Professora PDE 2009/2010 Rosana Nara de Rocco Campos Slides com conteúdos de: Soluções,...

Professora PDE 2009/2010 Rosana Nara de Rocco Campos Slides com contedos de: Solues, Termoqumica, Cintica Qumica e Equilbrio Qumico, como forma de auxiliar o trabalho do Professor de Qumica no 2 o Ano do Ensino Mdio.

Rosana N. R. Campos http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=3840&picture=produtos- de-limpeza Rosana N. R. Campos

Uma forma prtica observar a cor da urina. Uma urina muito amarelada indica que est muito concentrada; logo, deve-se beber mais gua. Que volume de gua devemos ingerir diariamente http://pt.wikipedia.org/wiki/Fic heiro:Stilles_Mineralwasser.jpg

Isso significa que existe 9 partes de CO (g) para 1.000.000 de partes de ar ou (cada 1m 3 de ar contm 9 mL de CO (g) ). O volume permitido para a concentrao de monxido de carbono gasoso (CO) na atmosfera 9 ppm. http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Fact ory_in_China.jpg

Caf forte ou fraco? Mais ou menos adocicado Qual a maneira correta A gua do mar uma soluo aquosa que contm sais e muitas outras substncias dissolvidas. http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/a rquivos/File/imagens/4quimica/5xicara.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Oa hu_North_Shore_surfing_hand_drag.jpg

O soro fisiolgico consiste em uma soluo aquosa de NaCl a 0,092%, ou seja, em cada 100g de soro fisiolgico, h 0,092g de NaCl e 99,908g de gua. Quando dissolvemos gelatina em gua quente, obtemos uma disperso. As partculas dispersas so molculas de protenas. Fonte: Rosana N. R. Campos http://pt.wikipedia.org/wi ki/Ficheiro:Iv1-07_014.jpg

O ar puro das montanhas uma mistura homognea constituda basicamente por 78% N 2(g) ; 21% de O 2(g) e 0,9% de argnio gasoso. Uma escultura em bronze uma soluo slida de cobre e estanho. http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Shi va_and_Uma_14th_century.jpg http://www.publicdomainpictures.net/ view-image.php?image=1831&picture =mountain-view

ESTUDO DAS DISPERSES http://www.brasilescola.com/quimica/efeito-tyndall.htm

Efeito ptico provocado pela disperso da luz (cone de luz) nas partculas coloidais ou nas suspenses. http://www.brasilescola.com/quimi ca/efeito-tyndall.htm Efeito Tyndall

Classificao das disperses Tipo de dispersoTamanho mdio das partculas dispersas SoluesMenor que 1 nm Disperses coloidais ou colides 1 a 1000 nm SuspensesMaior que 1000 nm 1 nm= 1 nanmetro= 10 -9 metro= 10 m 1 nm= 1 nanmetro= 10 -9 metro= 10 -9 m

SOLUESSOLUES Fonte: Rosana N. R. Campos

SOLUO UMA MISTURA HOMOGNEA DE DOIS OU MAIS COMPONENTES Soluo Soluto (ndice 1) Solvente (ndice 2)

SOLUTO: COMPONENTE EM MENOR QUANTIDADE. SOLVENTE: COMPONENTE EM MAIOR QUANTIDADE. http://upload.wikimedia.org/wikipedi a/commons/8/89/SaltInWaterSolutio nLiquid.jpg

Exemplo-1 Sabe-se hoje que as distribuidoras de combustveis misturam gasolina uma quantidade de aproximadamente 20% em volume de lcool (etanol) para melhorar a qualidade dela. Identifique nessa mistura o soluto, o solvente e a soluo. http://www.brasilescola.com/fis ica/abastecendo-seu-carro.htm Fonte: SANTOS, W. L. P.; ML, G. S. Qumica e Sociedade: volume nico. So Paulo: Nova Gerao, p. 44, 2005.

RESOLUO: Soluto: lcool (etanol) (menor quantidade) Solvente: gasolina pura Soluo: gasolina com 20% de etanol.

CONCENTRA ES DAS SOLU ES Fonte: Rosana N. R. Campos

1- Concentrao em Massa (C) a razo entre a massa do soluto (m 1 ), em gramas e o volume da soluo (V), em litros ou mL. unidade: g/L ou g/mL

Exemplo-2 Em 200 mL de determinado leite em p integral h, aps dissolvido em gua, 240 mg de clcio. Calcule a concentrao em g/L de clcio nesse leite. http://pt.wikipedia.org/wiki/Fiche iro:PowderedMilk.jpg Fonte: BENABOU, J.; RAMANOSKI, M. Qumica: volume nico. So Paulo: Atual, p. 197, 2003.

RESOLUO: Dados: m 1 =240mg (0,24g) V =200 mL (0,2L) C= 1,2 g/L

OU Dados= 240 mg (0,24 g) 200 mL (0,2 L) 0,24 g ___________0,2 L X ___________ 1 L X= 1,2 g Resposta: 1,2 g/L

2-Concentrao em quantidade de matria ( C ) a razo entre o n o de mol do soluto (n 1 ) e o volume, em litros (V), da soluo. unidade: mol/litro C

Exemplo-3 A substncia qumica sacarose C 12 H 22 O 11 comumente conhecida como acar. Para adoar uma xcara de caf, usaram-se em mdia 5 gramas de sacarose. Supondo que o volume final do caf adoado seja 50mL. Calcule a concentrao em quantidade de matria (mol/L), aproximada de acar no caf. (Dados: C=12, O=16 e H=1) http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=5684&picture=xicara-de-cafe Fonte: Adaptao: BENABOU, J.; RAMANOSKI, M. Qumica: volume nico. So Paulo: Atual, p. 197, 2003.

RESOLUO: Dados: m 1 =5g V =50mL (0,05L) M 1 =342 g/mol C=0,292 mol/L

OU 5 g ______ 0,05 L 342 g ____1 mol X _______ 1 L 100 g ____ X X= 100g X= 0,292 mol Resposta: C= 0,292 mol/L

3- Concentrao em massa por massa, volume do soluto por massa, volume da soluo ou (antigo) Ttulo (). Soluto slido usa-se a massa em (g). Soluto lquido usa-se o volume em (L) ou (mL). sem unidade Ainda: % = . 100 ou

Exemplo-4 O vinagre constitudo de uma soluo de cido actico, que responsvel pelo seu sabor azedo, dissolvido em gua. Um estudante utilizou 15 mL (aproximadamente 15g) de um vinagre, contendo 3% de cido actico em massa, no preparo de sua salada. Quantos gramas de cido actico ele ter ingerido depois de comer a salada? Fonte: Rosana N. R. Campos Fonte: Adaptao: CARVALHO, G. C.; Qumica Moderna 2. So Paulo: Scipione, p. 26, 1995.

RESOLUO: Dados: = 3%(0,03) m = 15 g m 1 = 0,45g

OU 3% 3 g (c. actico) ______ 100 mL (vinagre) X ______________ 15 mL (vinagre) X= 0,45 g de cido actico

4- Concentrao em ppm. Para solues nas fases lquidas e slidas utiliza-se a concentrao em ppm expressa em massa: Para solues na fase gasosa utiliza-se a concentrao em ppm expressa em volume:

Para solues muito diludas, em que a massa do soluto muito pequena costuma-se relacionar uma parte em massa do soluto por 10 6 partes em volume da soluo:

Exemplo-5 Afirmar que uma soluo desinfetante apresenta 1,5% de cloro ativo equivalente a dizer que a concentrao de cloro ativo nessa soluo, em ppm, : http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=3840&picture=produtos-de-limpeza Fonte: CARVALHO, G. C.; SOUZA, C. L. Qumica de olho no mundo do trabalho: volume nico. So Paulo: Scipione, p. 210, 2003.

RESOLUO: 1,5 cloro ativo ____ 100 (%) x cloro ativo _____ 1.000.000 (ppm) 15.000 ppm (partes por milho)

DILUIO DE SOLUES Fonte: Rosana N. R. Campos

Diluir uma soluo adicionar solvente (em geral gua) mantendo a quantidade de soluto constante.

+ V gua Soluo 1 Soluo 2 Ci = n 1 / V Cf = n 1 / V n 1 = Ci.V n 1 = Cf.V Ci. Vi = Cf. Vf

Exemplo-6 http://upload.wikimedia.org/wikipedi a/commons/f/fd/Orange_juice_1.jpg Diluio uma operao muito empregada no nosso dia-a-dia, quando, por exemplo, preparamos um refresco a partir de um suco concentrado. Descubra o volume final, em L, de suco diludo a partir de 500 mL de suco de uva concentrado, seguindo rigorosamente a sugesto de preparo. Sugesto de preparo: Misture 1 parte do suco com 3 partes de gua. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, p. 149, 2003.

RESOLUO: 1 parte do suco = 500 mL + 3 partes de gua = 1.500 mL TOTAL: 2.000 mL ou 2,0 L

Exemplo-7 http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro :Apple_juice_with_3apples.jpg Considere 100 mL de determinado suco em que a concentrao do soluto seja 0,4 mol/L. Qual ser o volume de gua, em mL, que dever ser acrescentado para que a concentrao do soluto caia para 0,04 mol/L? Fonte: SANTOS, W. L.P.; ML, G. S. Qumica e Sociedade: volume nico. So Paulo: Nova Gerao, p. 331, 2005.

