Química1. GASES O estudo dos gases é de grande importância na compreensão de fatos que ocorrem no nosso cotidiano, tais como: um balão subir, uma bexiga murchar com o tempo, a pressão interna de o pneu aumentar em dias mais quentes, etc. 1.1 TEORIA CINÉTICA Para explicar o comportamento ideal do estado físico gasoso, bastante energético, devemos observar os preceitos de uma teoria: a "Teoria Cinética dos Gases". Profº Alan Leite 1.4 EQUAÇÃO DE ESTADO Da teoria cinética dos gases, temos: P ∝ n, P ∝ T e P ∝ 1/V Portanto, P ∝ n.T.1/V Portanto, o físico Clapeyron estabeleceu uma equação que relaciona as 3 variáveis de estado de um gás – pressão, volume e temperatura – para uma quantidade de matéria igual a n, descrevendo totalmente o comportamento de um gás ideal: Essa teoria baseia-se nos seguintes postulados: 1. As moléculas dos gases estão em movimento retilíneo (as forças de atração entre as moléculas dos gases é desprezível) e caótico, chocam-se entre si elasticamente (não perdem energia cinética devido aos choques): a pressão exercida pelo gás é conseqüência das colisões de suas moléculas contra as paredes do recipiente que o contém. 2. As moléculas dos gases estão muito separadas no espaço: o volume real das moléculas é desprezível quando comparado com o espaço vazio entre elas. 3. A temperatura é uma medida da energia cinética média de todas as moléculas do gás: numa dada temperatura as moléculas de todos os gases têm a mesma energia cinética média. Entretanto, o gás real tem comportamento adverso do gás ideal. As moléculas de um gás real apresentam volume característico e também interações entre uma molécula e outra. Mas há situações em que o gás real tem comportamento aproximado ao comportamento de um gás ideal: quando a temperatura for alta e a pressão for baixa. Significa que, tanto em altas temperaturas, quanto em baixas pressões teremos as moléculas as mais distantes possíveis umas das outras, com baixíssima interação, caracterizando pobreza nas interações entre uma molécula e outra. É esse gás ideal (ou o gás real em altas temperaturas e baixas pressões) que iremos enfatizar neste estudo. 1.2 VARIÁVEIS DE ESTADO Quando um sistema possui os valores de todas as suas propriedades definidas, dizemos que este está numa condição ou estado definido. Entretanto, para alcançar a precisão que desejamos, devemos conhecer apenas quatro propriedades: massa, pressão, volume e temperatura. Como estas propriedades são relacionadas entre si, conhecendo-se três, a quarta pode ser calculada e o estado do sistema é dito definido. Conversões de Unidades Pressão Volume Temperatura 1atm = 760mmHg 1m3 = 1000L K = ºC + 273 1.3 PRINCÍPIO DE AVOGADRO “Volumes iguais de diferentes substâncias na fase gasosa, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas.” (Equação de Clapeyron) Lembre-se que: sendo n = m / MM, podemos escrever a equação acima da seguinte maneira: m P.V = .R.T MM Obs.1: O valor de R utilizado na resolução de problemas dependerá da unidade de pressão e volume utilizada: 1.5 EQUAÇÃO GERAL Considere um sistema fechado formado por um gás confinado em um cilindro de êmbolo móvel, sobre o qual é aplicada uma pressão externa. P1 .V1 R.T1 Entretanto, como o sistema é fechado: n1 = n2, logo: P P .V 1 .V1 = 2 2 ⇒ R / .T1 R / .T2 n1 = n2 = P2 .V2 RT2 P1 . V1 P2 . V2 = T1 T2 Obs.2: A equação acima é utilizada quando uma transformação gasosa ocorrer simultaneamente com variação de pressão, volume e temperatura. www.AlanLeite.oi.com.br 1 o ar que respiramos.PT PT .VT = nT .Química 1. temos: c) isoTérmica Os pesquisadores que verificaram as transformações isotérmicas “instituíram” uma Lei que recebeu seus nomes.MM A P. a) Lei de Dalton das Pressões Parciais “A pressão total exercida por uma mistura gasosa é igual à soma das pressões parciais dos gases que compõem a mistura”. P1 P2 = T1 T2 Gráfico da Pressão em função da temperatura: b) Lei de Amagat dos Volumes Parciais “O volume total de uma mistura gasosa é igual à soma dos volumes parciais dos gases que compõem a mistura”. a LEI DE CHARLES: Sob uma mesma pressão.3: Esse gráfico só é válido para os gases ideais e não para os reais. como.V1 = P2 .MM B dA = e dB = R. VTOTAL = V A + VB + .B) do gás A em relação ao gás B é a relação entre as densidades absolutas desses gases..br 2 . o volume tende a zero e isto não é possível. + V N Onde.7 MISTURA GASOSA Muitos sistemas gasosos são misturas de gases.AlanLeite. Lei de Graham “As velocidades de difusão e efusão de dois gases que estejam nas mesmas condições de pressão e temperatura são inversamente proporcionais às raízes quadradas de suas densidades absolutas”.6 TRANSFORMAÇÕES a) isobárica O pesquisador que verificou as transformações isobáricas “instituiu” uma Lei que recebeu seu nome.. maior será sua velocidade de difusão e efusão. PTOTAL = PA + P B +. a LEI DE BOYLEMARIOTE: Com temperatura constante. B = A dB e as densidades absolutas de A e B.4: A pressão parcial de um gás numa mistura gasosa é a pressão que ele exerceria se ocupasse sozinho todo o recipiente da mistura. Efusão: escape de um gás através de um pequeno orifício. Sendo a densidade relativa entre dois gases A e B: d d A.R.V = nT .T R.com. Toda mistura de gases é sempre um sistema homogêneo. B = dA MM B MM A Obs. pois a matéria não desaparece! b) isoVolumétrica (Isocórica ou Isométrica) Os pesquisadores que verificaram as transformações isocóricas “instituíram” uma Lei que recebeu seus nomes. + PN Onde. considerando dois gases A e B. P.VT P .V2 Gráfico da Pressão em função do volume (isotermas): V A. quando chegamos ao zero absoluto (0K ou -273ºC). O mesmo vale para o volume parcial! Obs. V1 V2 = T1 T2 Gráfico do volume em função da temperatura: Profº Alan Leite 1.T nA nTOTAL XA = c) Densidade A densidade relativa (dA. P1 . a LEI DE GAY-LUSSAC: A um volume fixo. Portanto.oi. PA = X A . uma certa massa de gás ocupa um volume diretamente proporcional à sua temperatura termodinâmica (temperatura kelvin).. V A = X A . medidas nas mesmas condições de pressão e temperatura. na mesma temperatura. a pressão de uma certa massa de gás é diretamente proporcional à temperatura termodinâmica. o volume ocupado por uma certa massa de gás é inversamente proporcional à sua pressão.R.T podemos escrever a densidade relativa entre dois gases como: MM A d A. pois note que.T nA nTOTAL XA = Obs. www. à mesma temperatura da mistura. B = dB ou V A. B = MM B d) Difusão e Efusão Difusão: mistura espontânea de gases. por exemplo.5: Quanto menor for a massa molar do gás.. Quando colocada em um congelador a -23 ºC (250K).3 Princípio de Avogadro 3. Nessa situação. A quarta parte do número de Avogadro de moléculas de hidrogênio estará presente em um frasco de 5. Analise as afirmativas abaixo: I. o motorista determinou a temperatura dos pneus como sendo: a) 17 ºC d) 47 ºC b) 27 ºC e) 57 ºC c) 37 ºC 3 www. Dois recipientes fechados e idênticos contendo hidrogênio e etano. IV e V 2. PV = nRT. (UFPB-2007/Física) Numa indústria de engarrafamento e liquefação de gases.0 g Profº Alan Leite 5. Ao final da viagem. pois são apenas modelos teóricos em que o volume das moléculas e suas interações são considerados desprezíveis. em atm. b) 1. V. Se. (UNB-DF) O estudo das propriedades macroscópicas dos gases permitiu o desenvolvimento da teoria cinético-molecular. Todos usavam um suprimento extra de oxigênio. a determinação dos estados inicial e final do gás em questão. e) 0. Um gás real tem comportamento mais próximo do de um gás ideal quando está sob temperatura alta e pressão alta. a energia é conservada. mesmo que haja variação da massa gasosa. 16.4 L de volume. Essa equação.0ℓ. está(ão) correta(as): a) I b) II e III c) I e III d) I e II e) todas 1. 04.5 d) 2.2 Variáveis de Estado 1.6ℓ. 08. As distâncias entre as unidades elementares são muito pequenas em relação ao seu tamanho.1ℓ. a uma pressão de 30kPa. (UEPB-2004) A equação P. possuem a mesma massa.Química QUESTÕES DE VESTIBULARES 1. próximo ao nível do mar. (UFC) A massa de gás hélio. seria: a) 0. Analise os postulados abaixo. se aplica a substâncias no estado gasoso. Está(ao) correto(s) o(s) postulado(s) a) Todos b) II e III c) I e III d) I e) I. 1. Um número de Avogadro de moléculas do gás buteno (C4H8) possui a mesma massa que um número de Avogadro de átomos de ferro metálico.5 1. para determinar a temperatura dos pneus.5 b) 1.42ℓ. (UFPB-2006/Física) Antes de iniciar uma viagem. sob pressão de 1atm e temperatura ambiente (27ºC). Sobre Avogadro e sobre gases é correto afirmar: 01. com temperatura (T) na escala Kelvin e com pressão (P) e volume (V) nas mesmas unidades que a constante universal dos gases perfeitos (R). 