Telecurso 2000 Química Nível Médio - qui33

Telecurso 2000 Química Nível Médio - qui33

(Parte 1 de 2)

O que vocΠvai aprender

Terra: o mundo de nitrogŒnio lO mundo de nitrogŒnio lA forma mais estÆvel do nitrogŒnio na Terra lSubstâncias orgânicas e inorgânicas. lExperiŒncias que comprovam a presença de carbono e de nitrogŒnio nos compostos orgânicos. lComo se fabrica a amônia lO uso da amônia na indœstria de fertilizantes lO que sªo bases lO que sªo sais fiComposiçªo do ar atmosfØrico fiSubstâncias simples e compostas fiO nitrogŒnio Ø um gÆs estÆvel fiReaçªo química fiEquaçªo química fiFórmula do gÆs carbônico fiFórmula do hidróxido de cÆlcio fiFórmula do carbonato de cÆlcio

A atmosfera da Terra Ø bem diferente da atmosfera dos outros planetas. Aqui existe quase 80% de nitrogŒnio, e o restante Ø formado por oxigŒnio, argônio, vapor de Ægua e gÆs carbônico.

O nitrogŒnio Ø muito importante para nós que vivemos na Terra, porque ele estÆ em muitos compostos que formam o nosso corpo e o de muitos outros seres vivos, incluindo as plantas.

VocŒ pode estar pensando: “O que o nitrogŒnio tem a ver com vida? Nªo Ø do oxigŒnio que nós precisamos para respirar?”

Seria bom jÆ saber

Isto lhe interessa

33HÆ 200 anos os químicos jÆ sabiam que as substâncias obti- das de plantas e animais, como açœcar, gordura, óleo, Ælcool, sªo diferentes dos compostos que obtemos das rochas.

As substâncias obtidas de plantas e animais foram chamadas pelos químicos de substâncias orgânicassubstâncias orgânicassubstâncias orgânicassubstâncias orgânicassubstâncias orgânicas. Elas nªo precisam ser aquecidas a altas temperaturas para se fundir; todas essas substâncias sªo formadas pelo elemento carbono. As

substâncias obtidas de rochas foram chamadas substâncias inorgânicassubstâncias inorgânicassubstâncias inorgânicassubstâncias inorgânicassubstâncias inorgânicas

Como dÆ para saber se as substâncias que formam os seres vivos tŒm carbono?

Uma das provas mais simples que as substâncias orgânicas tŒm carbono Ø queimar a substância e provar que o gÆs que se forma Ø gÆs carbônico. Esse gÆs, quando borbulhado na Ægua de cal, resulta em uma substância branca insolœvel, que Ø o carbonato de cÆlcio.

Experiência para mostrar que existe carbono nas substâncias orgânicas Veja a reaçªo:

carbônicode cÆlciode cÆlcio (cal + Ægua)

‡gua de cal g‡s carb™nico borbulhando material queimando bomba de ar

AULA33

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Confira o nœmero de Ætomos dos elementos que aparecem nessa reaçªo e veja se Ø preciso acertar os coeficientes.

Como Ø possível provar a presença do nitrogŒnio numa substância? Quando os compostos orgânicos sªo aquecidos com hidróxido de cÆlcio, forma-se a amônia que pode ser reconhecida simplesmente pelo cheiro.

ExperiŒncia: Desprender amônia Ø uma prova de que tem nitrogŒnio no composto orgânico.

Pegue a substância que vocŒ quer testar.

Corte em pequenos pedaços. Adicione duas vezes o volume de hidróxido de cÆlcio. Aqueça fortemente.

A amônia que se desprende nessa reaçªo pode ser reconhecida pelo cheiro e tambØm porque ela faz o papel tornassol rosa ficar azul.

Todas as substâncias que tŒm essa propriedade, de fazer o papel tornassol ficar azul, sªo chamadas de basebasebasebasebase. Base Ø sinônimo de hidróxidohidróxidohidróxidohidróxidohidróxido. O hidróxido de ferro Ø uma base, o hidróxido de cÆlcio Ø uma base tambØm.

Com estas duas experiŒncias dÆ para saber que nos compostos obtidos de seres vivos, alØm do carbono, existe tambØm nitrogŒnio.

O nitrogŒnio Ø o elemento presente em muitos compostos do nosso organismo. DNA Ø uma das substâncias que tŒm nitrogŒnio na molØcula. É uma molØcula formada de milhıes de Ætomos de carbono, hidrogŒnio, oxigŒnio e nitrogŒnio. O DNA Ø a molØcula que organiza os compostos químicos no ser vivo. Ela Ø que dÆ as ordens de como as substâncias do corpo devem ser organizadas. Por isso Ø a substância responsÆvel pela transmissªo das características hereditÆrias do ser humano.