RESOLUO: 0,4 X 100 = 0,04 X Vf Vf= 1.000 mL V H 2 O= V final V inicial V H 2 O= 1.000 100= 900 mL V H 2 O= 900 mL ou 0,9 L Ci. Vi = Cf. Vf

MISTURA DE SOLU ES SEM REA O QU MICA Fonte: Rosana N. R. Campos

Soluo A Soluo B m 1 (sol. A) + m 1 (sol. B) = m 1 (sol. final) C (sol. A). V (sol. A) + C (sol. B). V (sol. B) = Cf. Vf (sol. A). m (sol. A) + (sol. B). m (sol. B) = f. mf + = Soluo final

Existem dois frascos no laboratrio contendo solues de cido actico (C 2 H 4 O 2 ): frasco A frasco B V = 20 mL V = 30 mL Cf = 5 mol/L Cf = 1 mol/L Resolveu-se colocar as solues em um nico frasco. Determine a concentrao da nova soluo em mol/L. B Exemplo-8 A Fonte: HARTWIG, D. R., SOUZA, E. e MOTA, R. N. Fsico- Qumica: volume 2. So Paulo, Scipione, p. 44, 1999.

RESOLUO: C (sol. A). V (sol. A) + C (sol. B). V (sol. B) = Cf. Vf 5 X 20 + 1 X 30 = Cf X 50 Cf= 2,6 mol/L

TITULA O CIDO-BASE uma operao analtica utilizada para determinar a concentrao de solues. Fonte: Rosana N. R. Campos

Erlenmeyer Bureta * Soluo de concentrao conhecida (cido ou base) * Volume gasto na titulao * Soluo de concentrao desconhecida (cido ou base) * Volume conhecido * Algumas gotas de um indicador

Numa titulao cido-base...... ocorre uma reao completa entre um cido e uma base (neutralizao): cido + base sal + gua por exemplo: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H 2 O (l)

Como se executa uma titulao? Titulao consiste na adio de uma soluo de concentrao rigorosamente conhecida - titulante - a outra soluo de concentrao desconhecida - titulado - at que se atinja o ponto de equivalncia. titulante titulado titulante titulado http://www.brasilescola.com/quimica /analise-volumetrica.htm

Ponto de equivalncia ... Adiciona-se ao titulado um indicador cido-base que muda de cor quando se atinge o ponto de equivalncia (nmero de moles do titulante igual ao nmero de moles do titulado). n cido = n base Fonte: Rosana N. R. Campos

No fim da titulao: Clculo da Concentrao Titulante(A) Concentrao: conhecida Volume: conhecido Titulado(B) Concentrao: desconhecida Volume: conhecido

Como: C= n/V n = C x V Temos no fim da titulao (ponto de equivalncia): n cido = n Base ou ou C c x V c = C Ba x V Ba Clculo da concentrao

20 mL de uma soluo aquosa de NaOH de concentrao desconhecida foram titulados com uma soluo aquosa 0,2 mol/L de H 2 SO 4. O volume de cido sulfrico gasto na titulao foi 50 mL. Qual a concentrao em mol/L da base (hidrxido de sdio). Exemplo-9 Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 36, 1998.

RESOLUO: 1H 2 SO 4 (aq) + 2NaOH (aq) 1Na 2 SO 4(aq) + 2 H 2 O (l) 1 mol cido ______ 2 mols base (proporo na reao) C c. V c = C Ba. V Ba ( ponto de equivalncia) Assim, no ponto de equivalncia da reao, temos: 2(C c. V c ) = 1(C Ba. V Ba ) 2 (0,2. 50) = C Ba. 20 C Ba = 1,0 mol/L

BIBLIOGRAFIA BENABOU, J.; RAMANOSKI, M. Qumica: volume nico. So Paulo: Atual, 2003. CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, 1998. CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, 2003. CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano: volume nico. 2ed. So Paulo: Moderna, 2002. CARVALHO, G. C.; Qumica Moderna 2. So Paulo:Scipione, 1995. CARVALHO, G. C.; SOUZA, C. L. Qumica de olho no mundo do trabalho: volume nico. So Paulo:Scipione, 2003. FELTRE, R. FSICO-QUMICA: volume 2. 6ed. So Paulo: Moderna, 2004. FONSECA, Martha Reis Marques da. Completamente Qumica: FSICO-QUMICA. So Paulo: FTD, 2001. HARTWIG, D. R., SOUZA, E. e MOTA, R. N. Fsico- Qumica: volume 2. So Paulo, Scipione, 1999. LEMBO, A.; SARDELA, A. Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, 1988. MATSUI, Ana N.; LINGUANOTO, Maria; UTIMURA, Teruko Y. Qumica, 2: 2o Grau. So Paulo: Editora FTD, 1987. NOBREGA, O. S.; SILVA, E. R.; SILVA, R. H. Qumica: volume nico. 1ed. So Paulo: tica, 2005. SANTOS, W. L. P.; ML, G. S. Qumica e Sociedade: volume nico. So Paulo: Nova Gerao, 2005. SARDELA, A.; MATEUS, E. Curso de Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, 1992. USBERCO,J.;SALVADOR,E. Qumica: volume nico. 2ed. So Paulo: Saraiva, 1998.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Pernalonga

http://pt.wikipedia.org/wiki /Ficheiro:Koelkast_open.jpg http://www.educador.brasilescola.co m/estrategias-ensino/aula-pratica- construcao-um-calorimetro.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Eq_it -na_pizza-argherita_sep2005_sml.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki /Ficheiro:Streichholz.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki /Ebuli%C3%A7%C3%A3o Fonte: Rosana N. R. Campos TERMOQUMICA

O que calor a transferncia de energia trmica entre corpos de temperaturas diferentes.

H muito tempo o homem aprendeu a utilizar o fogo para aquecer-se. Ainda hoje comum essa prtica em pocas frias. http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Open_fireplac e_with_icon.jpg

Numa noite fria de inverno, em qual banco voc se sentaria: Em um banco de concreto ou de madeira? Por qu? http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=1240&picture=assento http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=3406&picture=banco-

Sendo aproximadamente 36 0 C nossa temperatura, cederemos calor para o banco (corpo mais quente para o mais frio). Como o ferro (banco de concreto) possui maior condutividade trmica, ir trocar calor mais rapidamente, roubando-o de nosso corpo. Isso nos causar a sensao trmica de frio.

Muitas pessoas acham que tomar bebidas frias em recipientes de alumnio bom porque ficam mais frias. Esto enganadas. Embora paream mais frios quando segurados, estes recipientes tm uma desvantagem: a bebida esquenta mais depressa, pois a transferncia de calor muito mais rpida. Rosana N. R. Campos

A geladeira possui um motor que tira calor de seu interior e o libera para o ambiente. J viu como atrs dela o ar fica quente? http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:K oelkast_open.jpg

http://pt.wikipedia.org/wiki/Edif%C3% ADcio_Grande_Avenida Por que os bombeiros combatem incndios comuns com gua?

A gua retira muito calor do material que est em chamas, abaixando sua temperatura de tal forma que torna a combusto impossvel.

Existe erro na frase: Esse casaco de l muito quente? http://www.publicdomainpictures.net/view -image.php?image=4097&picture=tempo- frio-de-inverno

Sim. Essa afirmao d a idia de que a blusa possui calor. Na verdade, a blusa no quente; ela apenas impede que o corpo ceda calor para o ambiente frio.

Por que sentimos mais fome em dias mais frios do que em dias de muito calor? http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Eq_it- na_pizza-margherita_sep2005_sml.jpg

Em dias frios, a circulao sangunea na superfcie de nossa pele aumenta para compensar a transferncia de calor do nosso corpo ao ambiente, evitando que a temperatura corporal abaixe. Molculas de carboidratos so queimadas, liberando energia em nosso organismo para compensar a energia transferida ao ambiente.

Por que os garons abrem garrafas de bebidas geladas segurando somente pelo gargalo e nunca no meio da garrafa? http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Kranz _Koelsch.jpg

Para evitar a troca de calor (transferncia de energia trmica) entre a mo do garom e a bebida gelada que esto em temperaturas diferentes.

TERMOQUMICA o estudo do calor envolvido nas reaes qumicas. http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro :Streichholz.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro: Fire_triangle.svg

ENTALPIA (H): a energia total de um sistema medida presso constante. No possvel medir a entalpia, mede-se a variao de entalpia ou calor de reao (H).

CLASSIFICAO DAS REAES TERMOQUMICAS: I- EXOTRMICAS: Liberam energia. Ex: combusto, respirao animal, dissoluo da soda custica em gua, processos fsicos de (solidificao, condensao e ressublimao).... http://pt.wikipedia.org/wiki/Vela

I- ENDOTRMICAS: Absorvem energia. Ex: fotossntese, cozimento dos alimentos, processos fsicos de (fuso, vaporizao e sublimao)... http://pt.wikipedia.org/wiki/Ebuli%C3% A7%C3%A3o

Grfico para Reao Exotrmica HRHRHRHR HPHPHPHP caminho da reao Entalpia (H) Fonte: Rosana N. R. Campos

Grfico para Reao Endotrmica HPHPHPHP HRHRHRHR caminho da reao Entalpia (H) Fonte: Rosana N. R. Campos

SLIDO GASOSO LQUIDO FUSOVAPORIZAO SUBLIMAO SOLIDIFICAO CONDENSAO RESSUBLIMAO Mudanas de Estado Fsico da Matria Fonte: Rosana N. R. Campos

SUBSTNCIA SIMPLES NO ESTADO PADRO E ESTADO ALOTRPICO MAIS COMUM TEM ENTALPIA ZERO. C (grafite) H=0 C (diamante) H0 O 2 (gasoso) H=0 O 3 (gasoso) H0 S (rmbico) H=0 S (monoclnico) H0 P n (vermelho) H=0 P 4 (branco) H0

ESTADOS ALOTRPICOS MAIS COMUNS http://upload.wikimedia.org/wikip edia/commons/3/36/Diamond.jpg CARBONO OXIGNIO GRAFITEDIAMANTE O 3 (OZNIO) O 2 (incolor) http://pt.wikipedia.org/wiki/Cam ada_de_oz%C3%B4nio http://pt.wikipedia.org/wiki /Oxig%C3%AAnio http://pt.wikipedia.org/wiki /Grafite

ENXOFRE FSFORO BRANCO VERMELHO MONOCLNICO RMBICO http://pt.wikipedia.org/wiki/Enxofre_r%C3%B4mbico http://www.diaadia.pr.gov.br/tv pendrive/arquivos/File/imagens/ 5geografia/2fosforo_branco.jpg http://www.diaadia.pr.gov.br/tv pendrive/arquivos/File/imagen s/5geografia/2fosforo.jpg

CAPACIDADE CALORFICA a medida de quanto um material absorve ou libera energia trmica. uma propriedade fsica nica e particular das substncias. Ex: - A gua necessita de 1 caloria de energia para aumentar a temperatura em 1 Celsius. - O ao necessita de 0,1 caloria de energia para aumentar a temperatura em 1 Celsius.