7. II. vale para todos gases de comportamento ideal. vale para todos os gases e necessita da determinação dos estados inicial e final do gás em questão.AlanLeite. Essa equação. ao nível microscópico. é: a) 0.V = n. III. PV = nRT.4 g b) 0. Essa equação. pode ser aplicada a uma transformação.2 g e) 4.6 Transformações 8. um deles tivesse enchido um balão flexível com uma certa quantidade de O2. I.5ℓ.br . III.oi. A temperatura de um gás é uma medida de energia cinética de suas moléculas. 08.5 Equação Geral 6. Esta teoria baseia-se em alguns postulados. (UFV) Recentemente três brasileiros atingiram o cume do monte Everest. c) 2. 16.24ℓ. a pressão do gás. o motorista mede a pressão dos mesmos e descobre que esta aumentou para 32 lb/pol2. II e III. freqüentemente. d) 11. com a pressão correspondente a 6. Considerando as afirmativas I.4 Equação de Estado 4. A temperatura é uma medida da energia cinética média das unidades elementares. Quando ocorrem colisões entre as unidades elementares.6 L nas CNTP. que estão à temperatura ambiente de 27 ºC. não sendo necessário para sua utilização. a 25 ºC. 02. a 100kPa e a 27°C (300K). II. sofrerá transformação isobárica e seu volume será: a) 5 L b) 4 L c) 3 L d) 2. (UEPB) O modelo utilizado para descrever o estado gasoso é a Teoria Cinética dos Gases. contendo a mesma quantidade de oxigênio.1 g c) 2.31. 02.0 e) 2. (UFGO) Amadeo Avogadro sugeriu a hipótese conhecida hoje como lei que “volumes iguais de gases diferentes sob as mesmas condições de temperatura e pressão possuem o mesmo número de moléculas”. Não pode ser desprezada a interação entre as unidades elementares. um engenheiro lida. IV. tem um volume V. a qual explica. Um número de Avogadro de átomos de gás xenônio possui massa igual a 1.T. o comportamento dos gases. O número de moléculas dos gases desses recipientes (proposição anterior) é idêntico. durante a escalada.R.4 g d) 3. Se o volume dos pneus permanece inalterado e se o gás no interior é ideal. (Pio X-SE) Uma bexiga cheia de ar tem volume de 3 L à temperatura de 27 ºC (300 K) e pressão de 1 atm.1 Teoria Cinética & 1.11 atm. com uma pressão de 30 lb/pol2.10-1 Kg. Os gases ideais não existem. PV = nRT. a 25 ºC e 2 atm de pressão interna.5 L 9. necessária para inflar o pneu de 0. um motorista cuidadoso calibra os pneus de seu carro. e o balão atingisse um volume de 2. julgue os itens que se seguem: 01. a uma temperatura de -48°C (225K). 1. A pressão de um gás dentro de um recipiente está associada às colisões das moléculas do gás com as paredes do recipiente. o volume do mesmo balão. 04. O comportamento dos gases está relacionado ao movimento uniforme e ordenado de suas moléculas. com variações na pressão e no volume de um gás devido a alterações de temperatura.com. A respeito dessa teoria. As unidades elementares encontram-se em rápido e constante movimento em linha reta. o seu volume aumenta em 100%. Um gás ideal. seria: a) 2.0 c) 1. Quando a temperatura é elevada para 327ºC. b) A quantidade de átomos de hélio no balão A será igual a quantidade de moléculas de CO2 no balão B. N2 e He.br . 6.5 mol de H2.0 g de gás O2 e 10.0 g de gás CO2.0 g de He e 20. N2 e He. cada um armazenado em cilindros diferentes. (Fuvest-SP) Ao nível do mar e a 25 °C: volume molar de gás = 25 L/mol. d) O volume da amostra do gás duplicará. em função do volume. b) A pressão parcial do gás O2 é maior do que a pressão parcial do gás CO2.a. 13.0865 L c) 8. e) a pressão total é a soma das pressões parciais de H2. Considerando-se estas informações e sabendo-se que a massa molar aparente do ar é 28. 15. CH4. e) O número de moléculas do gás O2 é menor do que o número de moléculas do gás CO2.d. denominados A e B. C2H2. 3. a) Quando o gás é comprimido nestas condições o produto da pressão pelo volume permanece constante. e quando submetida a uma pressão de 700 mmHg e 40 ºC possui comportamento de gás ideal. C2H2 e) Cl2. a) os gases H2. à temperatura constante: Profº Alan Leite 14. N2 e H2 c) H2. e) metano e argônio. por onde os gases escapam.0839 m3 b) 0.57. CO2. b) Ao comprimir o gás a um volume correspondente à metade do volume inicial. CNTP.2 g/L. H 2S . As bexigas A e B podem conter. d) O balão A subirá à atmosfera e seu volume diminuirá com o aumento da altitude. c) As pressões parciais dos gases O2 e CO2 são iguais pois estes gases apresentam o mesmo número de moléculas. De acordo com a lei de efusão de gases. é correto afirmar: a) Apenas o balão B subirá à atmosfera. d) as massas de H2.55 km/min cilindro 5 = 5. c) A massa do balão A será maior do que a massa do balão B. (UFPB-2000) Em um recipiente fechado. N2 e He exercem a mesma pressão parcial. são inflados com He e CO2. b) dióxido de carbono e amônia. o volume diminuirá pelo mesmo fator. à 25 ºC. respectivamente: a) argônio e dióxido de carbono. Cl2. O2 e CO2 d) H2. C2H2. Analise o gráfico e assinale a alternativa correta. 12. N2 e He são iguais. N2.57 km/min cilindro 2 = 4. e) O balão B murchará antes do balão A. e) Quando a pressão aumenta por um fator correspondente ao triplo da inicial. C2H2. contendo moléculas de O2. a razão P/V será sempre igual à temperatura. Para resolver este problema. os rótulos com o nome do gás. (UFPB-2003) Sabendo-se que um frasco de 1. foram danificados. em ordem crescente de suas velocidades de efusão.10-2 m3 e) n. CO2. as moléculas: a) O2. respectivamente: a) CH4. Ocorre que. N2. H 2S . 16. CO2 b) CH4. de um gás ideal. nas mesmas condições de pressão e temperatura.7 Mistura Gasosa 11.AlanLeite. O volume total da mistura será: a) 0.oi. por descuido. d) As pressões parciais dos gases O2 e CO2 são iguais pois estes gases apresentam massas iguais. (UFPB-2005) Dois balões de borracha iguais. d) metano e amônia. CH4. C2H2 .96 g/mol. Cl2 .39 L d) 6. (UFPB-2004) Um determinado laboratório adquiriu os gases CH4. (UNIJUI-RS) Uma mistura gasosa compõe-se de 10. H 2S c) C2H2. O2. O2. até adquirirem o mesmo volume. quando a pressão final for o dobro da pressão inicial. H 2S d) Cl2. H2 e CO2. CO2. apresentam-se. (UFPB-2001) Se um pneu é cheio com uma mistura dos gases ideais H2. é correto afirmar: a) A pressão parcial do gás O2 é menor do que a pressão parcial do gás CO2. 42 g de N2 e 33.0 L contém 10. a mesma pressão interna e temperatura. CO2 4 www. c) os três gases ocupam idêntico volume. N2. no pneu. H2 e CO2 b) CO2.0 g de N2. cada cilindro foi numerado. Sabendo-se que a velocidade de difusão do gás hidrogênio é igual a 27 km/min. Cl2 . 2. Cl2 . os gases contidos nos cilindros 1. 4 e 5 são. H 2S . foi determinada e os seguintes valores foram obtidos: cilindro 1 = 9. densidade do ar atmosférico = 1.0 g de Ar. em determinadas condições de pressão e temperatura. CH4. é feito um minúsculo orifício. c) Ao diminuir a pressão a um valor correspondente a 1/3 da pressão inicial. N2. (UFC-2001) O gráfico abaixo ilustra o comportamento referente à variação da pressão. H2S e CO2. é INCORRETO afirmar que. nas mesmas condições. nos cilindros. 1. a pressão diminuirá por igual fator.com. c) amônia e metano. respectivamente. nas condições normais de temperatura e pressão.53 km/min cilindro 3 = 7. b) o número de mols de cada um desses gases é o mesmo. N2 e CO2 e) H2. na proporção de 1.Química 10.6 L de He. a velocidade de difusão de cada gás.76 km/min A partir dos valores de velocidade de difusão.48 km/min cilindro 4 = 6. CO2 e O2 17. REAÇÕES QUÍMICAS Para desenvolver o estudo das reações químicas. 