O nitrogŒnio existe tambØm na atmosfera de VŒnus e de Marte. Nesses planetas, assim como acontece na Terra, o nitrogŒnio estÆ na forma de substância simples. Mas a quantidade nªo Ø grande. Numa das missıes espaciais da sonda Voyager, em 1981, foi descoberto que existe mais um “mundo de nitrogŒnio”. É uma das luas de Saturno, chamada Titan. LÆ a atmosfera tem mais nitrogŒnio do que a atmosfera da Terra. Em outros planetas que ficam mais distantes do Sol, como Jœpiter e Saturno, o nitrogŒnio existe formando o composto amônia.

As pessoas devem conhecer a amônia como a substância que Ø usada para fabricar os líquidos de limpeza. JÆ devem ter atØ usado alguns desses líquidos. A amônia que existe na atmosfera dos planetas estÆ no estado gasoso, e a amônia dos produtos de limpeza estÆ dissolvida na Ægua. Mas Ø a mesma substância.

Por que a atmosfera da Terra tem tanto nitrogŒnio? O nitrogŒnio Ø um gÆs muito estÆvel, ou seja, difícil de reagir. Prova disso Ø que o nitrogŒnio que sai do nosso organismo durante a respiraçªo Ø igual ao nitrogŒnio que entra, pois ele nªo reage com nenhuma outra substância durante a respiraçªo. Apesar de o nitrogŒ- nio ser um gÆs muito estÆvel, ele reage com o oxigŒnio quando se faz uma faísca elØtrica numa mistura de nitrogŒnio e oxigŒnio. Forma-se entªo o óxido de nitrogŒnio, que Ø muito poluente. Por exemplo, no motor do carro pode acontecer essa reaçªo. É por isso que no gÆs que sai dos escapamentos dos carros geralmente existe óxido de nitrogŒnio.

prote’na com hidr—xido de c‡lcio calor am™nia

AULA33

Na natureza existe uma outra maneira de transformar o gÆs nitrogŒnio em um composto, sem precisar de faísca elØtrica. As bactØrias que vivem nas raízes de algumas plantas transformam o nitrogŒnio gasoso em amônia. PorØm, a quantidade de amônia produzida por essas bactØrias nªo Ø suficiente para as necessidades da agricultura. Por isso, a amônia Ø o segundo composto mais produzido pela indœstria química.

Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2

Qual Ø o composto mais fabricado pela indœstria química e para o que Ø usado?

O principal uso da amônia nªo Ø na fabricaçªo dos produtos de limpeza. É na fabricaçªo de fertilizantes.

As plantas precisam de muito nitrogŒnio. Mas elas nªo conseguem usar o nitrogŒnio do ar diretamente, e as bactØrias sozinhas tambØm nªo dªo conta. Aí entra a indœstria química, para produzir a amônia que as indœstrias de fertilizantes usam para fabricar os adubos.

Veja a fórmula da amônia. Quais sªo os elementos presentes na molØcula da amônia?

A indœstria química fabrica a amônia reagindo o nitrogŒnio do ar com o hidrogŒnio. Esta reaçªo necessita de alta temperatura e alta pressªo.

N2 + 3H + 3H + 3H + 3H + 3H22222fi 2NH 2NH 2NH 2NH 2NH33333

Para fabricar a amônia Ø preciso temperatura alta e muita pressªo, porque o nitrogŒnio Ø um gÆs estÆvel, muito difícil de reagir, principalmente se nªo for aquecido. A principal aplicaçªo da amônia estÆ na indœstria de fertilizantes. Como a amônia Ø uma substância que se dissolve com muita facilidade na Ægua, ela poderia ser usada diretamente no solo como adubo. Mas, tratando-se de um gÆs, seria muito difícil para os agricultores trabalharem com a amônia diretamente, por isso a amônia Ø transformada em produtos sólidos. A reaçªo da amônia com o Æcido sulfœrico resulta no sulfato de amônio, que Ø um composto sólido. O sulfato de amônio Ø um sal, assim como o cloreto de sódio, que Ø o sal de cozinha, o sulfato de cobre, o carbonato de cÆlcio etc.

