1

Qumica Inorgnica

1.Atomstica

Cronologia:

450 a.C Leucipo A matria pode ser dividida em partculas cada vez menores.

400 a.C Demcrito Denominao tomo para a menor partcula da matria. Considerado o pai do atomismo grego.

1808 Dalton Primeiro modelo atmico com base experimental. O tomo uma partcula macia e indivisvel. O modelo vingou at 1897.

Modelo de Dalton

.

1897 Thomson Descargas eltricas em alto vcuo (Tubos de Crookes) levaram descoberta do eltron. O tomo seria uma partcula macia, mas no indivisvel. Seria formado por uma gelia com carga positiva, na qual estariam incrustados os eltrons (modelo do pudim de passas). Determinao da relao carga-massa do eltron.

1911 Rutherford

O tomo no macio nem indivisvel. O tomo seria formado por um ncleo muito pequeno, com carga positiva, onde estaria concentrada praticamente toda a sua massa. Ao redor do ncleo ficariam os eltrons, neutralizando sua carga. Este o modelo do tomo nucleado, um modelo que foi comparado ao sistema planetrio, onde o Sol seria o ncleo e os planetas seriam os eltrons.

Modelo de Rutherford

1913 Bohr Modelo atmico fundamentado na teoria dos quanta e sustentado experimentalmente com base na espectroscopia. Distribuio eletrnica em nveis de energia. Quando um eltron do tomo recebe energia, ele salta para outro nvel de maior energia, portanto mais distante do ncleo. Quando o eltron volta para o seu nvel de energia primitivo ( mais prximo do ncleo), ele cede a energia anteriormente recebida sob forma de uma onda eletromagntica (luz).

Modelo de Bohr

1916 Sommerfeld

2

Modelo das rbitas elpticas para o eltron. Introduo dos subnveis de energia.

1920 Rutherford Caracterizao do prton como sendo o ncleo do tomo de hidrognio e a unidade de carga positiva. Previso de existncia do nutron.

1926 Heisenberg Princpio da incerteza.

1927 Schrodinger Equao de funo de onda para o eltron.

1932 Chadwick Descoberta do nutron. O Modelo de Bohr:

Atravs de experimentos de disperso da luz emitida por tomos excitados, Bohr consegue explicar satisfatoriamente como os eltrons conseguem manter constante a sua energia. Luz: tipo de onda eletromagntica que acredita-se ser produzida pelo movimento oscilatrio de uma carga eltrica gerando campos eltricos e magnticos. As ondas de luz se propagam pelo espao sempre com uma mesma velocidade ( 3000000 Km/s no vcuo) e se caracterizam por 3 grandezas:

Velocidade ( c ou v)

Freqncia (f) = nmero de oscilaes por segundo

Comprimento de onda () = distncias entre dois pontos equivalentes de uma onda ( tamanho da onda)

Estas grandezas se relacionam segundo a equao

c= f . A energia transportada por uma onda eletromagntica pode ser medida pela equao:

E = h . f Percebe-se ento que, para cada valor de comprimento de onda associa-se um tipo de freqncia e, por conseqncia, um determinado valor de energia. Disperso da Luz: consiste em incidir a luz sobre um prisma e provocar a separao dos vrios comprimentos de onda que compem a luz incidente, dando origem ao que chamamos de espectro. Disperso da luz branca

No espectro produzido pela luz branca no existem falhas todos os comprimentos de onda existentes entre 800 e 400 nm (faixa visvel do espectro), o que significa que neste intervalo de comprimentos de onda, encontramos todos os valores possveis de energia associada. O experimento de Bohr: Aps excitar tomos com o fornecimento de energia, Bohr direciona o feixe de luz obtido para um prisma e provoca a disperso da luz produzida.

Resultados: Bohr percebe que a luz emitida por um tomo excitado produz um espectro descontnuo, ou seja, apenas alguns comprimentos de onda muito especficos so produzidos pelos tomos. Desta forma conclui que um determinado tomo s capaz de emitir ondas eletromagnticas com valores de energia muito bem definidos. Para explicar este fenmeno, Bohr sugere que o tomo seja um sistema de alta organizao, no qual todas as suas partculas constituintes apresentem valores de energia muito bem definidos e invariveis. Desta forma, ao absorver energia do meio esterno, o processo pelo qual o tomo produz energia luminosa se processaria de forma idntica, produzindo sempre o mesmo espectro, independente da energia utilizada na excitao. Bohr enuncia alguns postulados:

1. Em um tomo so permitidas apenas algumas rbitas circulares ao eltron,

3

sendo que em cada uma dessas rbitas o eltron ir apresentar energia constante.

2. A energia dessas rbitas aumentam medida que se afastam do ncleo.

3. Um eltron, quando localizado em uma dessas rbitas, no perde nem ganha energia de forma espontnea, sendo este estado conhecido como estado fundamental ou estacionrio.

4. Um eltron s ir variar a sua energia quando absorver energia de uma fonte externa ao tomo, passando ento ao estado excitado ou ativado.

5. Ao passar do estado fundamental para o estado excitado, o eltron realiza um salto quntico progressivo, indo para uma rbita mais afastada do ncleo. A energia absorvida para o salto corresponde diferena de energia entre as rbitas envolvidas.

6. Quando o eltron retorna para a sua rbita de origem, emite a energia recebida em forma de ondas eletromagnticas (luz) e realiza o salto quntico regressivo, retornando ao estado fundamental.

7. Como a quantidade de prtons e eltrons

diferente em cada tomo, a energia necessria para os saltos qunticos varia de tomo para tomo, o que leva cada tipo de tomo a produzir um espectro descontnuo diferente e caracterstico.

Carga eltrica

Natureza Valor Reltivo

Massa relativa

Prton Positiva +1 1

Nutron No existe 0 1

Eltron Negativa -1 1/1836

Camadas Eletrnicas

Os eltrons esto distribudos em camadas ou nveis de energia.

Ncleo

Camada Nvel

K 1

L 2

M 3

N 4

O 5

P 6

Q 7

Nmero mximo de eltrons nas camadas ou nveis de energia:

K L M N O P Q

2 8 18 32 32 18 8

Subnveis de energia

As camadas ou nveis de energia so formados de subcamadas ou subnveis de energia, designados pelas letras s, p, d e f

Subnvel s p d f

Nmero mximo

de eltrons

2

6

10

14

Subnveis conhecidos em cada nvel de energia

Subnvel

1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

6s 6p 6d

7s

Diagrama de Pauling

Subnveis em ordem crescente de energia

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d

Preenchimento dos subnveis Os nveis so preenchidos sucessivamente, na ordem crescente de energia, com o

4

nmero mximo de eltrons possvel em cada subnvel. Os nmeros qunticos indicam a energia do eltron no tomo e a regio de mxima probabilidade de se encontrar o eltron. O Nmero Quntico Principal ( n ) indica o nvel de energia. Varia de n=1 a n=3, respectivamente, no 1, 2, 3 ,... nvel de energia. Entre os tomos conhecidos, no estado fundamental, o nmero mximo de eltrons num mesmo nvel 32. O Nmero Quntico Secundrio ou Azimutal (l) indica a energia do eltron no subnvel. Nos tomos conhecidos, no estado fundamental, h 4 subnveis representados por s, p, d, f em ordem crescente de energia.

Subnvel s p d f

Nmero Quntico

secundrio ( l )

0

1

2

3

Orbitais

Os subnveis so formados de orbitais. Orbital a regio da eletrosfera onde h maior probabilidade de estar localizado o eltron do tomo. O nmero mximo de eltrons em cada orbital 2. A cada orbital foi atribudo um nmero quntico magntico ( m ) cujo valor varia de l a +l passando por zero.

s 1 orbital 0

p 3 orbitais -1 0 +1

d 5 orbitais -2 -1 0+1 +2

f 7 orbitais -3 -2 -1 0 1 2 3

O orbital s tem forma esfrica. Os orbitais p tm forma de duplo ovide e so perpendiculares entre si ( esto dirigidos segundo 3 eixos ortogonais x, y, z )

Spin Spin o movimento de rotao do eltron em torno do seu eixo. Pode ser paralelo ou antiparalelo. A cada um deles foi atribudo um nmero quntico: +1/2 e -1/2.

Princpio da excluso de Pauli Em um mesmo tomo, no existem dois eltrons com 4 nmeros qunticos iguais. Como conseqncia desse princpio, dois eltrons de um mesmo orbital tm spins opostos. Um orbital semicheio contm um eltron desemparelhado; um orbital cheio contm dois eltrons emparelhados ( de spins opostos).

Regra de Hund Ao ser preenchido um subnvel, cada orbital desse subnvel recebe inicialmente apenas um eltron; somente depois de o ltimo orbital desse nvel ter recebido seu primeiro eltron comea o preenchimento de cada orbital semicheio com o segundo eltron. Eltron de maior energia ou eltron de diferenciao o ltimo eltron distribudo no preenchimento da eletrosfera, de acordo com as regras estudadas.

Identificao dos tomos Nmero atmico (Z) o nmero de prtons existentes no ncleo de um tomo. *Em um tomo normal o nmero de prtons igual ao nmero de eltrons. Um tomo pode, porm, ganhar ou perder eltrons da eletrosfera sem sofrer alteraes em seu ncleo, resultando na formao de partculas denominadas ons. Quando um tomo ganha eltrons, ele se torna um on negativo, tambm chamado nion. Pelo contrrio, quando um tomo perde eltrons, ele se torna um on positivo, tambm chamado ction. Nmero de massa (A) a soma do nmero de prtons (Z) e de nutrons(N) existentes em um tomo.

A=Z+N Elemento qumico o conjunto de todos os tomos com mesmo nmero atmico. Istopos so tomos com mesmo nmero de prtons e diferente nmero de massa, ou seja, so tomos do mesmo elemento qumico que possuem diferentes nmeros de nutrons. Ex: Hidrognio, deutrio e trtio. Isbaros so tomos de diferentes nmeros de prtons, mas que possuem o mesmo nmero de massa (A). Istonos so tomos de diferentes nmeros de prtons e diferentes nmeros de massa, porm com mesmo nmero de nutrons(N). Exerccios:

1. (UNESP-SP) Na evoluo dos modelos atmicos, a principal contribuio introduzida pelo modelo de Bohr foi: a) A indivisibilidade do tomo. b) A existncia de nutron. c) A natureza eltrica da matria d) A quantizao de energia da rbitas

eletrnicas e) A maior parte da massa do tomo

est no ncleo. 2. (UFV-MG) A irradiao uma tcnica

utilizada na conservao de alimentos para inibir a germinao, retardar o amadurecimento e destruir bactrias patognicas. O istopo csio 137 pode ser utilizado na obteno de alimentos irradiados, por no conter resduos radiativos e, portanto, no prejudicar a sade. Em relao a este elemento, incorreto afirmar: a) O nmero de nutrons do csio 137

80. b) O csio 137 istopo do csio 133.

5

c) A distribuio eletrnica do elemento

csio [Xe] 6s1

d) O csio forma substncia inica com o cloro.