Para reaes em meio aquoso utiliza-se um calormetro, que nada mais do que uma garrafa trmica. Para reaes de combusto utiliza-se uma bomba calorimtrica. Como pode ser medido o calor de uma reao Nos dois casos o calor transferido para uma massa de gua e obtido a partir da expresso: Q = m. c. t http://www.educador.brasilescola.com/es trategias-ensino/aula-pratica-construcao- um-calorimetro.htm

Qual a quantidade de calor liberada em uma reao qumica capaz de aquecer 3 Kg de gua De 30 o C a 38 o C? (Dado: calor especfico da gua= 1cal/g. o C.) EXERCCIO - 01 Fonte: SANTOS, W.L.P.; ML, G. S. Qumica e Sociedade: volume nico. So Paulo: Nova Gerao, p. 367, 2005.

Q = 3000g. 1cal/g o C. (38 o C 30 o C) Q = 3000. 1. 8 Q = 24.000 cal (ou 24 Kcal) Q = m. c. T RESOLUO

Tipos de entalpias (calores de reao). 1. Entalpia ou calor de Formao. 2. Entalpia ou calor de Decomposio. 3. Entalpia de Combusto. 4. Entalpia de Dissoluo. 5. Entalpia de Neutralizao. 6. Entalpia ou Energia de Ligao.

1- Entalpia de Formao ( H f ) Corresponde a energia envolvida na formao de um mol de substncia a partir de substncias simples, no estado alotrpico mais comum. Exemplos: H 2(g) + O 2(g) H 2 O (l) H f = - 285,5 KJ/mol C (grafite) + O 2(g) CO 2(g) H f = - 393,3 KJ/mol Entalpia de formao de substncias simples nula.

2- Entalpia de Decomposio Pode ser considerada com a entalpia inversa de formao de uma substncia. Exemplos: H 2 O (l) H 2(g) + 1/2 O 2(g) H f = + 285,5 KJ/mol CO 2(g) C (grafite) + O 2(g) H f = + 393,3 KJ/mol Observe que ao inverter a equao a variao de entalpia troca de sinal algbrico!

3- Entalpia de Combusto Energia liberada na reao de 1 mol de substncia (combustvel) com O 2 puro (comburente). Combustvel material orgnico (C, H e O) a combusto pode ser: I. Completa: os produtos so CO 2 e H 2 O. II. Incompleta: alm de CO 2 e H 2 O, forma-se tambm, CO e/ou C (fuligem).

Combusto completa a chama azul. CH 4(g) + 2O 2(g) CO 2(g) + H 2 O (l) H f = - 889,5 KJ/mol Na combusto incompleta a chama alaranjada. Rosana N. R. Campos

4- Entalpia de Dissoluo Calor liberado ou absorvido na dissoluo de 1 mol de determinada substncia numa quantidade de gua suficiente para que a soluo obtida seja diluda. Ex: KNO 3(s) + H 2 O (l) KNO 3(aq) H= +8,5 Kcal HCl (g) + H 2 O (l) HCl (aq) H= -18,0 Kcal

5- Entalpia de Neutralizao Calor liberado na formao de 1 mol de gua, a partir da neutralizao de 1 mol de ons H + por 1 mol de ons OH -, em soluo aquosa diluda. Ex: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H 2 O (l) H= -13,8 Kcal

Na reao de cido forte com base forte a variao de entalpia aproximadamente constante pois a reao sempre: H + + OH - H 2 O

6- Entalpia ou Energia de Ligao a quantidade de calor absorvida na quebra de 6,02. 10 23 ligaes de determinada espcie, supondo as substncias no estado gasoso, 25 o C. A quebra de ligaes sempre um processo endotrmico enquanto a formao de ligaes ser sempre exotrmico. Nos reagentes sempre ocorrer quebra de ligaes ( H>0) e nos produtos ocorrer formao de ligaes ( H

Utilizando entalpias de ligao Nos reagentes sempre ocorrer quebra de ligaes (H>0) e nos produtos ocorrer formao de ligaes (H0). H= H (reagentes) + H (produtos)

(Cefet-RJ) A BMW testa veculos movidos a hidrognio e antecipa uma novidade que chegar ao mercado no futuro. A indstria (...) aposta no hidrognio como um dos mais promissores substitutos da gasolina. Ele no depende de reservas estratgicas e facilmente obtido com a quebra da molcula da gua. (...) Em vez de dixido de carbono (CO 2 ), o escapamento expele gua. O hidrognio pode zerar a emisso de poluentes por veculos no futuro... (Adaptado da Revista poca, out. 2000.) EXERCCIO 04

Com base nos dados da tabela abaixo, qual a variao de entalpia (H) da reao 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2 O (g), em KJ/mol de H 2 O (g) ? Ligao Energia de ligao (KJ. mol -1 ) H H437 H O463 O = O494 Fonte: FELTRE, R. FSICO-QUMICA: volume 2. 6ed. So Paulo: Moderna, p. 125, 2004.

Reagentes: Ligaes rompidas: H>0 2 H H = 2. 437 = +874 1 O = O = 1. 494 = +494 (874+494)= +1368 Produtos> Ligaes formadas: H0 2 H O H = 4 H O = 4. 463 = -1852 RESOLUO H= H (reagentes) + H (produtos) H= +1368 + (-1852) H= -484 KJ/mol de 2H 2 O H= -242 KJ/mol de H 2 O

BIBLIOGRAFIA BENABOU, J.; RAMANOSKI, M. Qumica: volume nico. So Paulo: Atual, 2003. CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, 1998. CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, 2003. CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica na abordagem do cotidiano: volume nico. 2ed. So Paulo: Moderna, 2002. CARVALHO, G. C.; Qumica Moderna 2. So Paulo:Scipione, 1995. CARVALHO, G. C.; SOUZA, C. L. Qumica de olho no mundo do trabalho: volume nico. So Paulo:Scipione, 2003. FELTRE, R. FSICO-QUMICA: volume 2. 6ed. So Paulo: Moderna, 2004. FONSECA, Martha Reis Marques da. Completamente Qumica: FSICO-QUMICA. So Paulo: FTD, 2001. HARTWIG, D. R., SOUZA, E. e MOTA, R. N. Fsico- Qumica: volume 2. So Paulo, Scipione, 1999. LEMBO, A.; SARDELA, A. Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, 1988. MATSUI, Ana N.; LINGUANOTO, Maria; UTIMURA, Teruko Y. Qumica, 2: 2o Grau. So Paulo: Editora FTD, 1987. NOBREGA, O. S.; SILVA, E. R.; SILVA, R. H. Qumica: volume nico. 1ed. So Paulo: tica, 2005. SANTOS, W. L. P.; ML, G. S. Qumica e Sociedade: volume nico. So Paulo: Nova Gerao, 2005. SARDELA, A.; MATEUS, E. Curso de Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, 1992. USBERCO,J.;SALVADOR,E. Qumica: volume nico. 2ed. So Paulo: Saraiva, 1998.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Pernalonga

CINTICA QUMICA

Parte da Qumica que estuda a velocidade das reaes e os fatores que a influenciam. Reaes Qumicas Rpidas Lentas Moderadas

Reao Rpida http://pt.wikipedia.org/wiki/Explos%C3%A3o64http://www.publicdomainpictures.net/view -image.php?image=403&picture=fogos-de- artificio

Reao Moderada http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=1656&picture=macas-podres http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arqui vos/File/imagens/4quimica/2vela2.jpg

Reao Lenta http://pt.wikipedia.org/wiki/Ferrugem http://pt.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B 3leo#O_petr.C3.B3leo_no_Brasil

O que se faz no dia a dia para diminuir a velocidade das reaes qumicas?

O que fazer para conservar os alimentos durante mais tempo? Colocam- se em geladeira, uma vez que a temperatura elevada um dos fatores que aumenta a velocidade das reaes. http://pt.wikipedia.org/wiki/Geladeira http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivo s/File/imagens/4quimica/8frutasesteres.jpg

Como que antigamente se conservavam os alimentos, se no existiam geladeiras? A salga foi um dos primeiros processos de conservar os alimentos (peixe e carne). O sal funciona como inibidor - diminui a velocidade da reao. http://pt.wikipedia.org/wiki/Carne_de_sol

Por que que os chourios so defumados? A substncia qumica formaldedo, liberada no fumo, mata muitas bactrias que iriam degradar mais rapidamente o alimento. http://pt.wikipedia.org/wiki/Chouri%C3%A7o

Por que as garrafas de vinho so fechadas com rolha e lacre? O lacre nas rolhas das garrafas de vinho, isola mais o vinho do contato com o ar, que o iria oxidar mais rapidamente. http://pt.wikipedia.org/wiki/Vinho

Por que alguns alimentos so embalados vcuo? A falta de oxignio far com que sua degradao se torne mais lenta. Rosana N. R. Campos

J reparou que ao abrirmos um lata de picles, a lata d um estalido? Antes da lata ser fechada, o alimento por vezes aquecido para retirar o ar que iria favorecer a sua oxidao. O vinagre inibe o crescimento de bactrias que iriam degradar o alimento. Rosana N. R. Campos

Quando temos que acender uma fogueira porque que no usamos os troncos maiores e mais grossos? Os troncos mais grossos demoram mais tempo para acender. Quanto mais pequenos forem os troncos mais depressa acendem! http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=330&picture=fogo

VELOCIDADE DAS REAES I - Velocidade mdia (V m ) Representa a variao na quantidade de um reagente ou produto num intervalo de tempo. m = massa, n = n o mol, V = volume, C = concentrao molar

VELOCIDADE DAS REAES A Vm dos reagentes tambm chamada de velocidade de desaparecimento. A Vm dos produtos tambm chamada de velocidade de formao. Obs.: para os reagentes podemos calcular a velocidade em mdulo.