Em Química, nós chamamos de salsalsalsalsal todos os compostos que obtemos da reaçªo de um Æcido com um hidróxido. Sal, Æcido, hidróxido e óxido sªo tipos de substâncias que tŒm comportamentos diferentes. Mas isto serÆ assunto de uma próxima aula.

ar Nitrog•nio N2

Petr—leo Hidrog•nio

Indœstria Qu’mica Am™nia NH3 nitrogênio hidrogênio petróleo Indústria química amônia

AULA33VocŒ precisa saber lSubstâncias orgânicasSubstâncias orgânicasSubstâncias orgânicasSubstâncias orgânicasSubstâncias orgânicas sªo formadas pelos elementos carbono e hidrogŒnio, podendo conter tambØm os elementos oxigŒnio e nitrogŒnio. Sªo encontradas em plantas e animais e podem ser preparadas artificialmente.

lSubstâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicas sªo formadas por uma grande variedade de elementos. Sªo encontradas em minerais e podem ser preparadas artificialmente.

lQueimando-se uma substância orgânica, forma-se gÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônicogÆs carbônico.

lPode-se provar que um gÆs Ø gÆs carbônico borbulhando-o numa soluçªo de hidróxido de cÆlcio. O gÆs carbônico forma carbonato de cÆlcio, uma substância branca, insolœvel.

lAquecendo-se uma substância orgânica que contØm nitrogŒnio com hidróxido de cÆlcio, forma-se amôniaamôniaamôniaamôniaamônia.

lPode-se provar que um gÆs Ø amônia pelo cheiro e com um papel de tornassol, que passa de vermelho para azul na presença de amônia.

lNitrogŒnioNitrogŒnioNitrogŒnioNitrogŒnioNitrogŒnio Ø um gÆs muito estÆvel, difícil de reagir.

lNitrogŒnio, em presença de oxigŒnio e de uma faísca elØtrica ou de certas bactØrias, liga-se a oxigŒnio.

lNitrogŒnio, em presença de hidrogŒnio, a alta temperatura e a alta pressªo, liga-se ao hidrogŒnio, formando amônia.

lAmôniaAmôniaAmôniaAmôniaAmônia Ø usada principalmente na fabricaçªo de adubos. lBaseBaseBaseBaseBase Ø um outro nome para hidróxido. lSalSalSalSalSal Ø um composto obtido pela reaçªo de um Æcido com um hidróxido (base).

Substâncias orgânicasSubstâncias orgânicasSubstâncias orgânicasSubstâncias orgânicasSubstâncias orgânicas sªo formadas pelos elementos carbono e hidrogŒnio, podendo tambØm conter oxigŒnio e nitrogŒnio e alguns outros elementos. Pela combinaçªo desses poucos elementos chega-se a milhıes de substâncias orgânicas. Elas constituem toda a variedade de seres vivos que conhecemos. TambØm formam os compostos artificiais, como os plÆsticos, tecidos sintØticos.

Substâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicasSubstâncias inorgânicas sªo formadas pelo resto dos quase cem elementos naturais. Apesar de serem formadas por um nœmero maior de elementos, conhecemos mais substâncias orgânicas do que substâncias inorgânicas.

Por que alguns poucos elementos podem dar origem a um nœmero enorme de compostos?

O segredo estÆ numa propriedade do elemento carbonocarbonocarbonocarbonocarbono. Ele Ø capaz de formar cadeiascadeiascadeiascadeiascadeias . VocŒ jÆ conhece alguns compostos de carbono com oxigŒnio: monóxido de

Vamos pensar mais

AULA33

Um composto de carbono com hidrogŒnio Ø o metanometanometanometanometano, cuja fórmula Ø: CHCHCHCHCH44444

Metano Ø um composto orgânico. Na queima produz gÆs carbônico e Ægua.

Ele Ø um gÆs liberado por animais ruminantes, como o boi e o carneiro, quando eles digerem o alimento.

Metano tem apenas 1 Ætomo de carbono. Existem compostos com 2, 3, 4, atØ milhares de Ætomos de carbono. Todos os Ætomos de um composto orgânico estªo ligados, formando cadeias. Formar cadeias significa que dois ou mais Ætomos de carbono estªo ligados uns aos outros. É como se fosse uma corrente. Cada elo da corrente corresponde a um Ætomo de carbono. Isso pode ser representado assim:

O traço entre os Ætomos indica a ligaçªo entre eles. Só essa cadeia de Ætomos de carbono nªo representa nenhum composto orgânico. É só para mostrar como se forma uma cadeia.

