bruto
CRACKING*
C12H26 → C8H18 + 2 C2H4
(*) Quebra, por aquecimento (450oC – 700oC) de Hidrocarbonetos
maiores (querosene / óleos lubrificantes) em cadeias menores
(gasolina).
QUALIDADE DA GASOLINA
Qualidade: maior resistência à compressão.
MENOS SUPORTA: n-heptano:
H3C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
MAIS SUPORTA: Isoctano:
CH3 H
| |
H3C – C – C – C – CH3
| H2 |
CH3 CH3
OCTANAGEM DA GASOLINA
• Escala para medir qualidade:
Índice de Octanagem
0% 50% 100%
0% - Isoctano 100% - Isoctano
100% - n-heptano 0% - n-heptano
ANTIDETONANTES (a gasolina aditivada)
COMBUSTÃO
• COMBUSTÃO COMPLETA:
Hidrocarboneto + O2 → CO2 + H2O
• COMBUSTÕES INCOMPLETAS:
Hidrocarboneto + O2 → CO + H2O
Hidrocarboneto + O2 → C + H2O
Alcano é um tipo de hidrocarboneto que apresenta
cadeia aberta e saturada, além de possuir apenas
ligações simples.
Qual a fórmula molecular de um alcano com 12 átomos
de carbono?
(A) C12H8
(B) C12H36
(C) C12H26
(D) C12H24
(E) C12H12
A formação do benzeno, C6H6, a partir do etino, C2H2, e
a formação do etino a partir de C(grafite) e H2(g) são
representadas pelas equações termoquímicas I e II:
Com essas informações, a variação da entalpia de
formação do benzeno, em kJ, a partir de C(grafite) e
H2(g) é, aproximadamente,
(A) - 377
(B) - 722
(C) - 1.147
(D) - 2.566
(E) - 3.090
O gás natural tem sido amplamente utilizado como
combustível para a produção de energia. O metano
(CH4), um gás inodoro e incolor, é um dos seus
principais constituintes.
A combustão completa do metano é representada pela
seguinte equação química:
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O (l) H = - 802 kJ/mol
A esse respeito, considere as afirmações.
I – O metano é um hidrocarboneto da família dos
alcanos.
II – São liberados 1 mol de CO2 e 2 mols de H2O a
partir da queima de 16 g de CH4, nas CNTP.
III – A reação pode ser classificada como endotérmica.
IV – O gás natural é também conhecido e
comercializado como GLP (Gás Liquefeito de
Petróleo).
Estão corretas APENAS as afirmações
(A) I e II.
(B) I e III.
(C) II e III.
(D) III e IV.
(E) I, II e IV.
A primeira etapa do refino do petróleo é feita na
unidade de destilação atmosférica, quando o óleo bruto
é separado em diversas frações, à pressão
atmosférica. O processo descrito é denominado
(A) destilação fracionada.
(B) desaltação fracionada.
(C) fracionamento mecânico.
(D) hidrotratamento.
(E) craqueamento ou pirólise.
A primeira etapa da refinação do petróleo é a
destilação, cujo objetivo é a separação do petróleo em
frações, baseadas na volatilidade de seus
componentes.
A esse respeito, considere a tabela abaixo.
Dada a tabela com as faixas de temperatura do
processo de destilação acima, assinale a opção que
identifica corretamente os produtos obtidos.
Dados os compostos orgânicos acima, assinale a
afirmação correta.
(A) O composto I apresenta cadeia carbônica alifática,
ramificada e insaturada.
(B) Os compostos II e III são isômeros.
(C) Os compostos IV e V apresentam cadeia policíclica
e condensada.
(D) Os compostos III, IV e V são hidrocarbonetos que
apresentam fórmula geral CnH2n, embora nem todos
sejam do mesmo tipo.
(E) Todos os compostos representam hidrocarbonetos
alicíclicos.
As substâncias representadas a seguir são todas
hidrocarbonetos.
Sobre essas substâncias, é IMPROCEDENTE a
informação de que
(A) pentano possui fórmula molecular C5H12.
(B) ciclopenteno é um hidrocarboneto aromático.
(C) butano possui cadeia carbônica linear.
(D) 2,2,4-trimetilpentano possui cadeia carbônica
ramificada.