2. tomando-se uma massa qualquer de uma substância. à produção de novos materiais. a soma das massas dos reagentes deve ser igual à soma das massas dos produtos.1 CONCEITOS Reação Química é todo fenômeno químico. devemos relembrar que este conceito está associado à idéia de transformação (fenômeno químico).com. para cada 2 moléculas de H2O formadas. havendo na formação de novas substâncias (reações) apenas um arranjo dos átomos. Oxidação: aumento do Nox provocado pela perda de elétrons. as massas do outro elemento guardam entre si um proporção de números inteiros e pequenos. a proporção da reação de síntese da água é 2:1:2. Ex. Agente redutor: substância que provoca a redução. existirá sempre uma razão constante e definida entre as massas de cada um de seus elementos. 2.Química 2. o que significa que. Representando por uma equação química a reação acima.AlanLeite. Ex. sendo fixa a massa de um deles. geralmente pela transferência (ganho e perda) de elétrons. reagiram 2 moléculas de H2 e 1 molécula de O2.2 CLASSIFICAÇÃO a) Síntese ou Adição b) Lei de Proust (Proporções Definidas) “As moléculas de uma mesma substância são formadas sempre pelo mesmo número de átomos de seus elementos constituintes. Redução: diminuição do Nox provocado pelo ganho de elétrons.: 2H2O → 2H2O + O2 Obs. ou seja.4 REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO São reações que envolvem variações de Nox.br 5 . Pirólise: Decomposição pelo calor (∆) Fotólise: Decomposição pela luz (λ) Eletrólise: Decomposição pela eletricidade. por exemplo.: As decomposições podem receber nomes especiais. as massas de oxigênio variam na proporção de 1:2.” Ex.oi.: SO2 + 1/2O2 → SO3 b) Análise ou Decomposição c) Lei de Dalton (Proporções Múltiplas) “Quando dois elementos se combinam para dar origem a diferentes substâncias. Agente oxidante: substância que provoca uma oxidação. A síntese (formação) da água.: As reações de síntese poderão se classificadas como totais ou parciais.: 2H2O → 2H2 + O2 Decomposição Parcial: Dentre os produtos encontramos substâncias compostas.: d) Dupla-Troca ou Permutação www.3 LEIS PONDERAIS a) Lei de Lavoisier (Conservação das Massas) “Os átomos que constituem as espécies químicas são indestrutíveis. c) Simples-Troca ou Deslocamento Ou seja. Ex.” Ex. Ex. 2. Ex. pode ser descrita como: Profº Alan Leite 2. temos: 2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O (l) Os números que precedem as fórmulas são chamados de coeficientes e indicam a proporção entre as substâncias que participam da reação.: Equação Química é a representação de uma reação química.” Ou seja: ∑ mreagentes = ∑ mprodutos Ex. na formação dos compostos de CO e CO2.: Combinações entre carbonos e oxigênio: Razão entre as massas de oxigênio: As decomposições podem ser classificadas como: Decomposição Total: todos os produtos são substâncias simples.: S + O2 → SO2 Síntese Parcial: pelo menos um reagente é uma substância composta. Logo. Síntese Total: todos os reagentes são substâncias simples. Portanto. Então. a quantidade permanece a mesma. Sobre um era dada alguma informação e encontrava-se uma quantidade de outra. ou outra incógnita. ou seja. 3º) Transformar a unidade mol na relação criada acima para a unidade que o problema se refere (massa. toda quantidade de reagente se transforma em produtos (100% de rendimentos). Então. fique atento aos dados fornecidos. o que indica que há excesso de 1 mol de O2 e este será chamado reagente em excesso. 5º) Continuar o balanceamento por tentativas. Por outro lado.6 CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Como conseqüência direta da Lei de Lavoisier (conservação das massas) e Proust (proporções definidas). Rendimento (% de rendimento) No cálculo simples consideramos que as reações se completam. diversos fatores podem levar a reação a não se completar e teremos assim uma porcentagem de conversão de reagentes em produtos. Logo. Se não houver nenhum coeficiente. um rendimento.br . em número de mols. balancear uma equação química.5 BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES Para balancear uma equação. b) Método de Oxirredução Em algumas reações de oxirredução não é possível aplicar o método de tentativas. 2º) Escolha. ou acertar seus coeficientes. colocando numa 3ª relação o dado informado pelo problema abaixo da espécie ao qual se refere e chamando de x. Para entender este caso. se misturarmos 2 mols de H2 com 2 mols de O2: 2 mols de H2 irão reagir com 1 mol de O2 e sobrará ainda 1 mol de O2 sem reagir. não haverá mais H2 no meio reacional e. entre as espécies envolvidas através dos coeficientes de balanceamento.oi. As impurezas associadas à massa total de regente não participam da reação esperada. pois acabando a quantidade inicial de H2.Química 2.com. 2º) Montar uma segunda estequiometria entre o regente limitante e o produto mencionado. a reação não poderá prosseguir. isto é. mesmo que ainda exista oxigênio. Método para resolução de questões: 1º) Montar uma estequiometria entre os reagentes a fim de identificar o regente limitante. Profº Alan Leite b) Casos Especiais Grau de Pureza (% de pureza) O problema se refere a uma porcentagem de pureza de um reagente. Na prática. de forma a obter a mesma quantidade de cada elemento nos dois lados da seta. devemos lembrar que a massa antes da reação é igual à massa depois da reação (Lei de Lavoisier). vamos estudar a reação de formação da água: A proporção indicada pelos coeficientes informa que: Cada 2 mols de H2 reagem com no máximo 1 mol de O2. devemos ao final do cálculo relacionar a quantidade de produto teoricamente obtida (100% de rendimento) ao rendimento real do processo. entre esses. a) Regras Gerais para Casos Simples 1º) Identificar na reação as espécies que realmente participam do cálculo (espécie que o problema informa algum dado.perdidos ou recebidos x índice 4º) Inverter os valores de ∆ como coeficiente dessas espécies. portanto. Instruções: 1º) Identifique os elementos que sofrem variação de Nox. volume etc. Nestes casos. deve-se utilizar o volume molar. Instruções: 1º) Identifique na reação um elemento que apareça apenas uma vez de cada lado da seta. devendo então ser aplicado o método REDOX. portanto. a) Método de Tentativas Pode ser utilizado para a maior parte das reações. Obs1. a informação que deverá ser obtida.AlanLeite. Você identificará o caso de reagente em excesso quando for informado de quantidades de dois reagentes e questionado sobre a quantidade de um produto. será impossível ocorrer a reação e obter outros produtos. 3º) Determinar o valor de ∆.: No 3º passo. devemos inicialmente determinar a massa que efetivamente participará da reação. desconfie! Obs2. o que apresenta maior valor de índice. Obtenha os outros coeficientes por tentativas e erro. os coeficientes de balanceamento de uma reação indicam a proporção em número de mols de substâncias que reagem ou são produzidas. ∆ = nº de e. 3º) Coloque para este o coeficiente 1. Dizemos então que H2 limitou a reação e este será chamado reagente limitante. antes de começar. é igualar a quantidade de átomos de cada elemento participante nos reagentes e nos produtos. 2º) Escolha para continuar o método o membro da equação onde as espécies identificadas acima apresentam maiores índices. 2º) Criar uma relação.) 4º) Montar uma “regra de três”. e sendo a transformação entre o número de mols e volume de um gás. 6 www. e a espécie sobre a qual se espera obter alguma informação). que a reação está balanceada. Reagente em excesso: Todos os casos estudados até agora relacionaram duas espécies na reação. se for necessário. Obs3. deve-se calcular a massa molar da substância. A quantidade de agua formada está relacionada portanto à quantidade de H2 (reagente limitante). a quantidade de produto está ligada à quantidade de reagente limitante. 2. apesar de ocorrer um novo arranjo dos átomos. relacionar número de mols com massa. como massa ou volume. Logo.: É comum o problema informar as massas molares ou (e) o volume molar nas condições da reação.: Certifique-se. ou seja. Portanto. pelos valores: a) 1. I. adição e deslocamento.2. (UFRS) Para a reação: S2. simplestroca e dupla troca. 2. coeficientes: a) 1. (PUC-MG) Dada a equação: Fe3O4(s) + H2 (g) → Fe (s) + H2O(g) a soma total dos coeficientes mínimos e inteiros de todas as espécies químicas envolvidas. II d) I. 2. 2. 10 C2H6O + K2Cr2O7 + H2SO4 → C2H4O2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Com relação ao processo global que ocorre. O álcool presente é oxidado a ácido acético e o dicromato (laranja) é reduzido a íon crômico (verde). 