A (REAGENTE) DESAPARECIMENTO B (PRODUTO) FORMAO t [ ] B A

tempo [ ] A C B EXERCCIO-1 O grfico abaixo se refere s concentraes de reagentes e produtos da reao equacionada como: 2N 2 O 5 4NO 2 + O 2 Associe as curvas A, B e C com as substncias N 2 O 5, NO 2 e O 2. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 255, 1998.

A= NO 2 curva crescente (produto). B= O 2 curva crescente (produto). C= N 2 O 5 curva decrescente (reagente). RESOLUO

EXERCCIO-2 Coloca-se dentro de um recipiente fechado amnia gasosa (NH 3 ) com uma concentrao inicial de 8,0 mol/L. Com o passar do tempo ocorre a reao 2NH 3(g) N 2(g) + 3H 2(g), e um pesquisador, utilizando mtodos adequados, verifica, medida que o tempo passa, o quanto resta de NH 3 e

Tempo (h) [NH 3 ] (mol/L) 08,0 1,04,0 2,02,0 3,01,0 anota os valores numa tabela. Calcule:

a) A Velocidade mdia de consumo da amnia (NH 3 ) no intervalo de 0 e 2h. Esse resultado pode ser interpretado: A cada hora, consome-se 3mol/L de amnia. *Obs: Na prtica, utiliza-se a velocidade dos reagentes em mdulo | |, para evitar valores negativos. em mdulo | |, para evitar valores negativos. RESOLUO

Ficando assim: b) A velocidade mdia de consumo de NH 3 entre 1 e 3h. RESOLUO

c) A velocidade mdia de formao do N 2 entre 0 e 2h. Equao qumica 2NH 3(g) N 2(g) + 3H 2(g) Coeficientes 2 : 1 Vm (0-2h) 3 mol/L.h __ Vm N 2 RESOLUO Vm N 2 =1,5mol/L.h

d) A velocidade mdia de formao do N 2 entre 1 e 3h. Equao qumica 2NH 3(g) N 2(g) + 3H 2(g) Coeficientes 2 : 1 Vm (1-3h) 1,5 mol/L.h __ Vm N 2 RESOLUO Vm N 2 =0,75mol/L.h Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 254, 1998.

EXERCCIO-3 Ao realizar a reao de formao da gua: 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2 O (g), verificou-se que a velocidade de consumo de oxignio foi de 4 mol/min. Determine a velocidade de consumo do hidrognio. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 254, 1998.

Equao qumica 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2 O (g) Coeficientes 2 : 1 V. de consumo Vm H 2 __ 4 mol/min RESOLUO Vm H 2 = 8mol/min

Condies para que ocorra uma Reao Os reagentes devem estar em contato. Afinidade qumica entre os reagentes. Teoria da Coliso As molculas dos reagentes devem colidir entre si. A coliso deve ocorrer com geometria favorvel e energia suficiente.

Teoria da Coliso Coliso Desfavorvel (no-efetiva) Coliso Desfavorvel (no-efetiva)

Coliso Favorvel (efetiva) Coliso Favorvel (efetiva) O2O2 N2N2 O-------N O N 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos

Para que a coliso seja efetiva necessrio ainda que os reagentes adquiram uma energia mnima denominada energia de ativao. Energia de Ativao o valor mnimo de energia que as molculas de reagentes devem possuir para que uma coliso entre elas seja efetiva. Quanto maior for a energia de ativao, mais lenta ser a reao.

Complexo Ativado: estado intermedirio formado entre reagentes e produtos, ocorre um progressivo enfraquecimento das ligaes entre as molculas iniciais e um fortalecimento das ligaes entre as molculas finais. O2O2 N2N2 O-------N O N 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos

eficaz No eficaz I 2 + H 2 HI+HI I 2 H 2 REVISO

REAO EXOTRMICA E 1 = energia dos reagentes E 2 = energia do complexo ativado E 3 = energia dos produtos b=energia de ativao c=variao de entalpia H= Hp Hr H= Hp Hr E1E1 E2E2 E3E3................................ b c Quanto menor for a energia de ativao, maior a velocidade da reao. Energia (Kcal/mol) Complexo Ativado Caminho da reao

REAO ENDOTRMICA E3E3 E2E2 E1E1.................................. b c Quanto maior for a energia de ativao, menor a velocidade da reao. E 1 = energia dos reagentes E 2 = energia do complexo ativado E 3 = energia dos produtos b=energia de ativao c=variao de entalpia H= Hp Hr H= Hp Hr Energia (Kcal/mol) Complexo Ativado Caminho da reao

10 30 2................................ Energia (Kcal/mol) Caminho da reao EXERCCIO-4 O grfico descreve a variao de energia de uma certa reao: A + B C

Descubra: a) O valor da entalpia dos reagentes. b) O valor da entalpia dos produtos. c) Se a reao endo ou exotrmica. d) O valor da energia de ativao. e) O valor da energia do complexo ativado. f) O valor da energia da reao (variao de entalpia). Fonte: Adaptao: HARTWIG, D.R., SOUZA, E. e MOTA, R.N. Fsico- Qumica: volume 2. So Paulo, Scipione, p. 153, 1999.

a) H reagentes= 10 Kcal/mol b) H produtos= 2 Kcal/mol c) A Reao exotrmica (HpHr) d) Eat= 30 10= 20 Kcal/mol e) CA= 30 Kcal/mol f) H= Hp Hr H= 2 10 H= - 8 Kcal/mol ( o processo libera energia:reao exotrmica). H= - 8 Kcal/mol ( o processo libera energia:reao exotrmica). RESOLUO

Fatores que influenciam a velocidade de uma reao a ) Superfcie de contato entre os reagentes; b ) Concentrao dos reagentes; c) Temperatura; d) Presena de catalisadores; e) Presso.

a) Superfcie de contato entre os reagentes. Quanto maior a superfcie de contato, maior o nmero de choques efetivos entre as partculas dos reagentes e, portanto, maior ser a velocidade da reao. http://www.brasilescola.com/q uimica/cinetica-quimica.htm

EXERCCIO-5 Na digesto dos alimentos ocorre uma srie de reaes qumicas. Explique, levando em conta a velocidade das reaes qumicas, por que benfico mastigar bem os alimentos. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 273, 1998.

Quanto mais triturado estiver o alimento, mais rpidas sero as reaes envolvidas na digesto, graas ao aumento da superfcie de contato entre os reagentes. RESOLUO

Quanto maior a concentrao de partculas dos reagentes, maior ser o nmero de colises efetivas e consequentemente maior a velocidade da reao. b) Concentrao dos reagentes. Abanando carvo em brasa, aumentamos a concentrao de gs oxignio (O 2 ) (reagente), aumentando a velocidade da reao. http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/ File/imagens/4quimica/2fogo2.jpg

Lei da Ao das Massas, Lei da Velocidade ou Lei de Guldberg-Waage A uma dada temperatura, a velocidade de uma reao qumica elementar (reao que ocorre em uma nica etapa) diretamente proporcional ao produto das concentraes dos reagentes, em mol/L, elevadas a seus respectivos coeficientes.

EXEMPLO: aA + bB cC + dD V = k [A] [B] V = velocidade da reao; K = constante de velocidade (caracterstica da reao e da temperatura); [ ] = concentrao dos reagentes (mol/L), exceto reagente slido, pois a concentrao de uma substncia slida sempre constante, ficando assim incorporada constante de velocidade. e = expoentes determinados experimentalmente. Obs.: Se a reao for elementar = a e = b Se a reao no for elementar, deve-se calcular o valor de e .

Reao Elementar aA + bB cC + dD V = k [A] a.[B] b Quando a reao qumica se desenvolve em uma nica etapa, dizemos que a reao elementar. Numa reao elementar, os expoentes a que devem ser elevadas as concentraes dos reagentes na expresso da velocidade so os prprios coeficientes dos reagentes na equao balanceada.

EXERCCIO-6 Determine a expresso da velocidade (segundo a Lei de Guldberg-Waage), supondo elementares: a) C 2 H 4(g) + H 2(g) C 2 H 6(g) b) 3Cu (s) + 8HNO 3(aq) 3Cu(NO 3 ) 2(aq) + 4H 2 O (l) + 2NO (g) Fonte: HARTWIG, D.R., SOUZA, E. e MOTA, R.N. Fsico- Qumica: volume 2. So Paulo, Scipione, p. 167, 1999.

RESOLUO a) C 2 H 4(g) + H 2(g) C 2 H 6(g) b) 3Cu (s) + 8HNO 3(aq) 3Cu(NO 3 ) 2(aq) + 4H 2 O (l) + 2NO (g)

Reao No-Elementar A etapa lenta a etapa determinante da velocidade da reao. Quando a reao se desenvolve em duas ou mais etapas distintas, a velocidade da reao depende apenas da velocidade da etapa lenta.