(E) propino é um hidrocarboneto insaturado.
As substâncias representadas a seguir são todas
hidrocarbonetos.
Sobre essas substâncias, é IMPROCEDENTE a
informação de que
(A) pentano possui fórmula molecular C5H12.
(B) ciclopenteno é um hidrocarboneto aromático.
(C) butano possui cadeia carbônica linear.
(D) 2,2,4-trimetilpentano possui cadeia carbônica
ramificada.
(E) propino é um hidrocarboneto insaturado.
POLÍMEROS
CONCEITO
Macromoléculas constituídas de unidades repetitivas,
ligadas através de ligações covalentes.
Moléculas são eletricamente neutras com ligações
secundárias.
Classificação
Naturais: Madeira, borracha, proteínas.
Sintéticos: PVC, poliestireno, poli(metacrilato de metila)
celulose
Polímeros
• Até agora, estudamos apenas moléculasorgânicas relativamente pequenas, tanto notamanho quanto na massa molar. Alguns tiposdessas pequenas moléculas podem se ligarvárias vezes, originando moléculas gigantes oumacromoléculas. Cada uma dessas unidades(moléculas) que se ligam são chamadasmonômeros, e a molécula gigante que elesoriginam são os polímeros (do grego poly=muitos e meros = partes).
Polímeros
Polímeros
• Os polímeros não foram "inventados"; eles existem na naturezapor exemplo: celulose, proteínas, látex. A intenção inicial dosquímicos, ao tentarem produzir os primeiros polímeros, foi "copiar"os polímeros naturais.
• Atualmente, é tão grande o número desses compostos e tãocomum sua utilização, que é impossível atravessarmos um únicodia sem utilizar vários deles.
• Os plásticos usados, principalmente, em embalagens descartáveissão exemplos de polímeros que acarretaram grandes mudançasem nosso dia-a-dia.
• Os objetos produzidos com plásticos recicláveis têm o símbolo
que contém no seu interior um número que indica o tipo depolímero.
Polímeros sintéticos
• Os polímeros sintéticos podem ser
classificados em dois grupos: polímeros
de adição e de condensação.
• Veremos cada um deles
separadamente.
Polímeros de adição
• Como o nome diz, são polímeros formados por
sucessivas adições de monômeros. As
substâncias utilizadas na produção desses
polímeros apresentam obrigatoriamente pelo
menos uma dupla ligação entre carbonos.
• Durante a polimerização, ocorre a ruptura da
ligação π e a formação de duas novas ligações
simples, como mostra o esquema:
Polímeros de adição
As reações de adição podem ser iniciadas de diferentes maneiras. A mais
comum consiste na utilização de pequenas quantidades de compostos
orgânicos que produzem radicais livres do tipo RO. Esse radical reage com
o monômero, produzindo uma nova estrutura. Veja:
Essa nova estrutura, por sua vez, liga-se a outra molécula do
monômero, produzindo um novo grupo, que se liga a outra molécula do
monômero, e assim, sucessivamente, originam-se cadeias longas com
uma valência livre. Eventualmente, duas dessas cadeias se unem,
originando o polímero.
Polietileno
• O polietileno é um dos polímeros mais
comuns, de uso diário devido ao seu baixo
custo.
• Ele é obtido pela reação entre as
moléculas do eteno (etileno), que pode ser
representada por:
Polietileno
Polietileno de cadeia reta
• Essas cadeias lineares agrupam-se paralelamente, o quepossibilita uma grande interação intermolecular, originando ummaterial rígido de alta densidade, utilizado na fabricação degarrafas, brinquedos e outros objetos.
• Sua sigla técnica é PEAD ou HDPE e sua identificação emprocessos de reciclagem é dada pelo símbolo
Polietileno de cadeia ramificada
• As ramificações das cadeias dificultam as interações, originando um material macio e flexível, conhecido por polietileno de baixa densidade. Sua sigla é PEBD ou LDPE e sua identificação em processos de reciclagem é dada pelo símbolo
• É utilizado para produzir sacos plásticos, revestimento de fios e embalagens maleáveis.
Polietileno
• Os dois tipos de polietileno apresentamestruturas, propriedades e uso distintos, masa representação de ambos é feita da mesmamaneira:
Os outros polímeros de adição são obtidos de
maneira semelhante.
