ESTEQUIOMETRIA I.[VESTIBULAR]

CALCULO ESTEQUIOMÉTRICO.

-Caso simples
-Grau de Pureza
-Rendimento
-Reagente em excesso


Fundamentos para você efetuar um cálculo estequiométrico com exatidão.
-Escrever a equação química que representa o fenômeno.
-Ajustar os coeficientes da equação,ou seja,balancear.
-Você deve estabelecer um regra de três simples entre os participantes utilizando as grandezas químicas.


  Grandezas químicas nas CNTP.
Ex: H2O --> 1mol H2O =18g/mol de H2O = 6.10²³ moléculas de H2O =22,4 L de H2O 


É claro que nas questões não iremos estabelecer a regra de três entre todas as grandezas,somente aquelas que foram pedida no problema.

1-CASO SIMPLES.

Como o nome diz,caso simples,iremos envolver somente um tipo de grandeza química,geralmente massa.
Exemplo:
1.1)Devido a tensão superficial da água,muitos microorganismos da base da cadeia alimentar,como o plâncton,se sustentam na superfície desse líquido,produzindo oxigênio e servindo de alimentos para organismos maiores.Detergentes não biodegradáveis quando despejados nos lagos,reduzem drasticamente a tensão superficial da água e a concentração de oxigênio dissolvido,provocando a morte dos microorganismos.Essa biodegradação pode ser representada pela equação química abaixo:
                      
                        C14H29SO3Na + O2 --> CO2 + H2SO4 +Na2SO4 +H2O (Não balanceada)


                        2C14H29SO3Na + 43O2 --> 28CO2 + 1H2SO4 +1Na2SO4 +28H2O

 Suponha que você seja um fiscal de meio ambiente e queira determinar nas águas residuais lançadas em um lago,a quantidade de sulfato de sódio produzido nessa reação.Calcule a quantidade em gramas,desse sal,decorrente da biodegradação de 1800g de C14H29SO3Na.


Resolução..
-O primeiro passo sempre é balancear a equação segundo pela regra de preferência.
Metais,Ametais,Hidrogênio e Oxigênio,nessa ordem.
-Segundo passo é relacionar  o valor que foi fornecido com o que ele deseja obter.(isso na 2ª Linha da regra de três)
-A primeira linha fica sempre as grandezas químicas,dados molares,que são fixos.Ex:Como o que ele quer é massa,na primeira linha você deverá relacionar a Massa molar das substâncias envolvidas,lembrando sempre de colocar os coeficientes correspondentes.Veja abaixo:

Calculando a massa molar..
       C14H29SO3Na =     C -->14 x 12=168g/mol
                                  H -->29 x 1 =29g/mol

                                  S -->1 x 32 =32g/mol

                                  O -->3 x 16 = 48g/mol

                                  Na -->1 x 23 = 23g/mol

                                     TOTAL = 300g/mol




       Na2SO4 = Na-->2 x 23 = 46g/mol

                        S--> 1 x 32 = 32g/mol

                        O -->4 x 16 = 64g/mol

                             TOTAL = 142g/mol

Resumindo..

O cálculo da massa molar é feito pela multiplicação do número de átomos de um elemento pela sua massa atômica,e depois soma-se os resultados para ter a massa molar da substância.

Resolvendo o problema..

              2.300g de C14H29SO3Na -------------- 1.142g de Na2SO4               


               1800g de C14H29SO3Na ------------- x(g) de Na2SO4   


*Faz-se o produto do meio pelos extremos e obtemos:


           600g x= 142 x 1800   --->  X= 142 x 1800  --> X= 426g de Na2SO4
                                                             600


Dicas
-Os dados molares(grandezas químicas) sempre vão estar na primeira linha.


-Faça sempre a relação que ele pede.No caso desta questão ele queria saber,se degrada-se 1800g de    C14H29SO3Na quanto eu iria obter em massa a quantidade de Sulfato de sódio Na2SO4.


