H inicial. ΔH = H final H inicial ΔH = [+ 10] [2(+ 34)] ΔH = 58 kj. ΔH em kj por mol de NO 2 que dimeriza? NO 2 N 2 O 4 ΔH = 58/2 kj

Transcrição

1 setor SP Aula 5 CÁLCULO DE ΔH DE REAÇÃO ATRAVÉS DE ENTALPIAS DE FORMAÇÃO + x zero y H (kcal ou kj) A entalpia (H) de 1,0 ol de ua substância coposta é nuericaente igual ao respectivo Calor de Foração. LEI DE HESS E ENTALPIAS DE FORMAÇÃO aa + bb cc + dd ΔH =? ah A bh B ch C dh D H INICIAL H FINAL São expressões sinônias: ENTALPIA DA SUBSTÂNCIA X ENTALPIA DE FORMAÇÃO DA SUBSTÂNCIA X CALOR DE FORMAÇÃO DA SUBSTÂNCIA X SUBSTÂNCIA SIMPLES (ESTADO PADRÃO) SUBSTÂNCIA COMPOSTA (1 MOL) H FORM. = + x ΔH = H FINAL H INICIAL H FORM. = y SUBSTÂNCIA COMPOSTA (1 MOL) 1. Denoina-se dierização ao processo no qual duas oléculas iguais reune-se para forar ua única estrutura. Exeplo: NO (g) N O 4 (g) Deterine o valor de ΔH da dierização acia, sendo dadas: Entalpia de NO (g) = +34 kj/ol Entalpia de N O 4 (g) = +10 kj/ol NO (g) N O 4 (g) ΔH =? ols 1 ol (+ 34) (+ 10) H inicial H final ΔH = H final H inicial ΔH = [+ 10] [(+ 34)] ΔH = 58 kj. O valor do ΔH de ua equação teroquíica corresponde autoaticaente às quantidades de ols indicadas pelos coeficientes da respectiva equação. Portanto, co relação à questão anterior, qual o valor de ΔH e kj por ol de NO que dieriza? NO N O 4 ΔH = 58 kj ols 1 ol (por ol de N O 4 ) 1 NO N O 4 ΔH = 58/ kj (por ol de NO ) 1 1 ol ol 3. Deterine a entalpia de cobustão do etanol, e kcal/ol, sendo dados: Entalpia de foração de C H 6 O(l) = 66 kcal/ol Entalpia de foração de CO (g) = 94 kcal/ol Entalpia de foração de H O(l) = 68 kcal/ol C H 6 O(l) + 3O (g) CO (g) + 3H O(l) ΔH =? 1 ol 3 ols ols 3 ols ( 66) Zero ( 94) 3( 68) H inicial H final ΔH = H final H inicial ΔH = [ ( 94) + 3( 68)] [( 66) + zero] ΔH = 36 kcal/ol ALFA ANGLO VESTIBULARES

2 4. Co relação à questão anterior, deterine a entalpia de cobustão do etanol e kcal/graa. (C = 1, O = 16, H = 1) 1 ol etanol 46 g liberta 36 kcal 1 g x 36 x = = 7 kcal 46 Resposta: 7 kcal/graa 5. O gás SO 3, iportante poluente atosférico, é forado de acordo co o esquea geral: Cobustível ar ar fóssil contendo SO SO 3 enxofre queia Sabendo que o processo de oxidação de SO a SO 3 apresenta ΔH = 99kJ/ol de SO, deterine a entalpia de u ol de SO 3 gasoso. Dado: Entalpia de SO = 97kJ/ol 6. A reação de trierização cíclica do acetileno, dando benzeno, pode ser representada pela equação teroquíica: 3C H (g) C 6 H 6 (l) ΔH = 10kcal (5 C, 1at) Sabendo que a entalpia do benzeno vale +30 kcal/ol, deterine a entalpia de u ol de acetileno. 3C H (g) C 6 H 6 ΔH = 10 kcal 3 x + 30 H inicial H final ΔH = H f H i 10 = [+ 30] [3x] X = + 50 kcal Resp.: + 50 kcal/ol 1 SO (g) + O (g) SO 3 (g) H = 99 kj 97 zero x H inicial H final ΔH = H f H i 99 = x [ 97 + zero] x = 396 kj Resp.: 396 kj/ol Livro Unidade I (Cap. ) Tarefa Mínia Resolva os exercícios 5 e 6, série. Tarefa Copleentar Resolva os exercícios 7, 9 e 3, série. ALFA ANGLO VESTIBULARES