O xido ntrico reage com hidrognio, produzindo nitrognio e vapor de gua de acordo com a equao: 2 H 2 + 2 NO 1 N 2 + 2 H 2 O Etapa I 1H 2 + 2NO 1N 2 O + 1H 2 O (lenta) Etapa II 1H 2 + 1N 2 O 1N 2 + 1H 2 O (rpida) Reao Global 2H 2 + 2NO 1N 2 + 2H 2 O Descubra a Lei da velocidade para essa reao: 1 EXEMPLO: (REAO NO-ELEMENTAR) Fonte: FELTRE, R. FSICO-QUMICA: volume 2. 6ed. So Paulo: Moderna, p. 166, 2004.

RESOLUO Equao da velocidade (etapa lenta) V = k [H 2 ].[NO] 2

EXERCCIO-7 A poluio uma das causas da destruio da camada de oznio. Uma das reaes que podem ocorrer no ar poludo a reao do dixido de nitrognio com o oznio: 2NO 2(g) + O 3(g) N 2 O 5(g) + O 2(g) 2NO 2(g) + O 3(g) N 2 O 5(g) + O 2(g) Essa reao ocorre em duas etapas: I. NO 2(g) + O 3(g) NO 3(g) + O 2(g) (lenta) II. NO 3(g) + NO 2(g) N 2 O 5(g) (rpida) Descubra a lei da velocidade para essa reao. Fonte: USBERCO,J.;SALVADOR,E. Qumica: volume nico. 2ed. So Paulo: Saraiva, p. 356, 1998.

RESOLUO Equao da velocidade (etapa lenta) V = k [NO 2 ].[O 3 ]

Considere a seguinte reao: Em diversos experimentos com essa reao, feitos temperatura de 700 o C, foram obtidos os seguintes dados: 2H 2(g) + 2NO (g) N 2(g) + 2H 2 O (g) 2 EXEMPLO: (REAO NO-ELEMENTAR)

Experimento [H 2 ] (mol/L)[NO] (mol/L) (mol/L)Velocidade(mol/L.h) 1 1.10 -3 3.10 -5 2 2.10 -3 1.10 -3 6.10 -5 3 2.10 -3 24.10 -5 A expresso da Lei da velocidade : v=k.[H 2 ] x.[NO] y Como essa uma reao no-elementar, devemos calcular o valor de x e y. Fonte: HARTWIG, D.R., SOUZA, E. e MOTA, R.N. Fsico- Qumica: volume 2. So Paulo, Scipione, p. 163-164, 1999.

1 etapa: Determinar o valor de x. - Escolher dois experimentos nos quais varie a [H 2 ], mas no varie a [NO]. (Escolhemos o experimento 1 e 2) - Substitumos na expresso v=k.[H 2 ] x.[NO] y 1 Experimento 3.10 -5 =k.(1.10 -3 ) x.(1.10 -3 ) y 2 Experimento 6.10 -5 =k.(2.10 -3 ) x.(1.10 -3 ) y

2 etapa: Determinar o valor de y. - Escolher dois experimentos nos quais varie a [NO], mas no varie a [H 2 ]. (Escolhemos o experimento 2 e 3) - Substitumos na expresso v=k.[H 2 ] x.[NO] y 2 Experimento 6.10 -5 =k.(2.10 -3 ) x.(1.10 -3 ) y 3 Experimento 24.10 -5 =k.(2.10 -3 ) x.(2.10 -3 ) y

3 etapa: Utilizando ento os valores de x e y na expresso v=k.[H 2 ] x.[NO] y, obtemos a Lei da velocidade dessa reao: v=k.[H 2 ] 1.[NO] 2 ou v=k.[H 2 ] 1.[NO] 2 ou v=k.[H 2 ].[NO] 2

4 etapa: Conhecendo a Lei da velocidade, podemos calcular a constante k (para 700 o C) escolhendo qualquer um dos trs experimentos e utilizando os valores de v, [H 2 ] e [NO]. Experimento 1: [H 2 ]= 1.10 -3 ; [NO]= 1.10 -3 e v= 3.10 -5 Equao: v=k.[H 2 ].[NO] 2 3.10 -5 =k.1.10 -3.(1.10 -3 ) 2 3.10 -5 =k.1.10 -9

Considere a reao de sntese da amnia: O que ocorrer com a velocidade se a concentrao molar do hidrognio for reduzida tera parte e a do nitrognio for triplicada? N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) 3 EXEMPLO: (REAO NO-ELEMENTAR) Fonte: SARDELA, A.; MATEUS, E. Curso de Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, p. 153, 1992.

N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) 1 etapa: [N 2 ] = x [H 2 ] = y v = k. [N 2 ]. [H 2 ] 3 v = k. [N 2 ]. [H 2 ] 3 v = k. x. y 3 v = k. x. y 3 2 etapa: [N 2 ] = 3x [H 2 ] = y/3 v= k. [N 2 ]. [H 2 ] 3 v, = k. 3x. (y/3) 3 v, = k. 3x. y 3 /27 v, = k. 3x. (y/3) 3 v, = k. 3x. y 3 /27 v, = v/9 v, = v/9 RESOLUO A velocidade reduzir nona parte ou 9 vezes.

EXERCCIO-8 Na qumica ambiental, que procura, entre outras coisas, avaliar formas de atenuar a emisso de substncias gasosas que depreciam a qualidade do ar, a reao entre os gases monxido de carbono e oxignio, para produzir o dixido de carbono, tem grande importncia.

A equao dessa reao : 2CO (g) + O 2(g) 2CO 2(g) 2CO (g) + O 2(g) 2CO 2(g) O que ocorrer com a velocidade dessa reao se duplicarmos as concentraes de CO (g) e O 2(g). Fonte: FONSECA, Martha Reis Marques da. Completamente Qumica: FSICO-QUMICA. So Paulo: FTD, p. 291, 2001.

2CO (g) + O 2(g) 2CO 2(g) 1 etapa: [CO] = x [O 2 ] = y v = k. [CO] 2. [O 2 ] v = k. [CO] 2. [O 2 ] v = k. x 2. y v = k. x 2. y 2 etapa: [CO] = 2x [O 2 ] = 2y v= k. [CO] 2. [O 2 ] v, = k. (2x) 2. (2y) v, = k. 4x 2. 2y v, = k. (2x) 2. (2y) v, = k. 4x 2. 2y v, = 8v v, = 8v RESOLUO A velocidade aumentar 8 vezes.

As variaes de temperatura modificam o valor da constante de velocidade (k). c) Temperatura. Um aumento na T, aumenta a freqncia das colises intermoleculares e aumenta a energia cintica das molculas fazendo com que um maior nmero alcance a energia mnima para reagir (E at ). Um aumento na energia cintica (agitao molecular) favorece a ruptura das ligaes.

Regra de VantHoff Um aumento de 10C faz com que a velocidade da reao dobre. Temperatura10C20C40C VelocidadeV2V8V

EXERCCIO-9 A regra de VantHoff diz que um A regra de VantHoff diz que um aumento de 10 o C na temperatura duplica a velocidade de uma reao qumica. aumento de 10 o C na temperatura duplica a velocidade de uma reao qumica. Admita que essa regra seja vlida para as reaes que fazem os alimentos estragarem. Dentro de uma geladeira (5 o C) os alimentos estragam com uma certa velocidade. Admita que essa regra seja vlida para as reaes que fazem os alimentos estragarem. Dentro de uma geladeira (5 o C) os alimentos estragam com uma certa velocidade.

Quantas vezes mais rpido o alimento estragaria se estivesse fora da geladeira: Quantas vezes mais rpido o alimento estragaria se estivesse fora da geladeira: a) Em um dia a 15 o C? a) Em um dia a 15 o C? b) Em um dia a 25 o C? b) Em um dia a 25 o C? c) Em um dia a 35 o C? c) Em um dia a 35 o C? Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 272, 1998.

Se a cada 10 o C de aumento na temperatura a velocidade da reao duplica, ento, sendo v a Velocidade com que o alimento estraga a 5 o C, podemos concluir que: a) A 15 o C, a velocidade com que o alimento estraga 2v. b) A 25 o C, a velocidade com que o alimento estraga 4v. c) A 35 o C, a velocidade com que o alimento estraga 8v. RESOLUO

d) Presena de catalisadores. Catalisadores so substncias que, quando presentes, aumentam a velocidade das reaes qumicas, sem serem consumidos. Ao final encontram-se qualitativa e quantitativamente inalterados. Os catalisadores encontram caminhos alternativos para a reao, envolvendo menor energia (diminuem a Energia de Ativao), tornando-a mais rpida.

Fonte: Rosana N. R. Campos Ea 2 Ea 1 reagente produto H < 0 Caminho da reao E (KJ/mol) Complexo ativado com catalisador Complexo ativado sem catalisador Grfico Cintica Qumica e a influncia do Catalisador

Caractersticas dos catalisadores a) Aumentam a velocidade das reaes; b) No so consumidos durante as reaes; c) No iniciam reaes, mas interferem nas que j ocorrem sem a sua presena; d) Podem ser utilizados em pequenas quantias, visto que no so consumidos; e) Seus efeitos podem ser diminudos pela presena de venenos de catlise. f) A introduo do catalisador diminui a Energia de Ativao.

Como funciona o catalisador automotivo? O catalisador tm aspecto semelhante a uma colmia proporcionando uma maior superfcie de contato entre o catalisador e os gases que saem do motor. Sua funo acelerar a oxidao dos gases emitidos aps a combusto.

