REVISÃO UFU – 1ª. FASE Qí i 2 3Química 2 e 3profjoaoneto.com/2010/revisao_ufu_1a_fase.pdf ·...

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ÃREVISÃO UFU – 1ª. FASEQ í i 2 3Química 2 e 3

Prof. Msc João Neto

Q í i  Química 2

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 22

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 33

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 44

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 55

xCxH

HCO312112111

molgxO

HCO3

/6348316

gygmol

1037,0631

mol

ygy

3-1 7x10y

0,00164mol,

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mol1,7x10y

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Sem catalisador

∆H=-22 kCal refere-se a formação de2 mol de NH ; Para formar 1 mol

C li d   ã   l  ∆H

2 mol de NH3; Para formar 1 mol,divide-se o valor por 2, ou seja,∆H=-11 kCal

Catalisador não altera ∆H; apenas aumenta a velocidade da reação, reduzindo a energia de ativação

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Tebulição

PMV

T tocongelamen][

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1010

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1111

ConcentraçãoConcentraçãoConcentraçãoConcentração

↑[ ] – desloca para o lado oposto

↓[ ] – fica do mesmo lado

TemperaturaTemperatura

↓T – desloca para o lado ΔH<0

Pressão

↑T – desloca para o lado ΔH>0

↓T  desloca para o lado ΔH<0↑P – desloca para o lado volume <

↓P – desloca para o lado volume >

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1212

↓ des oca pa a o ado o u e

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1313

30140 xCa

3 4831612112

xOxC

CaCO

1001/100

48316

gmolmolg

xO

0 00013013,0

1001

ygy

gmol

4-1,3x10y

0,00013

mol

y

23

23

COCaCaCO

23

2

33

]][[ COCaKps

8

4-4-

10691

1,3x101,3x10

xKps

Kps

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1414

1069,1 xKps

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SoluçãoSolução‐‐tampãotampãoConceitoConceito:: ManterManter oo pHpH dodo meiomeio

iipraticamentepraticamente constante,constante, mesmomesmocomcom adiçõesadições moderadasmoderadas dedeácidosácidos ouou basesbases..

Composição Composição Química:Química:Ácido Fraco e sal derivado desse Ácido Fraco e sal derivado desse Ácido Fraco e sal derivado desse Ácido Fraco e sal derivado desse ácidoácidoEx: Ácido Acético e Acetato de SódioSódio

Base Base fraca e um sal derivado fraca e um sal derivado d t  bd t  bdesta basedesta baseEx: Hidróxido de amônio e CloretodeAmônio

ObsObs:: OO tampãotampão podepode serserconsideradoconsiderado umum equilíbrioequilíbrio ppararqq ppconjugadoconjugado ácidoácido‐‐basebase dedeBronstedBronsted‐‐LowryLowry..

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LigaçãoLigação iônicaiônica: Abaixamento de energia ou elevação debilid d d í i fi i d i iestabilidade quando íons infinitamente separados originam

um cristal iônico, ou seja, equilíbrio das forças de atração el ãrepulsão.

Propriedades dos compostos iônicosPropriedades dos compostos iônicos:

PF e PE elevados; 

E l ã ólid (E i fEm geral são sólidos (Existem compostos com fortecaráter iônico líquidos);

São solúveis em solventes polares;

Conduzem eletricidade quando fundidos ou dissolvidos;Conduzem eletricidade quando fundidos ou dissolvidos;

São resistentes ao risco (dureza);

São pouco resistentes ao choquemecânico (tenacidade).

Prof. Prof. MscMsc. João Neto. João Neto 1717

LigaçãoLigação covalentecovalente: É o compartilhamento de elétrons porátomos Este compartilhamento leva à formação deátomos. Este compartilhamento leva à formação deespécies mais estáveis que os átomos não‐metálicosisolados.isolados.