1. lidos da esquerda para a direita.2. deslocamento e síntese. 2. um telhado de cobre é lentamente coberto por uma camada verde de CuCO3. a Polícia Rodoviária usa o teste do bafômetro. formado pela seqüência de reações representadas pelas equações a seguir. 9. (UFRGS) A cebola. pode-se afirmar: a) as duas reações são de óxido-redução. é correto afirmar: a) O carbono. 3. então o esquema anterior representará uma reação química balanceada se substituirmos as letras X. (UFPB-2005) O ferro é um metal de grande importância para a nossa civilização.S + NO + H2O. pode escurecer talheres de prata. Para verificar se o motorista está alcoolizado. reações de síntese. (UFPB-2001) As estatísticas nacionais de acidentes de trânsito registram a taxa alarmante de três mortes por hora. A produção deste metal em escala industrial é feita em altos fornos e ocorre de acordo com a equação: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 A respeito dessa reação. (MACK-SP) Assinale a seqüência que representa. III b) III. 5. os coeficientes estequiométricos ajustados. no Fe2O3. III e IV é correto afirmar: a) Apenas as reações I e IV são de óxido-redução. 3. respectivamente. (UNESP) Em contato com ar úmido. 9 b) 3. b) O CO reduz o ferro. c) Todas as reações são de óxido-redução.4 . deslocamento e substituição. 1 e 3 e) 3. sofre oxidação. decomposição. 2. síntese e dupla troca. e a H2 O é o agente oxidante. I. 4. IV c) IV. 1 e 2 8. e) Na reação IV. o Si é o agente redutor. IV. III. e) Simples troca. III. I. no Fe2O3. A amostra.br 7 . III. que se baseia na reação redox abaixo. b) Dupla troca. síntese e adição. sendo o nível de álcool no sangue facilmente determinado por essa mudança de cor. d) Na reação I.2 CLASSIFICAÇÃO 1. 2Cu(s) + O2(g) + 2H2O(l) 2Cu(OH)2(s) (equação 1) Cu(OH)2(s) + CO2(s) CuCO3(s) + H2O(l) (equação 2) Profº Alan Leite 6. 2.+ H+ + NO3. introduzida através do sopro no bafômetro calibrado. respectivamente. 1. e) o Cu(s) é o agente oxidante da reação 1.4 BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES 7. no CO. 2 e 3 c) 2. 2 e 2 b) 1. d) O CO é o agente oxidante. é tratada com uma solução ácida de dicromato de potássio. 3. abaixo. etc. (UFPB-2006) Com respeito às reações I. e) o enxofre sofre redução. Esse fenômeno pode ser representado pela equação: 4Ag(s) + 2H2S(g) + O2(g) → 2Ag2S(s) + 2H2O(l) Pode-se afirmar que: a) a prata é o agente redutor. a Fe3+. b) apenas a reação 1 é de óxido-redução.2 . respectivamente. O Código Nacional de Trânsito estabelece o limite máximo tolerável de 0. d) nenhuma das reações é de óxido-redução. I) Zn + Pb(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Pb II) FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S III) 2NaNO3 → 2NaNO2 + O2 IV) N2 + 3H2 → 2NH3 a) I. (MACKENZIE) Supondo que os círculos vazio e cheio. 10 d) 1. como: a) Dupla substituição. 8. c) o oxigênio sofre oxidação. 7. III e IV são de óxido-redução. 5. 3. IV. 4. o KAlSi3 O8 é o agente oxidante. c) apenas a reação 2 é de óxido-redução. c) O ferro. em geral causadas por motoristas alcoolizados. uma vez que é muito usado na estrutura das edificações. 1. II e) II. 2. Y e W. essa reação terá os seguintes www. 1. e) O ferro metálico é produzido pela redução do Fe3+.4 REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO 3. b) Apenas as reações II. signifiquem átomos diferentes.AlanLeite.com. II.2 b) 3 – 2 – 3 – 3 . 11 c) 2. 4. representam transformações químicas. e o CO2 é o agente redutor. envolvendo dióxido de silício e aluminossilicatos: (I) 2KAlSi3 O8 (s ) + 2H2 O(l ) + CO2 (g ) K2 CO3 (aq ) + Al2 Si2 O5 (OH)4 (s ) + 4SiO2 (s ) (II) SiCl4 (l ) + 2H2 O(l ) SiO2 (s ) + 4HCl(aq ) (III) CaO(s ) + SiO2 (s ) CaSiO3 (l ) (IV) Si(s ) + 2H2 O(l ) SiO2 (s ) + 2H2 (g ) 2.2 c) 3 – 8 – 2 – 3 – 2 – 4 d) 2 – 6 – 3 – 2 – 3 – 3 e) 2 – 8 – 3 – 2 – 3 – 4 10.8 g de álcool por litro de sangue. são: a) 2. IV As equações. após o balanceamento da equação é: a) 8 b) 11 c) 12 d) 14 e) 16 9.Química QUESTÕES DE VESTIBULARES 2. II. b) a prata sofre redução. III e IV são classificadas. Após ser balanceada. 2 e 2 d) 3. 2. d) o H2S é o agente oxidante. sofre redução. por conter derivados de enxofre. c) Substituição. II. 1 e) 2. 2. respectivamente. 3. na produção de máquinas e motores. d) Substituição.oi. 2. 2. (UFPB-2006) As reações representadas pelas equações II. 2. é INCORRETO afirmar que.0 g de gás carbônico e 8.0 e) 8.0 g de azida de sódio.0 g de azida de sódio. são necessários 65. são necessários 2 mols de azida de sódio.com.0 e 3.1023 16.1023 b) 6. (Cesgranrio) Ao mergulharmos uma placa de prata metálica em uma solução de ácido nítrico.0 8 www. (Faap-SP) A combustão completa do metanol pode ser representada pela equação não-balanceada: CH3OH(l) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) Quando se utilizam 5.br . e) As quantidades fornecidas para os dois reagentes são suficientes.5 g de CaSiO3 . sendo produzidos 19.0 e 1. ocorrerá a seguinte reação: Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O Ajustando a equação química acima.3 e 0.0. respectivamente: a) 10.5g d) 123g e) 246g 13. quantos mols de CO2 são produzidos? a) 1. a partir da combustão de 0.60 L 17.Química 2. pode ser obtido pela hidrólise do carbureto de cálcio. Formam-se dois produtos gasosos.6 c) 5.0 b) 12. enchem-se rapidamente devido à expansão de um gás gerado a partir da azida de sódio (NaN3). com 28 g de óxido de cálcio. calcule a massa de etanol que deverá ser obtida em um processo que apresenta 75% de rendimento.0 g de nitrogênio gasoso. segundo a equação: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O Produz _____ g de carbonato de sódio. um gás utilizado como combustível.0 g de azida de sódio. c) 42. são necessários 130. é correto afirmar: a) O reagente limitante é o óxido de cálcio. utilizado nos maçaricos. 20. b) O rendimento teórico da reação equivale a.20 mol de C3H8 será.6 d) 10. aproximadamente: a) 4.oi.0 g de sódio metálico.0 mols de carbureto é: a) 3. aproximadamente. segundo a equação NÃO-BALANCEADA abaixo: NaN3(s) → Na(s) + N2(g) 11.80 L b) 6.0. dada a reação abaixo: H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O a) 160 g b) 170 g c) 180 g d) 196 g e) 106 g 18. reage com o O2 segundo a reação: C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(g) Logo o volume de CO2 obtido. (ITA-SP) Certa massa de nitrato de cobre (Cu(NO3)2) foi calcinada em ambiente aberto até restar um resíduo com massa constante. de acordo com a equação não-balanceada: Profº Alan Leite CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2 O número de moléculas de água que hidrolisam 2. a) 600 g b) 690 g c) 700 g d) 790 g e) 800 g 19.1023 e) 24.5 c) 5. c) O rendimento percentual da reação é de. são necessários 65. para que sejam produzidos a) 3 mols de nitrogênio gasoso.1023 d) 18. 49 g de CaSiO3 . air bags.0 d) 7. (UFPB-2006) Na reação III. restando _____ g do reagente em excesso.6 e 0. totalmente. 1 C12H22O11(S) + 1 H2O(l) → 4 C2H5OH(l) + 4 CO2(g) Partindo-se de 1710g de sacarose. em gramas: a) 36 b) 27 c) 18 d) 12 e) 8 15. para formar 60 g de CaSiO3 .43 L d) 14.8 e 4.5g c) 57. d) 23.0 mols de metanol nessa reação. b) 2 mols de sódio metálico. que é sólido e preto. d) 30 g de óxido de silício são necessários para reagir. (UFRS) A reação completa entre 5.6 CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS O texto abaixo diz respeito à questão 11: As bolsas de ar. conforme a equação química: 2 Cu(NO3)2(s) → 2 CuO(s) + 4 NO2(g) + O2(g) A massa do NO2 formada na reação de decomposição é igual a 18.4g.0 g de hidróxido de sódio. Nessas condições experimentais. (UFPB-2004) Considerando-se que a equação acima deverá ser balanceada para permitir a determinação das quantidades de reagentes e produtos.5 e) 10 14.0 b) 2. existentes nos automóveis modernos.72 L c) 13. (UFFRJ) O propano. Qual a massa de H2SO4 necessária para neutralizar o NaOH presente nessa amostra. Retira-se uma amostra de 200 g de NaOH impuro (80% de pureza) contido em um frasco.1023 c) 9. e) 42. aproximadamente. 60%. O etanol pode ser obtido a partir da fermentação da sacarose (açúcar) conforme representado pela equação a seguir.0 g de nitrogênio gasoso. C3H8. nas CNTP. pode-se calcular que a massa de água produzida.92 L e) 14. usadas para amortecer o impacto numa colisão. 