-Feito essas duas análises relacione 1800g --------- x(g) [2ª linha].


- Na 1ª Linha você irá por os dados molares.Como  ele só faz relações com massa e o que ele quer encontrar é a MASSA,na primeira linha você irá colocar as massas molares(massa atômica) das substâncias.

Mas quais substâncias usar?

A que ele te forneceu valor e a que ele quer encontrar.Leia atentamente,a pergunta,os passos do processo e as dicas.




2-GRAU DE PUREZA
No grau de pureza  também utilizamos uma regra de três simples,porém relacionamos com a percentagem de pureza de uma dada substância ao final do cálculo.Para saber o grau de pureza de uma reação use:
Pureza=Parte Pura (a que reage) x 100
                         Parte Bruta (total)
  
Veja o exemplo:
2.1)O ácido sulfúrico pode ser usado para deslocar o equilíbrio de ácidos fracos e seus sais conjugados;por exemplo,com o acetato de sódio o equilíbrio desloca-se para a direita,dando o ácido acético:


                           H2SO4 + CH3COONa <-->NaHSO4 + CH3COOH (já balanceada)


Partindo-se de 2 mols de ácido sulfúrico,forma-se 30g de ácido acético.O grau de pureza do reagente é de?


Resolução ..
*A equação já se encontra balanceada,agora basta relacionar os valores,lembre-se comece sempre montando a 2ª linha,relacionando o que ele forneceu com o que ele quer.Mas nesse caso aí,ele já te deu a quantidade produzida por 2mols,então basta orgazinar.


A 2ª linha ficará desse jeito:


                                            2mols H2SO4 ------------ 30g de  CH3COOH


*Agora vamos montar a 1ª linha,lembrando sempre que nesta linha ficam os dados molares,fixos.
*Observe que ele não lhe informa que 1mol de H2SO4 está para 60g de CH3COOH.No entanto você deduz já que 2mols de H2SO4 está para 30g de CH3COOH .


A 1ª linha ficará desse jeito:


                                             1mol de H2SO4 -------------60g de CH3COOH


Unindo as duas linhas ficará desse jeito...      


                                              1mol de H2SO4 -------------60g de CH3COOH


                                               2mols H2SO4 ------------ 30g de  CH3COOH


Pronto agora está montada a sua regra de três.Você deve estar se perguntando...mas onde tá o meu "X" da equação?Nesse tipo de questão,você poderá fazer um "X" na segunda linha,somente nela,tanto no lado do reagente como no produto.Observe:

1ª)Irei "fazer" o meu X no lado direito da esquerdo da 2ª linha,substituindo o valor que ocupado nesse espaço.Veja:


                                               1mol de H2SO4 -------------60g de CH3COOH
                                                                  X ------------ 30g de  CH3COOH
 

-Fazendo o produto do meio pelos extremos você tem:

                           60X= 30.1  -----> X=30 -----> X=1/2 mols ou 0,5 mols.
                                                        60

Agora basta jogar na fórmula,ou fazer uma regra de três mesmo.Observe:


                                                         1 mol ----------100%


                                                         0,5 mol---------X
                                             Logo X =50% é pureza ou melhor a parte pura.



2ª)Agora irei "fazer" o meu "X" no lado esquerdo da segunda linha,sempre nessa linha.
      
                                              1mol de H2SO4 -------------60g de CH3COOH


                                              2mols de  H2SO4 -------------X g de CH3COOH

-Fazendo o produto do meio pelos extremos você tem:

                                                         X=2x60 ---> X= 120 g

Agora basta jogar na fórmula,ou fazer uma regra de três mesmo.Observe:

                                                          120g-----------100%

                                                          60g------------X

                                              Logo X = 50 %

Então perceba,que você pode fazer o X em qualquer lado,mas sempre na segunda linha.

Outro modelo de questão de Grau de Pureza.

