Telecurso 2000 Química Nível Médio - qui32

Telecurso 2000 Química Nível Médio - qui32

AULA 32 lExiste Æcido sulfœrico na atmosfera de alguns planetas lExiste um satØlite de Jœpiter que tem muito enxofre lOnde existe enxofre na Terra lProduçªo de Æcido sulfœrico: matØ- ria-prima e energia empregadas no processo lReaçıes do enxofre com oxigŒnio lExistem dois óxidos de enxofre lReaçıes do óxido de enxofre com Ægua fiEstados físicos da matØria: sólido, líquido e gasoso fiReaçªo química fiEquaçªo química fiEstequiometria das reaçıes fiOxigŒnio reage com muitos elementos formando óxidos

As viagens espaciais dos astronautas sªo viagens de estudos para descobrir como as substâncias se comportam em condiçıes diferentes das do nosso planeta. Sondas espaciais analisam materiais de outros planetas e enviam os dados para os cientistas aqui na Terra.

32 A U L A

`cido sulfœrico na estrela-d alva?

O que vocΠvai aprender

Seria bom jÆ saber

Isto lhe interessa

Júpiter TerraMercúrio

Vênus Marte

Saturno Urano

Plutão Netuno

AULA32

O Sol, que Ø uma estrela, tem um tamanho muito maior do que todos os planetas.

O diâmetro do Sol Ø de 700.0 km (quase 60 vezes o da Terra). A temperatura do Sol na superfície, Ø de 5.000o C e, no centro, Ø de 15.0.0”C. Composiçªo do

Sol: hidrogŒnio 78%, hØlio 20% e os 2% restantes sªo formados por oxigŒnio, nitrogŒnio, carbono e ferro.

Alguns planetas nªo tŒm atmosfera ao seu redor. Como a açªo da gravidade

Ø muito baixa, qualquer gÆs acaba escapando e nªo forma atmosfera. É o caso do planeta Mercœrio. Os planetas tŒm atmosferas diferentes.

Vênus% da composição da atmosfera

Terra Marte

dióxido de carbonodióxido de carbonodióxido de carbono nitrogênio nitrogênio nitrogênio outros outros outros oxigênio

Diâmetro 700 0 Km

Temperatura do centro 15 0 0 C

Composição: 78% hidrogênio 20% hélio 2% de oxigênio, nitrogênio carbono e ferro

Temperatura da superfície: 5 0 C

Diâmetro 700.0 km

Temperatura do centro 150.0.0 ”C

Temperatura da superfície 5.0 ”C

AULA32

VŒnus, como tambØm Ø conhecida a deusa da beleza e do amor, Ø o nome do planeta que tem na sua atmosfera 97% de gÆs carbônico. Os 3% restantes sªo formados de nitrogŒnio e Æcido sulfœrico.

O enxofre nªo Ø um elemento muito abundante no universo, como o nitrogŒ- nio. Para nós que vivemos na Terra, o enxofre Ø muito importante, porque com esse elemento se fabrica o Æcido sulfœrico, que Ø o produto mais importante da indœstria química.

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Por que o Æcido sulfœrico Ø uma das substâncias mais importantes da indœstria química?

Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2

Qual Ø o elemento químico que se combina com o enxofre para produzir o dióxido de enxofre?

Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3 Escreva as fórmulas do dióxido de enxofre, do trióxido de enxofre e da Ægua.

Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4 Escreva as reaçıes descritas no quadro, usando fórmulas.

enxofre + ar fi dióxido de enxofre dióxido de enxofre + ar fi trióxido de enxofre trióxido de enxofre + Ægua fi Æcido sulfœrico

Nós fabricamos o Æcido sulfœrico por meio da queima do enxofre na presença de ar. O gÆs que se forma Ø o dióxido de enxofre, que, em contato com o ar, se transforma em trióxido de enxofre. Esse gÆs Ø dissolvido em Ægua e se obtØm o Æcido sulfœrico.

A maioria do enxofre da Terra estÆ presa no centro do planeta e por isso nªo estÆ a nossa disposiçªo. Os gases que saem dos vulcıes trazem o enxofre para a superfície. Existem tambØm minas para explorar o enxofre que se encontra mais perto da superfície. Aqui no Brasil nós nªo temos minas de enxofre, mas na Europa, nos Estados Unidos e no MØxico tem muito enxofre.

AULA 32

O enxofre forma depósitos que ficam embaixo da terra. Para tirar o enxofre,

ele jorra para cimaMas serÆ que acontece tudo isso lÆ em VŒnus??? FÆbrica de
energia, nuvem de Æcido sulfœricoPara as pessoas que se lembravam de VŒnus

Ø só abrir um buraco em cima da mina de enxofre e pôr bastante vapor de Ægua. Com o calor do vapor, o enxofre vira líquido e com a pressªo do vapor de Ægua como a deusa do amor e da beleza, talvez esta aula tenha decepcionado um pouco. Mas, para as pessoas que estªo interessadas em aprender o comportamento das substâncias, deve ter sido muito interessante saber que, aprendendo química, dÆ para entender atØ o que se passa em outros planetas!

