Sistemas
materiais
Estados de agregação
Estado Físico
Características Macroscópicas
Características Microscópicas
Sólido
forma e volume constantes.
partículas com arranjo característico; formam estruturas
geométricas; estão fixas.
Líquido
forma variável e volume constante.
partículas sem ordenação e com algum movimento.
Gasoso
Forma e volume variáveis.
grandes espaços entre as partículas que possuem
movimento permanente e desordenado.
Curvas de aquecimento
T (OC)
SUBSTÂNCIA
PURA
T (OC)
MISTURA
HOMOGÊNEA
100
0
t (min)
T (OC)
MISTURA
EUTÉTICA
t (min)
T (OC)
t (min)
MISTURA
AZEOTRÓPICA
t (min)
Exemplo
(UFSM) Observe o gráfico e assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada
afirmativa a seguir.
( ) O gráfico representa a curva de aquecimento de uma mistura eutética.
( ) A temperatura de fusão do sistema é variável.
( ) O sistema tem mais de uma fase no instante t3.
( ) A temperatura de ebulição do sistema é constante.
A seqüência correta é
a) F - V - V - V.
b) F - V - F - F.
c) V - F - F - V.
d) V - F - V - V.
xe) V- F - V - F.
SUBSTÂNCIAS
QUÍMICAS
puras
misturas
Simples
átomos iguais
Composta
2 ou +elementos
homogênea
heterogênea
Reações químicas
Síntese:
2 ou + R → um só P
Análise:
um só R → 2 ou + R
Simples Troca:
A + XY → X + AY
Dupla Troca:
AB + XY → XB + AY
Propriedades
físicas
constantes
S+S
fusão fracionada
S+L
evaporação = cristalização
destilação simples
S+S
≠ densidade: ventilação e levigação
≠ tamanho: peneiração ou tamisação
atração por imã: imantização
≠ solubilidade: dissolução fracionada
L+L
destilação fracionada
S+L e S+G
≠ densidade: decantação
≠ solubilidade: filtração
G+G
liquefação seguida de destilação
fracionada
L+L
Funil ou pêra de decantação
Alotropia
OXIGÊNIO
Gás
oxigênio
CARBONO
ozônio
ENXOFRE
FÓSFORO
vermelho
rômbico
monoclínico
branco
Fenômenos
FÍSICO: muda a forma,
não altera a fórmula.
QUÍMICO: há formação de
novas substâncias.
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
combustão
Comp.Orgânico + O2 → CO2 + H2O
VENTILAÇÃO e LEVIGAÇÃO
VENTILAÇÃO: corrente de ar desloca o sólido menos denso.
LEVIGAÇÃO: corrente de água desloca o sólido menos denso.
arroz + casca
baseado na
diferença de
densidade
TAMISAÇÃO ou PENEIRAÇÃO
tamises
baseado na diferença de
tamanho dos grãos
IMANTIZAÇÃO ou SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
Um dos sólidos deve ser
atraído por um ímã:
-Ferro
-Cobalto
-Níquel
DISSOLUÇÃO FRACIONADA
1) Adição de solvente – deve solubilizar apenas um
dos sólidos
2) Filtração do sólido insolúvel;
3) Evaporação do solvente;
areia
+ H2O
areia + NaCl
filtrar
areia + solução
aquosa de NaCl
evaporar
solução aquosa
de NaCl
NaCl
DECANTAÇÃO
baseado na diferença
de densidade
FILTRAÇÃO
baseado na diferença de solubilidade
DECANTAÇÃO
baseado na diferença de
densidade entre os
líquidos
MISTURAS HOMOGÊNEAS
SÓLIDO + SÓLIDO
fusão fracionada
ligas metálicas
75% Au
ouro 18 K
25% Cu + Ag
Cristalização fracionada
Processo utilizado na separação de sólidos
dissolvidos em um líquido. Baseia-se na diferença dos
pontos de cristalização dos componentes da mistura.
Através do aquecimento do líquido os sólidos
cristalizam separadamente.
MgSO4 + NaCl + H2O
1) Evaporação;
2) Precipitação;
DESTILAÇÃO SIMPLES
baseado na diferença de
ponto de ebulição entre o
sólido e o líquido
usado quando se deseja o
líquido
LÍQUIDO + LÍQUIDO
destilação fracionada
Destilação do petróleo
Liquefação fracionada
Processo utilizado na separação de gases.
Baseia-se na diferença dos pontos de ebulição dos
componentes da mistura. Através do abaixamento da
temperatura os gases são liquefeitos e separados.
Ar atmosférico
1) Liquefação;
2) Destilação Fracionada;
Propriedades
Coligativas
Conceitos Fundamentais
1) PRESSÃO DE VAPOR (PV) – é a pressão que as moléculas de
um líquido exercem sobre a sua superfície a fim de escapar.
Quanto maior PV mais volátil é o líquido (mais fácil evapora).
DIAGRAMA DE FASES
2) DIAGRAMA DE FASES DE UMA SUBSTÂNCIA PURA- indica o
estado físico da substância em cada valor de temperatura e pressão.
PONTO TRÍPLICE:
S+L+G
H2O
EBULIÇÃO
3) QUANDO UMA SUBSTÂNCIA PURA ENTRA EM EBULIÇÃO – na
temperatura na qual sua pressão de vapor fica igual à pressão
atmosférica.
Exemplo: ebulição da água em Porto Alegre:100ºC e em Gramado: 98ºC.