Ex:O ácido nítrico puro é um líquido viscoso,incolor e inodoro [....].Quando ebulido em presença de luz,há uma decomposição parcial com formação de dióxido de nitrogênio seguindo a reação:

                                               HNO3 -->H2O +  NO2 + O2 (72C°) (não balanceada)

                                             4HNO3 -->2H2O + 4NO2 + 1O2  (balanceada)

Partindo-se de 2mols de HNO3 e sabendo que o reagente está 10% em massa,o volume de dióxido de nitrogênio nas condições da reação é aproximadamente? Dado:Volume molar a 72c° =28,3 L

Resolvendo...

-Lembre-se comece sempre pela segunda linha relacionando o que ele te deu com o que ele quer.A 2ª linha ficará desse jeito.Observe:

                                          2mols de HNO3 ----------- X (L) de NO2

  

 Agora faça a primeira linha,são os dados fixos,molares.Não esqueça dos coeficientes estequiométricos,e lembrando sempre,que eles só multiplicam a 1ªlinha.Veja:

                                           4x1mol de HNO3 ------------------- 4 x 28,3 L de NO2         

Unindo as duas linhas ficará desse jeito:

                                               4x1mol de HNO3 ------------------- 4 x 28,3 L de NO2  

                                               2mols de HNO3 ----------- X (L) de NO2 

Agora fazemos o produto dos meio pelos extremos:                   

                                                4X= 2x4x28,3 ----> X= 226,4 ----> X= 56,6 L de NO2 

                                                                                       4 

Agora para finalizar basta fazer a regra de três,relacionando o valor com a percentagem que ele pediu.Observe que ele diz que o reagente está em 10% em massa,terá que descobrir qual é esse valor.Façamos então a regra de três final:

                                             56,6 L de NO2 ----------- 100%

                                               X ------------------------10%

                                                  Logo X =5,66  L de NO2 é o volume nessas condições. 

                      

LIGAÇÕES QUÍMICA

QUADRO DAS LIGAÇÕES QUÍMICAS [Ensino Médio]

              IÔNICA                           COVALENTE                               METÁLICA
1ªDEF:Transf.de Elétrons        Compartilhamento de                   Elétrons livres
                                                        elétrons


2ªDEF: M+AM(1A,2A)                  H+H; H+AM                                    M+M
                     H                               AM+AM                                  M(T) + H



*Onde M -->Metais
*Onde AM -->Ametais
*Onde M(T) -->Metal de Transição
*Onde H -->Hidrogênio

LIGAÇÃO IÔNICA

Esse tipo de ligação é percebido quando os seus ligantes são Ametais Ligados a Metais,ou Metais ligado a Hidrogênio(H).Como sabemos os metais tem tendência em perder elétrons e os ametais a ganhar,originando cátions e ânios respectivamente.Desse modo possibilitando a união entre metais e não metais.

OBS:Sendo que o Metal Ligante tem que pertencer a família 1A ou 2A.

RECONHECENDO UMA LIGAÇÃO IÔNICA.

Espécies Ligantes:AM + M ou M + Hidrogênio (H)
Metais vão perder elétrons para se estabilizar originado Cátions.
Ametais vão ganhar elétrons para se estabilizar originado assim Ânions.

Exemplo de um composto iônico:
a)NaCl

*Observe que o Na é um metal pertencente a família 1A o Cl é um ametal,logo existirá ligação iônica.
Como o Na pertence a família 1A irá perder ou melhor,transferir seu elétron da última camada para o Cloro(Cl),o cloro por pertencer a família 7A precisa receber um elétron para se estabilizar.
Então veja,a ligação iônica acontece quando um elemento(Metal) quer transferir elétrons e o outro quer receber(Ametal).

Finalizando.
O Cloro se estabilizou pois ficou com 8 elétrons em sua última camada e o Sódio(Na) também,pois se estabilizou também com 8 elétrons,porém em sua camada anterior a de valência(camada mais externa).