Fórmula do metano e da amônia

Sobre os outros planetas, aqueles que estªo mais afastados do Sol, nós ainda conhecemos pouco. Algumas observaçıes indicam que Jœpiter e Saturno sªo planetas líquidos. Qualquer substância que normalmente Ø sólida ou gasosa pode tornar-se líquida, dependendo da temperatura em que ela se encontra. Jœpiter e Saturno sªo feitos de hidrogŒnio e hØlio líquidos.

ar comprimido‡gua quente sa’da do enxofre, expelido devido ˆ press‹o do vapor d'‡gua o calor do vapor, sob press‹o, derrete o enxofre solo metano

CHmetano

CH amônia

NHamônia NH

AULA32

OS elementos mais comuns no sistema solar sªo:

hidrogŒniohidrogŒniohidrogŒniohidrogŒniohidrogŒnio hØliohØliohØliohØliohØlio oxigŒniooxigŒniooxigŒniooxigŒniooxigŒnio carbonocarbonocarbonocarbonocarbono nitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnionitrogŒnio

Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5 Escreva os símbolos desses elementos.

Os planetas que ficam distantes do Sol recebem pouco calor, por isso a temperatura nesses planetas Ø baixa. Como as temperaturas sªo baixas, o carbono, o oxigŒnio e o nitrogŒnio acabam se combinando com o hidrogŒnio e formam compostos.

Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6

Qual Ø o composto que se forma quando o oxigŒnio se combina com o hidrogŒnio?

Combinado com hidrogŒnio, o carbono forma metano, e o nitrogŒnio forma amônia.

VocŒ precisa saber lA atmosfera da Terra Ø diferente da atmosfera de outros planetas. A composiçªo da atmosfera terrestre Ø aproximadamente: 78% de nitrogŒnio, 21% de oxigŒnio e 1% de uma mistura de vapor de Ægua, argônio e gÆs carbônico.

lExistem planetas que tŒm substâncias compostas na atmosfera.

lOs elementos mais comuns no sistema solar sªo: hidrogŒnio, hØlio, oxigŒnio, carbono e nitrogŒnio.

lO enxofre existe na natureza na forma livre, como elemento e tambØm como composto, combinado.

lExistem dois óxidos de enxofre: o dióxido de enxofre e o trióxido de enxofre. lA fabricaçªo de Æcido sulfœrico se dÆ em trŒs etapas:

Queima de enxofre, com formaçªo de dióxido de enxofre. Reaçªo de dióxido de enxofre com oxigŒnio, produzindo trióxido de enxofre. Reaçªo de trióxido de enxofre com Ægua, que resulta no Æcido sulfœrico.

lUma fÆbrica de Æcido sulfœrico produz muita energia.

AULA32

Vamospensar maisO Æcido sulfœrico Ø empregado em maior quantidade na fabricaçªo de adubos.

Um dos elementos que as plantas precisam Ø o fósforofósforofósforofósforofósforo, cujo símbolo Ø P. Na natureza, o fósforo aparece em compostos como o fosfato de cÆlcio e fluoreto de cÆlcio. O problema Ø que esses fosfatos naturais sªo insolœveis em Ægua, de modo que as plantas nªo conseguem absorvŒ-los. É preciso fornecer um fosfato solœvel para que as plantas possam usÆ-lo como nutriente.

O Æcido sulfœrico Ø utilizado para transformar os fosfatos insolœveis em fosfatos que se dissolvem na Ægua.

Um fosfato natural, encontrado por exemplo em Jacupiranga, no Estado de

Sªo Paulo, Ø a apatitaapatitaapatitaapatitaapatita. Vimos que a fabricaçªo de Æcido sulfœrico se dÆ em trŒs etapas:

lQueima de enxofre, com formaçªo de dióxido de enxofre. lReaçªo de dióxido de enxofre com oxigŒnio, produzindo trióxido de enxofre. lReaçªo de trióxido de enxofre com Ægua, que resulta no Æcido sulfœrico.

Pode-se perguntar por que a queima do enxofre nªo resulta diretamente em trióxido de enxofre. Por que se forma dióxido de enxofre?

Acontece que o trióxido de enxofre se forma, mas ele tambØm se decompıe. Ocorrem as seguintes reaçıes:

dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio fi trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre trióxido de enxofre fi dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio dióxido de enxofre + oxigŒnio

Para evitar que o trióxido de enxofre se forme e se decomponha logo em seguida, precisa-se usar uma instalaçªo industrial especial.

As trŒs reaçıes de fabricaçªo de Æcido sulfœrico liberam bastante calor. Por isso a fÆbrica de Æcido sulfœrico Ø considerada uma geradora de energia. Queimar enxofre Ø como queimar carvªo. Nos dois casos liberta-se muito calor. Só que no caso de carvªo forma-se dióxido de carbono, que nªo Ø muito œtil. No caso do enxofre forma-se dióxido de enxofre, que resulta no Æcido sulfœrico, que Ø um produto muito importante.