O catalisador acelera as reaes qumicas, que transformam os poluentes (CO, NO x, HC) em compostos menos prejudiciais sade (CO 2, H 2 0, N 2 ). http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Aufgeschnittener_Metall_Katalysator_f%C3%BCr_ein_Auto.jpg

15 30 8......................................... Energia (Kcal/mol) Caminho da reao EXERCCIO-10 Considere grfico: A + B AB 36

Agora, responda: a) Qual a energia de ativao com catalisador? b) Qual a energia de ativao sem catalisador? c) Qual a diminuio da energia de ativao provocada pelo catalisador? d) Qual a energia liberada pela reao? Fonte: SARDELA, A.; MATEUS, E. Curso de Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, p. 162, 1992.

a) 30-15= 15 Kcal/mol. b) 36-15= 21 Kcal/mol. c) 36-30= 6 Kcal/mol. d) H=produto - reagente H=8-15= -7 Kcal/mol. H=8-15= -7 Kcal/mol. RESOLUO

Catlise heterognea: o catalisador encontra-se numa fase diferente dos reagentes e produtos. Ex: Catlise homognea: o catalisador encontra-se na mesma fase dos reagentes e produtos. Ex: Uma reao que ocorre na presena de um catalisador chamada catlise. Existem dois tipos de catalisadores: Homogneos e heterogneos. CATLISE

EXERCCIO-11 Classifique as catlises em homognea ou heterognea: Fonte: LEMBO, A.; SARDELA, A. Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, p. 137, 1988.

RESOLUO a) catlise heterognea reagentes (gasosos) e catalisador (slido) b) catlise heterognea reagente (gasoso) e catalisador (slido) c) catlise homognea reagentes (gasosos) e catalisador (gasoso)

Em reaes envolvendo reagentes gasosos, quando se aumenta a presso ocorre diminuio do volume e consequentemente h aumento na concentrao dos reagentes, aumentando o nmero de colises. e) Presso. http://www.brasilescola.com/quimica/cinetica -quimica.htm

A presso parcial de um gs diretamente proporcional sua concentrao. Maior presso parcial Maior velocidade Maior concentrao

Ordem de uma reao Chama-se ordem de uma reao (ordem global) soma dos valores das potncias a que as concentraes de reagentes se encontram elevadas a equao cintica da reao. H 2 + 2 NO 1 N 2 O + H 2 O V = k [H 2 ].[NO] 2 Ordem da reao: 1 +2 = 3 (3 ordem) Em relao ao H 2 : 1ordem, v = k [H 2 ] Em relao ao NO: 2ordem, v = k [NO] 2

Molecularidade o nmero de molculas que se chocam em cada reao elementar ou em uma etapa de uma reao no-elementar. H 2 + 2 NO 1 N 2 O + H 2 O Molecularidade igual a 3 (trimolecular).

Considerando a reao NO 2(g) + CO (g) NO (g) + CO 2(g) Que ocorre em uma nica etapa e que, numa dada temperatura, apresenta a lei experimental de velocidade dada por v=K[NO 2 ] [CO]. Qual a ordem e a molecularidade dessa reao? EXERCCIO-12 Fonte: FELTRE, R. FSICO-QUMICA: volume 2. 6ed. So Paulo: Moderna, p. 167, 2004.

A reao de 2 ordem, visto que a soma dos expoentes na frmula da velocidade igual a 2. A molecularidade tambm igual a 2, pois, ocorrendo a reao em uma nica etapa, ela envolver o choque de 2 molculas (NO 2 e CO). RESOLUO

http://pt.wikipedia.org/wiki/Super_Mouse

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Lex ington_Barbecue_Festival_-_Juggler.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Maveri cks_Surf_Contest_2010.jpg

http://veja.abril.com.br/1106 08/imagens/guia10.jpg http://img.mercadolivre.com.br/jm/im g?s=MLB&f=85964291_1894.jpg&v=P Indicador de umidade do ar conhecido como galinho do tempo, revestido com um sal de cobalto II, de colorao azul. Em dias chuvosos, a cor azul se transforma em rosa, devido hidratao do sal. CoCl 2(s) + H 2 O (l) CoCl 2.2H 2 O (l)) azul rseo

Por que usamos limo ou vinagre para remover o cheiro de peixe das mos? CH 3 NH 2 + H 2 O CH 3 NH 3 + + OH - cheiro de peixe inodoro base O limo e o vinagre so cidos (H+) e neutralizam os ons (OH-), deslocando o equilbrio para a direita. http://pt.wikipedia.org/wiki/Lim %C3%A3o http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendri ve/arquivos/File/imagens/3quimica/3p eixe.jpg

Os resduos alimentares que ficam na boca aps as refeies so os principais responsveis pela formao de caries (desmineralizao do esmalte dos dentes). Ca 5 (PO 4 ) 3 OH (s) 5Ca 2+ (aq) + 3PO 4 3- (aq) + OH - (aq) Uma das causas da crie a presena de bactrias aderidas ao esmalte dental, que fermentam os resduos alimentares produzindo cidos. A presena dos cidos confirmada pela queda do pH da boca aps as refeies. desmineralizao mineralizao http://pt.wikipedia.org /wiki/C%C3%A1rie

O refrigerante uma soluo supersaturada de gs carbnico (CO 2 ). Quando a garrafa aberta, o sistema sofre uma perturbao que provoca a expulso do excesso de gs dissolvido. H 2 O (l) + CO 2(aq) H 2 CO 3(aq) http:// pt.wikipedia.org/wiki/C oca-Cola

O submarino russo Kursk afundou, em 12 de agosto de 1000, no mar de Barents, vitimando 118 tripulantes. As mortes desses tripulantes ocorreram devido ao efeito da presso, que no submarino era de 12 atmosferas. O aumento da presso comprimiu os pulmes dos indivduos, causando as mortes. http://commons.wikimedia.org/wiki/Fil e:USS_Queenfish;0839303.jpg

D para imaginar que em um aqurio existam tantos sistemas qumicos que possam ser descritos por equaes matemticas? H o equilbrio de ionizao da gua; de solubilidade do gs oxignio e gs carbnico; de acidez do cido carbnico, etc. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fluvi%C 3%A1rio_de_Mora_-_Aqu%C3%A1rio_3.JPG

No vinagre existe um equilbrio homogneo envolvendo o cido actico: CH 3 COOH (aq) H + (aq) + CH 3 COO - (aq) No leite de magnsia existe um equilbrio heterogneo envolvendo o hidrxido de magnsio: Mg(OH) 2(s) Mg 2+ (aq) + 2OH - (aq) Rosana N. R. Campos

Uma piscina bem tratada deve ter, entre outras coisas, um pH estvel na faixa de 7,2 a 7,8 (o ideal 7,5). A absoro estomacal da aspirina envolve um deslocamento de equilbrio. http://www.dxs.com.br/wordpress/image s/peraltas_piscina.jpg http://commons.wikimedia.org/wi ki/File:Mosul-swimming.jpg

A adio de cido clordrico a uma soluo amarela de ons cromato (esquerda) faz com que ela fique alaranjada (direita). Caso adicionssemos hidrxido de sdio, ela voltaria a ficar amarela. o Princpio de Le Chatelier em ao!

Reaes completas ou irreversveis So reaes nas quais os reagentes so totalmente convertidos em produtos, no havendo sobra de reagente, ao final da reao ! Exemplo: HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H 2 O (l ) Essas reaes tem rendimento 100 % !

Reaes incompletas ou reversveis So reaes nas quais os reagentes no so totalmente convertidos em produtos, havendo sobra de reagente, ao final da reao ! Essas reaes tem rendimento < 100 % ! Exemplo: H 2(g) + I 2(g) 2HI (g) DIRETA INVERSA

Considerando a reao qumica: H 2(g) + I 2(g) 2HI (g) A velocidade direta ser: v 1 = k 1 [H 2 ] [I 2 ] A velocidade inversa ser: v 2 = k 2 [HI] 2

A medida que a reao avana a velocidade direta vai diminuindo e a inversa aumentando, at o momento em que as duas tornam-se iguais e a velocidade global nula ! v direta = v inversa v 1 = k 1 [H 2 ] [I 2 ] e v 2 = k 2 [HI] 2 Esse momento chamado de Equilbrio Qumico.

V 1 = reao direta H 2 + I 2 2 HI V 2 = reao inversa 2 HI H 2 + I 2 H 2 + I 2 2 HI V 1 = V 2 H 2(g) + I 2(g) 2 HI (g) 1 2 t e Caminho da reao CONCENTRAOCONCENTRAO..................

reao direta reao inversa Tempo EQUILBRIO QUMICO Velocidade Equilbrio

CARACTERSTICAS DO EQUILBRIO QUMICO O equilbrio qumico atingido quando as velocidades das reaes direta e inversa se igualam. Em conseqncia das velocidades direta e inversa serem iguais, as concentraes de todas as substncias presentes no equilbrio permanecem constantes.

O equilbrio dinmico, as reaes direta e inversa continuam ocorrendo. O equilbrio ocorre em um sistema fechado. Toda reao reversvel caminha espontaneamente para o equilbrio, pois nele a energia armazenada a menor possvel (maior estabilidade).

Uma vez estabelecido o equilbrio, suas caractersticas macroscpicas no variam mais. (macroscopicamente tudo para, microscopicamente tudo continua). O sistema permanece em equilbrio at que um fator externo venha modific-lo. Esse fator externo pode ser: concentrao, temperatura ou presso.

FASES E EQUILBRIO Equilbrios podem ser: -HOMOGNEOS: todos os participantes formam uma nica fase. Ex: H 2(g) + Br 2(g) 2HBr (g) -HETEROGNEOS: todos os participantes formam mais que uma fase. Ex: CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2(g)

Deslocamento do equilbrio qumico (Princpio de Le Chatelier) Toda vez que o equilbrio sofrer a ao de uma fora, ele se deslocar, para a esquerda ou para a direita, no sentido de anular ou minimizar a ao desta fora.

Qual a finalidade de provocar deslocamento num equilbrio? As reaes qumicas ocorrem sempre de modo a se estabelecer um equilbrio, ou seja, elas nunca se completam. Ento, para se completarem num determinado sentido, preciso romper esse equilbrio.