Prof. Prof. MscMsc. João Neto. João Neto 1818

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1919

ii l ll lGeometriaGeometria molecularmolecularNº de átomosNº de átomos Geometria Geometria 

Átomo central com Átomo central com Nº de átomosNº de átomos Geometria Geometria 

pares de elétrons livrespares de elétrons livres

22 LinearLinear IndependeIndependepp

33LinearLinear NãoNão

AngularAngular SimSimAngularAngular SimSim

44TrigonalTrigonal NãoNão

44PiramidalPiramidal SimSim

55 TetraédricaTetraédrica ‐‐55

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Linear

Angular

Trigonal

Tetraédrica

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 2121

Piramidal

Polaridade Polaridade molecularmolecularPolaridade Polaridade molecularmolecular

GeometriaGeometriaLigantes ao Ligantes ao 

átomo centralátomo centralPolaridadePolaridade

átomo centralátomo central

LinearLinearT i l  lT i l  l

iguaisiguais ApolarApolarTrigonal planaTrigonal planaTetraédricaTetraédrica DiferentesDiferentes PolarPolar

AngularAngularPiramidalPiramidal

Iguais ou Iguais ou diferentesdiferentes

PolarPolar

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 2222

M t iM t iMetaisMetais

PF e PE muito elevados.

Em geral são sólidos (Exceto Hg).

São insolúveis em solventes moleculares, mas formam

ligasligas.

Boa condução de calor e eletricidade .

São facilmente transformados em lâminas (maleáveis).

f l f d f (dú )São facilmente transformados em fios (dúcteis).

Possuem brilho.

Prof. Prof. MscMsc. João Neto. João Neto 2323

SoluçõesSoluções

Prof. Prof. MscMsc. João Neto. João Neto 2424

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 2525

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 2626

SolubilidadeSolubilidade dede gasesgases emem líquidoslíquidos:: AumentoAumento dada temperaturatemperatura e/oue/oudi i i ãdi i i ã dd ãã di i i ãdi i i ã dd l bilid dl bilid ddiminuiçãodiminuição dada pressão,pressão, provocaprovoca diminuiçãodiminuição dada solubilidadesolubilidade..

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 2727

PropriedadesPropriedades C li iColigativasg

Prof. Prof. MscMsc. João Neto. João Neto 2828

PRESSÃOPRESSÃO MÁXIMAMÁXIMA DEDE VAPORVAPOR (PMV)(PMV): é a pressão exercidapelo vapor quando está em equilíbrio com o liquidopelo vapor quando está em equilíbrio com o liquidocorrespondente.

PMV depende da temperatura e natureza do liquido;PMV depende da temperatura e natureza do liquido;PMV depende da temperatura e natureza do liquido;PMV depende da temperatura e natureza do liquido;O AUMENTO DA TEMPERATURA AUMENTA A  PMVO AUMENTO DA TEMPERATURA AUMENTA A  PMV

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Ponto de ebulição (PE) e a temperatura na qual a PMViguala a pressão atmosférica Quanto maior a PMV naiguala a pressão atmosférica. Quanto maior a PMV natemperatura ambiente, menor o PE.

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↑Temperatura de Ebulição↑Temperatura de Ebulição

↑Concentração↑Concentração

↑Temperatura de Ebulição↑Temperatura de Ebulição

↑Concentração↑Concentração↓ Temperatura de Fusão↓ Temperatura de Fusão↓ Temperatura de Fusão↓ Temperatura de Fusão

↑ Pressão Osmótica↑ Pressão Osmótica

↓Pressão Máxima de Vapor (PMV)↓Pressão Máxima de Vapor (PMV)↓ ess o de V po ( V)↓ ess o de V po ( V)

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3131

Menor ConcentraçãoMenor Concentração Maior ConcentraçãoMaior Concentração

MaiorMaiorV l tilid dV l tilid d

MenorMenorV l ilid dV l ilid dVolatilidadeVolatilidade VolatilidadeVolatilidade

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3232

R di ti id dRadioatividade

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Partículas

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3434

44 AYAX 42

42 AYzAXz

2334237 23391

4223793 YX

0 AA1

01 AYzAXz

23794

0123793 YX

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3535

9493

Meia‐vida ou período de semidesintegração (P): éo tempo necessário para que a metade dos núcleosradioativos se desintegre, ou seja, para que umag j p qamostra radioativa se reduza à metade.

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3636

Fissão Nuclear: Fissão Nuclear: É o processo de quebra de núcleos grandes em núcleosmenores, liberando uma grande quantidade de energia.