3. (UERJ-RJ) O ction que apresenta o mesmo nmero de eltrons do

14C :

a) N+

b) C2+

c) P

3+

d) Si4+

4. (UFV-MG) O nion cloreto, o argnio e o

ction potssio tm em comum o mesmo nmero: a) De prtons b) De eltrons c) De nutrons d) De massa e) Atmico

5. (UNESP-SP) No ano de 1887, o cientista britnico J.J. Thomson descobriu, atravs de experimentos co os raios catdicos, a primeira evidncia experimental da estrutura interna dos tomos. O modelo atmico proposto por Thomson ficou conhecido como pudim de passas. Para esse modelo, pode-se afirmar que: a) O ncleo atmico ocupa um volume

mnimo no centro do tomo b) As cargas negativas esto

distribudas homogeneamente por todo o tomo

c) Os eltrons esto distribudos em rbitas fixas ao redor do ncleo

d) Os tomos so esferas duras, do tipo de uma bola de bilhar.

e) Os eltrons esto espalhados aleatoriamente no espao ao redor do ncleo

6) (UFRRJ-RJ) Os tomos X e T so istopos, os tomos W e T so isbaros X e W so istonos. Sabendo-se que o tomo X tem 25 prtons e nmero de massa 52 e que

o tomo T tem 26 nutrons, o nmero de eltrons do tomo W :

a) 21 b) 22 c) 23 d) 24 e) 25

7) (PUCCAMP-SP) Dados os trs tomos A, B e C, notamos que A e B so istopos; A e C so istonos; B e C so isbaros. Sabemos ainda que:

i. A soma dos nmeros de prtons existentes em A, B e C 79

ii. A soma dos nmeros de nutrons existentes em A, B e C 88

iii. O nmero de massa de A 55 Consequentemente podemos concluir que os tomos A, B e C tm respectivamente Nmeros atmicos Nmeros de massa

a) 26-26-27 55-56-56 b) 25-25-29 55-59-59 c) 24-24-31 55-62-62 d) 27-27-25 55-53-53 e) 28-28-23 55-50-50

Gabarito 1.c 2.d 3.b 4.b 5.b 7.c 8.a

2.Classificao peridica dos elementos

6

7

A classificao peridica moderna apresenta os elementos qumicos dispostos em ordem crescente dos nmeros atmicos. Perodos:

1 perodo

Muito curto 2 elementos

H e He

2 perodo

Curto 8 elementos

Do Li ao Ne

3 perodo

Curto 8 elementos

Do Na ao Ar

4 perodo

Longo 18 elementos

Do k ao Kr

5 perodo

Longo 18 elementos

Do Rb ao Xe

6 perodo

Superlongo 32 elementos

Do Cs ao Rn

7 perodo

Incompleto 23 elementos

Do Fr ao Mt ?

* No 6 perodo, a terceira quadrcula encerra 15 elementos que, por comodidade, esto indicados numa linha abaixo da tabela; comeando do Lantnio, esses elementos formam a chamada srie dos lantandios; analogamente, no 7 perodo, a terceira casa tambm encerra 15 elementos qumicos, que esto indicados na segunda linha abaixo da tabela peridica; comeando com o Actnio, eles formam a srie dos actindios.

Colunas, grupos ou famlias

Nmero da coluna

Elementos Nome da famlia

1A Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

Metais alcalinos

2A Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

Metais alcalinos-terrosos

6A O, S, Se, Te, Po

Calcognios

7A F, Cl, Br, I, At Halognios

8A He, Ne, Ar, Kr,Xe, Rn

Zero

* O hidrognio, embora aparea na coluna 1A, no um metal alcalino. Pelo contrrio, o hidrognio to diferente de todos os demais elementos qumicos que algumas classificaes preferem coloc-lo fora da tabela; as colunas A so as mais importantes da tabela e seus elementos so denominados elementos tpicos, caractersticos ou representativos; os elementos das colunas B so chamados elementos de transio.

Propriedades peridicas e aperidicas: Muitas propriedades fsicas e qumicas dos elementos variam periodicamente na seqncia dos nmeros atmicos dos elementos. Propriedades aperidicas: massa atmica - aumenta com o aumento do nmero atmico; calor especfico - no estado slido, diminui com o aumento do nmero atmico.

Propriedades peridicas:

Raio atmico: mede o tamanho de um tomo. Corresponde distncia do ncleo at o ltimo eltron deste tomo.

Fatores que exercem influncia sobre o raio de um tomo: a quantidade de camadas e a carga nuclear. Quando em uma mesma famlia, o raio dos elementos depende da quantidade de camadas: quanto maior for esta quantidade, maior ser a distncia entre o ncleo e o ltimo eltron. Isto significa que na vertical os raios aumentam de cima para baixo. Quando em um mesmo perodo, o raio dos elementos depende da carga nuclear: quanto maior esta carga nuclear, maior ser a quantidade de prtons e eltrons presentes no tomo e, consequentemente, maior ser a atrao existente entre estas partculas. medida que a fora de atrao entre prtons e eltrons vai ficando mais forte temos tendncia de aproximao da eletrosfera em relao ao ncleo e o ltimo eltron. Sendo assim, o raio deve crescer medida que a carga nuclear diminui e assim, na horizontal os raios diminuem da esquerda para a direita.

Ponto de Fuso e Ebulio: elementos com menores pontos de fuso e ebulio esto situados direita e na parte superior da tabela.

Energia de ionizao: a propriedade que mede a energia mnima necessria para arrancar um eltron de um tomo gasoso e isolado, em seu estado fundamental. A energia fornecida ao tomo deve ser capaz de vencer a fora de atrao que as cargas positivas do ncleo exercem sobre os eltrons. Quanto maior o raio do tomo, menor a energia de ionizao necessria para remover o eltron. Na vertical aumenta de baixo para cima e na horizontal aumenta da esquerda para a direita.

Afinidade eletrnica: a propriedade que mede a energia liberada por um tomo isolado, no estado gasoso e em seu estado fundamental, quando a ele adicionado um eltron. Ao receber esse eltron observamos um aumento na fora d repulso existente entre os eltrons na eletrosfera, o que gera uma instabilidade momentnea do tomo. Para eliminar esta instabilidade, o tomo libera energia e aumenta seu raio, transformando-se no nion correspondente. Quanto maior o raio atmico, menor ser sua afinidade eletrnica. Na vertical aumenta de baixo

8

para cima e na horizontal aumenta da esquerda para a direita.

Eletronegatividade: a propriedade que mede a atrao exercida sobre os eltrons de uma ligao qumica. A eletronegatividade no uma propriedade absoluta do tomo, pois decorre da comparao entre as foras de atrao exercida sobre os eltrons da ligao. Quanto mais forte for esta fora de atrao mais eletronegativo ser o elemento. Quanto maior o raio atmico menor ser a eletronegatividade. Na vertical aumenta de baixo para cima e na horizontal da esquerda para a direita.

Exerccios

1) (UERJ-RJ) Os metais formam um grupo de elementos qumicos que apresentam algumas propriedades diferentes, dentre elas o raio atmico. Essa diferena est associada configurao eletrnica de cada um. A ordenao crescente dos metais pertencentes ao terceiro perodo da tabela peridica, em relao a seus respectivos raios atmicos, est apontada em: a) Alumnio, magnsio, sdio b) Sdio, magnsio, alumnio c) Magnsio, sdio, alumnio d) Alumnio, sdio, magnsio

2) (UFOP-MG) Um elemento M forma um on M

3+. O elemento M e o on M

3+ possuem

a) O mesmo raio b) A mesma energia de ionizao c) A mesma carga nuclear d) As mesmas propriedades qumicas

3) (UERJ-RJ) Um tomo do elemento qumico x, usado como corante para vidros, possui nmero de massa igual a 79 e nmero de nutrons igual a 45. Considere um elemento y, que possua propriedades qumicas semelhantes ao elemento x. Na tabela de classificao peridica, o elemento y estar localizado no seguinte grupo: a) 7 b) 9 c) 15 d) 16

4) (UFOP-MG) Os elementos sdio,

alumnio, fsforo e cloro apresentam seu eltrons distribudos em trs nveis de energia, quando se encontram no estado fundamental. A partir desta informao, podemos afirmar que: a) O potencial de ionizao diminui com

o aumento de seus raios atmicos b) A eletronegatividade diminui com a

diminuio de seus raios atmicos c) O potencial de ionizao aumenta com

o aumento de seus raios atmicos d) A eletronegatividade aumenta com o

aumento dos seus raios atmicos

5) (UFV-MG) Considere as afirmativas abaixo sobre o tomo de Ba e seu on Ba

2+ e assinale a incorreta:

a) O Ba um metal alcalino terroso b) O on Ba

2+ tem 56 prtons e 56

eltrons c) O on Ba

2+ tem raio atmico maior que

Sr2+

d) A formao do on Ba

2+ se deve

perda de 2 eltrons pelo tomo de Ba e) O raio inico do on Ba

2+ menor que

o raio atmico do Ba

6) (UFU-MG) A energia liberada quando o tomo de cloro se transforma em on cloreto 3,75 eltron volt, enquanto a energia liberada quando o tomo de bromo se transforma em on brometo 3,50 eltron. A respeito dessas informaes, marque a alternativa incorreta: a) O tomo de bromo possui menor

afinidade eletrnica que o tomo de cloro

b) O tomo de bromo possui maior raio atmico que o tomo d cloro

9

c) O tomo de cloro recebe eltrons mais

facilmente que o tomo d bromo d) O on cloreto menos estvel que o

on brometo

7) (UFRN-RN) Comparando-se os tomos dos elementos qumicos N, P e K, presentes no fertilizante NPK, pode-se afirmar: a) O raio atmico do N maior do que o

do P b) O elemento P possui energia de

ionizao menor que a do elemento K c) O K possui maior raio atmico d) O elemento N apresenta a menor

energia de ionizao.

8) (UFCG-PB) Bom dia, Dr. Atomix, ns estamos procurando nossa famlia, disseram trs elementos perdidos. O Dr. Atomix encontrou as seguintes informaes para ajud-los.

I. O primeiro elemento tem no seu registro de nascimento: ano de nascimento = 1775, situao na tabela peridica = metal, eltrons de valncia = 2 e nmero de camadas eletrnicas = 3.

II. O segundo elemento faz parte da famlia que tem as seguintes caractersticas:so slidos porem no muito duros, so condutores de eletricidade, fundem mais rapidamente de que os seus vizinhos da direita, e reagem violentamente quando misturados com a gua.

III. O terceiro elemento pertence famlia que apresenta como caractersticas: so utilizados em letreiros luminosos, so elementos muito estveis.

Dr. Atomix concluiu que os trs elementos pertencem, respectivamente, :

a) Famlia dos alcalinos terrosos, famlia dos alcalinos e famlia dos gases nobres

b) Famlia dos alcalinos, famlia dos alcalinos terrosos, famlia dos halognios

c) Famlia do oxignio, famlia dos gases nobres, famlia dos alcalinos terrosos

d) Famlia dos gases nobres, famlia dos halognios, famlia dos alcalinos

e) Famlia dos halognios, famlia dos gases nobres, famlia do oxignio

Gabarito 1.a 2.c 3.d 4.a 5.b 6.d 7.c 8.a

3.Ligaes Qumicas A formao de substncias resultado da unio dos tomos afim de seguir uma tendncia geral da

natureza: procurar atingir uma situao ou estado de maior equilbrio ou estabilidade. Podemos demonstrar esta situao tomando como exemplo a gua de uma cachoeira. Ela est saindo de um lugar superior, onde ela tem mais energia e menos estabilidade e procurando um lugar inferior menos energia e maior estabilidade. Isto se comprova pelo fato de, no caminho de queda, a gua poder gastar uma parte de sua energia movimentando uma turbina. Com os tomos acontece algo semelhante. Observe o grfico a seguir:

Quando dois tomos esto afastados, eles esto num certo nvel de energia. Aproximando-se, eles chegam a um vale de estabilidade; a distncia d entre os ncleos permite o melhor equilbrio entre as foras de atrao e repulso eltricas existentes entre os prprios ncleos e os eltrons das duas eletrosferas; o nvel de energia E mnimo, e a situao de estabilidade entre os tomos mxima, ou seja, os tomos esto realmente ligados. Para forar uma maior aproximao entre os ncleos dos tomos, somos obrigados a gastar energia, pois os ncleos se repelem fortemente. Com isso obtemos uma situao de instabilidade, sendo que os tomos tendem a retornar para a posio de maior estabilidade. Do grfico tambm podemos perceber que os tomos ligados devem apresentar um nvel de energia menor do que isolados, o que garante que a estrutura de ligao mais estvel. Caso isso no ocorra, no haver ligao entre os tomos, que ento ficaro isolados um do outro.