3 Aula 6 LEI DE HESS (MÉTODO GERAL) H INICIAL H REAGENTES. Co relação à questão anterior, calcule o ΔH para transforar 40 g de grafite e diaante. (C = 1) ΔH 1 ΔH 1 ΔH ΔH Total 1g C 0,5 kcal 40 g x x = 10 kcal H FINAL Lei de Hess: o valor do ΔH de u processo depende a- penas das entalpias inicial e final, não dependendo do núero de etapas, ne do fato de sere endo ou exotéricas. Conseqüência O ΔH total será a soa algébrica dos ΔH das etapas. Coo resolver u problea: I) Soar convenienteente as equações co ΔH conhecidos. Obs: Se necessário, ua etapa poderá ser invertida e/ou dividida ou ultiplicada por, 3, 4 etc. II) O resultado da soa das equações, deverá ser a equação co ΔH desconhecido. III) Aplicar a Lei de Hess: ΔH total = ΣΔH ETAPAS ΔH PRODUTO ΔH total = ΔH 1 + ΔH + ΔH 3 + ΔH Dados: C graf + O (g) CO (g) ΔH = 94 kcal/ol C dia + O (g) CO (g) ΔH = 94,5 kcal/ol Calcule o ΔH da transforação de C graf e C dia. C graf + O (g) CO (g) ΔH 1 = 94 kcal CO (g) C dia + O (g) ΔH = + 94,5 kcal C graf C dia ΔH =? ΔH = ΔH 1 + ΔH ΔH = ,5 ΔH = + 0,5 kcal/ol ΔH 3 3. Dados: H (g) + O (g) H O(l) ΔH = 136 kcal H (g) + O (g) H O(v) ΔH = 116 kcal Calcule o ΔH de vaporização da água e kcal/ol. H O(l) H + O ΔH 1 = H + O H O(v) ΔH = 116 H O(l) H O(v) ΔH =? ΔH = ΔH 1 + ΔH ΔH = = + 0 kcal / ols Logo: ΔH = + 10 kcal/ol 4. Deterine a entalpia de cobustão do etanol líquido, a 5 C e 1at, e kj/ol, sendo dados: Cgraf + H g + 1 ( ) O g CH OH ΔH = 39 kj/ol ( ) 3 ( l) 1 H( g) + O( g) HO( l) C graf + O (g) CO (g) 3 CH 3 OH + O CO + H O H =? foi invertida ΔH = 86 kj/ol ΔH = 393 kj/ol 1 CH 3 OH C + H + O H 1 = + 39 C + O CO H = 393 x {H + O H O H 3 = ( 86) + 3 CH 3 OH + O CO + H O H =? ΔH = ΔH 1 + ΔH + ΔH 3 ΔH = 76 kj/ol ALFA ANGLO VESTIBULARES

4 Obs.: Para efeito de coparações, o professor poderá tabé resolver pelo étodo dos Calores de foração: Livro Unidade I (Cap. ) CH 3 OH + 3 O CO + H O H =? 39 zero 393 ( 86) Tarefa Mínia H inicial H final Resolva os exercícios 13, 15 e 33, série. Tarefa Copleentar Resolva os exercícios 34 a 37, série. Aula 7 CÁLCULO DE ΔH DA REAÇÃO ATRAVÉS DE ENERGIAS DE LIGAÇÃO ENERGIA DE LIGAÇÃO H QUEBRA ENDOT. UNIÃO EXOT. ÁTOMOS ISOLADOS ÁTOMOS LIGADOS. Observe os processos I) HF(g) H(g) + F(g) II) H(g) + F(g) HF(g) a) Coloque os dois processos e u único diagraa de entalpia. b) Qual o noe que podeos dar para o ΔH do processo I? a) H H(g) + F(g) Energia de Ligação: Energia necessária para roper 1 ol de ligações no estado gasoso. I 1. Dadas as energias de ligação: H H kcal/ol Cl Cl kcal/ol a) Qual a ligação ais forte? H H II HF(g) b) Energia de ligação da ligação HF(g) b) Por que? Porque é a que necessita de aior energia para ser ropida. ALFA ANGLO VESTIBULARES