3737Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto

Fusão Nuclear: Fusão Nuclear: É a união de núcleos pequenos formando núcleos maiorese liberando grande quantidade de energiae liberando grande quantidade de energia.

3838Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto

T í iTermoquímicaq

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REAÇÕES EXOTÉRMICASREAÇÕES EXOTÉRMICAS

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REAÇÕES ENDOTÉRMICASREAÇÕES ENDOTÉRMICAS

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4141

ATENÇÃO!!!ATENÇÃO!!!ÇÇ

O ΔH sempre tem o mesmomesmo sinalsinal doO ΔH sempre tem o mesmomesmo sinalsinal docalor no reagente e sinalsinal contráriocontrário nogproduto.Veja no caso endotérmicoendotérmico

A + B +5kJAB5

A + B AB ‐ 5kJA + B AB 5kJ

A + B AB ΔH +5kJA + B AB ΔH=+5kJ

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4242

ATENÇÃO!!!ATENÇÃO!!!

O ΔH sempre tem o mesmomesmo sinalsinal dopcalor no reagente e sinalsinal contráriocontrário noproduto.Veja no caso exotérmicoexotérmico

AB – 5kJ A + B

AB A + B + 5kJ5

AB AB ΔH=‐5kJAB AB ΔH=‐5kJ

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E t l i d Li ãEntalpia de LigaçãoPR PR

Nã f dNão confunda com Entalpia de formação

PREntalpia de formação

PR

ff HH

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4444

PR6,26904,2381 kJkJ

309,2kJHProf. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4545

PR

ff HHPR

ff HH

?)(24)(23)(2583 )( HlOHgCOgOHC g

1143 21180 591038,28545,393359,103 zero

2323,79,103 1143,21180,59,103

2219,8kJ,,

H

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4646

Ci éti Q í iCinética Química

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4747

nm tnv;

tmv mm

t

;t mm

][v;Vv t][v;

tv mm

tt

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Gráfico de VelocidadeGráfico de Velocidade

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Velocidade instantânea

rapidezACopostocatetotg rapidezBCadjacentecateto

tg

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Fatores que alteram a velocidade deFatores que alteram a velocidade de uma reação

↑Superfície de contato ↑velocidade↑Superfície de contato - ↑velocidade

Pulverizado > granulado > raspas > inteiro

↑Temperatura - ↑velocidade↑Temperatura ↑velocidade

C↑Concentração - ↑velocidade

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QuandoQuando umauma reaçãoreação ocorreocorre emem váriasvárias etapas,etapas,QQ çç p ,p ,cadacada etapaetapa (reação(reação elementar)elementar) temtem suasua própriaprópriaenergiaenergia dede ativaçãoativaçãoenergiaenergia dede ativaçãoativação..

Etapa + lentaEtapa + lentapp

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Reações elementares: São aquelas que seprocessam com uma única colisão entre asmoléculas reagentes; dizemos que ocorrem emmoléculas reagentes; dizemos que ocorrem emuma única etapa. Nesse caso, os coeficientes

t i ét i d t ã i iestequiométricos dos reagentes são iguais aosexpoentes da expressão da velocidade quetambém é conhecida como lei da ação dasmassas ou lei deGuldberg‐Waagemassas ou lei deGuldberg Waage.

YXBA

][][ BAkv

YXBA ][][ BAkv

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Reações não‐elementares: São aquelas que sedesenvolvem em duas ou mais etapas, isto é,uma única colisão não é suficiente para formar osuma única colisão não é suficiente para formar osprodutos. Nesse caso, a velocidade é definida

l t i l tpela etapa mais lenta.

)(][][ 32 lentaetapaONOkv Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5454

)(][][ 32 p

Ordem da reação: é a soma dos expoentes quefó l d l id d I diaparecem na fórmula da velocidade. Indica a

relação que existe entre a concentração e aç çvelocidade da reação.

2 ][][ 22 HNOkv

22ªª ordemordem ouou ordemordem 22 emem relaçãorelação aoaoparticipanteparticipante NONO;;participanteparticipante NONO;;

11ªª ordemordem ouou ordemordem 11 emem relaçãorelação aoao11 ordemordem ouou ordemordem 11 emem relaçãorelação aoaoparticipanteparticipante HH22;;

33ªª ordemordem ouou ordemordem 33 emem relaçãorelação aa reaçãoreaçãoglobalglobal

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globalglobal..