Para tanto, utiliza-se excesso de um dos reagentes que vai provocar deslocamento to intenso que ser capaz de quase anular o processo contrrio, rompendo assim o equilbrio. Ex: lcool etlico + cido actico acetato de etila + gua 1 mol Obtm-se apenas 66% de acetato. 50 mol1 molObtm-se praticamente 100% de acetato

Fatores (agentes externos) que alteram a velocidade de reao num equilbrio. 1. Concentrao dos participantes. 2. Temperatura. 3. Presso. * Obs.: O catalisador no desloca o equilbrio, pois acelera igualmente as reaes direta e inversa.

1 Concentrao dos participantes (reagentes ou produtos). * A adio ou aumento na concentrao de uma substncia X (reagente ou produto) ir deslocar o equilbrio no sentido em que a substncia consumida (lado oposto). * A remoo ou diminuio na concentrao de uma substncia X (reagente ou produto) ir deslocar o equilbrio no sentido em que a substncia produzida (mesmo lado).

1- EXEMPLO Na reao de sntese da amnia N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) I - adicionando N 2 ou H 2 o equilbrio desloca-se no sentido de formar NH 3. ( ) II - removendo-se NH 3 o equilbrio desloca-se no sentido de regener-la. ( ) Fonte: BENABOU, J.; RAMANOSKI, M. Qumica: volume nico. So Paulo: Atual, p. 266, 2003.

N 2(g) + 3H 2(g) 2 NH 3(g)............................. tempo concentrao amnia (produto) nitrognio (reagente) hidrognio (reagente) equilbrio

H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g) O aumento da [H 2 ] desloca o equilbrio para a direita, havendo consumo de I 2 e produo de HI. O equilbrio restabelecido novamente no tempo T 2, onde as concentraes de todas as substncias presentes no equilbrio no variam mais. Note que H 2 foi acrescentado no tempo T 1, pois h um aumento brusco de sua concentrao. 2- EXEMPLO Fonte: SARDELA, A.; MATEUS, E. Curso de Qumica: volume 2. 10ed. So Paulo: tica, p. 190, 1992.

H2H2 I2I2 HI T1T1 T2T2 CONCENTRAOCONCENTRAO H 2 + I 2 2 HI

Perturbao do equilbrio A + B adio A + B A + B remoo C + D remoo C + D C + D adio C + D

2 - Influncia das variaes na temperatura http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro: Pakkanen.jpg

Um aumento na temperatura provoca o deslocamento do equilbrio no sentido da reao que absorve calor H>0. (reao endotrmica). Uma diminuio na temperatura provoca o deslocamento do equilbrio no sentido da reao que libera calor H

Meio neutro: [H + ] = [OH - ] PRODUTO INICO DA GUA Meio cido: [H + ] > [OH - ] Meio bsico: [H + ] < [OH - ] Rosana N. R. Campos http://pt.wikipedia.org/wiki /Ficheiro:Stilles_Mineralwass er.jpg http://www.publicdomain pictures.net/view- image.php?image=3840& picture=produtos-de- limpeza

PRODUTO INICO DA GUA gua pura a 25 o C [H + ]=[OH - ] =10 -7 mol/L Kw=[H + ].[OH - ] Kw=(10 -7 ).(10 -7 ) Kw=10 -14 Quanto maior a [H + ] mais cida a soluo. Quanto maior a [OH - ] mais bsica (alcalina) a soluo.

O termo pH (potencial hidrogeninico) foi introduzido, em 1909, pelo bioqumico dinamarqus Soren Peter Lauritz Sorensen, com o objetivo de facilitar seus trabalhos no controle de qualidade de cervejas. ESCALA DE pH E pOH http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro: Kranz_Koelsch.jpg

GUA PURA [H + ]= 1,0.10 -7 mol/L pH=7 [OH - ]= 1,0.10 -7 mol/L pOH=7 EXEMPLOS Meio neutro: [H + ] = [OH - ] http://pt.wikipedia.org/wiki /Ficheiro:Stilles_Mineralwass er.jpg

VINAGRE [H + ]= 1,0.10 -3 mol/L pH=3 [OH - ]= 1,0.10 -11 mol/L pOH=11 Meio cido: [H + ] > [OH - ] Rosana N. R. Campos

LIMPADOR COM AMNIA [H + ]= 1,0.10 -12 mol/L pH=12 [OH - ]= 1,0.10 -2 mol/L pOH=2 Meio bsico: [H + ] < [OH - ] http://www.publicdomainpictures.net/view- image.php?image=3840&picture=produtos- de-limpeza

ESCALA DE pH E pOH Potencial hidroxilinico (pOH) pOH= - log [OH - ] Potencial hidrogeninico (pH) pH= - log [H + ]

http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/File/imagens/3quimica/3escalapH.jpg

pHmetro (peagmetro) http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/File/imagens/5quimica/6phametro_q4 00hm.jpg

7- EXEMPLO Um suco de limo apresenta [H + ]= 5,0.10 -3 mol/L. Calcule o pH desse suco. Dado: log 5= 0,7 http://pt.wikipedia.org/wiki/ Lim%C3%A3o Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, p. 242, 2003.

RESOLUO [H + ]= 5,0.10 -3 mol/L log 5= 0,7 pH= - log [H + ] pH= - log 5,0.10 -3 pH= - (log 5 log 10 -3 ) pH= - (0,7 3) pH= 2,3

6- EXERCCIO A anlise de uma cerveja revelou que sua concentrao hidrogeninica (isto ,[H + ]) igual a 6,3.10 -5 mol/L. Determine o pH e o pOH desse lquido. Dado: log 6,3= 0,8 http://pt.wikipedia.org/wiki/F icheiro:Kranz_Koelsch.jpg Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, p. 242, 2003.

RESOLUO [H + ]= 6,3.10 -5 mol/L log 6,3= 0,8 pH= - log [H + ] pH= - log 6,3.10 -5 pH= - (log 6,3 log 10 -5 ) pH= - (0,8 5) pH + pOH= 14 pH= 4,2 pOH= 9,8

7- EXERCCIO Assinale, das misturas citadas, aquela que apresenta maior carter bsico. a) Leite de magnsia, pH=10 b) Suco de laranja, pH=3,0 c) gua do mar, pH=8,0 d) Leite de vaca, pH=6,3 e) Cafezinho, pH=5 Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, p. 244, 2003.

RESOLUO a) pH= 10 pOH= 4 b) pH= 3,0 pOH= 11 c) pH= 8,0 pOH= 6 d) pH= 6,3 pOH= 7,7 e) pH= 5 pOH= 9 *Maior carter bsico (maior pH e menor pOH). Letra a

8- EXERCCIO Ao analisar um produto para remover crostas de gordura de fornos domsticos, um tcnico descobriu que ele contm 0,20 mol/L de ons hidroxila (OH - ). Determine o pH desse produto, sabendo que log 2=0,3. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, p. 243, 2003.

RESOLUO [OH - ]= 0,20 mol/L 2,0.10 -1 mol/L log 2= 0,3 pOH= - log [OH - ] pOH= - log 2,0.10 -1 pOH= - (log 2,0 log 10 -1 ) pOH= - (0,3 1 ) pOH= 0,7 pH + pOH= 14 pH= 13,3

So cidos ou bases orgnicos(as) fracas, que esto em equilbrio. Dependendo do meio em que so colocados, mudam de cor. Da serem utilizados para determinar se o meio cido ou bsico. INDICADORES CIDO-BASE Exemplos: papel de tornassol, fenolftalena, azul de bromotimol, alaranjado de metila, soluo de repolho-roxo e outros.

HInd H + + Ind - vermelho azul Em meio cido h um aumento na [H + ] existente no equilbrio, que deslocado para a esquerda, favorecendo a cor vermelho. HInd H + + Ind - Em meio bsico h uma diminuio na [H + ] existente no equilbrio, que deslocado para a direita, favorecendo a cor azul. HInd H + + Ind - 8-EXEMPLO Fonte: HARTWIG, D. R., SOUZA, E. e MOTA, R. N. Fsico- Qumica: volume 2. So Paulo, Scipione, p. 214, 1999.

Observe a foto ao lado: Rosana N. R. Campos No bquer da direita h uma soluo aquosa de dicromato de potssio. O equilbrio est assim equacionado: 2CrO 4 2- (aq) + 2H + (aq) Cr 2 O 7 2- (aq) + H 2 O (l) 9-EXERCCIO

Dos participantes, os ons cromato (CrO 4 2- ) tm cor amarela, os ons dicromato (Cr 2 O 7 2- ) tm cor alaranjada e os demais incolores. O bquer da direita continha uma soluo idntica do outro, porm a ela foi adicionado um pouco de soluo aquosa de cido clordrico, que acarreta a mudana de cor observada. Explique por que ocorre a mudana de cor. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica: volume nico. 2 ed. So Paulo: Moderna, p. 238, 2003.

