Estado Físico Características Macroscópicas Características Microscópicas

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1 Sistemas materiais

2 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.

3 Curvas de aquecimento T ( O C) SUBSTÂNCIA PURA T ( O C) MISTURA HOMOGÊNEA t (min) t (min) T ( O C) MISTURA EUTÉTICA T ( O C) MISTURA AZEOTRÓPICA t (min) t (min)

4 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 t 3. ( ) 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.

5 SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS Reações químicas puras Simples átomos iguais Composta 2 ou +elementos homogênea misturas heterogênea 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 L + L destilação fracionada G + G liquefação seguida de destilação fracionada S + S densidade: ventilação e levigação tamanho: peneiração ou tamisação atração por imã: imantização solubilidade: dissolução fracionada S + L e S + G densidade: decantação solubilidade: filtração L + L Funil ou pêra de decantação

6 Alotropia OXIGÊNIO CARBONO Gás oxigênio ozônio ENXOFRE FÓSFORO rômbico monoclínico branco vermelho

7 Fenômenos FÍSICO: muda a forma, não altera a fórmula. QUÍMICO: há formação de novas substâncias. 4 Fe + 3 O 2 2 Fe 2 O 3 combustão Comp.Orgânico + O 2 CO 2 + H 2 O

8 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

9 TAMISAÇÃO ou PENEIRAÇÃO tamises baseado na diferença de tamanho dos grãos

10 IMANTIZAÇÃO ou SEPARAÇÃO MAGNÉTICA Um dos sólidos deve ser atraído por um ímã: -Ferro -Cobalto -Níquel

11 DISSOLUÇÃO FRACIONADA 1) Adição de solvente deve solubilizar apenas um dos sólidoss 2) Filtração do sólido s insolúvel; 3) Evaporação do solvente; areia + H 2 O filtrar evaporar areia + NaCl areia + solução aquosa de NaCl solução aquosa de NaCl NaCl

12 DECANTAÇÃO baseado na diferença de densidade

13 FILTRAÇÃO baseado na diferença de solubilidade

14 baseado na diferença de densidade entre os líquidos DECANTAÇÃO

15 MISTURAS HOMOGÊNEAS SÓLIDO + SÓLIDO fusão fracionada ligas metálicas ouro 18 K 75% Au 25% Cu + Ag

16 Cristalização fracionada Processo utilizado na separação de sólidos s dissolvidos em um líquido. l Baseia-se na diferença a dos pontos de cristalização dos componentes da mistura. Através s do aquecimento do líquido l os sólidos s cristalizam separadamente. MgSO 4 + NaCl + H 2 O 1) Evaporação; 2) Precipitação;

17 DESTILAÇÃO SIMPLES baseado na diferença de ponto de ebulição entre o sólido e o líquido usado quando se deseja o líquido

18 LÍQUIDO + LÍQUIDO destilação fracionada

19 Destilação do petróleo

20 Liquefação fracionada Processo utilizado na separação de gases. Baseia-se na diferença a dos pontos de ebulição dos componentes da mistura. Através s do abaixamento da temperatura os gases são liquefeitos e separados. Ar atmosférico 1) Liquefação; 2) Destilação Fracionada;

21 Propriedades Coligativas

22 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).

23 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

24 H 2 O

25 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.

26 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

27 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.

28 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.

29 OSMOSE Exemplos de osmose: charque, adaptação de peixes, sucos de frutas e verduras temperadas, etc.

30 EFEITO COLIGATIVO M concentração em i nº de íons mol L

31 EFEITO COLIGATIVO DIAGRAMA DE FASES x PROPRIEDADES COLIGATIVAS

32 Termoquímica

33 ΔH REAÇÃO ENDOTÉRMICA REAÇÃO EXOTÉRMICA - absorve calor - libera calor -HP > HR - HP < HR - ΔH > 0 -ΔH < 0

34 EXOTÉRMICA H 2(g) + Cl 2(g) 2 HCl (g) + 184,9 kj (25ºC, 1 atm) H 2(g) + Cl 2(g) 2 HCl (g), ΔH = -184,9 kj (25ºC, 1 atm)

35 ENDOTÉRMICA H 2(g) + I 2(g) + 51,8 kj 2 HI (g) (25ºC, 1 atm) H 2(g) + I 2(g) 2 HI (g) ΔH = + 51,8 kj (25ºC, 1 atm)

36 ESTADO FÍSICO X ΔH

37 ENTALPIAS DE REAÇÃO CALOR FORMAÇÃO COMBUSTÃO DISSOLUÇÃO NEUTRALIZAÇÃO ΔH ENDO OU EXO EXO ENDO OU EXO EXO água como identificar substâncias simples 1 mol de produto 1 mol Composto Orgânico + O 2 CO 2 + H 2 O CA C + + A - solvatação de íons Ácido + Base Sal + 1 mol de água LIGAÇÃO QUEBRA = ENDO X 2 + calor 2 X FORMAÇÃO = EXO 2 Y Y 2 + calor ENERGIA DE IONIZAÇÃO ENDO X + calor X e AFINIDADE ELETRÔNICA EXO X + 1 e X + calor

38 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 CO 2 (g), H 2 O(l) e etino (g), é aproximadamente igual: Dados: ΔH (f) CO 2 (g) = 94,10 kcal/mol H 2 O(l) = 68,30 kcal/mol C 2 H 2 (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 C 2 H 2 + 3/2 O 2 2 CO 2 + H 2 O +54, ( 94,1) + ( 68,3) H R = +54,2 H P = 256,5 ΔH = 310,7 kcal/mol 26 g 310,7 kcal 221 g x x = 2640 kcal

39 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) + O 2 (g) 2H 2 O(g) + 2 Cl 2 (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) ,2 kcal B) 467,4 kcal xc) 26,7 kcal D) +911,8 kcal E) 114,8 kcal 4(103,1) + 119,1 4( 110,6) + 2( 57,9) + 531,5 558,2 26,7 kcal

40 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 O 2 (g) CO 2 (g) Sabendo-se que as entalpias das reações citadas a seguir são: C(grafite) + 1/2 O 2 (g) CO(g) C(grafite) + O 2 (g) CO 2 (g) pode-se afirmar que a reação inicial é: A) exotérmica e absorve 67,7 kcal/mol. B) exotérmica e libera 120,5 kcal/mol. C) x exotérmica e libera 67,7 kcal/mol. D) endotérmica e absorve 120,5 kcal/mol. E) endotérmica e absorve 67,7 kcal/mol. ΔH = 26,4 kcal ΔH = 94,1 kcal inverter manter +26,4 94,1 67,7

41 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) + O 2 (g) ΔH 1 CO 2 (g) ΔH 2 ΔH 3 CO (g) + ½ O 2 (g) ΔH 1 = ΔH 2 + ΔH 3

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