QG100
Como este resumo foi feito há 4 anos no papel e eu estou somente redigindo ele, pode haver
falta de informação e com certeza há uma certa falta de organização
νj é uma proporção entre reagentes e produtos
Nj é quantidade de matéria
ξ é grau de avanço absoluto
considerando não acúmulo de intermediário, temos a variação de grau:
ξ(tb ) − ξ(ta ) =
∆Nj
Nj (tb ) − Nj (ta )
=
νj
νj
e grau de avanço relativo:
α(t) =
ξ(t)
Nj (t) − Nj# − NI
=
M
AX
ξ
Nj# − Nj#
0<α<1
propriedade: apresenta só 1 valor a cada instante e o valor pode variar com o tempo
propriedades extensivas: não são definidas em ponto algum, são definidas em qualquer parte
finita
propriedades extensivas aditivas: unindo 2 partes, a propriedade é a soma das propriedades
antes
1
1
e
exemplos de propriedades extensivas não aditivas são
massa volume
propriedades intensivas: são definidas em qualquer ponto
velocidade média de avanço absoluto:
∆ξj
∆Nj
=
≥0
∆t
νj ∆t
1 dNj
dξj
=
·
dt
νj dt
velocidade da reação em relação a j:
vj =
1 dcj
1 1 dNj
1 dξj
·
=
· ·
= ·
νj dt
νj V
dt
V dt
J
k Y Zji
vj =
·
(ci )
|νj | i=1
J
Y
dcj
±
= kj
(ci )Zji
dt
i=1
Zji é a ordem da reação em relação ao reagente/produto Wi , na lei de velocidade referente
ao reagente/produto Wi
Zji não é coeficiente estequimétrico de Wi
(Z )I
(dci /dt)I
αi ji
=
(Z )II
(dci /dt)II
αi#ji
se ∆ε > 0 entra energia e se ∆ε < 0 sai energia
∆U é energia interna, só é possível medir a variação
∆ECORPO RIGIDO é energia de corpo rígido (translação e rotação)
∆EC.R. (t) + ∆U (t) = ∆q(t) + ∆ωC.R. (t) + ∆ω(t)
∆q é troca térmica
∆ω é parte do trabalho que se torna energia interna (ou vice-versa)
energia interna e EC.R. não se convertem diretamente
num sistema isolado EC.R. e U não se alteram com o tempo
∆EC.R. (t) = ∆ωC.R. (t) ⇒
∆U (t)
=
energia interna
∆ωx (t)
trabalho extra
= ∆ω(t) −
trabalho
∆q(t)
troca térmica
+ ∆ω(t) + ∆ωx (t)
trabalho
∆ωv (t)
trabalho volumétrico
H é entalpia
H = U + PV
ωv = −∆(P V )
∆H = ∆U − ∆ωv = ∆q + ∆ωx
num sistema isolado, entropia (S) é igual aos subestados correspondentes a cada estado do
sistema e nunca diminui
A é energia de Helmholtz, e para T espacialmente constante:
A = U − TS
∆A ≤ ∆ω
G é energia de Gibbs, e para T e P espacialmente constantes:
G = U + PV − TS = H − TS = A + PV
∆G ≤ ∆ω
∆G = −T ∆SU N IV
G mede a espontaneidade da reação:
dG < 0 espontânea
dG > 0 não espontânea
dG
é a taxa de variação da energia de Gibbs com o avanço isotermobárico da reação
dξ
dG
−
é a afinidade química da reação
dξ
dG dG
e
têm sempre sinais iguais
dξ
dt
G diminui sempre que a reação produzir potência
G pode aumentar quando consumir potência extra
dG
para um sistema exergônico (espontâneo):
< 0 posibilita emissão de energia
dξ
dωx
dG
para um sistema endergônico (não espontâneo):
>0→
> 0 (há trabalho entrando)
dξ
dt
dG
no equilíbrio químico:
=0
dξ
∆r Gθ é a energia de Gibbs padrão de reação e depende da temperatura
dG
= ∆r Gθ + RT lnQ
dξ
no equilíbrio químico: 0 = ∆r Gθ + RT lnQ ∴ ∆r Gθ = −RT lnQ
dG
Q
= RT ln
K → Qeqq
dξ
K
se Q < K, a reação é exergônica e há excesso de reagentes