*Os compostos iônicos conduzem a eletrecidade no seu estado Fundido ou quando dissolvidos em Água.
*Os compostos iônicos apresentam altos pontos de fusão e Ebulição.

DICA:Se estiver com dúvida,faça a distribuição eletrônica dos elementos. 


LIGAÇÃO MOLECULAR ou COVALENTE.
Esse tipo de ligação química é feita entre dois ametais ou  ametal ligado a hidrogênio.
Nesse tipo de ligação ocorre o compartilhamento entre um ou mais pares de elétrons,claro para se estabilizarem.Existe dois tipos de ligações covalente:a simples ou comum e a coordenada ou também chamada de dativa.

a)Covalente Simples

  - Ocorre somente compartilhamento de elétrons entre o elemento central e os seus ligantes.Veja o exemplo abaixo.

  Ex;H2O
A molécula de água possui três átomos,sendo o Oxigênio seu elemento central,pois está em menor quantidade,e por ele pertencer a família  6A tem seis elétrons em sua ultima camada,diferentemente do Hidrogênio que tem somente um elétron em sua ultima camada,pelo fato de ser da família 1A.

ENTENDENDO...

        ..
H-   :O:   -H

Imagine que os traços e os pontos são os elétrons na ultima camada dos elementos dispostos.Observe que pela Regra do Octeto os elementos se estabilizam tendo 8 elétrons em sua última camada,é claro toda regra tem sua exceção,que vem ser o Hidrogênio,que se estabiliza com 2 elétrons em sua ultima camada.
Então haverá o compatilhamento de elétrons entre o oxigênio e os dois átomos de hidrogênio.
Veja a imagem:

Repare que o Oxigênio se estabilizou,pois os dois átomos de Hidrogênio compartilharam seus elétrons,e ao mesmo tempo o oxigênio também compartilha elétrons com os átomos de hidrogênio,ficando todos estabilizados,sendo o oxigênio com 8 elétrons em sua ultima camada e os átomos de hidrogênio com 2 elétrons cada um.

*Lembre-se um átomo ganha no máximo 4 elétrons.

b)Lig.Coordenada ou Dativa

Acontece quando a(s) ligação(ões) simples não foram suficientes para estabilizar algum elemento ligante ao átomo central.

Condições para este sub-tipo de ligação.

*Elemento Central Estabilizado.

*O elemento central tem que possuir pelo menos um par de elétrons livres.

*Pelo menos um Átomo ligado ao Central não deve estar estabilizado,precisando de no mínimo um par de életrons para se estabilizar. 

Veja a Imagem:

Vamos tomar como exemplo o SO2.

Repare que o Enxofre é o Elemento Central pois está   em    menor quantidade.

ENTENDENDO...

Bem,veja que pelo fato do Enxofre pertencer a família 6A tem seis elétrons em sua última camada,assim como  os dois átomos de Oxigênio,pelo mesmo motivo.

O primeiro passo é sempre estabilizar logo o elemento central com ligações covalentes simples.Veja de novo a imagem e observe o compartilhamento de elétrons no retângulo entre o "S" e  "O".Você notou que nessa ligação simples o Enxofre e o Oxigênio da sua direita ficaram estabilizados,no entando o outro átomo de Oxigênio ainda continua com seis elétrons,logo o Enxofre(S) que já está estabilizado irá doar um par de elétrons para esse oxigênio para que também possa se estabilizar.

RESUMINDO...

Na molécula de SO2  houve duas ligações covalente simples e uma dativa.

IMPORTANTE!

-Os compostos moleculares não conduzem eletrecidade em nenhum dos seus estados físicos,exceto os Ácidos e o NH3 em presença de água.

-Os compostos moleculares apresentam baixos pontos de fusão e ebulição.