Polipropileno• O polipropileno é obtido pela polimerização do propeno
(propileno):
• Sua sigla é PP e, para efeitos de reciclagem, seu símbolo é
É utilizado para produzir objetos moldados, fibras para roupas, cordas, tapetes, material solante, bandejas, prateleiras e pára-choques de automóveis, dentre outros.
Poliestireno
• Esse polímero é obtido pela adição sucessiva de vinil-benzeno
(estireno):
O poliestireno é usado na produção de objetos
moldados, como pratos, copos, xícaras, seringas, material de
laboratório e outros materiais rígidos transparentes.
Quando sofre expansão provocada por gases, origina
um material conhecido por isopor, que é utilizado como isolante
térmico, acústico e elétrico.
Poliestireno
• Sua sigla é PS e seu símbolo é
Policloreto de vinila (PVC)
• Esse polímero é obtido a partir de sucessivas adições do cloreto de vinila (cloroeteno).
A massa molar do policloreto de vinila pode atingir1500 000 g/mol, e costuma-se utiliza-lo para produzir tubulações,discos fonográficos, pisos e capas de chuva.
O couro sintético, que imita e substitui o couro de origemanimal, é o policloreto de vinila misturado com corantes e outrassubstâncias que aumentam sua elasticidade.
Policloreto de vinila (PVC)
• Uma de suas principais características é o fato de que ele evita a
propagação de chamas, sendo usado como isolante elétrico. Sua
sigla é PVC e seu símbolo é
Teflon
• É o produto da polimerização do tetrafluoreteno outetrafluoretileno:
O tefion é um polímero excepcionalmente inerte, não-combustível e bastante resistente. É usado para produzir fitas devedação, para evitar vazamentos de água, revestimentos antiaderentesde panelas e frigideiras, isolante elétrico, canos e equipamentos para aindústria química (válvulas e registros), dentre outros.
Teflon
• Sua sigla é PTFE; seu símbolo, ,
também é usado para outros polímeros.
Poliacrilonitrila
• É o produto obtido pela polimerização do acrilonitrila ou cianetode vinila:
Esse é um dos poucos polímeros que podem ser obtidos em
solução aquosa. Se o poliacrilonitrila for adicionado a um
solvente apropriado, ele pode ser estirado facilmente, permitindo
a obtenção de fibras comercializadas com o nome de orlon ou
acrilon.
Poliacrilonitrila
• Essas fibras podem sofrer processos de fiação com algodão, lãou seda, originando vários produtos, como cobertores, mantas,tapetes, carpetes e tecidos para roupas de inverno.
• Não é utilizado em processos de reciclagem.
Poliacetato de vinila (PVA)
• É o produto obtido pela polimerização do acetato de vinila:
Grande parte do PVA produzido atualmente é utilizada
para a produção de tintas, adesivos e goma de mascar.
Sua sigla é PVA e seu símbolo é
Polimeta-acrilato de metila (plexiglass)
• É o produto da polimerização do meta-acrilato de metila:
Na produção desse polímero, faz-se com que a reação
ocorra até que se forme uma massa pastosa, a qual é derramada
em um molde ou entre duas lâminas verticais de vidro, onde ocorre
o fim da polimerização. As peças assim obtidas são incolores,
apresentando grande transparência, por isso, esse polímero é
utilizado para produzir lentes de contato, painéis transparentes,
lanternas de carro, painéis de propaganda, semáforos etc.
Sua sigla é PMMA, e seu símbolo é
Poliacetileno
• O poliacetileno é o primeiro polímero condutor de correnteelétrica. Esse polímero tem baixa densidade, "não enferruja" epode formar lâminas finas.
• A capacidade de condução elétrica se deve à presença deduplas ligações alternadas em sua estrutura, o que permite queos elétrons fiquem deslocalizados ao longo da cadeia.
Borrachas sintéticas• As matérias-primas mais comuns para a produção de borrachas
sintéticas são:
Suas polimerizações podem ser representadas por:
Borrachas sintéticas
• As borrachas sintéticas, quando comparadas àsnaturais, são mais resistentes às variações detemperatura e ao ataque de produtos químicos,sendo utilizadas para a produção de mangueiras,correias e artigos para vedação.