Teoria do Octeto Na natureza, todos os sistemas tendem a adquirir a maior estabilidade possvel. Os tomos ligam-se uns aos outros para aumentar a sua estabilidade. Os gases nobres so as nicas substncias formadas por tomos isolados; concluso: os tomos dos gases nobres so os nicos estveis. Os tomos dos gases nobres so os nicos que possuem a camada de valncia completa, isto , com 8 eltrons ( ou 2, no caso da camada K ); concluso: a saturao da camada de valncia com 8 eltrons aumenta a estabilidade do tomo. A configurao eletrnica com a camada de valncia completa chamada configurao estvel. Os tomos dos gases nobres so os nicos que tm a camada de valncia completa.

10

Camada de valncia: a ltima camada

que o tomo apresenta;

Eltrons de valncia: so os eltrons responsveis pelas ligaes qumicas; geralmente esto situados na ltima camada.

Os tomos dos elementos ligam-se uns aos outros na tentativa de completar a camada de valncia dos seus tomos. Isso pode ser conseguido de diversas maneiras, dando origem a diversos tipos de ligaes qumicas. Ligao inica ou eletrovalente a atrao eletrosttica entre ons de cargas opostas num retculo cristalino. Esses ons formam-se pela transferncia de eltrons dos tomos de um elemento para os tomos de outro elemento. Para se formar uma ligao inica, necessrio que os tomos de um dos elementos tenham tendncia a ceder eltrons e os tomos do outro elemento tenham tendncia a receber eltrons. Os tomos com tendncia a ceder eltrons apresentam 1, 2 ou 3 eltrons na camada de valncia. Os tomos com tendncia a receber eltrons apresentam 4, 5 6 ou 7 eltrons na camada de valncia.

Alguns conceitos:

Valncia: o poder de combinao dos elementos. O conceito de valncia foi criado por Berzelius, em 1820.

Eletrovalncia: a valncia do elemento na forma inica. igual carga do seu on monoatmico.

Como regra geral, podemos definir a seguinte tabela de valncia para os elementos representativos:

Ligao covalente: um par de eltrons compartilhado por dois tomos, sendo um eltron de cada tomo participante da ligao.

Famlia Eltrons de

valncia

Caractersticas do tomo

Quantidade de ligaes

Valncia on caracterstico

1A 1 Doador 1 1 A+

2A 2 Doador 2 2 A2+

3A 3 Doador 3 3 A

4+

4A 4 Receptor 4 4 A4-

5A 5 Receptor 3 3 A

3-

6A 6 Receptor 2 2 A2-

7A 7 Receptor 1 1 A

-

11

As ligaes covalentes normais so classificadas da seguinte maneira: Ligao simples 1sigma Ligao dupla 1 sigma e 1pi Ligao tripla 1 sigma e 2 pi

Ligao dativa ou coordenada: um par de eltrons compartilhado por dois tomos, no qual os dois eltrons so fornecidos apenas por um dos tomos participantes da ligao. Forma-se quando um dos tomos j tem o seu octeto completo e o outro ainda no.

Observao: Atualmente o conceito de ligao covalente dativa vem sendo substitudo por novos conceitos que explicam de maneira mais satisfatria as propriedades apresentadas pelas molculas. Em alguns casos a dativa pode ser explicada pela expanso da camada de valncia (na qual um tomo atinge estabilidade com uma quantidade de eltrons superior a oito) e em outros casos a dativa considerada uma estrutura de ressonncia. Os compostos formados atravs de ligaes covalentes se classificam da seguinte maneira:

Compostos moleculares: formados por molculas discretas;

Compostos covalentes: formados por macromolculas, molculas que apresentem uma sequncia muito grande de tomos.

Dependendo do tipo de molcula formada, os compostos obtidos a partir de ligaes covalentes apresentam diferentes propriedades. Quando o composto molecular temos:

Podem ser encontrados nos estados slido, lquido ou gasoso nas condies ambientes;

Apresentam baixas temperaturas de fuso e de ebulio;

Dependendo da polaridade da molcula podem ser solveis em solventes polares ou em solventes apolares;

No so capazes de conduzir corrente eltrica quando no estado natural (slido, lquido e gasoso), mas, dependendo do composto, conseguem realizar a conduo de corrente quando dissolvidos em gua. Isto ocorre quando as molculas de gua conseguem quebrar as ligaes covalentes dando origem a ons, em um processo conhecido por ionizao.

A conduo se deve livre movimentao dos ons pela soluo aquosa. No caso da ionizao, tal qual na dissociao inica, ocorre a solvatao dos ons produzidos em soluo. Quando o composto formado covalente, o fato de apresentar molculas muito grandes com elevadas valores de massa leva s seguintes propriedades:

So encontrados geralmente no estado slido nas condies ambientes.

Apresentam altas temperaturas de fuso e de ebulio.

So geralmente insolveis em solventes polares.

No so condutores de corrente eltrica, com exceo do grafite.

12

Alotropia

Alotropia o fenmeno no qual um mesmo elemento qumico d origem a substncias simples diferentes. As variedades alotrpicas podem se diferir na quantidade de tomos formadores da molcula ou no arranjo dos tomos na estrutura da molcula. Costuma-se classificar a alotropia na qual ocorre diferena na quantidade de tomos formadores da molcula de alotropia qumica, enquanto a diferena na estrutura da molcula d origem a alotropia fsica. As variedades alotrpicas apresentam propriedades fsicas diferentes e, na maioria das vezes, propriedades qumicas semelhantes. Ex: Diamante e grafite.

4- Geometria Molecular Define-se a geometria molecular como sendo a forma assumida pela molcula no espao. Esta forma determinada atravs da disposio espacial assumida pelos ncleos dos tomos na molcula. Uma das maneiras mais simples de determinar a geometria molecular a Teoria da Repulso dos Pares Eletrnicos da Camada de Valncia. Segundo esta teoria uma molcula atinge sua geometria adequada quando os pares eletrnicos ao redor do tomo central (quer sejam eltrons ligantes ou no ligantes) se orientam no espao de modo a permitir a maior distncia entre eles. Desta forma teremos a menor repulso possvel entre os eltrons.

Desta forma, as molculas mais simples podem assumir as seguintes geometrias:

a) Molculas diatmicas: no apresentam tomo central e a geometria linear.

Ex: H2, HCl, O2 No caso das molculas com mais de dois tomos, a geometria pode ser determinada pelo estudo da quantidade de nuvens eletrnicas e de tomos ao redor do tomo central. Uma nuvem eletrnica definida como um conjunto de eltrons, ligantes ou no ligantes, que se situa ao redor do tomo central.

Ex: H2O HCN SO2 b) Molculas Triatmicas

o Se o nmero de nuvens eletrnicas e o nmero de tomos ao redor do tomo central forem iguais, a molcula ser linear

o Se o nmero de nuvens eletrnicas e nmero de tomos ao redor do tomo central forem diferentes, a molcula ser angular

Ex: H2S CO2 BeCl2 SO2

c) Molculas Tetratmicas o Se o nmero de nuvens

eletrnicas e de tomos ao redor do tomo central forem iguais, a molcula ser trigonal plana

o Se o nmero de nuvens eletrnicas e nmero de tomos ao redor do tomo central forem diferentes, a molcula ser piramidal.

Ex: SO3 NH3 PCl3

Elemento Variedades alotrpicas

Carbono Diamante Grafite

Oxignio O2 O3 Fsforo P4 branco Pn vermelho

Enxofre S8 rmbico S8

monoclnico

13

CH2O

d) Molculas pentatmicas Para estas molculas a nica geometria disponvel a tetradrica. Isto se justifica pelo fato de que nas molculas mais simples, os tomos centrais apresentam um mximo de 4 nuvens eletrnicas ao seu redor e estas nuvens eletrnicas se dirigem para os vrtices de um tetraedro. Ex: CH4 SiCl4 Algumas geometrias:

Polaridade das ligaes o estudo da influncia da eletronegatividade sobre os eltrons que participam de uma ligao, quer seja esta ligao inica ou covalente. Lembre-se que eletronegatividade a medida da atrao exercida pelo tomo sobre os eltrons da ligao.

Nas ligaes entre tomos de mesma eletronegatividade, os eltrons ligantes so atrados com igual intensidade pelos ncleos dos tomos. Com isto no ir ocorrer um deslocamento dos eltrons para nenhum dos tomos, ficando estes eltrons situados a uma mesma distncia dos dois ncleos. Com isto no ir ocorrer a formao de regies dotadas de carga positiva ou negativa na molcula. Classificamos este tipo de ligao como ligao apolar. Ex: H2

Cl2 N2 Observao: Para que a ligao seja apolar, os tomos ligantes devem apresentar mesmas eletronegatividades. A ligao formada entre tomos com estas caractersticas a ligao covalente. Logo, podemos concluir que apenas ligaes covalentes podem ser classificadas como ligaes apolares. Entretanto, em uma ligao na qual um tomo seja mais eletronegativo que o outro, existir uma diferena de intensidade de atrao sobre os eltrons ligantes. O tomo mais eletronegativo exercer uma atrao mais intensa e atrair para perto de si o par de eltrons ligantes. Desta forma, na regio ao redor do tomo mais eletronegativo teremos uma concentrao maior de eltrons, formando uma regio de carga negativa na molcula (plo negativo). Em compensao, ao redor do tomo de menor eletronegatividade teremos uma menor concentrao de eltrons, configurando uma regio de carga positiva na molcula (plo positivo). Ex: HCl (o cloro mais eletronegativo que o hidrognio) A toda ligao covalente polar est associado um vetor de nome momento de dipolo. Este vetor

representado pela letra grega e sempre indica o sentido de deslocamento dos eltrons, ou seja, sempre aponta para o plo negativo da ligao. Ex: Caso a diferena de eletronegatividade se torne muito grande, a diferena de intensidade de atrao sobre os eltrons ligantes ficar to grane que o tomo de maior eletronegatividade ir conseguir roubar para si os eltrons da ligao. Neste caso teremos a formao de uma ligao inica. Neste caso podemos concluir que toda ligao inica polar.

14

medida que aumenta a diferena de eletronegatividade entre os tomos, temos uma gradativa mudana de ligao covalente para inica. Embora no exista uma regra, aceita-se que a diferena de eletronegatividade necessria para que a ligao seja inica igual ou maior que 2. Diferenas de eletronegatividades inferiores a 2 levam formao de ligao covalente entre os tomos. Polaridade das molculas o estudo da influncia de um campo eltrico sobre as molculas. Experimentalmente verifica-se que sob a ao de um campo eltrico uniforme alguns tipos de molculas sofrem uma orientao espacial. Quando as molculas no sofrem influncia de um capo eltrico dizemos que as molculas so apolares. A polaridade de uma molcula pode ser determinada com o auxlio dos vetores momento de dipolo. Por definio temos:

Molcula polar: so molculas que apresentam um vetor momento de dipolo resultante diferente de zero.

