QUÍMICA 3 - APOSTILA 4. Prof. Msc João Neto

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1 QUÍMICA - APOSTILA Prof. Msc João Neto

2 A (g) B (g) C (g) D (g) Em um sistema fechado, o equilíbrio é atingido quando: as propriedades macroscópicas ficam inalteradas; no estado final, coexistem reagentes e produtos; as concentrações das espécies participantes permanecem constantes; as velocidades das reações direta e inversa são iguais. Prof. Msc João Neto

3 Análise Gráfica do Equilíbrio Prof. Msc João Neto

4 Prof. Msc João Neto

5 Prof. Msc João Neto 5

6 Prof. Msc João Neto 6

7 Quando o equilíbrio é atingido com a concentração de reagente maior que a do produto: R > P no equilíbrio É uma reação que ocorre com maior extensão no sentido de formação dos reagentes e, evidentemente, com menor extensão no sentido de formação dos produtos. Prof. Msc João Neto 7

8 Quando o equilíbrio é atingido com maior concentração de produto do que de reagente: P > R no equilíbrio A reação ocorre em maior extensão para a formação dos produtos e, evidentemente, com menor extensão no sentido de formação dos reagentes Prof. Msc João Neto 8

9 Quando o equilíbrio é atingido com concentrações iguais de produto e de reagente: R P no equilíbrio Ambas as reações, direta e inversa, ocorrem com mesma intensidade. Prof. Msc João Neto 9

10 c constante de equilíbrio em termos de unidades de concentrações em quantidade de matéria (mol/l). X Y P R XY c c X XY Y De sua expressão, não participam substâncias que apresentam concentração constante como, por exemplo, um sólido, e o seu valor varia com a temperatura. Prof. Msc João Neto

11 p constante de equilíbrio em termos de unidades de pressões parciais (atm ou mmhg). X Y P R XY p p ( px ( pxy ) )( py ) De sua expressão, só participam substâncias gasosas, e o seu valor também varia com a temperatura. Prof. Msc João Neto 11

12 Sólidos e líquidos estão fora Só entra gases p ( RT ) c n Prof. Msc João Neto 1

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14 c e p só irão alterar-se se variar a temperatura. A constante de equilíbrio, para uma dada reação, depende unicamente da temperatura. Se o valor de é menor do que 1, a concentração do reagente predomina, isto é, a reação ocorre em pequena extensão, da esquerda para a direita. Se é grande, a formação do produto é favorecida, isto é, a reação ocorre em grande extensão, da esquerda para a direita. Prof. Msc João Neto 1

15 Prof. Msc João Neto 15

16 A expressão da constante de equilíbrio é feita pela concentração molar dos produtos elevados aos seus expoentes estequiométricos, dividida pelos reagentes elevados com seus expoentes. Prof. Msc João Neto 16

17 Prof. Msc João Neto 17

18 5 0,0016 0,6 0,00, 0,60 M Y X XY R P XY Y X c c c c c 18 Prof. Msc João Neto

19 Prof. Msc João Neto 19

20 X c c Y XY H P R c 1,56 0,0, XY X Y > 0 Prof. Msc João Neto 0

21 Prof. Msc João Neto 1

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24 Prof. Msc João Neto,,75 1,5.1,5. 1,5. 1,5 / c c c c c SO O SO L mol L mol L mol Equ L mol L mol x L mol C R L mol Inic O SO SO

25 Prof. Msc João Neto 5

26 Prof. Msc João Neto 6,5 0,5 0,5 0, / x H e CO x O H e CO x x x x x x x x x x x x x x x x O H CO H CO x x x x Equ x x x x C R L mol L mol L mol L mol Inic H CO O H CO c

27 Prof. Msc João Neto 7

28 Prof. Msc João Neto ) 5( ) ( ) ( ) (1 ) ).(1 (5 ) ( ) ).( ( p p p p g g g pnbcl pnbcl pnbcl NbCl NbCl NbCl

29 Prof. Msc João Neto 9

30 0 Prof. Msc João Neto 0, 0,15 0,5 0, (0,5) (0,7).(0,7). 1 0,7 1 0,7 1 0,5 0,7 0,7 0,5. 0,7 0,7 0,7 / ) ( ) ( ) 5( c c c c c g g g PCl Cl PCl L mol L mol L mol V n mol mol mol equil mol mol mol P C mol Inic Cl PCl PCl

