MASSA ATÔMICA. 1u corresponde a 1, g, que equivale aproximadamente à massa de um próton ou de um nêutron.

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1 Cálculos Químicos

2 MASSA ATÔMICA Na convenção da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) realizada em 1961, adotou-se como unidade padrão para massa atômica o equivalente a 1/12 da massa do isótopo 12 do elemento carbono. A massa de um átomo, medida em unidades de massa atômica, corresponde a quantas vezes esse átomo é mais pesado que 1/12 do isótopo 12 do carbono. 1u corresponde a 1, g, que equivale aproximadamente à massa de um próton ou de um nêutron.

3 MASSA ATÔMICA Para o elemento cloro, de número atômico 17, existem dois isótopos, um com massa 35 e um com massa 37. isótopo 35 do cloro - 75% de ocorrência isótopo 37 do cloro - 25% de ocorrência 35 Cl 37 Cl A massa atômica é a média ponderada entre os isótopos naturais do elemento: 35x x25 M. A = = ,5 A massa tabelada para o elemento cloro será então 35,5, ou seja, a média ponderada entre seus isótopos.

4 MASSA MOLECULAR A massa molecular de uma substância é numericamente igual à soma das massas atômicas de todos os átomos da molécula dessa substância. C 2 H 6 O : etanol 2 x x x 16 = 46 Significa que a massa de uma molécula de etanol é 46 u.

5 MOL "Mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quanto são os átomos contidos em 0,012 quilograma de carbono-12. Várias experiências determinaram que este número é 6, x 10 23, ou simplesmente 6,02 x 10 23, e é conhecido como o número de Avogadro. Um mol de átomos, moléculas, íons, etc... contém 6 x unidades

6 A massa em gramas de 1 mol de uma substância é chamada massa molar. A massa molar (em gramas) de qualquer substância sempre é numericamente igual à sua massa de fórmula (em u). Massa atômica do ferro = 56 u Massa molar do ferro = 56 g Massa molecular da água = 18 u Massa molar da água = 18 g

7 VOLUME MOLAR É o volume ocupado pelo mol de moléculas de um gás qualquer nessas condições. Verifica-se, experimentalmente, que seu valor é praticamente o mesmo para qualquer gás, e situa-se em torno de 22,4 litros. CNTP: temperatura = 0 C pressão =1atm. 1 mol massa molar 6 x unidades 22,4 L

8 1 mol 58,5 g de NaCl 100 g de CaCO 3

9 124) (UNIFESP) Amostras dos gases oxigênio e dióxido de enxofre foram coletadas nos frascos idênticos A e B, respectivamente. O gás trióxido de enxofre pode se formar se ocorrer uma reação entre os gases dos frascos A e B, quando estes são misturados em um frasco C. Sobre esses gases, são feitas as seguintes afirmações: I. O frasco A apresenta o dobro de moléculas em relação ao frasco B. II. O número de átomos do frasco B é o dobro do número de átomos do frasco A. III. Ambos os frascos, A e B, apresentam a mesma massa. IV. Considerando que a reação ocorreu por completo, o frasco C ainda contém gás oxigênio. São corretas as afirmações A) I, II, III e IV. B) I, II e III, somente. C) I, II e IV, somente. XD) I, III e IV, somente. E) II, III e IV, somente.

10 Gases Ideais

11 Variáveis de estado de um gás ideal PRESSÃO - é o resultado dos choques das moléculas gasosas contra a parede do recipiente. P atm = 1 x 10 5 N/m² = 1 x 10 5 Pa = 760 mmhg = 1 atm

12 VOLUME - é sempre igual ao volume do recipiente que contém o gás. unidades = L ( litro), ml ( mililitro ), cm 3 1 L = 1000 ml = 1000 cm 3 argônio ou criptônio TEMPERATURA é o estado de agitação das moléculas. É sempre calculada em Kelvin! Tk = Tc ENERGIA CINÉTICA - Relaciona temperatura com velocidade. Quanto maior a temperatura, maior será a energia cinética das moléculas.

13 EQUAÇÃO GERAL DOS GASES IDEAIS PV 1 T 1 1 = P V 2 T 2 2 Esta equação vale somente para uma massa fixa de gases ideais.