Molcula apolar: so mudanas que apresentam um vetor momento de dipolo resultante igual a zero.

Ex:

Exerccios

1. (CESGRANRIO) Assinale o composto que apresenta ligao de maior percentual de carter inico a) HCl b) NaCl c) CsCl d) KCl e) LiCl

2. (UFMG-MG) O oxignio e o enxofre formam, com o hidrognio, respectivamente, as substncias H2O e H2S. A 25C e 1 atm de presso, a gua lquida e o sulfeto de hidrognio gasoso.

Considerando-se essas informaes, correto afirmar que, a) A ligao covalente S-H ser mais forte

que a O-H b) A massa molar de H2S ser menor que

a de H2O c) A presso de vapor de H2O ser menor

que a de H2S d) A temperatura de ebulio de H2S ser

maior que a de H2O

3) (FUVEST) Dois metais, designados X e Y, reagem com cloro formando os compostos inicos XCl e YCl. Os ons dos elementos X e Y devem, portanto, possuir igual:

a) Raio inico b) Carga eltrica c) Nmero de prtons d) Energia de ionizao e) Nmero de eltrons

4) (UFBA)

I. NH3 II. HF

III. SO2 IV. CH4

( )linear ( )angular ( )piramidal ( )tetradrica Associando-se as substncias s respectivas estruturas, a coluna da direita deve ser preenchida pela sequncia:

a) I, II, III, IV b) I, III, I, IV c) II, III, I, IV d) II, IV, III, I e) III. II, IV, I

5) (UFJF-MG) As substncias qumicas constituem parte fundamental da nossa vida. A respirao, a alimentao, a injesto de gua ou outros lquidos e o tratamento com medicamentos so alguns exemplos de atividades essenciais que envolvem compostos qumicos formados por tomos ou ons que se unem uns aos outros. Assinale a resposta incorreta:

a) No sal (NaCl) que costumamos adicionar aos nossos alimentos, a ligao qumica inica

b) A molcula do gs oxignio que inspiramos composta de dois tomos que se unem atravs de ligao covalente polar

c) A molcula de gs carbnico que expiramos apresenta duas ligaes duplas

d) As molculas de gua se unem uma s outras atravs de ligao de hidrognio

e) A grande maioria dos medicamentos constituda de substncias orgnicas, nas quais o tipo mais comum de ligao qumica presente a covalente.

15

Gabarito 1.c 2.c 3.b 4.c 5.b

. Exerccios (geometria)

1. (Od.-Alfenas-MG) As molculas de NH3 e H2O apresentam, respectivamente, as seguintes geometrias:

a) Tetradrica e piramidal. b) Piramidal e angular. c) Angular e linear. d) Quadrada plana e angular. e) Piramidal e linear.

2. (PUC-MG) Sejam dadas as seguintes

molculas: H2O, BeH2, BC l 3e CC l 4. As configuraes espaciais dessas molculas so, respectivamente:

a) Angular, linear, trigonal, tetradrica. b) Angular, trigonal, linear, tetradrica. c) Angular, linear, piramidal, tetradrica. d) Trigonal, linear, angular, tetradrica.

3. Associe a coluna da esquerda com a coluna da direita relacionando a espcie qumica com a respectiva geometria, e marque a sequncia correta, de cima para baixo: I SO3 II H2O III NH4 IV CO2 (x) Tetradrica (x) Linear (x) Angular (x) Trigonal plana a) l, IV, II e III. b) III, IV, II e l. c) II, III, IV e l. d) III, II, IV e l. e) IV, III, l e II. Nmeros atmicos: H = 1, C = 6, N = 7, O=8,S=16.

3. (UFPA) Dadas as molculas dixido de carbono (CO2), acetileno (C2H2), gua (H2O), cido clordrico (HCl ) e monxido de carbono (CO), o nmero de molculas lineares :

a) 1. b) 2. c) 3. d) 4 e) 5

.Nmeros atmicos: H = 1, C = 6, O = 8, Cl =.17. 5. (UNIPA-MG) O elemento X com nmero atmico Z =115 ainda no foi descoberto ou sintetizado. Algumas propriedades foram previstas para este elemento e esto abaixo relacionadas. Assinale a opo que apresenta uma propriedade improvvel para o elemento X.

a) Pertence famlia do nitrognio.

b) Seu tomo possui eltrons em 7 nveis eletrnicos. c) Apresenta um xido de frmula X2O3. d) Forma um composto com o H de geometria piramidal. e) um gs.

6. (ACAFE-SC) A ligao qumica entre tomos iguais para formar molculas diatmicas sempre uma ligao: a) Polar. b) Inica. c) Metlica, d) Eletrovalente. e) Covalente 7. (UVA-CE) O tipo de ligao dos compostos LiF, SC l 2 e C l 2 So respectivamente: a) Covalente apolar, covalente polar, inica, c) Covalente polar, inica, covalente apolar. b) Inica, covalente apolar, covalente polar, d) Inica, covalente polar, covalente apolar. Nmeros atmicos: Li = 3; F = 9; S = 16; C l = 17. 8. (UPF-RS) Sejam os seguintes compostos: fluoreto de potssio, dixido de enxofre, iodo e iodeto de hidrognio. As ligaes qumicas existentes nestes compostos so, respectivamente: a) Inica, covalente polar, inica, covalente polar. b) Inica, covalente polar, covalente apolar, covalente polar. c) Covalente apoiar, inica, covalente polar, covalente polar. d) Inica, covalente apolar, covalente polar, inica. e) Covalente polar, covalente polar, covalente apolar,covalente polar. Gabarito 1.b 2.a 3.b 4.d 5.e .6.e 7.d 8.d

5.Ligaes intermoleculares

Ligaes intermoleculares so as que resultam da interao entre molculas, no estado lquido e no estado slido. So essas ligaes que mantm as molculas unidas num lquido e num slido. Toda substncia molecular apresenta uma determinada temperatura na qual a agitao molecular suficientemente intensa para vencer as foras atrativas intermoleculares. Nessa temperatura (ponto de ebulio), as molculas separam-se uma das outras e a substncia passa para o estado gasoso. As foras atrativas intermoleculares, ou seja, as ligaes intermoleculares podem ser classificadas em:

Dipolo permanente-dipolo permanente: ocorre entre molculas polares nos estados slido e lquido. As molculas polares constituem dipolos permanentes. Quando as substncias formadas por molculas polares esto no estado slido e lquido, orientam-se de tal

16

forma que o plo positivo de uma fica voltado para o plo negativo da outra. Essas foras atrativas so do tipo dipolo permanente-dipolo permanente e so tanto mais intensas quanto maior for o momento dipolar da molcula.

Dipolo induzido-dipolo induzido: ocorre entre

molculas apolares nos estados slido e lquido. Quando as substncias formadas por molculas apolares esto no estado slido e no estado lquido, essas molculas esto muito prximas umas das outras, o que faz com que apaream distores nas nuvens eletrnicas das molculas. Essas distores provocam o surgimento de um dipolo instantneo na molcula (apolar), que, por sua vez, provoca o aparecimento de um dipolo induzido, tambm instantneo, na molcula vizinha. Surgem ento as foras atrativas do tipo dipolo-induzido. Essas foras so chamadas foras de disperso de London ou foras de Van der Waals.

Ponte de hidrognio ou ligao de hidrognio:

as pontes de hidrognio so encontradas em compostos polares, que apresentam hidrognio ligado a um tomo muito eletronegativo, de pequeno raio e que possua par de eltrons no compartilhados em outras ligaes. Como exemplo destes elementos pode citar o flor, oxignio, nitrognio. A ponte de hidrognio pode ser entendida como uma ligao dipolo permanente-dipolo permanente exageradamente forte. Ocorre tambm, nos estados slido e lquido.

As pontes de hidrognio aumentam as foras de coeso entre as molculas. Isto explica a maior dificuldade dessas molculas passarem ao estado gasoso (pontos de ebulio mais altos do que os previstos, caso essas ligaes no existissem)

17

Enem

a) ligaes inicas b) Foras de London

c) Ligaes covalentes d) Foras dipolo-dipolo e) Ligaes de hidrognio

R: e. 1. (FRANCISCANA) Quando a substncia hidrognio passa do estado lquido para o estado gasoso, so rompidas: a)ligaes de Van der Waals b)ligaes de hidrognio c) ligaes covalentes e pontes de hidrognio d)ligaes covalentes apolares e)ligaes covalentes polares 2. A gua tem maior ponto de ebulio, porque apresenta: a) molcula com 10 eltrons b) geometria angular c)hibridao sp

3

d) ligaes por pontes de hidrognio e)ligaes do tipo sp 3. (PUC) As pontes de hidrognio aparecem: a) quando o hidrognio est ligado a um elemento muito eletropositivo; b) quando o hidrognio est ligado a um elemento muito eletronegativo;

c) em todos os compostos hidrogenados; d) somente em compostos inorgnicos; e) somente nos cidos de Arrhenius.

Gabarito 1.a 2.d 3.b

6.Sistemas

A definio de sistemas uma definio mais didtica do que qumica Sistemas qualquer poro limitada de matria que se preze a um determinado estudo Observe alguns exemplos de sistema: Em funo de algumas caractersticas (quantidades de substncias e quantidade de pores) os sistemas podem ser classificados como:

Substncia pura: qualquer sistema constitudo por uma nica substncia, ou seja, apresenta molcula iguais em seu interior. Como as molculas so absolutamente iguais, este sistema apresenta propriedades fsicas muito bem definidas, tais como densidade, ponto de fuso, ponto de ebulio, calor especfico, etc.

As substncias podem ser classificadas como:

Substncia simples: formadas por tomos de um mesmo elemento qumico.

Ex: He, H2, O3, C60

Substncia composta (composto qumico): formada por tomos de elementos diferentes.

Ex: NaCl, H2SO4, KHCO3, (NH4)2SO3 Uma forma importante de se diferenciar as substncias simples das compostas se d pelas reaes de decomposio. Nestas reaes, uma substncia decomposta em duas ou mais substncias mais simples do que ela. Este tipo de reao no pode ocorrer com substncias simples, j que so formadas por tomos de um nico elemento. J as substncias compostas, por apresentarem tomos de elementos diferentes, podem sofrer decomposio. Classificao quanto quantidade de pores: Cada poro distinta de matria apresentada pelo sistema conhecida como fase. Dependendo do nmero de fases, um sistema pode ser:

Homogneo: todo o sistema que apresenta uma nica fase por toda a sua extenso. Estas misturas so conhecidas como solues.

Heterogneo: todo sistema que apresenta mais de uma fase.

Observao: A definio de sistema homogneo um

tanto quanto complicada, pois podemos fazer uso de aparelhos pticos para tentar distinguir suas fases. Neste sentido, alguns sistemas que parecem homogneos a olho nu, na verdade so

18

heterogneos. Temos como exemplo a gelatina, a maionese, o leite. Desta forma, so classificados como solues apenas aqueles que, independente do uso de aparelhos pticos, apresentaro apenas uma fase.

As classificaes dadas acima so independentes entre si. Isto significa que sendo um sistema uma mistura ele poder se apresentar tanto homogneo quanto heterogneo. O mesmo vlido para um sistema classificado como substncia pura, em transio de fase, apresenta-se um sistema heterogneo.

Estados fsicos da matria

Uma mesma substncia pode se apresentar n forma slida, lquida e gasosa.