Molecularidade da reação: é o número mínimode moléculas que precisam colidir para ocorrerreaçãoreação.

Não confundir com ordem de reação. Se areação é elementar (ocorre somente em umaetapa), a molecularidade é igual à ordem dep ), greação, que é dada pela soma dos coeficientesdos reagentesdos reagentes.

OOOO OO ª

][][223

ONOkONOONO OrdemOrdem globalglobal: 2ª

MolecularidadeMolecularidade: 2][][ 3ONOkv ou bimolecular

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Atenção!Atenção! Um catalisador acelera a reação, mas nãoaumenta seu rendimento, isto é, ele produza mesma quantidade de produto, mas numq p ,período de tempomenor.O t li d ã lt ΔH d ã O catalisador não altera oΔH da reação.

Um catalisador acelera tanto a reação diretaUm catalisador acelera tanto a reação diretaquanto a inversa, pois diminui a energia deativação de ambasativação de ambas.

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Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5858

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5959

Gráfico Gráfico termocinéticotermocinético

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E ilíb i Q í iEquilíbrio Químico

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A (g) + B(g) C(g) + + D(g)

Em um sistema fechado, o equilíbrio é atingido quando:  as propriedades macroscópicas ficam inalteradas;as propriedades macroscópicas ficam inalteradas; no estado final, coexistem reagentes e produtos; as concentrações das espécies participantes permanecem constantes; as velocidades das reações direta e inversa são iguais.

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Sólidos

23 ][NHK

estão fora

322

3

]][[][

HNKc

23 NHHN )()()( 322 23

gggNHHN

3

23

))(()(

HNpNHK p 3

22 ))(( pHpNp

Só ncp RTKK )(

Só entra gases

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6464

Pelo processo Haber, nitrogênio reage com hidrogênio para formar amônia, de acordo coma seguinte equação representativa da reação:

Determine:A) A expressão da constante de equilíbrio (Kc) para o sistema

322 23 NHHN

2)(3)(2)(2

][][

23

NHP

NHHNggg

3

23

]][[][

][][

HNNHK

RPK cc

22 ]][[][ HNR

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Pelo processo Haber, nitrogênio reage com hidrogênio para formar amônia, de acordo coma seguinte equação representativa da reação:

Determine:)()()( 322 23

gggNHHN

B)Em um frasco de 50,0L contendo 1 mol de N2, 3 mol de H2 e 0,5 mol de NH3, a 400ºC, aamônia deve estar sendo formada ou consumida? Justifique.

2

23 50

5,0][ L

mol

QNHQ

Para verificar se o sistema está ou não emequilíbrio, devemos, em primeiro lugar,determinar o Quociente da reação (Q ) 33

22

3

500,3

500,1]][[

Lmol

Lmol

QHN

Q cc

determinar o Quociente da reação (Qc),cuja expressão é idêntica à do Kc.Qc<Kc : prevalece a reação direta;Q >K l ã i

14,230,0002160,02

0,0001 QQ cc

Qc>Kc : prevalece a reação inversa;Qc=Kc : sistema em equilíbrio.

3 sistemaoparaNHdeconsumoterDeveráinversareaçãoprevaleceKQ cc

322

23

]][[][.

HNNHQequilíbrioatingir c

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↑[ ] – desloca para o lado oposto

ConcentraçãoConcentração

p p

↓[ ] – fica do mesmo lado↓[ ]

N2 + 3H22NH3N2 + 3H22NH3

↑[N2] – desloca p/ direita ↑[ 2] p/(favorece produtos)

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↑T – desloca para o lado ΔH>0

TemperaturaTemperatura

↓T – desloca para o lado ΔH<0↓ p

A + B AB ΔH=+10kJ

Endotérmico

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↑P – desloca para o lado volume <

Pressão

↑ p

↓P – desloca para o lado volume >

Volume >

A(g) + B(g) AB(g)

Volume <

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6969

pH e pOHp p

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 7070

10][][log5

33 OHouOHpH pH

10][12

10][512

53

OHpH

OHpH

)º25(1410][12 3

CpOHpHOHpH

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 7171

[H+] pH caráter

10-3 3 Ácido

10-7 7 Neutro

10-11 11 Básico10 11 Básico

Solução 1: pH=3 [H+]=10-3Solução 1: pH=3 [H ]=10Solução 2: pH=5 [H+]=10-5ç p [ ]