14 EQUAÇÃO DE CLAPEYRON PV = nrt P = pressão, em atm V = volume, em L n = nº de mols R = constante dos gases ideais, 0,082 atm.l/mol.k T = temperatura, em Kelvin

15 LEI DE AVOGADRO Volumes iguais de gases quaisquer, quando medidos à mesma pressão e temperatura, encerram o mesmo número de moléculas.

16 128) (FATEC) Dois recipientes A e B, de igual capacidade (V) e à mesma temperatura (T), contêm a mesma massa (m) dos gases H 2 e Cl 2. A esse respeito são feitas as afirmações: I. Em ambos os recipientes, a pressão exercida pelos gases H 2 e Cl 2 éa mesma. II. No recipiente A, que contém H 2, a pressão é maior do que no recipiente B, que contém Cl 2. III. Embora as massas sejam iguais, o número de partículas em A é maior do que em B. É correto o que se afirma apenas em: A) I. B) I e II. C) III. D) I e III. E) II e III. X

17 Estequiometria

18 Nº de mols Massa Nº de moléculas Volume nas CNTP TABELADO coeficiente coef xm coef x 6 x coef x 22,4 L PROBLEMA????

19 130)(UFMG) Um frasco que contém 1 litro de água oxigenada, H 2 O 2 (aq), na concentração de 1 mol/l, foi armazenado durante um ano. Após esse período, verificou-se que 50 % dessa água oxigenada se tinha decomposto, como mostrado nesta equação: 2 H 2 O 2 (aq) 2 H 2 O (l) + O 2 (g) Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a massa de oxigênio produzida nesse processo é: A) X 8 g. B) 16 g. 2 mols 32 g 16 g 100% C) 17 g. D) 32 g. 1 mol - x x 50% x = 16 g x = 8 g

20 136) (UFC) A porcentagem de TiO 2 em um minério pode ser determinada através da seguinte reação: 3TiO 2 (s) + 4 BrF 3 (l) 3 TiF 4 (s) + 2 Br 2 (l) + 3 O 2 (g) Se 12,0 g do minério produzem 0,96 g de O 2, a porcentagem aproximada de TiO 2 nesse minério é de: A) 10% XB) 20% C) 30% 3x80 g 3x32 g 12 g 100% D) 40% x 0,96 g E) 50% 2,4 g x x = 2,4 g x = 20%

21 Soluções

22 - MISTURA HOMOGÊNEA - SOLUÇÃO = SOLUTO + SOLVENTE menor quantidade maior quantidade COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE ( Cs) Grandeza que depende da natureza do soluto e da temperatura. Cs = g de soluto 100g de H 2 O Indica a quantidade de soluto que cabe em 100 g de água.

23 Exemplo: o coeficiente de solubilidade do KNO 3 em água é 31,6 g de KNO 3 para 100 g de H 2 O a 20 ºC. Para a maioria das substâncias o Cs aumenta com o aumento da temperatura.

24 Solução saturada: é aquela que não consegue mais dissolver soluto, dada uma temperatura fixa, ou seja, atingiu o coeficiente de solubilidade. Solução insaturada: é aquela que ainda consegue dissolver soluto, dada uma temperatura fixa, ou seja, ainda não atingiu o coeficiente de solubilidade. Solução supersaturada: é aquela que ultrapassou o coeficiente de solubilidade, são instáveis.

25 138) (UFV) A solubilidade do nitrato de potássio (KNO 3 ), em função da temperatura, é representada no gráfico abaixo: De acordo com o gráfico, assinale a alternativa que indica CORRETAMENTE a massa de KNO 3, em gramas, presente em 750 g de solução, na temperatura de 30 C: A) X 250 B) 375 C) 150 D) 100 E) g KNO g H 2 O 150 g de solução x 750 g de solução x = 250 g

26 em g/l em mol/l em % em massa em ppm C = M = m V 1 n V 1 m1 T = T = 100xT m massa de soluto g de solução ou m 1 para 10 6

27 CONCENTRAÇÃO TÍTULO Porcentagem T T % m1 = m = 100T 20% (m/m) 20 g de soluto em 100 g de solução 20% (V/V) 20 ml de soluto em 100 ml de solução 20% (m/v) 20 g de soluto em 100 ml de solução