31 Prof. Msc João Neto 1

32 x y x>y V x >V y A B C D c C. D A. B c 1.1. c 1 c 0,5 Prof. Msc João Neto

33 Concentração Deslocamento de equilíbrio Pressão Temperatura Prof. Msc João Neto

34 desloca para o lado oposto Concentração fica do mesmo lado N H NH N desloca p/ direita (favorece produtos) Prof. Msc. João Neto

35 T desloca para o lado ΔH>0 Temperatura T desloca para o lado ΔH<0 A B AB ΔHkJ Endotérmico Prof. Msc. João Neto 5

36 P desloca para o lado volume < Pressão P desloca para o lado volume > Volume > A (g) B (g) AB (g) Volume < Prof. Msc. João Neto 6

37 Prof. Msc João Neto 7

38 Endotérmico Prof. Msc João Neto 8

39 Exotérmico Prof. Msc João Neto 9

40 Exotérmico volume Pressão Prof. Msc João Neto 0

41 ph log H 1 O Equilíbrio iônico poh log 1 OH HO. OH 1 Prof. Msc João Neto 1

42 Prof. Msc. João Neto ) (5º log 1 5 C poh ph O H ph O H ph O H ou O H ph ph

43 H ph caráter - Ácido -7 7 Neutro Básico Solução 1: ph H - Solução : ph5 H -5 Solução 1 é 0 vezes mais ácida que solução Prof. Msc. João Neto

44 Solução Tampão Conceito: Manter o ph do meio praticamente constante, mesmo com adições moderadas de ácidos ou bases. Composição Química: Ácido Fraco e sal derivado desse ácido Ex: Ácido Acético e Acetato de Sódio Base fraca e um sal derivado desta base Ex: Hidróxido de amônio e Cloreto de Amônio Obs: O tampão pode ser considerado um equilíbrio par conjugado ácido-base de Bronsted-Lowry. Prof. Msc. João Neto

45 Prof. Msc João Neto 5

46 Neutro Básico Ácido Ácido Neutro Básico Prof. Msc João Neto 6

47 Prof. Msc João Neto 7

48 Prof. Msc João Neto ) ( razão razão razão OH H ph NaHCO OH H ph OH Mg

49 Prof. Msc João Neto 9

50 50 Prof. Msc João Neto 9,8 0,5 log, log, 1 log 1 log, 0, ) ( ph ph ph ph H ph H H H H OH H OH Al OH Al O H

51 Hidrólise Salina: Quando um sal é dissolvido em água, pode ocorrer uma reação chamada hidrólise, que é o inverso da reação de neutralização. neutralização Ácido Base Sal hidrólise água Prof. Msc João Neto 51

52 Prof. Msc João Neto 5

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55 Ácido Forte Base Forte Ácido Forte Base Fraca Ácido Fraco Base Forte Ácido Fraco Base Fraco Caráter Hidrólise h Neutro Ácido Básico *** Não apresenta hidrólise Hidrólise do cátion Hidrólise do ânion Hidrólise do cátion e do ânion h - h w b h a w a w b ***Depende do valor do a e do b Prof. Msc João Neto 55

56 Prof. Msc João Neto 56

57 57 Prof. Msc João Neto Ácido Forte HCl Cl Base Fraca OH NH NH Cl NH Ácido Forte SO H SO Base Forte NaOH Na SO Na Ácido Forte HCl Cl Base Fraca OH Zn Zn ZnCl Ácido Fraco HCN CN Base Forte NaOH Na NaCN Ácido caráter de Sal Neutro caráter de Sal Ácido caráter de Sal Básico caráter de Sal ) (

58 Prof. Msc João Neto 58

59 NaCl Sal Neutro de caráter NaF NaF Sal Básico de caráter NH Cl Sal de caráter Ácido < Acidez > ph Na Cl Na NaOH Base Forte F HF Ácido Moderado NH NHOH Base Fraca Cl HCl Ácido Forte < NaCl < NaOH Base Forte HCl Ácido Forte NH Cl < > ph Acidez Prof. Msc João Neto 59