12. são necessários 2 mols de azida de sódio. (PUC/Campinas-SP) O acetileno.AlanLeite.0. Qual é o valor que mais se aproxima da massa inicial do nitrato de cobre? a) 9. Os números que preenchem corretamente as lacunas são. quando é consumido 1 mol de prata metálica é. considere que 28 g de óxido de cálcio reagem com 20 g de óxido de silício.4g b) 37. → Cu Al → Al3+ + 3ee. espontaneamente. ELETROQUÍMICA É a parte da Química que estuda as reações nas quais ocorrem transferência de elétrons (reações de oxi-redução) e o seu aproveitamento prático para converter energia química em energia elétrica e vice-versa. www.→ Cu Eº = +0.80 V a) Espontaneidade de uma Reação Dadas duas semi-reações “análogas”.AlanLeite. o potencial de redução (e de oxidação) igual a zero. solução de concentração=1mol/L).1 POTENCIAIS DE ELETRODO Para analisarmos a espontaneidade de uma reação e fazermos aplicabilidades. observa-se que: Obs. lembremo-nos de que: Al3+ + 3e.→ Ag° ε°RED = + 0. portanto. tomando-se como referência o eletrodo de hidrogênio.66V Cu2+ + 2e.oi.80 V Ag° → Ag+ + e.1: Para sabermos se a reação 2 Al + 3 Cu2+ → 2 Al3+ + 3 Cu é espontânea ou não-espontânea. obtido experimentalmente.→ Al Eº = -1.ε°OXID = . juntamente com as semi-reações correspondentes: Analisando quimicamente as soluções.com. a quem se atribuiu. ou seja. enquanto a de menor potencial se processa no sentido inverso.0.34V os potenciais nos mostram que espontaneamente ocorre Cu2+ + 2e. com os respectivos potenciais (de redução ou de oxidação). Por exemplo: Ag+ + e.br 9 . A Pilha de Daniell era formada por uma barra de zinco e outra de cobre.2 CÉLULA VOLTAICA: PILHA É um dispositivo que aproveita a transferência de eem uma reação de oxirredução e propicia o aparecimento de uma corrente elétrica através de um condutor. devemos ter conhecimento de uma grandeza chamada Potencial de Eletrodo (E). Esses potenciais estão relacionados numa tabela. temperatura=25ºC.Química 3. Observe o esquema: 3. Pilha: espontâneo Energia Química Eletrólise: não-espontâneo Energia Elétrica Profº Alan Leite Ex. unidas por um fio metálico. a reação espontânea é: 2 Al + 3 Cu2+ → 2 Al3+ + 3 Cu b) Proteção Catódica Consiste em associar ao metal que deve ser protegido de uma possível corrosão uma barra de outro metal que se oxide mais facilmente que ele. 3. os potenciais de redução (ε°red) e de oxidação (ε°oxid) são simétricos. que mede a tendência que cada espécie possui para sofrer oxidação ou redução. ambas de redução ou de oxidação.: Para a mesma espécie. a de maior potencial se processa no sentido indicado. A determinação desses potenciais é feita numa pilha voltaica nas condições padrões (pressão=1atm. arbitrariamente. o metal de sacrifício deverá ter menor potencial de redução. 500 C e essa quantidade é denominada constante de Faraday (=1F)./ 2 Br.→ H2 reação anódica: 2 Cl. pois não iremos fundir o material. Dissociação ou ionização de substâncias em meio aquoso. Portanto: 1 mol de elétrons (=6. temos: CA → C+ + AH2O → H+ + OHDessa forma.→ 2 e.→ Br2 + 2ePara que um sistema sofra eletrólise é necessária a presença de íons livres. Br-) H Demais metais HSO4Conhecendo a ordem de descarga dos íons podemos montar a eletrólise em meio aquoso. no qual ocorre oxidação. os quais como já vimos serão descarregados durante o processo.m.1023) → 96.e OH.4: Eletrólise do NaCl em meio aquoso.→ Cl2 + 2e. gás cloro (Cl2) e soda cáustica (NaOH(l)). calcular as quantidades envolvidas numa pilha e numa eletrólise. pela eletrólise ígnea do cloreto de sódio (NaCl). Na célula eletrolítica. No processo de eletrólise. por meio de regras de três. se faz o cátion receber elétrons e o ânion doar elétrons. a corrente elétrica provocando uma reação de oxi-redução: a eletrólise.2: Na Pilha de Daniell. calcula-se essa força por: ddp = maior E°RED – menor E°RED Valor (+) => Pilha => Espontâneo Cálculo da ddp Valor (-) => Eletrólise => Não-espontâneo Ex. portanto. Eletrólise é um processo não-espontâneo de descarga de íons. os elétrons emergem pelo ânodo. então. Percebe-se que sem íons livres não irá ocorrer eletrólise. ou Eº O funcionamento de uma pilha depende principalmente de conectarmos metais com diferentes capacidades de sofrer oxidação. Sabendo-se que εºRED Zn = . b) Eletrólise em Meio Aquoso Nesse tipo de eletrólise devemos considerar não só os íons provenientes do soluto. ao adicionar o eletrólito CA à água.oi.→ Al Descarga de Ânions: 2 Cl. SO42-) 3+ Al OH+ Não-oxigenados (Cl-. Ânion migra para o Ânodo e Cátion migra para o Cátodo! www. e provoca uma reação química (não espontânea) de óxido-redução.com. utilizando eletrodos de platina. ou seja: Q(C) = i(A) . Ex. verificamos que o cobre sofreu redução (Cu2+ + 2e→ Cu0).34 V) – (. Assim.).10 V 3. uma cuba eletrolítica onde se encontra o sistema que sofrerá a eletrólise e eletrodos inertes que podem ser fios de platina ou barras de carbono grafite. Observe o esquema abaixo: Profº Alan Leite a) Eletrólise Ígnea A eletrólise ígnea é a eletrólise feita em ausência de água. enquanto o zinco sofreu oxidação (Zn0 → 2e. de modo que ambos fiquem com carga elétrica zero e com energia química acumulada. Portanto.76 V) ddp = + 1.+ Cl2 + reação global: 2NaCl(aq) + 2H2O(l) → H2(g) + Cl2(g) + 2NaOH(l) Note que. Genericamente. normalmente são compostos iônicos fundidos (no estado líquido). no qual produzem redução. isto é.0. Quanto maior for a diferença de potencial (ddp) dos eletrodos de uma pilha. Vejamos agora alguns exemplos de descargas: Descarga de Cátions: Na+ + 1e.br 10 .+ Zn2+). os elétrons emergem da pilha (gerador) pelo ânodo e entram na célula eletrolítica pelo cátodo.Química a) Diferença de Potencial – ddp ou f. t(s) Podemos. Para fazermos a eletrólise é necessário termos uma fonte de corrente contínua.AlanLeite. a eletrólise do NaCl(aq) é um processo que permite obter gás hidrogênio (H2). à custa de energia elétrica. de diferentes potenciais de oxidação. a obtenção de íons livres pode ser feita por: Fusão de substâncias iônicas. Experimentalmente.500 C (=1 F) A corrente elétrica contínua (i) que circula durante o tempo (t) corresponde à carga elétrica (Q). ou melhor. 3. Na eletrólise a corrente elétrica atravessa o sistema.→ Na / Al3+ + 3e.e.02.4 ESTEQUIOMETRIA NA ELETROQUÍMICA Os estudos de Michael Faraday permitiram concluir que 1 mol de elétrons (=6.3: Eletrólise Ígnea do NaCl.m. maior a força eletromotriz (f. dissociação iônica: 2 NaCl → 2 Na+ + 2Clionização da água: 2 H2O → 2 H+ + 2 OHreação catódica: 2 H+ + 2 e. utilizando eletrodos de grafite. construída com eletrodos de zinco e de cobre. verificou-se que somente um dos cátions e somente um dos ânions sofrem descarga nos eletrodos e que essa descarga segue a seguinte ordem de prioridade: Ordem de Descarga Cátions Ânions (Metais 1A)1+ F2+ (Metais 2A) Oxigenados (NO3-.34 V a diferença de potencial da pilha é ? ddp = maior E°RED – menor E°RED ddp = (+ 0. precisamos dos mesmos itens só que a cuba eletrolítica não precisa ter aquecedores.0. Ex. no qual. provenientes de sua ionização. e chegam à pilha pelo seu cátodo.02x1023) transporta uma quantidade de carga equivalente a 96. maior será a intensidade da corrente elétrica produzida e. produzindo os íons C+ e A-.e. obtivemos sódio metálico (Na) e gás cloro (Cl2). descarrega os íons. reação de dissociação: 2 NaCl(l) → 2 Na+(l) + 2 Cl-(l) reação catódica: 2 Na+(l) + 2e.→ 2 Na(s) reação anódica: 2 Cl-(l) → Cl2(g) + 2e+ reação global: 2 NaCl(l) → 2 Na(s) + Cl2(g) Note que.3 CÉLULA ELETROLÍTICA: ELETRÓLISE Vamos estudar neste item o fenômeno inverso àquele que ocorre numa pilha. mas também os da água.76 V e εºRED Cu = + 0.no ânodo. teremos uma competição entre os íons C+ e H+ no cátodo e de A. O potencial padrão de redução é uma das propriedades que determina a reatividade dos elementos químicos. E° = +0. A figura abaixo representa.com.34 V Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s) . E° = – 0. é correto afirmar que a combinação apropriada de metais. é INCORRETO afirmar: a) O sentido do fluxo de elétrons. garantindo assim proteção catódica. PILHA Zn/ Zn2+(1 mol/L)//Ag+(1 mol/L)/Ag. (UFPB-2000) Considere a pilha representada abaixo. Eo = +0. b) O eletrodo de zinco é o ânodo.2 Célula Voltaica: Pilha 3. c) O eletrodo positivo é o ânodo. Com base nas informações sobre os potenciais padrão de redução.