LIGAÇÃO METÁLICA

Esse tipo de ligação é feita entre metais,em que todos os elementos envolvidos perdem elétrons de sua camada mais externa,e ficam desordenados por esse motivo.Isso até o momento do composto ser exposto a eletrecidadeelétrons.

Características dos compostos metálicos:

-Bom condutores de eletrecidade,pois possuem elétrons livres.

-Apresentam altos pontos de fusão e ebulição.

-São bons condutores de calor. 

GEOMETRIA MOLECULAR - PRISE I (UEPA)

Nos últimos anos a Universidade Estadual do Pará,vem cobrando muito em sua primeira fase o assunto de geometria molecular,que vem ser a forma geométrica formada pelas ligações entre os elementos de um composto MOLECULAR.

Lembre-se:compostos moleculares são formado somente por AMETAIS e/ou ligado a HIDROGÊNIO e só tem ligações Covalentes,se um dado composto apresentar pelo menos uma ligação iônica,o composto referido será dado com iônico.
   Ex:C,O,Cl,N..etc

Observe a Organização na Tabela Periódica.

*A Parte em amarelo são os Metais.
*A parte em Azul são os Ametais.
*A Parte em Cinza são os Gases Nobres.

OBS:O Hidrogênio por possuir propriedades distintas não se enquadra  em nenhuma das famílias.No entando,por possuir um próton e um elétron,é colocado na primeira família sendo o primeiro elemento,uma vez que sabemos que as tabelas atuais estão organizadas em ordem crescente de número atômico.

As geometrias moleculares mais cobradas são:Linear,Angular,Trigonal Plana,Piramidal e Tetraédrica.

ESQUEMA:

Nº DE ÁTOMOS         SOBRA DE ELÉTRONS NO CENTRAL                               GEOMETRIA
           2                                           Sem Sobra                                         Linear
          
           3                                            Sem Sobra                                         Linear

           3                                            Com Sobra                                        Angular

           4                                            Sem Sobra                                        Trigonal Plana

           4                                            Com Sobra                                        Piramidal

           5                                            Sem Sobra                                         Tetraédrica



Como descobrir se tem sobra ou não de elétrons no Átomo Central?
Ex;Qual a Geometria molecular dos seguintes compostos;

a)H2O

 Bom o primeiro passo é você saber quem vai ser o átomo central,para isso tem algumas condições.
 1-Ordem de preferência:Será o Central aquele átomo que estiver em menor quantidade,no caso da água o oxigênio seria o elemento central.

2-Se os elementos estiverem na mesma proporção,o central será aquele que fizer mais ligações.

3-Se os dois itens apresentado acima estiverem simultâneamente,o desempate,ou melhor o elemento central será aquele que for menos Eletronegativo.


É isso aí,no próximo post falarei sobre os tipos de ligações.
Espero que tenham gostado.Abraço.
 

QUÍMICA AMBIENTAL - EFEITO ESTUFA.

O EFEITO ESTUFA


Sabemos que o Efeito estufa é um fenômeno natural,e é muito importante pois é ele que mantém a temperatura da terra em condições habitáveis.No entanto as ações antrópicas,ou seja,causada pelo homem,vem intensificando esse efeito,sobretudo com o advento da primeira Revolução Industrial.
Com o surgimento das indústrias,com o consumismo da época,o Fordismo,produção em massa.Fábricas passaram a emitir pra atmosfera uma taxa muito alta dos chamados Gases estufas:Vapor D'água,Óxido Nitroso,mas principalmente o Dióxido de Carbono e o Metano.
O Dióxido de Carbono é o principal intensificador/causador desse efeito.

COMO FUNCIONA?
Parte Radiação proveniente do Sol passa pela atmosfera e chega ao solo e se transforma em calor,logo em seguinda  é reflitida de volta para o espaço,tendo que passar novamente pela a atmosfera.No entanto a grande acumulação de gases poluentes absorvem esse calor vindo da terra aumentado assim a temperatura na superfície terrestre,consequentimente a do planeta,gerando grandes desequilíbrios ambientais.