60 NaCl Não sofre hidrólise F NH H O HF H O NH OH OH H Prof. Msc João Neto 60

61 Produto de Solubilidade

62 Produto de solubilidade não deve ser confundido com solubilidade! Solubilidade é a quantidade máxima de uma substância que pode ser dissolvida em determinada quantidade de solvente, enquanto produto de solubilidade é o nome dado a uma constante de equilíbrio. Prof. Msc João Neto 6

63 Prof. Msc João Neto 6

64 Prof. Msc João Neto 6 S 5 5 S S S SO Ba SO Ba b)baso SO Ba a) SO Ba BaSO

65 Prof. Msc João Neto 65

66 CaF CaF S S Ca 5 Ca F 5 Ca CaF F g.mol 1mol 78g y 1,56 Ca F 5 ( 5 g ) 1 F y 5 S 5 mol, 1 Prof. Msc João Neto 66

67 Prof. Msc João Neto 67

68 Prof. Msc João Neto 68 M CrO Ag M M M CrO Ag CrO Ag x M x x x x x CrO Ag x x x CrO Ag CrO Ag s

69 Prof. Msc João Neto 69

70 70 Prof. Msc João Neto 5 6, S S S S SO Ba SO Ca CaSO

71 Prof. Msc João Neto 71

72 7 Prof. Msc João Neto ) ( ) ( S S S S OH Mg OH Mg OH Mg

73 Prof. Msc João Neto 7

74 Prof. Msc João Neto 7

75 Endotérmica Exotérmica >Volume <Volume Aumentar o rendimento quer dizer que deveremos deslocar a reação no sentido direto, ou seja, para a direita, onde passaremos a ter mais metanol. Julgando as afirmativas: a) pressão desloca para o lado que o volume é maior (esquerda); b) temperatura desloca para o lado que a reação é endotérmica, ou seja, para a esquerda; c) H desloca para a direita onde será consumido; d)o catalisador não desloca o equilíbrio. Apenas aumenta a velocidade; e) CO o equilíbrio favorece o lado que está o composto. Lado esquerdo. Prof. Msc João Neto 75

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77 Exotérmica Volumes iguais Aumentar a velocidade da reação direta quer dizer que deveremos deslocar a reação no sentido direto, ou seja, para a direita. É importante observar que os fatores que alteram a velocidade vão influenciar no resultado. Julgando as afirmativas: a) concentração desloca para o lado oposto ao qual está o composto. A concentração é um fator que aumenta a velocidade da reação lado direito; b) concentração desloca para o lado que a reação é endotérmica, ou seja, para a esquerda; Quando diminuímos a concentração, reduzimos assim a velocidade. c) Temperatura aumenta a velocidade da reação; d)o catalisador aumenta a velocidade da reação tanto direta quanto inversa; e)pulverizar é reduzir a pó. Nesse caso a superfície de contato aumenta, aumentando assim a velocidade da reação. Prof. Msc João Neto 77

78 Prof. Msc João Neto 78

79 Prof. Msc João Neto log 1? < poh OH poh ácido H OH OH OH OH H OH H

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81 Bicarbonato sofre hidrólise, aumentando o ph (solução é básica (antiácido). Prof. Msc João Neto 81

82 Prof. Msc João Neto 8

83 Na x1 C 1x1 1 NaCN N 1x1 1 9g / mol 1mol 9g x,9g x 0,1 mol 0,1 mol 50mL y 00mL y 0,mol M 0,mol / L NaCN Na Na CN CN NaOH base forte HCN ácido fraco H caráter básico CN O HCN OH Prof. Msc João Neto 8

84 Prof. Msc João Neto 8

85 PbI Pb I s Pb. I Prof. Msc João Neto 85

86 Prof. Msc João Neto 86

87 Prof. Msc João Neto 87,5 0,5 0,15 0, ) ( PO PO PO PO PO PO PO PO Ca PO Ca PO Ca s

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