Estas formas so denominadas estados fsicos da matria. Sinteticamente podemos dizer que o estado slido aquele nos quais as partculas formadoras do sistema permanecem em posies fixas, formando um retculo cristalino que apresenta forma e volume constantes. J no

estado lquido, estas partculas conseguem rolar umas sobre as outras, com certa liberdade, dando a este estado forma varivel, mas ainda com volume constante. No estado gasoso, as partculas esto totalmente livres umas das outras, se movimentando em todas as direes com grande velocidade. Por isso, este estado possui tanto a forma quanto o volume variveis.

Dependendo da presso e temperatura qual o sistema se sujeita, podem ocorrer mudanas entre estes estados fsicos. Estas mudanas so conhecidas por:

Observe que agora, durante as mudanas de estado, a temperatura no mais permanece

Estas mudanas podem ser representadas em um grfico de temperatura versus o tempo de aquecimento. Para substncia pura: por apresentar constituio qumica muito bem definida, as mudanas ocorrem a temperaturas constantes.

Para misturas: por apresentar constituio qumica varivel, as mudanas ocorrem a temperaturas variveis.

19

Observe que agora, durante as mudanas de estado, a temperatura no mais permanece constante, variando do incio at o final da mudana. importante lembrar que, assim como nas substncias puras, durante a mudana de estado coexistem o estado inicial e o estado final da mudana. Existem dois tipos de mistura que se comportam como uma substncia pura durante uma das mudanas de estado. Uma delas conhecida como mistura euttica (ou simplesmente euttico) que funde a uma temperatura constante. o que acontece com a liga metlica formada por 62% de estanho e 38% de chumbo em massa, que funde temperatura constante de 183C. O grfico referente a uma mistura euttica ter a seguinte forma:

No segundo caso, temos uma mistura azeotrpica ( ou simplesmente azetropo), que ferve ou condensa a uma temperatura constante. o exemplo de uma mistura formada por 96% de lcool comum e 4% de gua em volume, que ferve temperatura constante de 78,1C. O grfico referente a uma mistura azeotrpica ter a seguinte forma:

Enem

R: c

Fenmenos Qualquer transformao ofreida pela matria considerada um fenmeno. Estes fenmenos podem ser classificados como:

Fsicos: so aqueles que no alteram a natureza da matria, isto , a sua composio; neste fenmeno, a forma, o tamanho, a aparncia e o estado fsico podem mudar, porm a constituio da substncia no sofre alterao. Ex: obter fios de cobre de uma barra de cobre; dissoluo de acar em gua; formao da neblina; derretimento do gelo.

Qumico: so aqueles que alteram a natureza da matria, ou seja, a sua composio; quando ocorre um fenmeno qumico, uma ou mais substncias se transformam e do origem a novas substncias no que dizemos ser uma reao qumica.

A formao e uma nova substncia est associada mudana de cor do sistema, liberao de um gs (efervescncia), formao de um slido ( precipitado) ou ao aparecimento de chama ou luminosidade. Ex: combusto de um pedao de papel; formao de ferrugem; fermentao de vinhos; fotossntese realizada pelas plantas.

Separao de misturas Na natureza, raramente encontramos substncias puras; h uma predominncia de misturas. Alm disso, vrias misturas so produzidas pelo homem com a finalidade de melhorar as condies de vida no planeta. Para que se possa efetuar a separao dos componentes destas misturas utilizado um conjunto de processos fsicos denominados de anlise imediata. Alguns processos so bem simples, tais como a catao (processo fsico no qual os componentes slidos so separados manualmente ou com o auxlio de uma pina), a atrao magntica ou imantao (processo que utiliza um m para separar slidos), a peneirao ou tamisao

20

(processo no qual se utiliza uma peneira para separar slidos de dimenses diferentes) ou a levigao (processo que separa slidos atravs da passagem de uma corrente de lquido e se baseia na diferena de densidade destes slidos). Os principais processos de separao utilizados em laboratrio so:

Decantao: processo que separa componentes de uma mistura slido-lquido ou lquido-lquido; consiste em deixar a mistura em repouso para que ocorra a sedimentao do componente mais denso com a posterior retirada do componente menos denso para um segundo recipiente. Por exemplo, em uma mistura de gua e barro, com o repouso temos a sedimentao da fase slida. Podemos ento verter suavemente a gua, com o auxlio de um basto de vidro para um outro recipiente, separando ento o slido do lquido.

A fase lquida menos densa pode ser separada da fase mais densa, aps a sedimentao, de uma outra maneira. Com o auxlio de um sifo (tubo por onde se faz escoar o lquido) podemos transferir este lquido para outro recipiente. Este processo recebe o nome de sifonao.

Tambm podemos acelerar o processo da decantao se colocar a mistura inicial em uma centrfuga. O movimento circular provocado por este aparelho acelera a etapa de sedimentao da fase mais densa, tornando o processo mais rpido. Neste caso dizemos que a mistura sofreu uma centrifugao.

A decantao de uma mistura lquido-lquido pode ser realizada em laboratrio com o auxlio de um funil especfico conhecido como funil, o componente lquido ou funil de bromo. Neste funil, o componente lquido escoado pela parte inferior do aparelho.

Filtrao: processo que separa

componentes de uma mistura slido-lquido e slido-gs; consiste em fazer a mistura passar atravs de filtros especficos que vo retendo o componente slido. Por exemplo, uma mistura formada por gua e areia, ao atravessar um filtro, tero componente areia retido no filtro, com a passagem da gua atravs deste.

Podemos aumentar a velocidade da separao por meio da filtrao a vcuo. Neste procedimento acoplado ao kitassato uma trompa dgua ou numa bomba a vcuo. Ambos os aparelhos visam diminuir a presso no interior do kitassato permitindo que o lquido flua com maior velocidade.

21

Destilao simples: separa os

componentes de uma mistura slido-lquido. Para que ocorra a separao colocamos a mistura dentro de um balo de destilao para que possa ser aquecida at que o lquido atinja seu ponto de ebulio. Ao passar para o estado gasoso, o vapor produzido escapa do balo de destilao e chega at um condensador. Ao atravessar o condensador, o vapor resfriado, voltando ento para o estado lquido, sendo recolhido em um erlenmeyer. O componente slido permanece no interior do balo de decantao. Observe a seguir um esquema da destilao simples.

No exemplo acima percebemos que, com o aquecimento, a gua se transforma em vapor e destilada. J o sal permanece dentro do balo de destilao.

Destilao fracionada: separa os componentes de uma mistura lquido-lquido cujas temperaturas de ebulio no sejam muito prximas. A aparelhagem de destilao acoplada uma coluna de fracionamento. Essa coluna ser responsvel pela separao dos vapores obtidos a partir da mistura de lquidos contida no balo de destilao. No interior da coluna ocorre a condensao do lquido de maior temperatura de ebulio, enquanto o lquido de menor temperatura de ebulio consegue passar por esta torre e chegar ao condensador. O lquido de maior ponto de ebulio ser obtido no interior do balo de destilao, j o lquido de menor temperatura de ebulio ser recolhido no erlenmeyer.

Tome como exemplo uma mistura formada por gua e lcool. Ao aquecermos a mistura teremos a formao de vapores de gua e lcool que iro sair do balo de destilao e atingir a torre de fracionamento. Como a temperatura de ebulio da gua maior do que a do lcool, teremos a condensao da gua no interior da torre de fracionamento, o que provoca o seu retorno ao balo de destilao. J o lcool, por apresentar menor temperatura de ebulio, ultrapassa a torre de fracionamento, chega ao condensador e recolhido, j no estado lquido, no tubo de ensaio. Estes processos de separao de misturas so muito utilizados em nosso cotidiano. Em uma estao de tratamento de gua, por exemplo, so utilizadas a filtrao e a decantao. Ao chegar a estao, a gua atravessa um tanque contendo sulfato de alumnio, cal e cloro. Nesta etapa, uma reao entre o sulfato de alumnio e a cal forma flocos que, ao se aglutinarem, arrastam partculas slidas em suspenso para o fundo do tanque configurando uma decantao. Em seguida, a gua atravessa um tanque contendo carvo, areia e cascalho. Ao atravessar este tanque ocorrer a filtrao da gua, onde partculas slidas que no ficaram retidas na decantao sero retiradas da gua. O esquema a seguir mostra uma estao de tratamento de gua. Aps a filtrao, a gua recebe a adio de cloro e flor. O cloro tem por finalidade eliminar organismos patognicos (bactrias) presentes na gua. A destilao tambm apresenta grande aplicao prtica. Nas refinarias de petrleo utilizamos a destilao fracionada para separar o petrleo cru em seus principais derivados. O petrleo aquecido at atingir o estado gasoso e ento injetado na torre de fracionamento. A partir da diferena de temperatura de ebulio dos derivados, estes so obtidos em cada uma das torres de fracionamento.

22

Tratamento de gua

A construo de um sistema completo de tratamento de gua requer um estudo detalhado da populao a ser abastecida, da taxa de crescimento da cidade e das suas necessidades industriais. Baseado nestas informaes o sistema projetado para servir comunidade durante muitos anos. As Estaes de Tratamento de guas (ETAs) requer profissionais altamente especializados. Um sistema convencional de abastecimento de gua constitudo das seguintes unidades: captao, aduo, estao de tratamento, reservatrios, redes de distribuio e ligaes domiciliares. Captao: importante o processo de captao da fonte abastecedora, so feitas pesquisas para procurar um manancial com vazo capaz de proporcionar perfeito abastecimento comunidade. Alm disso, levam-se em considerao a qualidade da gua, a localizao da fonte, topologia da regio e a presena de possveis focos de contaminao. A captao pode ser superficial ou subterrnea

Captao superficial: feita nos rios, lagos ou represas, por gravidade ou bombeamento. Se por bombeamento, uma casa de mquinas construda junto captao. Essa casa de mquinas contm conjuntos de motobombas, que sugam a gua do manancial e mandam para a estao de tratamento.

Captao subterrnea: efetuada atravs de poo artesiano. A gua dos poos artesianos est, em quase sua totalidade, isenta de contaminao por bactrias e vrus, alm de no apresentar turbidez.

De maneira geral, os materiais que tornam as guas impuras podem ser divididos em:

Materiais em suspenso: o Bactrias o Algas e protozorios: influenciam

a cor e turbidez o Lodos: aumentam a turbidez

Materiais dissolvidos

Colides: o Matria orgnica o Slica o Resduos industriais

O processo de tratamento de gua composto pelas seguintes fases:

1. Remoo dos materiais que flutuam: uso de grades e telas. As telas de malhas largas so colocados no ponto de chegada da gua e devem ser sempre limpas.

2. Coagulao: ao entrar na ETA, a gua bruta recebe duas substncias qumicas: cal (hidrxido de clcio), responsvel pela correo do pH, e sulfato de alumnio ou cloreto frrico, que faz com que as partculas de sujeira iniciem o processo de unio (coagulao). Os coagulantes ao serem adicionados removem as substncias responsveis pela cor, as bactrias, vrus e outras impurezas para o fundo de um decantador. A adio de coagulantes gua forma-se um precipitado insolvel gelatinoso, floculento, no qual neutraliza e se combina com partculas carregadas. O processo completa-se em trs etapas: atravs da cmara de mistura rpida, da cmara de floculao e do decantador (ou tanque de sedimentao). A finalidade da cmara de mistura rpida criar condies para que, em poucos segundos, o coagulante seja uniformemente distribudo por toda a massa de gua.