VEJA O VÍDEO PARA MELHOR COMPREENSÃO.

IMPORTANTE!
Os combustíveis fósseis são os grandes vilões da maioria dos problemas ambientais,pois sua combustão(queima) emite grande quantidade de gases poluentes para a atmosfera.
Por serem originados da matéria organica,é considerada uma fonte de ernegia não renovável,pois demora milhões de anos para essa matéria orgânica se decompor.


Esse foi mais um resumo sobre o Efeito Estufa,espero que tenham gostado.
Até a próxima!!

Eletroquímica - PILHA

Breve comentário sobre o estudo ELETROQUÍMICA.

A eletróquimica trabalha com basicamente o estudo da eletrecidade relacionado com as reações.
Possíveis casos em que uma reação pode gerar eletrecidade,no caso da Pilha e/ou também quando para que ocorra uma reação deve ser necessário a presença de um gerador para que possa fornecer eletrecidade a uma dada reação,possibilitando assim que ela ocorra.




PILHA DE DANIELL

Breve histórico.
As primeiras aplicações importantes da eletricidade provieram do aperfeiçoamento das pilhas voltaicas originais pelo cientista e professor inglês John Daniell, em 1836.

      Pilhas eletroquímicas são sistemas que produzem corrente contínua e baseiam-se nas diferentes tendências para ceder e receber elétrons das espécies químicas.

       A pilha de Daniell é constituída de uma placa de Zinco (Zn) em uma solução de ZnSO₄ e uma placa de Cobre (Cu) em uma solução de CuSO₄. As duas soluções são ligadas por uma ponte salina, ou por uma parede porosa.

Para o Vestibular!

É importante saber que uma pilha sempre terá a sua ddp>0 ou seja,positiva,uma vez que diferentimente da eletrólise,o seu processo é espontâneo.

E o fluxo de elétrons é do Ânodo --> Cátodo

NA PILHA:
 

 Temos dois pólos onde em cada um desses pólos acontece uma semi-reação.

Pólo positivo é o Cátodo,onde acontece o fenômeno da Redução.

Pólo Negativo é o Ânodo,onde acontece o fenômeno da Oxidação.

OBS¹:Sempre no Cátodo ocorrerá o Fenômeno da Redução e no Ânodo o da oxidação,tanto para a Pilha como para a Eletrólise.

OBS²:Na Eletrólise,o polo pósitivo é o Ânodo e o Negativo é o Cátodo.

DICA:Para você não se embaralhar com os fenômenos que acontecem.

Lembre-se:CÁTODO começa com uma consoante logo o fenômeno que acontecerá nele começará também com uma consoante,que é a REDUÇÃO.  

A mesma coisa vale para o ÂNODO,que começa com uma vogal,logo o fenômeno que ocorrerá nele também começará com uma vogal,no caso é a Oxidação. 

PONTE SALINA.                  

Representação (//)

Serve para neutralizar as soluções do Eletrolito,retirando o excesso de íons negativo do Cátodo e íons positivos do Ânodo.

PILHA DE DANIELL.

Cu+² + 2e- ---> Cu      (Cu está reduzindo,logo será polo Positivo/Cátodo)

Zn --->Zn+² + 2e-      (Zn está oxidando,logo será polo negativo/Ânodo)

________________

Cu+² +Zn ---> Cu +Zn+²

Representação.

     Vai oxidar/oxidado//reduzido/o que vai reduzir.

Veja como ficará a representação da Pilha Acima.

     Zn/Zn+²//Cu+²/Cu

Antes da ponte salina representa o Ânodo e depois da ponte salina representando o Cátodo.

Esse foi um pequeno resumo de Pilha,parte do Estudo da Eletroquímica,espero que tenham gostado e qualquer dúvida deixe seu comentário.Até a próxima.