Apostila Físico-Química - A

Apostila Físico-Química - A

(Parte 1 de 12)

Técnico em Química / 2008 1

Físico Química A

Professor: João Luiz de Oliveira

Professora Sueli Noriko Kariatsumari 1º. Técnico em Química/ 2008

Técnico em Química / 2008 2 UNIDADE 1

Unidade de medida de uma grandeza é a quantidade-padrão dessa grandeza, estabelecida arbitrariamente, mas de forma conveniente.

Para medir as massas de átomos parece ser lógico que devamos escolher a massa de um átomo como padrão. E isso foi feito. Escolheu-se, inicialmente, o átomo mais leve que existe, o hidrogênio, e à sua massa deu-se o nome de unidade de medida de massa de átomo. O símbolo dessa unidade era u.m.a.

Então: 1 u.m.a. = mH = massa de 1 átomo de hidrogênio.

Dizer que a massa atômica do cálcio era 40 u.m.a. significava que a massa de 1 átomo de cálcio e 40 vezes a de 1 átomo de H.

A determinação das massas atômicas era feita por métodos físicos, mas principalmente com o auxílio de reações químicas. Mas o hidrogênio não reagia com muitos elementos químicos.

Como o oxigênio reage com a maior parte dos elementos químicos, optou-se pela mudança referencial, adotando-se então o átomo de oxigênio como padrão, ao qual se atribuiu a massa atômica 16.

1 u.m.a. = (1/16).mO

Dizer que a massa atômica do cálcio era 40 u.m.a. significava que a massa de 1 átomo de cálcio é 40 vezes 1/16 da massa de 1 átomo de O.

Com a descoberta dos isótopos, essa teoria foi derrubada. Em 1961 optou-se pela mudança do referencial, adotando-se então o isótopo 12 do carbono, ao qual se atribuiu a massa atômica 12. Essa resolução unificou as escalas, e a unidade passou a ser denominada unidade específica de massa atômica, adotando-se como símbolo u.

1 u = (1/12). mC12

Massa Atômica: é a massa do átomo, que indica quantas vezes o átomo é mais pesado que 1/12 do átomo do carbono-12, medida em unidade de massa atômica (u).

É a massa da molécula, que indica quantas vezes a moléculas é mais pesada que 1/12 do átomo de carbono-12, medidas em unidade de massa atômica (u).

Como a massa de uma molécula é igual à soma das massas dos átomos que a constituem, a massa molecular é, também, igual à soma das massas atômicas de todos os átomos que formam a molécula. Exemplos:

H2O = 2.1 + 1.16 = 18u SO3 = 1.32 + 3.16 = 80u Na2CO3 = 2.23 + 1.12 + 3.16 = 106u Ca(OH)2 = 1.40 + 2.16 + 2.1 = 74u

Técnico em Química / 2008 3 a) C12H22O11 – sacarose. (342 g) b) C2H4O2 – ácido acético (60 g) c) HNO3 – ácido nítrico (63 g) d) H2SO4 – ácido sulfúrico (98 g) e) Ca3(PO4)2 – fosfato de cálcio (310 g) f) Fe2(SO4)3 – sulfato férrico (399,6 g) g) Fe2P2O7 – pirofosfato ferroso (285,6 g) h) NH4OH – hidróxido de amônio (35 g) i) Al2(SO4)3 – sulfato de alumínio (342 g) j) Zn(OH)2 – hidróxido de zinco (9,4 g)

É a quantidade de matéria de um sistema que contém 6,02 . 1023 entidades elementares (átomos, moléculas ou íons), pois esse é o número de átomos contidos em 0,012 kg de carbono-12.

É a massa que contém 1 mol (6,02 . 1023 moléculas). A unidade mais usada é g ou g/mol. A massa molar de uma substância é numericamente igual à sua massa molecular. Exemplo:

Massa molecular de H2O = 18u

Massa molar da H2O = 18 g/mol Um mol de moléculas, ou seja, 6,02 . 1023 moléculas de água, pesa 18 g.

Observação: O cálculo do número de mols pode ser feito através da fórmula:

n = m/M onde: n = nº de mols m = massa M = massa molar

É aquele ocupado por 1 mol de moléculas de qualquer gás nas CNTP ( temperatura de 0ºC ou 273K, pressão de 1 atm ou 760 mmHg).

Experimentalmente, verificou-se que 1 mol de moléculas de qualquer substância no estado gasoso ocupa o volume de 2,4L, nas CNTP.