3. Floculao: ocorre em tanques de

concreto. O processo de unio das partculas de sujeira contnua leva formao de flocos de impurezas. Os flocos to logo se formam vo aumentando de tamanho em decorrncia da adsoro de partculas dissolvidas ou em estado coloidal, possuidoras de carga eltrica contrria. Na cmara de floculao a velocidade da gua, embora menor que da cmara de mistura rpida, ainda grande para impedir a deposio de flocos, que ocorre nos decantadores, onde a velocidade da gua j bem reduzida.

4. Decantao: em um outro tanque os flocos so sedimentados. Os flocos descem sob ao da gravidade, atraindo e arrastando as partculas que vo encontrando, at atingirem o fundo do decantador para constiturem o lodo.

5. Filtrao: a gua passa por filtros formados por camadas de areia e cascalho de diversos tamanhos. As

23

impurezas que no foram sedimentadas nos processos anteriores ficam aqui retidas.

6. Desinfeco: a gua j est limpa quando

chega nesta etapa. Ela recebe, ainda, uma substncia: o cloro, que elimina os germes nocivos qualidade da gua nas redes de distribuio e nos reservatrios. A desinfeco feita pela aplicao de hipocloritos nas pequenas ETAs e de cloro gasoso nas grandes ETAs. Para a avaliao das condies sanitrias de uma gua utiliza-se bactrias do grupo coliformes, que atuam como indicadores de poluio fecal. No Brasil, o desinfetante utilizado em guas de abastecimento pblico o cloro e seus compostos, porm a luz

ultravioleta e o oznio tambm podem ser utilizados. A luz ultravioleta utilizada mais em salas de cirurgia de hospitais, indstrias alimentcias e indstrias farmacuticas. O oznio bastante utilizado na Alemanha, Frana e Rssia; no Brasil usado em filtros domsticos.

7. Fluoretao: a fluoretao consiste na aplicao de dosagens adequadas de um composto de flor nas guas a serem distribudas.

8. Correo do pH: finalmente, mais uma vez, adicionada cal para se obter um pH adequado para proteo das tubulaes da rede de distribuio e das casas dos usurios.

24

Anlise imediata Conjunto de processos de separao dos componentes da mistura

Homognea Destilao simples (slido + Lquido) Por aquecimento, s o lquido entra em ebulio, vaporiza-se a seguir condensa-se, separando-se

do slido

Destilao fracionada (lquido + lquido) Por aquecimento, os lquidos vaporizam-se e a seguir condensam-se, separadamente, medida

que vo sendo atingidos os seus PE

Liquefao fracionada (gs + gs) Por resfriamento da mistura, os gases se liquefazem separadamente medida que vo sendo

atingidos os seus PE

Aquecimento simples (gs + Lquido) Por aquecimento abaixo do PE do lquido, o gs dissolvido expulso

Todas as fases so slidas Catao-Os fragmentos so catados com mo ou pina

Heterognea Ventilao-Separao do componente mais leve por

corrente de ar

Levigao-Separao do componente mais leve por

corrente de gua

Flotao-Separao por um lquido de densidade

intermediria

Dissoluo fracionada-Separao por meio de um lquido que

dissolve apenas um componente

Separao magntica-Apenas um componente atrado pelo m

Fuso fracionada-Separao por aquecimento da mistura at a

fuso do componente de menor PF

Cristalizao fracionada-Adiciona-se um lquido que dissolva todos os slidos. Por evaporao da

soluo obtida, os componentes cristalizam-se separadamente

Peneirao ou tamizao-Os componentes esto reduzidos a gros de diferentes tamanhos

25

Pelo menos uma das fases no

slida Sedimentao-Separao de

duas ou mais camadas devido a diferentes densidades

Decantao-Aps a sedimentao a fase lquida

escoada

Filtrao-Separa a fase lquida ou gasosa por meio de uma

superfcie porosa

Centrifugao-Decantao acelerada por uma centrfuga

Enem

a)filtrao b)clorao c)coagulao d)fluoretao e)decantao R:b

a) I e II b) I e III c) II e IV d) III e V e) IV e V

R: c. Exerccios 01. (UFSM) A alternativa que apresenta um fenmeno fsico : a) laminao do ao

b) queima de fogos de artifcio. c) amadurecimento de frutas. d) revelao de fotografia e) combusto da gasolina. 02. (MACKENZIE) Constitui um sistema heterogneo a mistura formada de: a) cubos de gelo e soluo aquosa de acar (glicose). b) gases N2 e CO2.

26

c) gua e acetona. d) gua e xarope de groselha. e) querosene e leo diesel. 03. Pode-se citar como exemplo de sistema homogneo uma mistura de: a) vapor d'gua e gs nitrognio. b) gelo e soluo aquosa de sal. c) leo e soluo aquosa de mel. d) gua e mercrio. e) areia e gasolina. 04. Assinale a alternativa correta: a) Todo sistema homogneo uma mistura homognea. b) Todo sistema heterogneo uma mistura heterognea c) Todo sistema heterogneo monofsico d) Todo sistema homogneo polifsico e) Todo sistema heterogneo pode ser uma mistura heterognea ou uma substncia pura em mais de um estado fsico

05. Sabendo-se que, toda mistura gasosa homognea, qual das misturas adiante homognea? a) areia + ar b) oxignio + gasolina c) gs carbnico + refrigerante d) gs carbnico + oxignio e) gs carbnico + gasolina 06. Seja uma mistura formada por: um pouco de areia, uma pitada de sal de cozinha, 100 mL de lcool, 100mL de gua e cubos de gelo. Quantas fases apresenta o sistema descrito? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 07. Um pedao de granito um sistema: a) monofsico b) tetrafsico c) bifsico

d) pentafsico e) trifsico 08. gua e sal de cozinha dissolvido formam uma mistura homognea que sempre um sistema: a) monofsico b) tetrafsico c) bifsico d) pentafsico e) trifsico 09) gua e lcool formam sistema: a) monofsico, desde que a quantidade de gua seja maior b) monofsico, quaisquer que sejam as quantidades de gua e lcool c) monofsico, desde que a quantidade de lcool seja maior d) bifsico, quaisquer que sejam as quantidades de gua e lcool e) bifsico, desde que a quantidade de gua seja maior 10) gua, areia e cubos de gelo formam um sistema: a) monofsico b) tetrafsico c) bifsico d) pentafsico e) trifsico 11) gua e sal de cozinha formam sistema: a) sempre monofsico b) sempre bifsico c) depende das quantidades de sal e de gua utilizados d) depende da marca do sal utilizado

e) depende da marca da gua utilizada 12) Ao adicionarmos acar a um suco, notamos que aps certa quantidade, o acar no mais se dissolve na gua. Isto significa que existe um limite de solubilidade de uma substncia conhecida como "soluto" em outra conhecida como "solvente" e, este limite conhecido como "Coeficiente de Solubilidade", ou seja, a maior quantidade de soluto que se pode dissolver numa dada quantidade de solvente a uma certa temperatura. Assim sendo, um suco adoado com acar, quanto ao nmero de fases, pode ser: a) sempre monofsico b) monofsico ou trifsico c) sempre bifsico d) bifsico ou trifsico e) monofsico ou bifsico 13) A gua potvel : a) um elemento qumico b) uma substncia pura c) uma substncia simples d) uma mistura e) uma substncia composta 14) A gua destilada : a) elemento qumico b) mistura homognea c) substncia simples d) mistura heterognea e) substncia composta 15) (FAAP) Constitui exemplo de sistema bifsico com um componente: a) lcool hidratado

27

b) leo grafitado c) gua salgada d) ar liquefeito e) gua com cubos de gelo Gabarito 1.a 2.a 3.a 4.e 5.d 6.b 7. 8.a..9.b 10.c 11.c 12.e 13.d 14.c 15.e

7.Frmulas eletrnicas e estruturais

Estruturas de Lewis ou frmulas eletrnicas so representaes dos pares de eltrons das ligaes covalentes entre todos os tomos da molcula, bem como dos eltrons das camadas da valncia que no participam das ligaes covalentes.

Estruturas de Couper ou frmulas estruturais planas so representaes, por traos de unio, de todas as ligaes covalentes entre todos os tomos da molcula.

Simples ligao uma nica ligao covalente entre dois tomos. Dupla ligao so duas ligaes covalentes entre dois tomos. Tripla ligao so trs ligaes covalentes entre dois tomos.

Nmero de oxidao

Nmero de oxidao (nox) um nmero associado carga de um elemento numa

molcula ou on. O nox de um elemento sob forma de um on monoatmico igual carga desse on, portanto igual eletrovalncia do elemento nesse on. O nox de um elemento numa molcula e um on composto a carga que teria o tomo desse elemento supondo que os eltrons das ligaes covalentes e dativas se transferisse totalmente do tomo menos eletronegativo para o mais eletronegativo, como se fosse uma ligao inica.

Elementos com nox fixo em seus compostos

Metais alcalinos (+1)

Metais alcalino-terrosos (+2)

Alumnio (+3)

Prata (+1)

Zinco (+2)

O oxignio o mais eletronegativo detodos os elementos, exceto o flor. O oxignio tem nox negativo em todos os seus compostos, exceto quando ligado ao flor. Na grande maioria de seus compostos, o oxignio tem nox =- 2. Nos perxidos (grupo OO) o oxignio tem nox = -1. O hidrognio menos eletronegativo que todos no-metais e semimetais; por isso, quando ligado a esses elementos, tem nox positivo e sempre igual a +1. O hidrognio mais eletronegativo que os metais; por isso, quando ligado a esses elementos, tem nox negativo e sempre igual a -1. A soma dos nox de todos os tomos de:

Uma molcula igual a zero

Um on composto igual carga do on.

O nox de qualquer elemento sob forma de substncia simples igual a zero. O nox mximo de um elemento igual ao nmero do grupo onde est o elemento na Tabela Peridica, com exceo dos elementos do grupo B. O nox mnimo igual a (nmero do grupo 8), no caso de o elemento ser um no-metal ou um semimetal. Nox e valncia: O nox de um elemento na forma de um on monoatmico igual sua eletrovalncia. O nox de um elemento na forma de molcula ou de on composto no obrigatoriamente igual sua valncia. A valncia, nesses casos, dada pelo nmero de ligaes covalentes e dativas. Cada ligao covalente conta como uma unidade de valncia, e cada ligao dativa, como duas unidades de valncia.

8.Equao qumica Equao qumica a representao de uma reao qumica por meio das frmulas das substncias participantes. Nas reaes qumicas h conservao dos tomos de todos os elementos. Os tomos dos reagentes so os mesmos dos produtos e em igual nmero, por isso, a equao deve ser balanceada.

28

Acertar os coeficientes ou balancear uma equao qumica igualar o nmero total de tomos de cada elemento, no 1 e no 2 membro da equao.

Mtodo das tentativas: Regras prticas:

1. Raciocinar com o elemento ou radical que aparece apenas uma vez no 1 membro e uma vez no 2 membro da equao;

2. Preferir o elemento ou radical que possua ndices maiores;

3. Escolhido o elemento ou radical, transpor seus ndices de um membro para outro, usando-os como coeficientes;

4. Prosseguir com os outros elementos ou radicais, usando o mesmo raciocnio, at o final do balanceamento.

Ex:

Mtodo de oxi-reduo: Regras prticas:

1. Procurar todos os elementos que sofrem oxi-reduo e determinar seus nox antes e depois da reao;

2. Calcular a variao total () do nox do oxidante e do redutor, da seguinte maneira:

= (variao do nox do elemento) * (nmero de tomos do elemento da molcula considerada)

3. Tomar o do oxidante como coeficiente do redutor e vice-versa;

4. Prosseguir o balanceamento com as regras aprendidas no mtodo por tentativas.

P.S. O clculo de pode ser feito no 1 ou no 2 membro da equao, de preferncia onde for maior, mas cuidado, calcule o somente para tomos que realmente sofrem oxi-reduo.