5 3. A energia da ligação C H vale 100 kcal/ol Deterine o ΔH dos processos: a) CH 4 (g) C(g) + 4H(g) ΔH = + 4(100) = kcal b) C(g) + 4H(g) CH 4 (g) ΔH = 4(100) = 400 kcal Obs.: E u diagraa teríaos: 5. Co relação à questão anterior, coplete o diagraa de entalpia, colocando os valores de ΔH. H (kcal) H(g) + F(g) ΔH = 141 H C(g) + 4H(g) ΔH 1 = + 70 H (g) + F (g) ΔH = + 4 (100) Real ΔH = 4 (100) Real HF(g) ΔH = ΔH 1 + ΔH = + 19 CH 4 (g) 4. Dadas as energias de ligação e kcal/ol HF H F deterine o valor de ΔH do processo HF H + F Quebras {HF (135) = 70 kcal H 104 Uniões F kcal (libertada) Saldo = = 19 (absorv.) (lib.) (absorv.) Logo: ΔH = + 19 kcal 6. Na reação H (g) + Cl (g) HCl(g) ΔH = 4kcal/ol Sendo dadas as energias de ligação e kcal/ol H H Cl Cl Deterine o valor da energia da ligação H Cl Chaando x a energia de ligação HCl: H H ΔH 1 = Cl Cl ΔH = + 60 H + Cl HCl ΔH 3 = x + H + Cl HCl ΔH = 4 Pela Lei de Hess {ΔH = ΔH 1 + ΔH + ΔH 3 4 = x x = 103 kcal Livro Unidade I (Cap. ) Tarefa Mínia Resolva os exercícios 41, 4 e 43, série. Tarefa Copleentar Resolva os exercícios 44, 45 e 46, série. ALFA ANGLO VESTIBULARES

6 Aula 8 CLASSIFICAÇÃO DAS DISPERÇÕES DISPERSÃO É todo sistea no qual ua substância A, sob fora de pequenas partículas, se distribui e toda a extensão de outra substância B. A = DISPERSO B = DISPERSANTE 1 nanôetro (n) = angströ (A ) = 10 8 c = n 10 = = 10 A n = 10 A CARACTERÍSTICAS DAS PARTÍCULAS DISPERSAS 1. Conceituar SOLUÇÃO Qualquer tipo de istura hoogênea.. E ua solução, o dispersante chaa-se solvente e o disperso chaa-se soluto 3. Coplete o quadro SOLUÇÃO DISPERSÃO COLOIDAL SUSPENSÃO Diâetro d 1n 100 d 1n d 100n Natureza da par- Moléculas, Macrooléculas, Geralente tícula dispersa Íons Macro íons Agloerados Exeplo Glicose, Na +, Cl Proteínas Grãos de poeira Ação da gravidade NÃO NÃO SIM Ação de filtros couns NÃO NÃO SIM Visibilidade ao icroscópio NÃO NÃO SIM cou Sofre ação de ultra centrífuga, ultra icroscópio NÃO SIM SIM ultra filtro SOLUÇÃO LÍQUIDA GASOSA SÓLIDA Exeplos água de torneira, ar etc. ar (Qualquer istura de gases). Ouro 18k, aálgaa de dentista etc. ALFA ANGLO VESTIBULARES