→ 2Ago. 11 www. E° = – 2.oi.Química QUESTÕES DE VESTIBULARES 3. observe os potenciais padrão de redução dos seguintes metais: Ni2+(aq) + 2e– → Ni(s) .56V. sendo bastante usada na proteção de gasodutos e tanques de combustíveis. uma barra metálica que se oxida antes do metal de que é feito o tanque é a esse conectado. dos metais. Nesse sentido. é do eletrodo de zinco para o de prata. no circuito externo. o) A pilha é um processo espontâneo ou não-espontâneo? 4. a que representa o sentido espontâneo da reação é: a) FeCl2(aq) + Ni(s) → NiCl2 (aq) + Fe(s) b) MgCl2(aq) + Cu(s) → Mg(s) + CuCl2(aq) c) Zn(NO3)2 (aq) + Fe(s) → Fe(NO3)2 (aq) + Z n(s) d) CuCl2(aq) + Ni(s) → C u(s) + NiCl2 (aq) e) Mg(NO3)2 (aq) + Zn(s) → Mg(s) + Zn(NO3)2(aq) 2.AlanLeite.br . a seguir.76V Ag+ + e-→ Ago. para a construção de um tanque de combustível com proteção catódica. Considere o esquema referente à pilha a seguir e responda: Com base nos conhecimentos sobre eletroquímica. d) A reação global espontânea será Zn2 + + 2Ago → Zno + Ag+. serve de suporte às questões 1 e 2. com os respectivos potenciais-padrão dos eletrodos.44 V Mg2+(aq) + 2e– → Mg(s) . d) O Cu2+ é o agente oxidante. Profº Alan Leite a) O eletrodo B está sofrendo uma oxidação ou uma redução? b) O eletrodo B é denominado cátodo ou ânodo? c) O eletrodo B é o pólo positivo ou o negativo? d) Escreva a semi-reação que ocorre no eletrodo B.80V Sobre essa pilha. Eo = -0. b) O eletrodo Cu2+/Cu0 tem tendência à oxidação. (UFPB-2007) A técnica de proteção catódica é um procedimento eletroquímico que atenua o processo de corrosão dos metais.37 V Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) .76 V 1. (FURRN) A figura dada representa uma pilha simples. E° = – 0. E° = – 0. e) A temperatura e a pressão não influenciam no potencial do eletrodo. k) A concentração de íons A2+ aumenta ou diminui? l) Ocorre deposição sobre o eletrodo A ou sua corrosão? m) Escreva a equação que representa a reação global da pilha. é correto afirmar: a) Os elétrons do cobre se depositam na lâmina de zinco. 5.25 V Fe2+(aq) + 2e– → Fe(s) .1 Potenciais de Eletrodo O texto. Dentre as reações abaixo equacionadas. (UFPB-2007) Os potenciais padrão de redução também são bastante úteis para se obter informações sobre o caminho de uma reação. POTENCIAIS-PADRÃO Zn2+ + 2e-→ Zno. c) A semi-reação que ocorre no cátodo é 2Ag+ + 2e. em particular. e) A concentração de íons B3+ aumenta ou diminui? f) Ocorre deposição sobre o eletrodo B ou sua corrosão? g) O eletrodo A está sofrendo uma oxidação ou uma redução? h) O eletrodo A é denominado cátodo ou ânodo? i) O eletrodo A é o pólo positivo ou o negativo? j) Escreva a semi-reação que ocorre no eletrodo A. esquematicamente. Nesse sentido. corresponde a: a) Tanque de ferro e barra de cobre b) Tanque de ferro e barra de magnésio c) Tanque de magnésio e barra de ferro d) Tanque de zinco e barra de níquel e) Tanque de níquel e barra de cobre 3. esse procedimento. n) Escreva a notação oficial que representa a pilha. e) A diferença de potencial (ddp) da pilha é +1. Cl2. deve-se fazer uma eletrólise com eletrodos inertes. Qual foi a duração do jogo. e) A eletrólise envolve perda e ganho de 3 elétrons. A semi-reação abaixo mostra a formação de cada molécula quando elétrons passam pelo circuito. tanto para as células voltaicas quanto para as células eletrolíticas. no tratamento de águas e de esgotos.11 l d) 2. é correto afirmar que a) a redução do Cl –(aq) a Cl2(g) ocorre no anodo. nesse processo. III.20 l c) 0. c) o Cl –(aq) é o agente redutor e o Sn 2+(aq) é o agente oxidante. perdem e. c) Os íons Na+ . conforme a equação global representada abaixo: 2NaCl(aq) → 2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g) Se. tendo originado uma corrente elétrica de 0.do Na. conforme a equação: Sn 2+(aq) + 2 Cl –(aq) → Sn(s) + Cl2(g) A partir dessa equação.e passam para Cl2.AlanLeite. por exemplo. é preciso fundir a amostra de KCl. b) apenas I e III.3 Célula Eletrolítica: Eletrólise 6. (PUC-SP) A produção industrial de gás cloro (Cl2) ocorre a partir da eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio.→ Cl2 + 2eNa+ + e. após o tempo de 100s.3275g. 9. conforme a reação acima. b) A ocorrência espontânea de uma reação de óxido-redução. e) circula na célula eletrolítica uma carga de 1. 15. d) A reação global da decomposição é representada por: 2Na+ + 2Cl .→ Na Sobre o processo de decomposição do cloreto de sódio. (UFPB-2006) Na produção de filmes finos. pode ser obtido a partir da eletrólise do cloreto de estanho (II) dissolvido em água. e) 2Cl –(aq) → Cl2(g) + 2e – corresponde à semi-reação de redução. b) a oxidação do Sn 2+(aq) a Sn(s) ocorre no catodo. também são produzidos gás hidrogênio (H2) e solução aquosa de soda cáustica (NaOH). com intensidade igual a 9. na douração de jóias e de certos componentes eletrônicos.br .oi. d) Sn 2+(aq) + 2e – → Sn(s) corresponde à semi-reação de oxidação. dentre outros. Neste sentido. se uma indústria pretende depositar 295g de níquel em uma peça metálica. através da solução aquosa de um eletrólito.22 l 12 www. é conveniente empregar conhecimentos básicos a respeito de células eletroquímicas. 8. II. é: a) 5 F b) 1 F c) 96500 C d) 10 F e) 482500 C 14.4 Estequiometria na Eletroquímica 12. 7. calcule o volume (l) de gás cloro (CNTP) que se forma. (UFPB-2004) O cloro.7 g de cloro. é INCORRETO afirmar: a) O eletrodo no qual ocorre o processo de oxidação é denominado cátodo. e) A formação do Cl2 ocorre devido à perda de e. com eletrodos inertes. respectivamente? a) H2(g) e SO2(g) b) Na(s) e SO2(g) c) O2(g) e Na(s) d) Na(s) e O2(g) e) O2(g) e H2(g) 10. Qual a alternativa incorreta? a) Para que a eletrólise ocorra.e passam para Na. 3. obteremos no ânodo e no cátodo. d) são produzidos 79. produzindo sódio metálico.será oxidado no ânodo. O ânion cloreto é oxidado no ânodo (pólo positivo) da cuba eletrolítica.97 g de cloro. na eletrólise: 2Cl−(l) → Cl2 + 2e− (pólo positivo) A partir dessas informações.com. a fim de que o cátodo constituído por esta peça imersa em solução aquosa de cloreto de níquel receba a cobertura. c) apenas II e III.→ 2Na + Cl2. com respeito às células voltaicas e às células eletrolíticas.4 g de cloro. circuitos microeletrônicos. segundo as semi-reações: 2Cl. pode ser obtido pela eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio. na célula voltaica.24 l e) 0.65A. é correto afirmar que a) circula na célula eletrolítica uma carga de 10. (EEM-SP) Um rádio de pilha ficou ligado durante a partida de futebol. numa célula eletrolítica. c) são produzidos 3. b) O ânion Cl. como a solda e o bronze. é correto afirmar: a) A formação do Na ocorre devido ao ganho de e. dispositivos fotovoltaicos. que ocorre quando se passa uma corrente elétrica contínua através desse composto iônico fundido. Sobre esse processo foram feitas algumas afirmações: I. na cromação de peças de automóveis. Nesse período sua cápsula de zinco sofreu um desgaste de 0. c) Uma reação química. Nesse processo. dentre outros. dentre outros. promove a geração de corrente elétrica. na obtenção de produtos orgânicos aplicados como pesticidas. c) O cátion K+ será reduzido no cátodo.do Cl2. d) A reação global da eletrólise é: 2KCl → K(s) + Cl2. Profº Alan Leite 11.08 × 104 C.40 l b) 11. é provocada pela passagem de corrente elétrica. (UFPB-2005) A eletrodeposição ou galvanoplastia tem grande aplicação industrial como.Química 3. (UFPB-2004) O estanho. através de um composto iônico fundido. faz-se passar uma corrente de 30 A durante 1 h. o cátion sódio é reduzido. (UEPB-2005) A indústria eletroquímica moderna produz atualmente milhões de toneladas de substâncias químicas. resistores. As afirmações corretas são: a) apenas I. utilizado como revestimento interno em embalagens de produtos alimentícios e na fabricação de ligas metálicas. na célula eletrolítica. b) são produzidos 39. (PUC-SP) Para obter potássio e cloro a partir de KCl sólido. Essa obtenção do Cl2 e do Na ocorre. usado. b) Os íons Cl-. a) 22. No cátodo. amplamente usados na fabricação de condutores. d) apenas I e II.3216A. a carga elétrica que deve passar pela célula