se Q > K, a reação é endergônica e há excesso de produtos
1
é condutância
R
1
κ = é condutividade
ρ
C = κref · Rref é constante de célula ( depende de T e da soluçãoref
κ − κj solv
condutividade molar Λj =
cj0
—
κj solv → lim κ é condutividade do solvente real do soluto Wj
cj0 →0
Λj < Λj lim sempre que cj0 > 0
eletrólitos fracos:
• interações interiônicas são desprezadas
• Λj = Λj lim α(teqq )
• lei de diluição de Ostwald:
0
0
0
0
c
0
0
j0
|Z− |+|Z+ |+1
(|Z− ||Z− | )(|Z+ ||Z+ | )( 103 mol/m
3 Λj )
1
1
=
+
0
0
Λj
Λj lim
Kj (Λj lim )|Z− |+|Z+ |
eletrólitos fortes:
• desprezada a variação de α(teqq ) com cj0 = 1
• lei de Kohlrausch (K é a constante de Kohlrausch para Wj )
√
Λj = Λj lim − K cj0
λ+ e λ− são condutividades iônicas molares do cátion e ânion
0
0
Λj = |Z− |λ+ + |Z+ |λ−
λ+
λ−
e u− =
são mobilidades do cátion e ânion
F Z+
F Z−
FZ é o módulo da carga elétrica molar
|ν| é o coeficiente estequiométrico referente aos elétrons que participam da semireação de
redução
eletrodos:
u+ =
• metal-íon metálico (Ex.: Cu|Cu2+
(aq) )
• eletrodo de gás (Ex.: Pt|H2(g) |H+
(aq) )
• metal-sal insolúvel (Ex.: Ag|AgCl|Cl−
(aq) )
3+
• eletrodo de oxirredução (Ex.: Pt|Fe2+
(aq) ,Fe(aq) )
|E| é o menor módulo da ddp entre os eletrodos necessário para que a reação pare
|Ecel | é o módulo da ddp entre os eletrodos
|Ecel | > |E| faz com que ânodo e cátodo invertam
0 ≤ |Ecel | ≤ |E| numa célula eletroquímica com circuito elétrico resistivo
dG
se
< 0, o cátodo será o polo positivo e o ânodo o negativo
dξ
dG
se
> 0, será necessária uma fonte de energia elétrica externa à célula e |Ecel | > |E|
dξ
1
dG
E=−
·
para potencial de corrente nula e Ecel ≤ E
|ν|F dξ
1
Eθ = −
∆r Gθ é o potencial padrão de célula eletroquímica
|ν|F
equação de Nernst:
Eθ =
RT
lnK
|ν|F
célular de concentração são células com E θ = 0
RT
reversibilidade perfeita: E = −
lnQ
|ν|F
distribuição de Boltzmann:
exp(−βej )
pj = Pn
j=1 exp(−βej )
pj é a probabilidade de uma das partículas apresentar, em t, o valor discreto ej
pj = lim (Nj /N ), Nj é o número de partículas que apresenta o valor ej em t
N →∞
β = (kT )−1 , k é a constante de Boltzmann, T é a temperatura
se uma partícula passar de um nível de energia Ea para outro de energia Eb , emitirá radiação
|Eb − Ea |
eletromagnética de frequência ν =
, onde h é a constante de Planck
h
para um sistema microscópico isolado,como H,He+ e Li2+ (n é o número quântico principal):
Z2
me4
En = − 2
2n 4e20 h2
me4
Z é o número de prótons e
é 1 unidade atômica de energia(1 u.a.)
4e20 h2
l é o número quântico de momento angular orbital
ml é o número quântico orbital magnético
s é o número quântico de momento angular de spin (1/2 para elétrons)
ms é o número quântico magnético de spin (-1/2 e +1/2 para elétrons)
cada conjunto < n, l, ml > caracteriza um orbital atômico representado por Φn,l,ml
Φn,l,ml são funções que, aplicadas à posição espacial < x, y, z > do elétron e multiplicadas
pelo complexo conjugado do resultado (Φ∗n,l,ml (x, y, z)), produzem a densidade de probabilidade
de se achar um elétron com < n, l, ml > em < x, y, z >