7 4. O ouro 18 quilates é ua istura de ouro e cobre na proporção de 18:6, respectivaente. a) Quantos quilates teria o ouro puro? 4 quilates b) Qual a porcentage e assa de ouro e ua jóia co ouro 18 quilates? 4 quilates 100% 18 quilates x x = 75% Livro Unidade I (Cap. 1) Tarefa Mínia Resolva os exercícios 1 e, série 1. Tarefa Copleentar Resolva os exercícios 3, 4 e 5, série 1. Aulas 9 e 30 O CONCEITO DE SOLUBILIDADE. CURVAS DE SOLUBILIDADE SOLUÇÃO SATURADA Apresenta o áxio de soluto dissolvido a ua certa teperatura. No caso de soluto sólido, a solução saturada é estável na presença do precipitado correspondente. No caso de soluto gasoso (ex: gás oxigênio e água), a solução saturada é estável na presença de ar, e condição abiente. COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE (S) OU APENAS SOLUBILIDADE Fornece a coposição da solução saturada, a ua dada teperatura. CURVAS DE SOLUBILIDADE Indica coo varia a solubilidade das substâncias e função da teperatura. 1. U quíico agitou 50g de u sal co 100g de água e observou a foração de u precipitado de assa igual a 35g. A experiência foi feita a 5 C. a) A solução está: Insaturada Saturada 35g (sólido) 100g H O precipitado Solubilidade (S) Graas/100g H O Substância A Substância B Supersaturada b) A solubilidade deste sal, a 5 C, será igual a 15 graas/100g H O.. Na experiência anterior, quando o bequer foi aquecido até 35 C, observou-se: 10g (sólido) 100g H O Teperatura ( C) a) A 35 C a solubilidade do sal será 40 g / 100 g H O b) Co a elevação da teperatura, a solubilidade: auentou diinuiu ALFA ANGLO VESTIBULARES

8 3. Co relação a ua base inorgânica, observou-se a solubilidade e várias teperaturas e os resultados consta da tabela abaixo. Solubilidade e 100 graas de água t ( C) 80 g 15 C 40 g 30 C 0 g 45 C 10 g 60 C Construa a curva de solubilidade da substância. d) A 80 C, a substância enos solúvel será C. e) A 40 C, adicionando-se 0g de B e 50g de água, haverá u precipitado de 5g. Indique os cálculos: 100 g SAT 30 gb H O 50 g SAT x H O x = 15 gb (dissolve) Jogando 0 g, há precipitado de 5 g Solubilidade e 100g H O t C 5. Dada a curva de solubilidade de ua substância X e água: Solubilidade A B 4. C A B 0 t C Qual o significado das situações A, B, C? Solubilidade (graas/100g água) t C C Sistea B = solução saturada Sistea C = solução insaturada Sistea A = solução supersaturada Obs.: Caro professor, é freqüente a dúvida: Por que o ponto A não indica ua solução saturada co precipitado? Resp.: Porque o eixo y (solubilidade) indica apenas a quantidade de substância DISSOLVIDA e não a quantidade total de substância inicialente adicionada à água. a) O aqueciento favorece a dissolução nas curvas A, B. b) A 0 C, a substância ais solúvel será C. c) A 0 C, a substância enos solúvel será B. ALFA ANGLO VESTIBULARES

9 6. 480g de solução aquosa saturada de NH 4 Cl, a 60 C, são resfriados para 0 C. Qual a assa de sal que precipitará? Dados: Teperatura Solubilidade do NH 4 Cl C g/100g H O g H 60ºC O 60g sal 160g Solução x 480 g Solução x = 180 g sal (e 300 g H O) A 0 C: 100 g H O 37 g sal 300 g H O g g = 111 g de sal dissolvido Precipita: g = 69 g sal Livro Unidade I (Cap. 1) Tarefa Mínia AULA 9 Resolva o exercício 8, série 1. AULA 30 Resolva os exercícios 10 a 14, série 1. Tarefa Copleentar AULA 9 Resolva os exercícios 7 e 9, série 1. AULA 30 Resolva os exercícios 15 a 19, série 1. Aulas 31 e 3 CONCENTRAÇÃO COMUM, PORCENTAGEM EM MASSA DE SOLUTO E PPM (PARTES POR MILHÃO) Concentração = Concentração Cou (C) C = 1 V Densidade (d) Quantidade Soluto Quantidade Solução (ou Solvente) g/l; g/ 3, etc d = = 1+ V V g/c 3, g/l, etc Porcentage e assa de Soluto (Título) τ = 1 τ(%) = pp = partes por ilhão 1 pp = 1 graa de soluto e 1 ilhão (10 6 ) de graas de solução (ou solvente) *Código Índice 1 Soluto Índice Solvente Se Índice Solução 1 3 = 1000L 1L = 1000L = 1000c 3 1. E ua bula de u reédio consta a inforação: glicose 0,3g/c 3 a) Isto significa que cada c 3 do edicaento conterá 0,3 g de glicose. b) Quantas graas de glicose ua pessoa irá ingerir após toar 100 L daquele edicaento? 1 L 0,3 g 0, g 100L x x = 0,03 g *Indicações % (/) porcentage e assa % (v/v) porcentage e volue ALFA ANGLO VESTIBULARES