eletrolítica. que produz cloro . ganham e. e) todas. nesse processo. por exemplo. (PUCPR/2001) Na eletrólise aquosa do Na2SO4(aq). Nesse contexto. e) A eletrólise aquosa é o nome da reação química provocada pela passagem de corrente elétrica.8 × 103 C. d) A eletrólise ígnea é o nome da reação química provocada pela passagem de corrente elétrica. em minutos? a) 30 min b) 45 min c) 50 min d) 55 min e) 90 min 13. (UFPB UAB-2007) Um importante processo de obtenção industrial do cloro e do sódio consiste na decomposição do cloreto de sódio. Ponto Z: Corresponde a uma solução supersaturada. Ex.S. Nas soluções. Ex. portanto temos uma quantidade de soluto inferior à prevista no C. Por exemplo. Logo. o chá. nestas condições.4: Para um soluto A qualquer. de solvente. Muitos de nossos alimentos são soluções – o leite. Para que uma solução seja condutora de eletricidade é necessário que apresente certa quantidade de íons dissociados. sólido ou gasoso (dissolvido) Gasoso Sólido Líquido Gasoso Profº Alan Leite Levando-se em consideração um determinado C.. etc. isto é. o solvente. seria precipitado a quantidade de soluto correspondente à diferença entre Z e Y (55 – 50).com. S. As partículas do soluto são menores que 1nm (10-9m). isto é. 5g de soluto a mais do que o previsto pelo C.1: Solução aquosa de KCl.6 g de KNO3 é a massa máxima deste sal que pode permanecer totalmente dissolvida em 100g de H2O. as soluções podem ser classificadas como: Insaturada: Quando a quantidade de soluto em relação à quantidade de solvente é inferior ao previsto pelo C. para manter a aeração da água). a quantidade máxima de soluto que pode ser totalmente dissolvida em certa quantidade de solvente.S. temos a C. portanto Y representa uma solução saturada. Saturada: Quando a relação soluto-solvente é igual ao previsto pelo C. do KNO3 a 20ºC e 1 atm é 31. ao sofrerem um abalo mecânico transformam-se em soluções saturadas com corpo de fundo (precipitado). 4. etc. o que ocorre geralmente em meio aquoso quando o soluto é um ácido. Ex. pois temos dissolvido ainda a 20ºC. Curva de Solubilidade: Mostram as variações da solubilidade em determinada pressão à medida que alteramos a temperatura. Obs. Obs.br . 31.Química 4.S. dissolvendo açúcar no café. O ar que respiramos é uma solução de vários gases. Ponto X: No ponto X representado no gráfico temos a 20ºC. além disso.3: O C. 40g de soluto dissolvidos em cada 100g de água. 55g de soluto em 100g de água. o açúcar é o soluto. As águas dos mares. 13 b) De acordo com a condutividade elétrica Soluções iônicas ou eletrolíticas: são soluções condutoras de eletricidade.4: Sendo a solução supersaturada instável. a seguir: Exemplos Liga metálica (ou 18 quilates) Soro fisiológico ou solução aquosa de etanol Mistura de oxigênio e nitrogênio Interpretação: A curva no gráfico representa a quantidade máxima de soluto que pode permanecer dissolvida em cada 100g de solvente a uma dada temperatura.6 g/100 g de H2O. quando dissolvemos açúcar em água. S. 4. Mas já sabemos que a 20ºC podem permanecer dissolvidos 50g de soluto.5: Para a maioria dos solutos. Ou seja.2 CLASSIFICAÇÃO a) De acordo com os estados físicos Solução Soluto Solvente Sólida Líquida Gasosa Sólido Líquido.. Ex. solução aquosa de ácido sulfúrico etc.1 CONCEITOS Soluções são misturas homogêneas de duas ou mais substâncias e como tal apresentam um único aspecto (uma única fase). Supersaturada: Quando a quantidade de soluto dissolvido em relação à quantidade de solvente está além do C. originaria uma solução saturada com 5g de A precipitado. freqüentemente procuramos melhorar o sabor dos alimentos. um hidróxido ou um sal. dos rios e dos lagos contêm ar dissolvido. considerando-se uma determinada pressão.S. indica a cada temperatura.S. isto é. e a água. (Coeficiente de solubilidade). A saturação corresponde ao limite para a precipitação. O C.AlanLeite. SOLUÇÕES Por que vamos estudar as soluções? Porque são muito comuns e importantes em nosso cotidiano. o C.1: As soluções supersaturadas são instáveis e. por algum desequilíbrio no sistema. S. por exemplo. sem o qual os peixes morreriam (veja que nos aquários existem borbulhadores. sal no molho das saladas. www.S.oi. o disperso recebe o nome de soluto e o dispersante. c) De acordo com o grau de saturação Para esta classificação devemos conhecer um limite chamado de Coeficiente de Solubilidade (C.S. o café. X e qualquer outro ponto situado abaixo da curva de solubilidade representa uma solução insaturada.2: Solução aquosa de etanol (álcool comum). um aumento de temperatura provoca um aumento na solubilidade (inflexão positiva da curva). Soluções moleculares ou não-eletrolíticas: não são condutoras de eletricidade em função do soluto não se apresentar convertido em íons. Obs. S.). A água do mar (que cobre ¾ da superfície terrestre) é uma solução de vários sais. Ponto Y: O ponto Y sobre a curva indica que a 20ºC. 50g é a quantidade de soluto que satura 100g de água. em que predominam N2 e O2. 3 EXPRESSÕES DE CONCENTRAÇÃO Um aspecto muito importante em uma solução é a proporção entre a quantidade da substância dissolvida (soluto) e a quantidade da que está dissolvendo (solvente). L. etc.8: Relação entre Concentração Comum e Molaridade: C = M .Vi Vi Cf = m1 ⇒ m1 = C f .com.V1 m2 = C 2 . Concentração = _quantidade do soluto_ quantidade do solvente Essas “quantidades” podem ser dadas em massa (g. Para resolvermos este tipo de problema. obtemos uma nova solução de concentração intermediária à das soluções misturadas.oi.V V Obs.Vi = C f . em volume (m3.V f Obs. pode preparar um café “mais forte” ou “mais fraco” (na Química. Kg. Acompanhe: Solução 1 + Solução 2 = Solução Final C1 = m1 V1 C2 = m2 V2 Cf = mf Vf m1 = C1 . para as quantidades relativas ao soluto.MM 1 d) Fração Molar É o quociente entre a quantidade de mols do soluto e a quantidade total de mols na solução (soluto + solvente).V f Como m1 + m2 = mf.100 (m1 + m2 ) Obs. Concentrar uma solução significa diminuir a quantidade de solvente da solução de modo a aumentar sua concentração. Logo. etc.6: Não confunda Concentração Comum com Densidade da solução: m m C= 1 ≠ d= V V b) Título É o quociente entre a massa do soluto e a massa total da solução (soluto + solvente).br . a) Diluição e Concentração de Soluções De um modo geral. porém de concentrações diferentes. temos: Ci . a) Concentração Comum É a quantidade. temos: C1 . de soluto existente em 1 litro de solução. É o que vamos estudar a seguir.AlanLeite. Ou seja: m1 n M = 1 ⇒ M = MM 1 . Ou seja: m1 Tm = ⇒ %Tm = Tm . São essas operações e os conceitos relacionados a elas que veremos a seguir. do soluto existente em 1 litro de solução.V1 + C 2 . em gramas. 14 www.V2 = C f . para cada soluto teremos: C i . Neste caso. Casos particulares de mistura de soluções: Solutos diferentes que não reagem entre si e que utilizam o mesmo solvente. podemos dizer: Diluir uma solução significa acrescentar solvente a essa solução de modo a diminuir sua concentração.V2 m f = C f . Acompanhe: Solução inicial + Solvente = Solução Final Diluída Ci = m1 ⇒ m1 = C i .Vretirado b) Mistura de Soluções Quando misturamos soluções feitas de mesmo soluto e mesmo solvente. teremos então várias maneiras de expressão concentrações. Ou seja: n1 n2 X1 = e X2 = ⇒ X1 + X 2 = 1 n1 + n2 n1 + n2 e) Molalidade É a quantidade.V f Obs. teremos simplesmente uma diluição independente de cada soluto. de soluto existente em 1Kg de solvente. Também é usual misturar soluções de concentrações diferentes de mesmo soluto para se chegar a uma solução final de concentração desejada. devemos construir a equação que representa a reação química citada e com base nas quantidades de soluto presentes nas soluções devemos resolver os problemas através do cálculo estequiométrico. Sem índice.10: As relações que deduzimos para a concentração em grama por litro (C) são análogas às que podemos deduzir para as demais expressões de concentração. Ou seja: n1 W= m2( Kg ) Profº Alan Leite 4. usamos o termo concentração de uma solução para nos referirmos a qualquer relação estabelecida entre a quantidade do soluto e a quantidade do solvente.7: Relação entre Concentração e Título: C = d . adotando a seguinte convenção: Índice 1.Química 4.) ou em