Borrachas sintéticas
• Existem outros tipos de borrachas sintéticas formadas pelaadição de dois tipos diferentes de monômeros. Essas borrachassão classificadas como copolímeros.
• Copolímeros são polímeros formados por mais de um tipo de monômero.
A mais importante dessas borrachas é formada pelacopolimerização do eritreno com o estireno, que é conhecida pelassiglas GRS (government rubber styrene) ou SBR (styrenebutadiene rubber), cuja principal aplicação é a fabricação depneus.
Borrachas sintéticas
As tintas do tipo látex são misturas parcialmente polime-rizadas de estireno e dienos em água. Essa mistura também contémagentes emulsificantes, como sabão, que mantêm as partículas dosmonômeros dispersas na água. Após a aplicação desse tipo de tinta,a água evapora, permitindo a copolimerização e revestindo asuperfície pintada com uma película.
Reações de polimerização
– Copolímeros
• Buna-S, Borracha GRS ou Borracha SBR: É obtido a
partir do estireno e do 1,3-butadieno, tendo o sódio
metálico como catalisador. Essa borracha é muito
resistente ao atrito, e por isso é muito usada nas
"bandas de rodagem" dos pneus.
Polímeros de condensação
– Polímeros de condensação: formados a partir de
monômeros iguais ou diferentes, havendo eliminação
de moléculas simples (H2O, NH3 etc).
• Polifenol ou Baquelite: É obtido pela condensação do
fenol com o formaldeído (metanal). Usado na
fabricação de tintas, vernizes e colas para madeira.
– Polímeros de condensação
• Poliésteres: Resultam da condensação de poliácidos
(ou também seus anidridos e ésteres) com
poliálcoois. Um dos poliésteres mais simples e mais
importantes é obtido pela reação do éster metílico do
ácido tereftálico com etileno-glicol. É usado como
fibra têxtil e recebe os nomes de terilene ou dacron.
Em mistura com outras fibras (algodão, lã, seda etc)
constitui o tergal.
– Polímeros de condensação
• Outro poliéster importante é o gliptal, obtido pela
reação entre o anidrido ftálico e a glicerina e muito
usado na fabricação de tintas secativas ou não. os
poliésteres também são utilizados na fabricação de
linhas de pesca, massas para reparos, laminados,
filmes etc.
– Polímeros de condensação
• Poliamidas ou Nylons: Estes polímeros são obtidos
pela polimerização de diaminas com ácidos
dicarboxílicos. Os nylons são plásticos duros e têm
grande resistência mecânica. Se prestam à
fabricação de cordas, tecidos, garrafas, linhas de
pesca etc.
Polimerização é o nome dado à reação através da qual
monômeros se unem dando origem a polímeros. Com
relação aos compostos apresentados acima, é
INCORRETO afirmar que o(s)
(A) polímero proveniente da polimerização do composto
3 é o policloreto de vinila.
(B) polímero proveniente da polimerização do composto
2 é o polietileno.
(C) polímero resultante do composto 1 é conhecido
como teflon.
(D) composto 1 é o único suscetível à polimerização.
(E) compostos 1 e 3 são suscetíveis à polimerização.
Uma grande variedade de polímeros sintéticos são
obtidos a partir da polimerização de hidrocarbonetos e
de seus derivados. O polímero representado a seguir é
produzido através da reação de polimerização do
propileno, sob condições ideais de pressão e
temperatura, na presença de catalisador.
O hidrocarboneto precursor e o polímero representado
são, respectivamente, um hidrocarboneto
(A) ramificado e um copolímero
(B) ramificado e um polímero de adição
(C) ramificado e um polímero de condensação
(D) linear e um polímero de adição
(E) linear e um polímero de condensação
A borracha sintética Buna-N pode ser obtida através da
reação de polimerização, conforme representado abaixo,
na presença de catalisadores, sob condições de
temperatura e pressão adequadas.
Nessas condições, a Buna-N é um
(A) alcino
(B) alcano
(C) polímero de condensação
(D) polímero de adição
(E) copolímero
Polímeros são macromoléculas empregadas na fabricação
dos mais diversos materiais. Considere o polímero
apresentado a seguir.
Esse polímero é classificado como polímero
(A) vinílico
(B) diênico
(C) de condensação
(D) de redução
(E) de adição