Propriedades Coligativas
1- TONOSCOPIA: ↓Pv
20ºC
Água pura – Pv = 36 mmHg
Água do mar – Pv < 36 mmHg
2- EBULIOSCOPIA: ↑TE
760 mmHg
Água pura – TE = 100ºC
Água do mar – TE > 100ºC
3- CRIOSCOPIA: ↓TC
Água pura – TC = 0ºC
Água do mar – TC < 0ºC
A água pura congela a 0ºC.
A adição de sal baixa a
temperatura de congelamento:
uma solução com 10% de sal
congela a -6ºC, e uma solução
com 20% de sal congela a -16ºC.
OSMOSE
4- OSMOSCOPIA: ↑π
OSMOSE - É a diluição de uma solução concentrada, através de uma
membrana semipermeável, em relação a outra solução diluída ou à água
pura.
OSMOSE
Exemplos de osmose: charque, adaptação de peixes,
sucos de frutas e verduras temperadas, etc.
EFEITO COLIGATIVO
M → concentração em
i → nº de íons
mol
L
EFEITO COLIGATIVO
DIAGRAMA DE FASES x PROPRIEDADES COLIGATIVAS
Termoquímica
ΔH
REAÇÃO ENDOTÉRMICA
- absorve calor
- HP > HR
- ΔH > 0
REAÇÃO EXOTÉRMICA
- libera calor
- HP < HR
- ΔH < 0
EXOTÉRMICA
H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl (g) + 184,9 kJ (25ºC, 1 atm)
H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl (g), ΔH = -184,9 kJ (25ºC, 1 atm)
ENDOTÉRMICA
H2(g) + I2(g) + 51,8 kJ → 2 HI (g) (25ºC, 1 atm)
H2(g) + I2(g) → 2 HI (g) ΔH = + 51,8 kJ (25ºC, 1 atm)
ESTADO FÍSICO X ΔH
ENTALPIAS DE REAÇÃO
ΔH
CALOR
como identificar
FORMAÇÃO
ENDO OU EXO
substâncias simples → 1 mol de produto
COMBUSTÃO
EXO
1 mol Composto Orgânico + O2 → CO2 +
H2O
DISSOLUÇÃO
ENDO OU EXO
CA
NEUTRALIZAÇÃO
EXO
Ácido + Base → Sal + 1 mol de água
LIGAÇÃO
QUEBRA = ENDO
X2 + calor → 2 X
FORMAÇÃO =
EXO
2 Y → Y2 + calor
ENERGIA DE
IONIZAÇÃO
ENDO
X + calor → X+ + 1 e−
AFINIDADE
ELETRÔNICA
EXO
X + 1 e− →
⎯água
⎯
⎯→
C+ + Asolvatação de íons
X− + calor
CÁLCULO DO ΔH
•a partir dos calores de formação (ΔHf)
usar: ΔH = HP − HR
168) A quantidade de calor em kcal formado pela combustão de 221,0g de
etino, a 25°C, conhecendo-se as entalpias (ΔH) de formação do CO2(g), H2O(l)
e etino (g), é aproximadamente igual:
Dados: ΔH°(f)
CO2(g) = −94,10 kcal/mol H2O(l) = −68,30 kcal/mol C2H2(g) = +54,20 kcal/mol
a) −2640,95 kcal
b) −1320,47 kcal
c) −880,31 kcal
d) −660,23 kcal
e) −528,19 kcal
x
C2H2 + 3/2 O2 → 2 CO2 +
+54,2 + 0
HR = +54,2
H2O
2(−94,1) + (−68,3)
HP = −256,5
ΔH = −310,7 kcal/mol
26 g – 310,7 kcal
221 g – x
x = −2640 kcal
• a partir dos calores de ligação NÃO usar: ΔH = HP − HR
REAGENTE = QUEBRA LIGAÇÕES = + (endo)
PRODUTO = FORMA LIGAÇÕES = − (exo)
169) A variação de entalpia para a reação, dada pela
equação:
4 HCl (g) + O2 (g) → 2H2O(g) + 2 Cl2 (g) é:
Dados: (Energia de ligação em kcal/mol)
H − Cl → 103,1
H − O → 110,6
O = O → 119,1
Cl − Cl → 57,9
A) + 1089,2 kcal B) −467,4 kcal
C) −26,7 kcal
D) +911,8 kcal
E) −114,8 kcal
x
4(103,1) + 119,1
+ 531,5
→
4(−110,6) + 2(−57,9)
→
−26,7 kcal
−558,2
• a partir da soma de reações : Lei de Hess
172) Em um conversor catalítico, usado em veículos automotores em
seu cano de escape, para reduzir a poluição atmosférica, ocorrem várias
reações químicas, sendo que uma das mais importantes é:
CO(g) + 1/2 O2(g) → CO2 (g)
Sabendo-se que as entalpias das reações citadas a seguir são:
ΔH = −26,4 kcal inverter
C(grafite) + 1/2 O2(g) → CO(g)
ΔH = −94,1 kcal manter
C(grafite) + O2 (g) → CO2 (g)
pode-se afirmar que a reação inicial é:
A) exotérmica e absorve 67,7 kcal/mol.
+26,4
B) exotérmica e libera 120,5 kcal/mol.
−94,1
C) exotérmica e libera 67,7 kcal/mol.
D) endotérmica e absorve 120,5 kcal/mol.
−67,7
E) endotérmica e absorve 67,7 kcal/mol.
x
LEI DE HESS
A variação de entalpia, ou seja, quantidade de calor
liberada ou absorvida por um processo só depende do
estado inicial e final do processo não dependendo das
etapas intermediárias.
C(grafite) + O2 (g)
ΔH2
ΔH1
CO2 (g)
ΔH3
CO(g) + ½ O2 (g)
ΔH1 = ΔH2 + ΔH3