9.Funes Inorgnicas

cidos

cido de Arrhenius: substncia que em soluo aquosa libera como ctions somente ons H

+.

Caractersticas: sabor azedo; formam solues aquosas condutoras de eletricidade; mudam a cor de certas substncias.

Nomenclatura:

cido no-oxigenado (HxE) cido + [ nome de E ] + drico Ex: HCl cido clordrico

cidos HxEOy, nos quais varia o nox de E:

Grupo de E

Nox de E

Nome do cido

Exemplo

7 7 cido per + [nome de E] +

ico

HClO4 cido

perclrico nox de Cl=+7

a

29

Classificao: Quanto ao nmero de H ionizveis:

Monocidos ou cidos monoprticos

Dicidos ou cidos diprticos

Tricidos ou cidos triprticos

Tetrcidos ou cidos tetraprticos. Quanto fora:

cidos fortes, quando a ionizao ocorre em grande extenso;

cidos fracos, quando a ionizao ocorre em pequena extenso;

cidos semifortes, quando a ionizao ocorre intermediria.

Roteiro para escrever a frmula estrutural de um cido HxEOy

1. Ligue a E tantos OH quantos forem os H ionizveis;

2. Ligue a E os H no-ionizveis, se houver;

3. Ligue a E os O restantes, por ligao dupla (E=O) ou dativa (E O)

Acidez dos solos A medida do pH do solo muito importante na agricultura. De fato, cada vegetal cresce melhor em um determinado valor de pH. Duas espcies que requerem solo cido so a erva-mate e a mandioca, uma vez que so nativas da Amrica, onde predominam solos cidos. Culturas como soja, alfafa, algodo e feijo so menos tolerantes acidez do solo, ou seja, se adaptam e crescem melhor em solos corrigidos com calcrio (CaCO3), cujo pH se situa na faixa de 6,0 a 6,2. O pH do solo no influencia apenas o crescimento dos vegetais. A hortnsia, por exemplo, produz flores azuis em solos cidos, e flores rosa em solos alcalinos.

Bases

Base de Arrhenius: Substncia que, em soluo aquosa, libera como nions somente ons OH

-

Caractersticas: sabor adstringente, solues aquosas condutoras de eletricidade, fazem voltar a cor primitiva dos indicadores, caso essa cor tenha sido alterada por um cido. Nomenclatura: Hidrxido + nome do ction Classificao: Solubilidade em gua: so solveis em gua o hidrxido de amnio, hidrxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos (exceto Mg). Os hidrxidos de outros. Quanto fora:

So bases fortes os hidrxidos inicos solveis em gua, como NaOH, KOH, Ca(OH)2 e Ba(OH)2.

So bases fracas os hidrxidos insolveis em gua e o hidrxido de amnio. O NH4OH a nica solvel e fraca.

Ao de cidos e bases sobre indicadores

Indicador cido Base

Tornassol Rseo Azul

Fenolftalena Incolor Avermelhado

Alaranjado de metila

avermelhado amrelo

Teoria protnica de Brnsted-Lowry e teoria eletrnica de Lewis

Teoria protnica de Brnsted-Lowry: cido um doador de prtons (H

+) e

base um receptor de prtons. Um cido (1) doa um prton e se transforma na sua base conjugada (1). Um cido (2) doa um prton e se transforma na sua base conjugada (2). Quanto maior a tendncia a doar prtons, mais forte o cido. Quanto maior a tendncia a receber prtons, mais forte a base, e vice-versa.

Teoria eletrnica de Lewis: cidos so receptores de pares de eltrons, numa reao qumica. Bases doam pares eletrnicos em uma ligao dativa.

30

Sais

Sais de Arrhenius: composto resultante da neutralizao de um cido por uma base. formado por um ction proveniente de uma base e um nion proveniente de um cido. Nomenclatura: Nome do sal= [nome do nion] + [nome do ction] Classificao: Os sais podem ser classificados em:

Sal normal (sal neutro, na nomenclatura antiga)

Hidrognio sal (sal cido na nomenclatura antiga)

Hidrxi sal (sal bsico, na nomenclatura antiga)

Reaes de salificao

Reao de salificao com neutralizao total do cido e da base: Todos os H ionizveis do cido e todos os OH da base so neutralizados. Nessa reao, forma-se um sal normal. Esse sal no tem H no ionizvel nem OH.

Reao de salificao com neutralizao parcial do cido: Nessa reao, forma-se um hidrognio sal, cujo nion contm H ionizvel.

Reao de salificao com neutralizao parcial da base: Nessa reao, forma-se um hidrxi sal, que apresenta o nion OH ao lado do nion do cido.

Sais Naturais: CaCO3, NaCl, Ca3(PO4)2,NaNO3, CaSO4, CaF2, silicatos, sulfatos metlicos.

xidos

Compostos binrios nos quais o oxignio o elemento mais eletronegativo. Nomenclatura: xidos ExOy: Nome do xido= [mono, di, tri, ..] + xido de [mono, di tri, ...] + [nome do E]

O prefixo mono pode ser omitido

Os prefixos mono, di, tri, ... podem ser substitudos pelo nox de E, escrito em algarismo romano.

Nos xidos de metais com nox fixo e nos quais o oxignio tem nox=-2, no h necessidade de prefixos, nem de indicar o nox de E.

xidos nos quais o oxignio tem nox=-1 Nome do xido= perxido de [nome de E] xidos cidos, xidos bsicos e xidos anfteros

Os xidos dos elementos fortemente eletronegativos (no-metais), como regra, so xidos cidos. Excees: CO, NO e N2O.

Os xidos dos elementos fracamente eletronegativos (metais alcalinos e alcalino-terrosos) so xidos bsicos.

Os xidos dos elementos de eletronegatividade intermediria, isto , dos elementos da regio central da Tabela Peridica, so xidos anfteros.

xidos cidos Cl2O, Cl2O7, I2O5, SO2, SO3, N2O3, N2O5, P2O3,

P2O5, CO2, SiO2, CrO3, MnO3, Mn2O7

Reaes caractersticas

xido cido + gua = cido xido cido + base = sal + gua

xidos cidos mistos NO2

Reaes caractersticas

xido cido misto + gua = cido 1 + cido 2 xido cido misto + base = sal 1 + sal 2 + gua

xidos bsicos Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, MgO, CaO, SrO, BaO, RaO, Cu2O, CuO, Hg2O, Ag2O, FeO, NiO,

CoO, MnO

Reaes caractersticas

xido bsico + gua = base

31

xido bsico + cido = sal + gua

xidos anfteros As2O3, As2O5, Sb2O3, Sb2O5, ZnO, Al2O3, Fe2O3,

Cr2O3, SnO, SnO2, PbO, PbO2, MnO2

Reaes caractersticas

xido bsico + cido = sal + gua xido cido + base = sal + gua

xidos neutros NO, N2O, CO

No reagem com gua, nem com cidos, nem com bases

xidos salinos Fe3O2, Pb3O4, Mn3O4

Reaes caractersticas

xido salino + cido = sal 1 + sal 2 + gua

Perxidos Li2O2, Na2O2, K2O2, Rb2O2, Cs2O2, MgO2, CaO2, SrO2, BaO2, RaO2, Ag2O2, H2O2

Reaes caractersticas

Perxido + gua = base + H2O2 Perxido + cido = sal + H2O2

A CHUVA CIDA O conceito de pH, dado na pgina 203, diz que a gua pura tem pH % 7. Valores de pH acima de 7 indicam solues bsicas, e abaixo de 7, solues cidas. No existe chuva totalmente pura, pois ela sempre arrasta consigo componentes da atmosfera. O prprio CO2, que existe normalmente na atmosfera (como resultado da respirao dos seres vivos e da queima de materiais orgnicos), ao se dissolver na gua da chuva, j a torna cida, devido reao CO2 + H2O H2CO3. O cido carbnico formado , porm, muito fraco, e a chuva assim contaminada tem pH por volta de 5,6. A situao, contudo, se complica em funo dos xidos de enxofre (SO2 e SO3) e dos xidos de

nitrognio (NO e NO2) existentes na atmosfera. O SO2, existente na atmosfera, pode ser de origem natural ou artificial. O SO2 natural proveniente das erupes vulcnicas e da decomposio de vegetais e animais no solo, nos pntanos e nos oceanos. O SO2 artificial proveniente principalmente da queima de carvo mineral (em caldeiras industriais, em usinas termoeltricas etc.) e da queima dos derivados do petrleo (em motores de veculos, de avio etc.). Na atmosfera ocorrem, por exemplo, as reaes:

2 SO2 O2 + 2 SO3 SO3 H2O + H2SO4

Assim, forma-se o H2SO4, que um cido forte e constitui o maior vilo da chuva cida. Fatos semelhantes ocorrem, na atmosfera, com os xidos do nitrognio especialmente NO e NO2. O ar formado principalmente por N2 e O2; durante as tempestades, os raios provocam a reao N2 O2 + 2 NO. Alm disso, a decomposio de vegetais e animais, por bactrias do solo, tambm produz xidos de nitrognio. Alm desses fenmenos naturais, as combustes nos motores de veculos, de avio etc. constituem fontes artificiais de grandes quantidades de xidos de nitrognio. Na atmosfera podem ento ocorrer reaes como:

2 NO O2 + 2 NO2 2 NO2 + H2O HNO2 + HNO3

2 HNO2 + O2 2 HNO3 Desse modo, forma-se o HNO3, que o segundo vilo da chuva cida. Pois bem, em grandes cidades (devido s indstrias e ao grande nmero de veculos) e em regies muito industrializadas (com refinarias de petrleo, indstrias metalrgicas etc.), o ar vai acumulando grandes quantidades de H2SO4 e HNO3. A chuva traz esses cidos para o solo, dando origem ao fenmeno chamado de chuva cida. Tecnicamente, chama-se de chuva cida a qualquer chuva com pH = 5,6; em regies populosas e industriais so comuns chuvas com pH = 4,5 (j foram registradas chuvas com pH = 2, o que corresponde acidez de um suco de limo ou do vinagre concentrado. Os efeitos da chuva cida so mltiplos e sempre bastante nocivos.

32

Nos lagos, a chuva cida provoca a morte dos peixes; nas florestas, a destruio das rvores. O prprio solo se altera quimicamente, envenenando as plantaes e reduzindo as colheitas. As guas subterrneas so contaminadas. H corroso e desgaste dos prdios e dos monumentos. Por fim, a prpria sade do homem e dos animais prejudicada, com o aparecimento de vrias enfermidades do sistema respiratrio, como tosse, bronquite e enfisema pulmonar. Um incidente triste ocorreu em Londres, em dezembro de 1952, quando a cidade ficou coberta, durante vrios dias, por uma nuvem de fumaa (smoke) e neblina (fog), conhecida pela abreviao smog; aproximadamente 4.000 pessoas, principalmente crianas e idosos, acabaram morrendo por causa dessa forte poluio. As solues para a chuva cida so caras e de aplicao complicada, pois envolvem aspectos

tcnicos, econmicos, polticos, sociais etc. Do ponto de vista tcnico, recomendam-se, como medidas principais: a purificao do carvo mineral, antes de seu uso; o emprego de caldeiras com sistemas de absoro de SO2; o uso de petrleo de melhor qualidade e a purificao de seus derivados, visando eliminao de compostos de enxofre; nas cidades, o maior uso de transporte coletivo (metrs, trens suburbanos, nibus etc.) e o desestmulo ao uso de carros particulares; a construo de carros menores, com motores mais eficientes e com escapamentos providos de catalisadores que decomponham os gases txicos e nocivos. e muitas outras medidas, aplicveis s indstrias, s residncias, aos transportes e ao nosso dia-a-dia.