2CrO 4 2- (aq) + 2H + (aq) Cr 2 O 7 2- (aq) + H 2 O (l) amarela alaranjada A adio de cido clordrico aumenta a concentrao de ons H + na soluo. De acordo com o Princpio de Le Chatelier, isso provoca um deslocamento do equilbrio para a direita, produzindo mais dicromato e favorecendo a cor alaranjada. RESOLUO

o nome do processo em que o ction e/ou nion proveniente(s) de um sal reage(m) com a gua. Apenas ctions de base fraca e nions de cido fraco sofrem hidrlise. HIDRLISE SALINA SAL + GUA CIDO + BASE

Sal de cido fraco e base forte soluo bsica Sal de cido forte e base fraca soluo cida Sal de cido forte e base forte soluo neutra Sal de cido fraco e base fraca: Se Ka > Kb soluo cida Se Ka Kb soluo bsica RESUMINDO CASOS POSSVEIS DE HIDRLISE cido mais forte que a base soluo cida Base mais forte que o cido soluo bsica

HIDRLISE SALINA DE CIDO FORTE E BASE FRACA Hidrlise do ction (on proveniente da base fraca). NH 4 NO 3(aq) + HOH (l) NH 4 OH (aq) + HNO 3(aq) base fraca cido forte (no-ionizada) (ionizado) NH 4 + (aq) + NO 3 - (aq) + H 2 O (l) NH 4 OH (aq) + (aq) + NO 3 - (aq) H+H+ NH 4 + (aq) + H 2 O (l) NH 4 OH (aq) + (aq) Soluo cida pH

HIDRLISE SALINA DE CIDO FRACO E BASE FORTE Hidrlise do nion (on proveniente do cido fraco). KCN (aq) + HOH (l) KOH (aq) + HCN (aq) base forte cido fraco (dissociada) (no-ionizado) K + (aq) + CN - (aq) + H 2 O (l) K + (aq) + (aq) + HCN (aq) OH - CN - (aq) + H 2 O (l) (aq) + HCN (aq) Soluo bsica pH>7. OH -

HIDRLISE SALINA DE CIDO FRACO E BASE FRACA Kb>Ka soluo ligeiramente bsica (pH>7). NH 4 CN (aq) + HOH (l) NH 4 OH (aq) + HCN (aq) base fraca cido fraco (no-ionizada) (no-ionizado) NH 4 + (aq) + CN - (aq) + H 2 O (l) NH 4 OH (aq) + HCN (aq) Comparando: Ka= 4,9.10 -10 e Kb= 1,8.10 -5 Hidrlise do ction e do nion.

HIDRLISE SALINA DE CIDO FORTE E BASE FORTE No ocorreu hidrlise (ons provenientes de base e cido fortes. NaCl (aq) + HOH (l) NaOH (aq) + HCl (aq) base forte cido forte (dissociada) (dissociado) Na + (aq) + Cl - (aq) + H 2 O (l) Na + (aq) + OH - (aq) + H + (aq) + Cl - (aq) H 2 O (l) OH - (aq) + H + (aq) Soluo neutra pH=7

9- EXEMPLO A gua sanitria ou gua de lavadeira uma soluo aquosa de hipoclorito de sdio (NaClO).Experimentalmente, verifica-se que esse produto bsico, o que pode ser explicado em virtude: a) da hidrlise do ction. b) da hidrlise do nion. c) da hidrlise do ction e do nion. d) de no haver hidrlise. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico- Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 355, 1998.

RESOLUO NaClO (aq) + HOH (l) NaOH (aq) + HClO (aq) base forte cido fraco Na + + ClO - + HOH Na + + OH - + HClO ClO - + HOH OH - + HClO Hidrlise do nion meio bsico (cido fraco) (pH>7) Letra b (hidrlise do nion).

10- EXERCCIO A espcie qumica produzida na reao de bicarbonato de sdio (NaHCO 3 ) com gua que neutraliza a acidez estomacal excessiva : a) H + c) Na + e) OH - b) CO 2 d) CO 3 2- Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico- Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 356, 1998.

RESOLUO NaHCO 3(aq) + HOH (l) NaOH (aq) + H 2 CO 3(aq) base forte cido fraco Na + + HCO 3 - + HOH Na + + OH - + H 2 CO 3 HCO 3 - + HOH OH - + H 2 CO 3 Hidrlise do nion meio bsico (cido fraco) (pH>7) Letra e. (OH - )

CONSTANTE DE HIDRLISE (Kh) Sal (BA) cido forte (HA) e base fraca (BOH) Sal (BA) cido fraco (HA) e base forte (BOH) Sal (BA) cido fraco (HA) e base fraca (BOH)

RELAO ENTRE (kh) E (ka ou Kb). Sal (BA) cido forte (HA) e base fraca (BOH) Sal (BA) cido fraco (HA) e base forte (BOH) Sal (BA) cido fraco (HA) e base fraca (BOH)

10- EXEMPLO Escreva a expresso da constante de hidrlise (Kh) para a soluo aquosa de nitrato de amnio (NH 4 NO 3 ). Fonte: FELTRE, R. FSICO-QUMICA: volume 2. 6ed. So Paulo: Moderna, p. 249, 2004.

Primeiramente fazemos a hidrlise do sal. NH 4 NO 3(aq) + HOH (l) NH 4 OH (aq) + HNO 3(aq) base fraca cido forte (no-ionizada) (ionizado) NH 4 + (aq) + NO 3 - (aq) + H 2 O (l) NH 4 OH (aq) + H + (aq) + NO 3 - (aq) NH 4 + (aq) + H 2 O (l) NH 4 OH (aq) + H + (aq) RESOLUO Em seguida fazemos a equao da constante de hidrlise (Kh):

PRODUTO DE SOLUBILIDADE (kps) Soluo que apresenta soluto pouco solvel. Produto das concentraes em mol/L dos ons existentes em uma soluo saturada, estando cada concentrao elevada potncia igual ao coeficiente do on na equao de dissociao inica correspondente.

GENERALIZANDO: A x B y(s) xA +y (aq) + yB -x (aq) Se [A +y ] x.[B -x ] y Kps (soluo insaturada); Se [A +y ] x.[B -x ] y = Kps (soluo saturada, quando comea a precipitao); Se [A +y ] x.[B -x ] y > Kps (ocorre precipitao at voltarmos situao da soluo saturada).

OBSERVAES: Os valores de Kps somente permanecem constantes em solues saturadas de eletrlitos pouco solveis. Kps tem unidade. O valor do Kps de uma substncia varia com a temperatura. Se a dissoluo for endotrmica, um aumento de temperatura aumenta o valor do Kps. Se for exotrmica, acontecer o inverso.

11- EXEMPLO Fosfato de clcio Ca 3 (PO 4 ) 2(s) um dos principais constituintes dos clculos renais (pedras nos rins). A concentrao mdia de ons Ca +2 (aq) excretados na urina igual a 2,0.10 -3 mol/L. Calcule a concentrao de ons PO 4 -3 (aq) que deve estar presente na urina, acima da qual comea a precipitar fosfato de clcio. Dado: Kps= 1,0.10 -25 (mol/L) 5. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico- Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 411, 1998.

RESOLUO Sabemos que: [Ca 2+ ]= 2,0.10 -3 mol/L [PO 4 3- ]= ? Kps= 1,0.10 -25 (mol/L) 5 Ca 3 (PO 4 ) 2(s) 3Ca 2+ (aq) + 2PO 4 3- (aq) Kps= [Ca 2+ ] 3. [PO 4 3- ] 2 1,0.10 -25 = (2,0.10 -3 ) 3. [PO 4 3- ] 2 [PO 4 3- ]= 3,54.10 -9 mol/L

11- EXERCCIO Certo rio corta a Baixada Fluminense (RJ), onde recebe grande quantidade de resduos industriais ricos em chumbo, e desgua na Baa de Guanabara. Em amostra coletada na Foz desse rio, temperatura de 25 o C, constatou-se que a concentrao de on cloreto (Cl - ) 0,40 mol/L. Sabe-se que o Kps do cloreto de chumbo (PbCl 2 ) 1,60.10 -5. Descubra a concentrao mxima de on de chumbo (Pb 2+ ) presente nessa amostra. Fonte: FELTRE, R. FSICO-QUMICA: volume 2. 6ed. So Paulo: Moderna, p. 273, 2004.

RESOLUO Sabemos que: [Cl - ]= 0,40 mol/L [Pb 2+ ]= ? Kps= 1,60.10 -5 PbCl 2(s) Pb 2+ (aq) + 2Cl - (aq) Kps= [Pb 2+ ]. [Cl - ] 2 1,60.10 -5 = [Pb 2+ ].(0,40) 2 [Pb 2+ ]= 1,0.10 -4 mol/L

SOLUO-TAMPO Soluo que praticamente no sofre variao de pH ou de pOH pela adio de pequenas quantidades de cidos ou bases fortes.

CLCULO DE pH E DE pOH DE UMA SOLUO-TAMPO. (Equao de Henderson-Hasselbalch). Soluo-tampo cido fraco e seu sal. Soluo-tampo base fraca e seu sal.

12- EXEMPLO Em estudos ligados medicina e biologia muito importante o conceito de soluo-tampo, pois os fluidos biolgicos (animais ou vegetais) so, em geral, meios aquosos tamponados. Diga quais dentre os seguintes pares de substncias, quando em soluo aquosa, produzem uma soluo- tampo.

I. HCl + NaCl II. NaOH + NaCl III. NaCN + HCN IV. NH 4 Cl + NH 4 OH V. CH 3 COOH + NaCH 3 COO Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T.M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico- Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 364, 1998.

* Uma soluo-tampo formada por um cido ou uma base fraca e seu sal I. HCl + NaCl cido forte/Sal II. NaOH + NaCl Base forte/Sal III. NaCN + HCN Sal/cido fraco IV. NH 4 Cl + NH 4 OH Sal/Base fraca V. CH 3 COOH + NaCH 3 COO cido fraco/Sal RESOLUO Formam solues-tampo: III, IV e V.

12- EXERCCIO Uma soluo-tampo contm 0,1 mol/L de CH 3 COOH e 0,1 mol/L de NaCH 3 COO. Sabendo que a constante de ionizao do cido actico vale Ka= 1,8.10 -5. Determine o pH dessa soluo- tampo. Fonte: CANTO, E. l.; PERUZZO, T. M. Qumica na abordagem do cotidiano Fsico-Qumica: volume 2. 2ed. So Paulo: Moderna, p. 364, 1998.

RESOLUO pH= - log 1,8.10 -5 + log 0,1/0,1 pH= -(log 1,8 - log 10 -5 ) + log 1 pH= - (0,26-5) + 0 pH= - (-4,74) pH= 4,74

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Professora PDE 2009/2010 Rosana Nara de Rocco Campos Slides com conteúdos de: Soluções,...

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