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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,
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 66
mol1,7x10y
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 77
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 88
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 99
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1515
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..
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 1616
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 2020
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 2929
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.
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3030
↑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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3333
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 3939
REAÇÕES EXOTÉRMICASREAÇÕES EXOTÉRMICAS
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4040
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4343
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4848
Gráfico de VelocidadeGráfico de Velocidade
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 4949
Velocidade instantânea
rapidezACopostocatetotg rapidezBCadjacentecateto
tg
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5050
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5151
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5252
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5353
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5555
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
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5656
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.
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5757
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5858
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 5959
Gráfico Gráfico termocinéticotermocinético
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6060
E ilíb i Q í iEquilíbrio Químico
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6161
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.
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6262
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6363
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
Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 6565
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
Prof. Msc João NetoProf. Msc João Neto 6666
↑[ ] – desloca para o lado oposto
ConcentraçãoConcentração
p p
↓[ ] – fica do mesmo lado↓[ ]
N2 + 3H22NH3N2 + 3H22NH3
↑[N2] – desloca p/ direita ↑[ 2] p/(favorece produtos)
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6767
↑T – desloca para o lado ΔH>0
TemperaturaTemperatura
↓T – desloca para o lado ΔH<0↓ p
A + B AB ΔH=+10kJ
Endotérmico
Prof. Msc. João NetoProf. Msc. João Neto 6868
↑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