10 . A água do ar te concentração édia igual a 30g/L de sais diversos. E ua salina, que quantidade de água do ar, por evaporação, fornecerá 60 kg de sais? 1 L (ar) 30g x g x = 10 3 L ou 1 C = V g/L = 3 g V V = 10 3 L 3. Ua solução foi construída co 0g de KCl e água suficiente para 50L de volue total, coo ostra a figura abaixo. 50 L 4. Ua solução foi constituída de 40g de glicose e 360g de água destilada. Deterine a) A porcentage e assa de soluto. = 1 + = = 400 g 400 g 100% {x = 10% 40 g x τ 1 40 = 100 = 100 = 10% 400 b) A densidade da solução, sabendo-se que o volue final era igual a 400L. d = 400 g = = 1g/L V 400 L 5. Qual assa de soluto forará co 00g de água ua solução de título 0%? 100 g 0 g 80 g H O solução soluto 0 g soluto 80 g H O x 00 g H O x = 50 g 1 ou τ = 1 + a) Qual a concentração cou e g/l? 0 g KCl 0,5 L x 1 L logo C = 80 g/l balão voluétrico b) Qual a assa de sal e ua aostra de 5c 3 de solução? 50 L 0 g KCl 5 L x x = 0,4 g 1 0,0 = = 50g 6. Considere que o ar conté 1,0% e volue do gás nobre argônio. Transfore essa porcentage e pp e volue 100 L de ar 1,0 L de argônio 10 6 L de ar x 1,0 10 x = 6 = 1, pp 100 ALFA ANGLO VESTIBULARES

11 7. Apenas 5,0g de íons chubo, e cada 100 litros de água, já pode nos causar sérios probleas fisiológicos. a) Nessas condições, qual a concentração do chubo e partes por ilhão? b) Qual seria a concentração de chubo e graas por litro? (d H O = 1,0 g/l) a) 5g Pb g 100L de H O 100kg 10 5 g Tereos a relação: 10 5 g H O g Pb g x 5 10 x = g 10 6 = 5 10 g Pb Logo, tereos 5 10 pp de Pb +, ou seja, 5 10 g de chubo e u ilhão de graas de água. b) 100L g Pb + 1L y 5 10 y = 3 = g 100 Logo C = g/l Livro Unidade I (Cap. 1) Tarefa Mínia AULA 31 Resolva os exercícios a 5, série 1. AULA 3 Resolva os exercícios 31 e 3, série 1. Tarefa Copleentar AULA 31 Resolva os exercícios 7 a 30, série 1. AULA 3 Resolva os exercícios 33 e 34, série 1. Resolva os exercícios 6 e 37, série 1. Aulas 33 e 34 CONCENTRAÇÃO EM MOL/L A concentração e ol/l de ua solução indica a quantidade de ols do soluto considerado, para cada litro de solução. Síbolos = ou [ ] Exeplo: NaCl ou [NaCl] = 0,ol/L Questões envolvendo concentração e ol/l pode ser resolvidas por relações entre grandezas diretaente proporcionais (regra de três) ou através da expressão algébrica: n = 1 = 1 V M1V Unidades = ol/l ou M = concentração e ol/l n 1 = quantidade de ols do soluto 1 = assa do soluto (graas) M 1 = assa olar do soluto (g/ol) V = volue da solução na unidade LITRO. Notações recoendadas Concentração e ol/l Unidade: ol/l Notações não recoendadas, as ainda e USO. Concentração olar e olaridade Unidade: olar ou M 1. Ua solução olar ou 1,0M apresenta 1,0 ol de soluto para cada litro de solução.. Ua solução deciolar ou 0,1M apresenta 0,1 ol de soluto para cada litro de solução. 3. A representação [glicose] = 0,M indica ua solução contendo 0, ols de soluto (glicose) para cada litro de solução. ALFA ANGLO VESTIBULARES