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EXERCÍCIOS 1) A anfetamina é um remédio utilizado por pacientes que sofrem de depressão. A dose diária indicada é de 10 mg de benzidrina (C9H13N). Calcule: a) a massa molar da benzidrina.

b) mol de matéria de benzidrina que se encontra nos 10 mg.

2) O óxido de zinco (ZnO) é muito útil em preparados cosméticos, possui propriedades antimicrobianas e cicatrizantes, além de servir como bloqueador solar. Se prepararmos um bloqueador caseiro e acrescentarmos 10g de oxido de zinco pulverizado, qual seria a quantidade de mols encontrada nesse bloqueador?

3)Algumas pessoas usam produtos que dão à pele uma tonalidade bronzeada, sem precisar tomar sol.

Neles há uma substância chamada DHA – diidroxiacetona (C3H6O3). O bronzeamento é uma combinação química entre o DHA e a ceratina (proteína encontrada na pele).Qual seria o mol de molecular de DHA encontradas em um recipiente de aproximadamente 120 g desse produto?

4)A cafeína é um excitante do sistema nervoso, portanto beber café é desaconselhável a pessoas nervosas e excitáveis. O Comitê Olímpico Internacional (COI) proíbe altas doses de cafeína. Atletas olímpicos com mais de 12 mg de cafeína por mL de urina podem ser desqualificados da competição.

b) Qual seria a quantidade em mols de cafeína encontrada em 12 mg de cafeína?

5) A substância peróxido de hidrogênio (H2O2), mais conhecida como água oxigenada, é instável e se decompõe formando água e oxigênio. Esse oxigênio liberado reage com a melanina, quebrando suas moléculas e alterando a cor dos fios. Uma pessoa que deseja descolorir os cabelos utilizou 0,588.10-1 mol de água oxigenada. Determine a massa do peróxido.

6) O enxofre (S) é um elemento classificado como não-metálico. É essencialmente pela presença de seus átomos nos combustíveis que existe o fenômeno das chuvas ácidas. Determine a massa de enxofre que existem em 16 mol de enxofre?

7)Um recipiente fechado contém 140 g de ozônio (O3). Determinar o volume ocupado nas CNTP por esse gás.

8)Descobrir a massa, em gramas, de 5,6 L de CO2 nas CNTP. 9)Calcular a massa de moléculas do gás C2H6 que nas CNTP ocupam 28 L. 10)Determinar a massa, em gramas, e o volume nas CNTP de 0,5 mol de propano C3H8.

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UNIDADE 2

Quando fazemos uma mistura de duas espécies químicas diferentes, ode ocorrer a disseminação, sob forma de pequenas partículas, de uma espécie na outra. Havendo disseminação, obteremos um sistema que recebe o nome de dispersão.

Na dispersão, a espécie química disseminada na forma de pequenas partículas é chamada de disperso, enquanto a outra espécie é chamada de dispersante ou dispergente. De acordo com o diâmetro médio das partículas do disperso, a dispersão se classifica em:

1) Solução: dispersão em que as partículas do disperso apresentam um diâmetro médio de até 10 A (angstron). Nas soluções, o disperso recebe o nome de soluto e o dispersante, solvente. Exemplo: mistura de açúcar e água.

2) Dispersão coloidal : dispersão em que o diâmetro médio das partículas do disperso dica compreendido entre 10 A e 1000 A. Exemplo: fumaça, neblina e geléia.

3) Suspensão: dispersão em que o diâmetro médio das partículas do disperso é superior a 1000 A. Na suspensão, o disperso é sólido e o dispersante, líquido. Exemplo: leite de magnésia.

4) Emulsão: dispersão em que o diâmetro médio das partículas do disperso é superior a 1000 A. Na emulsão, tanto o disperso quanto o dispersante são líquidos. Exemplo: leite e maionese.

Nesse capitulo, vamos fixar o nosso estudo nas soluções. Nas soluções, o processo de dissolução ocorre porque as moléculas do solvente bombardeiam as partículas periféricas do sólido, arrancando-as e mantendo-as dispersas, devido principalmente ao fenômeno da solvatação, ou seja, a partícula arrancada fica rodeada por moléculas do solvente. Observe no esquema abaixo, a dissolução do cloreto de sódio (NaCl):

O processo de dissolução depende dos seguintes fatores: concentração, estado de subdivisão do sólido e temperatura.

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