Enem

33

a) Parque Dom Pedro II b) So Caetano do Sul c) Congonhas d) Osasco e) Pinheiros

R: e 01) Qual das substncias abaixo provoca um brilho mais intenso na lmpada, se adicionada gua? a) HCN b) NH3 c) HClO4 d) CH3COOH e) C6H6 02) O HCl, quanto ao n. de hidrognios cidos, elementos qumicos, presena do carbono, presena do oxignio e estado fsico, classifica-se, respectivamente, como: a) monocido, ternrio, inorgnico, oxicido, lquido. b) monocido, binrio, inorgnico, hidrcido, gasoso. c) bicido, binrio, inorgnico, oxicido, gasoso.

d) bicido, ternrio, orgnico, hidrcido, gasoso. e) monocido, binrio, orgnico, hidrcido, lquido. 3) (Mackenzie-SP) Certo informe publicitrio alerta para o fato de que, se o indivduo tem azia ou pirose com grande freqncia, deve procurar um mdico, pois pode estar ocorrendo refluxo gastroesofgico,isto , o retorno do contedo cido estmago. A frmula e o nome do cido que, nesse caso, provoca queimao no estmago, a rouquido e mesmo dor torxica so: a) HCl e cido clrico. b) HClO2 e cido cloroso. c) HClO3 e cido clrico. d) HClO3 e cido clordrico. e) HCl e cido clordrico. 4) O cido ciandrico o gs de ao venenosa mais rpida que se conhece; uma concentrao de 0,3 mg/L de ar

34

imediatamente mortal. o gs usado nos estados americanos do norte que adotam a pena de morte por cmara de gs. A primeira vtima foi seu descobridor, Carl Withelm Scheele, que morreu ao deixar cair um vidro contendo soluo de cido ciandrico, cuja frmula molecular : a) HCOOH. b) HCN. c) HCNS d) HCNO. e) H4Fe(CN)6. 5) (UNIV.BRS CUBAS-SP) No laboratrio de uma escola, encontrou-se um frasco antigo com rtulo parcialmente destrudo. Apenas a palavra cido estava legvel. O lquido apresentava colorao avermelhada e, depois de algumas anlises feitas pelos alunos, constatou-se a presena de NO2. No rtulo, deveria estar identificado o cido: a) ntrico. b) fosfrico. c) clordrico. d) sulfrico. e) carbnico. 6) A formao do hidrxido de alumnio, Al(OH)3, resultante da reao de um sal desse metal com uma base pode ser representada por: a) Al

+ + OH

1- Al(OH).

b) Al 2+

+ 2 OH 1-

Al(OH)2. c) Al

3+ + 3 OH

1- Al(OH)3.

d) Al 4+

+ 4 OH 1-

Al(OH)4. e) Al

5+ + 5 OH

1- Al(OH)5.

7) (MACKENZIE-SP) A base, que na dissociao inica total produz um nmero de hidroxilas, por mol, igual ao nmero de ctions obtidos na ionizao total do cido sulfrico, : a) Mg(OH)2. b) NaOH. c) NH4OH. d) Al(OH)3. e) Pb(OH)4. 8) O gs contido em um cilindro metlico, aps a abertura da vlvula do cilindro, foi borbulhado em gua contendo o indicador fenolftalena. Obteve-se soluo acentuadamente avermelhada. O gs em questo poder ser: a) amnia. b) dixido de carbono. c) dixido de enxofre. d) cloreto de hidrognio. e) nitrognio.

9) Na reao de neutralizao total do cido sulfdrico com o hidrxido de potssio, h formao de sal e gua. A frmula e o nome correto deste sal so, respectivamente: a) K2SO4 e sulfato de potssio. b) K2SO3 e sulfito de potssio. c) KS e sulfeto de potssio. d) K2S e sulfato de potssio. e) K2S e sulfeto de potssio. 10) Na neutralizao parcial de um monocido por uma dibase, resultam molculas de gua em nmero de: a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. 11) Os produtos de neutralizao parcial do cido bromdrico (HBr) pelo hidrxido ferroso [Fe(OH)2] so: a) FeBr2 + H2O. b) FeBr2 + 2 H2O. c) FeBr3 + 3 H2O. d) FeOHBr + H2O. e) FeOHBr + 2 H2O. 12) Sobre a reao equacionada abaixo, assinale a alternativa incorreta: 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O a) Ocorre neutralizao das propriedades do cido e da base. b) H a formao de um sal neutro. c) chamada reao de ionizao. d) Um dos reagentes o hidrxido de sdio. e) A soma dos coeficientes do balanceamento nesta equao igual a 6. 13) O lquido de Dakin, utilizado como anti-sptico, uma soluo diluda de NaCl, ou seja: a) perclorato de sdio. b) hipoclorito de sdio. c) cloreto de sdio. d) clorato de sdio. e) clorito de sdio. 14) No processo de produo de sal refinado, a lavagem do sal marinho provoca a perda do iodo natural, sendo necessrio, depois, acrescenta-lo na forma de iodeto de potssio. Outra perda significativa a de ons magnsio, presentes no sal marinho na forma de cloreto de magnsio e sulfato de magnsio. Durante este processo so tambm adicionados

35

alvejantes, como o carbonato de sdio. As frmulas representativas das substncias destacadas no texto anterior so, respectivamente: a) KI, MgCl, MgSO4 e NaCO3. b) K2I, MgCl2, Mg2SO4 e Na2CO3. c) K2I, Mg2Cl, MgSO4 e Na(CO3)2. d) KI, MgCl2, MgSO4 e Na2CO3. e) KI2, Mg2Cl, Mg(SO4)2 e Na3CO3. 15)(CEESU 2003) A cal viva um material muito usado por pedreiros, pintores e agricultores, representada pela frmula CaO. Verifique que funo est representada. a) cido. b) Base. c) Sal. d) Hidreto metlico. e) xido. 16)Colocando um xido bsico em presena de um cido, obteremos como produto: a) uma base. b) um sal. c) uma base e um sal. d) uma base e gua. e) um sal e gua. Cristal ou vidro? O vidro cristal e o vidro comum tm uma estrutura molecular de desenho praticamente idntico: a diferena est nos elementos qumicos que compem essa estrutura, afirmar Oscar Peitl Filho, professor de engenharia de materiais da Universidade Federal de So Carlos.Tambm conhecido como vidro de cal-soda ou soda-cal, o vidro comum feito de areia (slica), soda (xido de sdio), cal (xido de clcio) e xido de alumnio. J na composio do vidro cristal entra apenas a slica e o xido de chumbo, substncia que d mais brilho e maior peso ao produto. 17)Observando o texto acima, podemos afirmar que: a) o xido de sdio tem frmula NaO. b) o xido de clcio um xido cido ou anidrido. c) a frmula do xido de alumnio Al2O3. d) todos os xidos presentes no vidro comum ou vidro cristal so xidos cidos. e) o xido de chumbo um xido molecular. 18)Quando o solo excessivamente cido, agricultores procuram diminuir a acidez por meio da adio de substncias com

propriedades alcalinas. Com essa finalidade, um dos produtos utilizados o: a) NaCl. b) CaO. c) Na2SO4. d) NH4NO3. e) KClO4. 19.As indstrias de produo de vidro utilizam a areia como principal fonte de slica (SiO2) para conferir o estado vtreo. Utilizam, ainda, com a finalidade de reduzir a temperatura de fuso da slica, os fundentes Na2O, K2O e Li2O. A escolha dos xidos de sdio, potssio e ltio para reagir com a slica e dar origem a um produto vtreo de menor ponto de fuso deve-se ao fato de esses xidos manifestarem carter: a) bsico. b) neutro. c) cido. d) misto. e) anftero.

Gabarito: 1.c 2.b 3.e 4.b 5.a 6.c 7.a 8.a 9.e 8.a 9.e 10.b 11.b 12.c 13.c 14.d 15.e 16.e 17.c 18.b 19.a

10.Reaes Inorgnicas

Tipos de raes

Sntese ou adio aA + bB AB

Decomposio ou anlise AB A + B

Deslocamento AB + C AC + B (reatividade C>B) AB + C CB + A (reatividade C>A)

Metais com a gua: metais alcalinos fazem reao muito violenta com gua, mesmo a frio; metais alcalino-terrosos fazem reao branda com a gua, a frio; o magnsio faz reao muito lenta

36

com a gua fria, com gua quente mais rpida, porm branda; os metais menos reativos que o Mg e mais reativos que o H s reagem com vapor de gua a alta temperatura; os metais menos reativos que o H no reagem com gua em nenhuma condio.

Reao de dupla-troca AB + CD AD + CB A reao de dupla troca ocorre quando AD e/ou CB for: menos solvel, eletrlito mais fraco, mais voltil que AB e/ou CD. Solubilidade em gua Regras de solubilidade em gua:

Os sais dos metais alcalinos e de amnio so solveis

Os nitratos e os acetatos so solveis

Os cloretos, brometos e os iodetos em sua maioria so solveis (excees Pb, Ag, Cu, Hg)

Os sulfatos em sua maioria so solveis na gua (excees Ca, Sr, Ba e Pb)

Os sulfetos e hidrxidos, em sua maioria so insolveis na gua (excees metais alcalinos e amnio e alcalino-terrosos)

Os carbonatos, os fosfatos e os sais dos outros nions no mencionados em sua maior parte, so insolveis.

Volatilidade Todo composto inico no voltil, portanto os sais e os hidrxidos metlicos so no volteis. Indcios de ocorrncia de uma reao

Mudana de colorao no sistema e/ou

Liberao de gs (efervescncia) e/ou

Precipitao (formao de composto insolvel) e/ou

Liberao de calor (elevao da temperatura do sistema reagente).

01) Considere as equaes: I . Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2 II . P2O5 + 3 H2O 2 H3PO4 III. AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 IV.CaO + CO2 CaCO3 V. 2 H2O 2 H2 + O2 considerada uma reao de decomposio: a) I. b) II.

c) III. d) IV. e) V. 02) A seqncia que representa, respectivamente, reaes de sntese, anlise, simples troca e dupla troca so: I. Zn + Pb(NO3)2 Zn(NO3)2 + Pb II. FeS + 2 HCl FeCl2 + H2S III. 2 NaNO3 2 NaNO2 + O2 IV. N2 + 3 H2 2 NH3 a) I, II, III e IV. b) III, IV, I e II. c) IV, III, I e II. d) I, III, II e IV. e) II, I, IV e III. 03) No filme fotogrfico, quando exposto luz, ocorre reao: 2 AgBr 2 Ag + Br2 Essa reao pode ser classificada como: a) pirlise. b) eletrlise. c) fotlise. d) sntese. e) simples troca. 06) Dadas as equaes: I - CuCl2 + H2SO4 CuSO4 + 2 HCl II - CuSO4 + 2 NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 III - Cu(OH)2 CuO + H2O

A classificao da reao equacionada e o nome do composto assinalado em negrito so: a) Em I - dupla troca e sulfato de cobre I. b) Em III - sntese e xido cprico. c) Em II - dupla troca e hidrxido cprico. d) Em III - anlise e xido cuproso. e) Em I -