12 4. E ua salina, deterine a assa de NaCl obtida após a evaporação copleta da água de 1,0 3 de água do ar. (Na = 3, Cl = 35,5) Dado: [NaCl] no ar = 0,5ol/L 1 3 = 1000litros 1 litro 0,5 ol NaCl 1000 litros n n = 500 ols 1 ol NaCl 58,5 g = 950 g 500 ols ou 9,5 kg Outra resolução: [NaCl] = 1 M 1 V 0,5 M = 1 (58,5 g/ol) (1000 L) 1 = (0,5 ol/l) (58,5 g/ol) (1000 L) 1 = 950 g 6. U técnico pesou ua aostra de sulfato de cobre II penta-hidratado (CuSO 4 5H O) e encontrou o valor de 49,9 g. A aostra foi colocada e u balão voluétrico. E seguida, o técnico adicionou água destilada até o enisco do balão, correspondente a 50 L. Deterine a concentração e ol/l da solução. (Cu = 63,5, S = 3, O = 16, H = 1) Massa Molar de CuSO 4 5H O = 49,5 g/ol n = = 49,9 g = 0, ol M 49,5 g/ ol [sal] = n = 0, ol = 0,8 ol/l V 0,5 L ª resolução 1 ol 49,5 g n 49,9 g 0, ol 0,5 L x 1 L n = 0, ol x = [sal] = 0,8 ol (e 1,0 litro) 5. U deterinado gás poluente apresenta tolerância áxia de, ol/l e relação ao ar. Ua sala fechada de diensões conté 6ols daquele gás. A tolerância foi ultrapassada? V = = 60 3 = L ηη = n 1 = 6 ols = 1, ol/l V L A tolerância foi ultrapassada, já que 1, ol/l, ol/l. 1,0 10 obs.: 4 = 0, 5 10 = 5, E ua eergência, u técnico de hospital preparou soro glicosado, dissolvendo 108g de glicose e água suficiente para,0 litros de solução. Deterine a concentração e ol/l de glicose no soro obtido. (Glicose = 180) 1 ol Gli 180 g n 108 g n = 0,6 ol L 0,6 ol 1 L x x = 0,3 ol [Gli] = 0,3 ol/l Outra resolução: [Gli] = 1 M 1 V 108 [Gli] = 180 [Gli] = 0,3 ol/l ALFA ANGLO VESTIBULARES

13 8. E ua solução 0,5M de Fe (SO 4 ) 3, calcule a concentração e ol/l e função dos íons Fe 3+ e SO 4. Fe (SO 4 ) 3 Fe SO 4 1 ol : ol : 3 ol 1 ol/l : ol/l : 3 ol/l 0,5 M x y [Fe 3+ ] = x = 1,0 ol/l [SO 4 ] = y = 1,5 ol/l 9. Deterine a concentração e ol/l de ua solução de Na 3 PO 4, sabendo-se que a concentração e ol/l de íons Na + vale 0,6ol/L. Na 3 PO 4 3Na + + PO 4 3 1M : 3M x 0,6 ol/l x = [Na 3 PO 4 ] 0,6 x = 3 x = 0, ol/l 10. Calcule o núero de íons Al 3+ e 100L de solução 0,ol/L de Al (SO 4 ) 3. Há vários cainhos: 1) Al (SO 4 ) 3 Al 0, M 0,4 M 1 L 0,4 ol Al 3+ 0,1 L x x = 0,04 ol Al 3+ nº- íons = 0,04 ( ) =,4 10 íons ) Sal ηη = n 1 n 0, = 1 V 0,1 n 1 = 0,0 ol n = 0,0 = 0,04 ol Al 3+ nº- íons = 0,04 ( ) =,4 10 íons Livro Unidade I (Cap. 1) Tarefa Mínia AULA 33 Resolva os exercícios 38 e 39, série 1. AULA 34 Resolva os exercícios 46, 47 e 48, série 1. Tarefa Copleentar AULA 33 Resolva os exercícios 40 a 43, série 1. AULA 34 Resolva os exercícios 49 a 53, série 1. ALFA ANGLO VESTIBULARES