O gÆs de botijªo Ø uma mistura de propano e butano:

cadeia de 3 Ætomos de carbono fi C3H8propanopropanopropanopropanopropano
cadeia de 4 Ætomos de carbono fiC4H10 butano butano butano butano butano

É por isso que às vezes, em vez de gÆs de botijªo, algumas pessoas falam gÆs propano. O fluido de isqueiro Ø butano, portanto tem 4 Ætomos de carbono.

A gasolina Ø uma mistura de compostos deste tipo, só que as cadeias de

Ætomos de carbono sªo mais compridas.

As substâncias orgânicas, alØm do carbono e do hidrogŒnio, podem ter oxigŒnio. O ÆlcoolÆlcoolÆlcoolÆlcoolÆlcool e a acetonaacetonaacetonaacetonaacetona sªo compostos que tŒm oxigŒnio na molØcula.

ProteínasProteínasProteínasProteínasProteínas sªo substâncias orgânicas que tŒm nitrogŒnio. Elas sªo encontradas em plantas e animais e sªo essenciais na alimentaçªo do homem.

O nitrogŒnio Ø um gÆs muito estÆvel. É difícil de reagir. Só reage com oxigŒnio se passar uma faísca pela mistura de nitrogŒnio e oxigŒnio, e só reage com hidrogŒnio quando a pressªo e a temperatura sªo muito altas.

O nitrogŒnio se comporta quase como os gases nobres, que sªo as substâncias mais estÆveis que se conhece. VocŒ tambØm conhece alguns gases nobres: o argônioargônioargônioargônioargônio, que faz parte do ar atmosfØrico; o hØliohØliohØliohØliohØlio, usado para encher bexigas; o neônioneônioneônioneônioneônio, que estÆ nas lâmpadas neon dos painØis luminosos. Quando nitrogŒnio reage com hidrogŒnio, a pressªo e temperatura altas, forma-se amôniaamôniaamôniaamôniaamônia. A equaçªo dessa reaçªo Ø:

N2 + 3H2 fi 2NH3 2NH3 fi N2 + 3H2

Ø muito solœvel em Ægua. A soluçªo aquosa de amônia Ø o hidróxidohidróxidohidróxidohidróxidohidróxidode amôniode amôniode amôniode amôniode amônio.

VocŒ vŒ que a decomposiçªo Ø o contrÆrio da formaçªo. Amônia Ø um gÆs. Ele Essa soluçªo pode ser comprada em farmÆcias com o nome de amoníaco.

AULA33 oPor que a Terra Ø chamada de “mundo de nitrogŒnio”. oA importância do nitrogŒnio para a vida. oO que sªo compostos orgânicos. oAs principais propriedades dos compostos orgânicos. oO que sªo compostos inorgânicos. oComo se faz a prova do nitrogŒnio em compostos orgânicos. oQue a amônia Ø uma base. oO que Ø DNA. oPor que na atmosfera da Terra tem muito nitrogŒnio. oQual Ø a principal aplicaçªo da amônia. oO que sªo sais.

Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3 Escreva a equaçªo da queima do metano.

Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4

Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmaçıes a seguir: a)a)a)a)a)O ar atmosfØrico contØm 78% de nitrogŒnio. b)b)b)b)b)O gÆs nitrogŒnio toma parte na respiraçªo dos seres vivos. c)c)c)c)c)O nitrogŒnio Ø importante para os seres vivos. d)d)d)d)d)Todas as substâncias orgânicas contŒm carbono. e)e)e)e)e)O sal de cozinha Ø uma substância orgânica.

Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5 O que sªo substâncias orgânicas? DŒ trŒs exemplos.

Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6 O óxido de ferro Ø uma substância orgânica ou inorgânica? Por quŒ?

Agora eu sei

Vamos exercitar

AULA33

Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7 Por que o nitrogŒnio que existe na atmosfera Ø uma substância simples?

Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8 A amônia Ø uma substância simples? Por quŒ?

Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9 O que Ø Ægua de cal?

Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10

DŒ exemplos com as respectivas fórmulas de: a)a)a)a)a) cinco óxidos b)b)b)b)b)um Æcido c)c)c)c)c) trŒs bases d)d)d)d)d)trŒs sais

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1 Amônia dissolvida em Ægua Ø amônia líquida? Explique.

Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12

Amônia Ø o segundo produto mais fabricado no Brasil. Por que se produz tanta amônia?

Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13

Como a amônia Ø produzida industrialmente? Escreva a equaçªo da reaçªo para esse processo.

Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14

De onde vem o nitrogŒnio usado no processo industrial de fabricaçªo da amônia?

Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15

Explique como se pode provar a presença de carbono nas substâncias orgânicas.

Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16 Como se pode provar a presença de nitrogŒnio nos compostos orgânicos?

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