mols. em mols.4 OPERAÇÕES No dia-a-dia de um químico é bastante comum tanto o preparo como a manipulação de soluções já preparadas no sentido de aumentar ou de diminuir a quantidade de solvente (para obter uma concentração específica de solução).Vi = C f .Tm c) Molaridade É a quantidade. Ou seja: m C= 1 V Obs. Índice 2.V f Solutos que reagem entre si e que utilizam o mesmo solvente. para as quantidades relativas ao solvente.). um café mais forte seria chamado de mais concentrado). De modo geral.V f Vf Como m1 da solução inicial = m1 da solução final. em mols.9: Diluindo: Vfinal = Vfinal + Vadicionado Concentrado: Vfinal = Vinicial . você pode preparar um molho para salada “mais salgado” ou “menos salgado”. mL. No dia-adia. para as quantidades relativas à própria solução. Com base nessas informações. b) O sal mais solúvel em água. A quantidade de sais presente na água do mar depende da solubilidade de cada um deles e da temperatura ambiente. uma quantidade enorme de sais da crosta terrestre foi dissolvida pela água. O cloreto de sódio é obtido a partir da água do mar nas salinas construídas nas proximidades do litoral. (UFCG-2006) Na formação dos oceanos. (Mackenzie-SP) Têm-se cinco recipientes contendo soluções aquosas de cloreto de sódio. respectivamente. temperatura e concentração. e) a massa da solução saturada na temperatura 10ºC é 29 g por 20 g de solvente. e) o recipiente 5 contém a solução mais concentrada. é o NaCl. numa das etapas do www. (UEPB) Observe os dados da tabela abaixo: Concentração de álcool em determinadas bebidas Cerveja Whisky Vinho Bebidas O mesmo volume Concentração (%) Comparando a) Qual a massa máxima de X capaz de se dissolver em 500g de água à temperatura de 15º? b) Qual a massa mínima de água capaz de dissolver 185g de X. determine os volumes A.5g É correto afirmar que: a) o recipiente 5 contém a solução menos concentrada. a água do mar percorre diversos tanques de cristalização até alcançar uma concentração determinada. (UFRN-2004) Uma das potencialidades econômicas do Rio Grande do Norte é a produção de sal marinho.0g V = 10 L msal=2.2 Classificação 1. De modo geral. c) somente os recipientes 3 e 4 contêm soluções de igual concentração. 9 g desse sal formam 29 g da solução saturada.3 Expressões de Concentração 4.25 g V=8L msal=2. b e c. 4. (UEL) A cristalização é um processo de separação de substâncias dissolvidas em um solvente e está baseada nas diferenças de solubilidade de cada uma delas. 350 mL 6% Uma lata de cerveja: 350 mL 350 mL 12% Uma taça de vinho: 200 mL 350 mL 46% Uma dose de Whisky: 50 mL Volume de A B C álcool Com bases nesses dados. Na temperatura de 35°C. Profº Alan Leite Considerando os conhecimentos sobre o assunto e as informações contidas no gráfico de solubilidade acima.75 g V=5L msal=1.1 Conceitos & 4.br 15 . A variação linear de solubilidade de um sal em função da temperatura é 1 g do soluto por 1°C. 6. à temperatura de 35ºC? c) Uma solução da substância X está saturada à temperatura de 25ºC.com.Química QUESTÕES DE VESTIBULARES 4. para obter a cristalização de cada soluto sob a forma mais pura possível. em mililitros. 3. a) 11/ 58 / 29 b) 24 / 22 / 21 c) 58 / 29 / 11 d) 21 / 24 / 23 e) 23 / 24 / 21 5. b) a solubilidade do sal na temperatura 10ºC é 70 g do sal por 100 g de solvente. 1 2 3 4 5 V=2L msal=0. a 50ºC. Esse processo consiste em evaporar o solvente. em condições controladas de pressão. b) o recipiente 1 contém a solução mais concentrada. Os dados de solubilidade de um sólido em um líquido. d) o coeficiente da solubilidade na temperatura de 35ºC é 9 g por 29 g de solvente. é CORRETO afirmar que a) a solubilidade do sal na temperatura 50°C é 95 g do sal por 100 g de solvente.5g V=3L msal=0.AlanLeite. c) A menor quantidade de água necessária para dissolver completamente 50 gramas de NaNO3 a 35ºC é 100 gramas. d) Se a 250 gramas de KNO3 forem adicionados 200 gramas de água a 58ºC. c) a solubilidade do sal na temperatura 10ºC é 20 g do sal por 100 g de solvente. Suponha que. B e C. para responder às letras a. quando representados graficamente permitem uma boa visualização do processo de cristalização. assinale a afirmativa correta: a) Se uma solução saturada de KNO3 for preparada a 50ºC e em seguida aquecida a 80ºC será obtida uma solução supersaturada desse sal. e) A curva de solubilidade representa a fronteira entre as regiões insaturada e supersaturada e qualquer ponto dessa curva indica que a solução está saturada. qual será a massa da solução na temperatura em questão? 2.oi. será obtida uma solução saturada com 100 gramas de KNO3 precipitado. Considere a curva de solubilidade de uma substância X. Sabendo-se que à referida temperatura a massa de X é de 140g. d) as cinco soluções têm a mesma concentração. e marque a alternativa correta. a 20% em peso. b) A concentração da solução final é igual a 0. (FAFEOD-MG) Quantos gramas de H2O são necessários.05 mol .0L b) 1. mais concentrada será esta solução. Qual a fração molar de ácido acético na solução? a) 0. Partindo de 10 mL de determinado suco em que a concentração do soluto seja de 0. L .0 molar c) 1.5L 14.00 10. Qual a molalidade (W) e a molaridade (M) dessa solução? a) 0. o volume adicionado de água na solução inicial é igual a 500mL.4 Operações 11. realizou a evaporação com cada amostra e anotou a massa de sal resultante na tabela a seguir: Volume da Amostra Massa de sal (g) amostra (mL) 1 500 22 2 500 20 3 500 24 A concentração média das amostras será de: a) 48 g/L b) 44 g/L c) 42 g/L d) 40 g/L e) 50 g/L 7.8M? a) 200 mL b) 20 mL c) 2000 mL d) 400 mL e) 350 mL www. (UEPB-2004) Num laboratório de química. -1 -1 Profº Alan Leite 12.AlanLeite. a fim de torná-la solução 1.com.40 d) 0. (CEFET-PB–2006) A diluição de soluções é uma operação muito empregada em nosso cotidiano. em mL. a fim de se preparar uma solução.0 molal d) 2. geralmente é composto de soluções bastante concentradas.8 molal e) 2. (UEPB) Uma solução aquosa de hidróxido de sódio foi preparada segundo o esquema abaixo: Marque a alternativa que corresponde à molaridade da solução final: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 15. E quanto menor for a quantidade de soluto presente num determinado volume de solução.080 mol/L de Na2CO3.5 molar e 0.2g de ácido sulfúrico são dissolvidos em 200 mL de água. assinale a alternativa correta: a) A concentração da solução inicial é igual a 53g/L de Na2CO3.08 c) 0.0g de glicose (C6H12O6).2M é: a) 1 g b) 5 g c) 10 g d) 25 g e) 27 g 9. Observe atentamente a ilustração abaixo: De acordo com a ilustração acima. Porém. usando 80g do soluto? a) 400 b) 500 c) 180 d) 320 e) 480 8. Qual é o volume de água (destilada) que se deve adicionar a 1.Química processo.4 mol/L de Na2CO3.0 molal e 2. (UEG) Quanto maior for a quantidade de soluto presente num determinado volume de solução.80 e) 1.oi.5L c) 2. um técnico retirou 3 amostras de 500mL de um tanque de cristalização. 24. Encontrando na natureza na forma de argonita. 13.5 mol . toda vez que preparamos um refresco a partir de um suco concentrado estamos realizando tal operação. calcário. obtém-se uma solução de volume igual a 220 mL. (FESP-SP) Qual é o volume de uma solução de hidróxido de sódio 1. as soluções utilizadas devem ser diluídas. adubos.04 b)0. que deverá ser adicionado para que a concentração do refresco seja de 0.0L d) 4. e) A concentração da solução inicial é igual 0. calcita.8 molar 4. c) De acordo com a ilustração.5M que deve ser misturado a 300 mL de uma solução 2M da mesma base.5 molal b) 1. qual o volume de água. em dosagens realizadas. (PUC-MG) Quando 39.0 molar e 2.0L e) 2. para reduzir a concentração pela metade? a) 3.0g de água (H2O). d) A concentração da solução final é igual a 8.0g de ácido acético (C2H4O2) e 81.5 g/L de Na2CO3. (UFRJ) O carbonato de cálcio é usado na fabricação de vidros.0 molal e 1. o estoque de reagentes disponível para uso. cimentos e dentifrícios. (UFF-RJ) Uma solução contém 18.0 molar e 1.br 16 .5L de solução de ácido sulfúrico composta de 196g desse ácido para cada litro de solução. L . etc. mais diluída será essa solução. A massa de carbonato de cálcio (CaCO3) que deve ser dissolvida em água (admitindo-se a solubilização total do sal) para obter 500mL de solução 0.