28 140) (UNIFESP) Em intervenções cirúrgicas, é comum aplicar uma tintura de iodo na região do corpo onde será feita a incisão. A utilização desse produto deve-se à sua ação anti-séptica e bactericida. Para 5 litros de etanol, densidade 0,8 g/ml, a massa de iodo sólido, em gramas, que deverá ser utilizada para obter uma solução que contém 0,50 mol de I 2 para cada quilograma de álcool, será de A) 635. X B) 508. C) 381. D) 254. E) mol 0,5mol x = 127 g 254g x 1mL 5000mL x = 4000 g = 4 0,8g x kg 127g x 1 kg 4 kg x = 508 g

29 CONCENTRAÇÃO 142) Aroma é o estimulo provocado em nosso olfato por substâncias voláteis presentes em misturas complexas. Assim, a acetona é um liquido incolor, volátil, com odor adocicado, sendo o nível de percepção do odor no ar de 1,6 ppm. A análise de uma amostra do ar contido num determinado ambiente revelou que existe 0,00020% em volume de acetona. Uma pessoa, ao entrar nesse ambiente: A) X Perceberá o odor da acetona, pois 2,0 ppm obtido é maior que 1,6 ppm. B) Perceberá o odor da acetona, pois 3,0 ppm obtido é maior que 1,6 ppm. C) Perceberá o odor da acetona, pois 1,5 ppm obtido é menor que 1,6 ppm. D) Perceberá o odor da acetona, pois 1,0 ppm obtido é menor que 1,6 ppm. E) Não perceberá o odor da acetona, pois 2,0 ppm obtido é maior que 1,6 ppm. 0,0002 x x = 2 ppm

30 RELAÇÃO ENTRE AS CONCENTRAÇÕES Massa molar C = M.M 1 = 1000.d.T g L mol L g ml sem % Cuidado! Mamãe Matou /mil demônios tarados!

31 DILUIÇÃO V 2 H O C inicial V inicial C final < C inicial V final = V inicial + V H2O C i.v i = C f.v f M i.v i = M f.v f T i.v i = T f.v f

32 DILUIÇÃO (FURG) Instrução: as questões de números 1 e 2 referem-se às informações abaixo. Solução I: ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) 27% em massa e densidade 1,2 kg/l. Solução II: formada pela diluição de 1 ml da solução I em 999 ml de água destilada. 1) A concentração da solução I em mol/l é a) 1,0 mol/l b) 1,2 mol/l c) 2,4 mol/l d) 3,3 mol/l e) 6,6 mol/l 2) Considerando-se o ácido sulfúrico totalmente dissociado, a concentração dos íons H 3 O + na solução II é a) 1, mol/l b) 1, mol/l c) 2, mol/l d) 3, mol/l e) 6, mol/l M.M = 1000.d.T Mx98 = 1000x1,2x0,27 M = 3,3 mol/l M i V i = M f V f 3,3x1 = M f x 1000 M f = 3, [H 3 O + ] = 2 x 3, = 6,

33 MISTURA C 1 V 1 + C 2 V 2 = C 3 V 3 M 1 V 1 + M 2 V 2 = M 3 V 3 onde V 3 = V 1 + V 2 + = C 1 C 2 C 3 entre C 1 e C 2 V 1 V 2 V 3 = V 1 + V 2

34 NEUTRALIZAÇÃO REAÇÃO QUÍMICA ENTRE ÁCIDO e BASE a ÁCIDO + b BASE SAL + ÁGUA [H + ].V A = [OH ].V B

35 149) (PUCRS) O eletrólito empregado em baterias de automóvel é uma solução aquosa de ácido sulfúrico. Uma amostra de 5,0 ml da solução de uma bateria requer 25 ml de hidróxido de sódio 0,6 mols/l para sua neutralização completa. A concentração do ácido, em mol/l, na solução da bateria, é: A) 6,0 + [ H ]. V B) 4,5 A = [ OH ]. V B C) 3,0 D) 2,0 E) 1,5 [ H + ].5 = 0,6 x 25 X + mol H ] = 3 [ H 2 SO ] = 1, 5 L [ 4 mol L

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