Sol ção 1 é 100 e es maisSol ção 1 é 100 e es maisSolução 1 é 100 vezes mais Solução 1 é 100 vezes mais ácida que solução 2ácida que solução 2

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 7272

ácida que solução 2ácida que solução 2

S l ã  T ãSolução Tampão ConceitoConceito:: ManterManter oo pHpH dodo meiomeio praticamentepraticamente constante,constante,pp pp ,,

mesmomesmo comcom adiçõesadições moderadasmoderadas dede ácidosácidos ouou basesbases..

Composição Química:Composição Química:Composição Química:Composição Química:Ácido Fraco e sal derivado desse ácidoÁcido Fraco e sal derivado desse ácido

Ex: Ácido Acético e Acetato de SódioEx: Ácido Acético e Acetato de Sódio

Base fraca e um sal derivado desta baseBase fraca e um sal derivado desta base

ó ô ôEx: Hidróxido de amônio e Cloreto deAmônio

ObsObs:: OO tampãotampão podepode serser consideradoconsiderado umum equilíbrioequilíbrio ppararconjugadoconjugado ácidoácido‐‐basebase dede BronstedBronsted‐‐LowryLowry..

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 7373

PRODUTO DE PRODUTO DE SOLUBILIDADESOLUBILIDADE

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 7575

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 7676

22 24

24 SOBaBaSO

24

2S ]SO][Ba[K)a

24

24 SOBaBaSO)b

555

44

101010

)

24

2S ]SO][Ba[K

101010

55

4S

1010K

]SO][Ba[K

10

55S

10K

1010K

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 7777

10S 10K

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 7878

22 F2CaCaF

40140Ca

12

molg78

38219FCaF

g78mol1mol.g78

53 mol102yg1056,1y

555

22 F2CaCaF

22

555

]F][Ca[K

104102102

14S

255S

S

1023K)104(102K

]F][Ca[K

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 7979

SS 102,3K)104(102K

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 8080

CrOAg2CrOAg 2442

xx2x

CrOAg2CrOAg 442

]CrO[]Ag[K 24

2s

x4104]x[]x2[10412

312212

x10x4

104 3 12312

xM10 4

CrOAg2CrOAg444

2442

M10]CrOAg[

M10M102M104

444

Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 8181

M10]CrOAg[ 442

EletroquímicaEletroquímica

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 8282

PilhasPilhas

Oxidação ReduçãoOxidaçãoPerde ePerde e‐‐

ReduçãoGanha eGanha e‐‐

A A+2  + 2e‐Ganha eGanha e

A+2 + 2e‐A

Pólo  Pól  Pólo ‐ Pólo +

ânodo cátodoFluxo de elétronsFluxo de elétrons

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 8383

AtençãoAtençãoAtençãoAtençãoSS f i if i iSe os Se os EºEº forem iguaisforem iguais

Manter o Manter o EºEº > >

i ti t EºEº <<e inverter o e inverter o EºEº <<

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 8484

∆∆EºEº=+1,56V=+1,56V - Zn/Zn+2 Eº=+0,76V (ânodo)+ Ag+/Ag Eº=+0,80V (Cátodo)

∆∆Eº 0 42VEº 0 42V∆∆Eº=+0,42VEº=+0,42V

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 8585

Prof. Prof. MscMsc. João Neto. João Neto 8686

Pólo +Pólo + Pólo Pólo --

PilhaPilha Cátodo Ânodo

Redução OxidaçãoRedução Oxidação

EletróliseEletrólise Ânodo CátodoEletróliseEletrólise Ânodo Cátodo

O id dOxidação Redução

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 8787

l t ólil t óliEletróliseEletrólise

ÍgneaÍgnea AquosaAquosaÍgneaÍgnea AquosaAquosa

FundidaFundida Dissolvida emDissolvida emáááguaágua

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 8888

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 8989

Se o OH- sofrer a descarga teremos a seguinte reação:Se o OH sofrer a descarga, teremos a seguinte reação:

Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 9090

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