No Brasil nªo hÆ minas de enxofre para produzir Æcido sulfœrico, mas hÆ minØrios que contŒm enxofre na forma de compostos. Sªo os sulfetos de ferro, de cobre, que sªo usados para produzir o metal e tambØm Æcido sulfœrico. O mais importante desses sulfetos Ø a calcopirita, que contØm enxofre, cobre e ferro. Esse minØrio Ø tratado com ar, obtendo-se cobre e dióxido de enxofre. Pode-se escrever a seguinte equaçªo simplificada:

CuS + OCuS + OCuS + OCuS + OCuS + O2fi Cu + SO Cu + SO Cu + SO Cu + SO Cu + SO2

O primeiro composto desta equaçªo Ø o sulfeto de cobre. O œltimo Ø o dióxido de enxofre, que segue para a produçªo de Æcido sulfœrico. Esse Æcido nªo Ø tªo puro como o obtido a partir de enxofre, mas serve perfeitamente para fabricar adubos.

É fÆcil tirar o enxofre que existe embaixo da terra na forma de substância simples. É só injetar vapor de Ægua a 170”C, o enxofre se funde e jorra na forma de líquido.

AULA32 oQue a atmosfera da Terra Ø diferente da atmosfera de outros planetas. oQue existem substâncias compostas na atmosfera de outros planetas. oOs nomes e símbolos dos elementos mais comuns no sistema solar. oComo o enxofre existe na natureza oOs óxidos de enxofre que existem. oAs etapas de fabricaçªo do Æcido sulfœrico. oQue dÆ para fabricar Æcido sulfœrico a partir de minØrios de enxofre. oPara que serve o Æcido sulfœrico oPara que se usa o Æcido sulfœrico na indœstria de fertilizantes

Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7

Sabendo que o enxofre Ø sólido à temperatura ambiente e que Ø retirado com vapor de Ægua, faça uma previsªo do ponto de fusªo do enxofre.

Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8

Sabendo que a fórmula do Æcido sulfœrico Ø H2SO4, responda: a)a)a)a)a)Quais sªo os elementos químicos que formam este Æcido? b)b)b)b)b)Qual Ø a proporçªo estequiomØtrica entre eles?

Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9

Amônia e metano sªo, respectivamente, compostos de hidrogŒnio com nitrogŒnio e com carbono. Na amônia, a proporçªo estequiomØtrica Ø de 3 Ætomos de hidrogŒnio para 1 Ætomo de nitrogŒnio e, no metano, tem-se 4 Ætomos de hidrogŒnio para 1 de carbono. Escreva as fórmulas da amônia e do metano.

Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10 Como se obtØm o dióxido de enxofre?

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1 O que se forma quando o dióxido de enxofre reage com o oxigŒnio?

Agora eu sei

Vamos exercitar

AULA32

Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12 O que Ø produzido quando o trióxido de enxofre Ø dissolvido em Ægua?

Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13

O esquema a seguir representa o processo industrial de obtençªo de Æcido sulfœrico:

a)a)a)a)a)Escreva, embaixo de cada quadrado (bloco), o símbolo ou a fórmula de cada composto descrito.

b)b)b)b)b)O processo acima pode ser resumido em trŒs etapas. Escreva, com palavras, cada uma dessas etapas.

c)c)c)c)c)Quais sªo as matØrias-primas usadas no processo acima representado?

Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14

Por que nªo se obtØm diretamente o trióxido de enxofre a partir da reaçªo do enxofre com o oxigŒnio?

Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15

Em vez do enxofre, qual composto pode ser usado como matØria-prima na produçªo de Æcido sulfœrico?

Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16

Classifique como verdadeira(V) ou falsa(F)cada uma das afirmaçıes a seguir: a)a)a)a)a)No processo de fabricaçªo de Æcido sulfœrico gasta-se energia. b)b)b)b)b)Alguns óxidos reagem com Ægua, formando Æcidos. c)c)c)c)c)O trióxido de enxofre tem mais oxigŒnio do que o dióxido. d)d)d)d)d)O enxofre Ø uma substância encontrada na natureza. e)e)e)e)e)Por aquecimento, uma substância sólida pode tornar-se líquida.

Exercício 17Exercício 17Exercício 17Exercício 17Exercício 17 `cido sulfœrico Ø usado na fabricaçªo de alguns metais, como o cobre, para limpar o metal. Explique por que Ø preciso limpar a superfície do cobre no processo de fabricaçªo.

Exercício 18Exercício 18Exercício 18Exercício 18Exercício 18

As fÆbricas que produzem Æcido sulfœrico liberam, para o meio ambiente, uma mistura de gases. Um dos componentes dessa mistura gasosa Ø o dióxido de enxofre. Analise todo o processo de produçªo de Æcido sulfœrico e responda: a)a)a)a)a)O que pode acontecer com o dióxido de enxofre na atmosfera? b)b)b)b)b)Que cuidados os produtores de Æcido sulfœrico devem ter em relaçªo ao meio ambiente?

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