Termoquímica- Aula02

Soluções

Soluções

AUTORES: Tatiana Santos Andrade (licenciando de química da UFS)

Claudia Souza (licenciando de química da UFS)

1. Conceito de soluções

Solução é a denominação ao sistema em que uma substância está distribuída, ou disseminada, numa segunda substância sob forma de pequenas partículas, ou seja, são todas as misturas homogêneas constituídas de duas ou mais substâncias.
As soluções se diferenciam inicialmente quanto a dois fatores principais: fase de agregação e condutibilidade elétrica. Elas também podem ser classificadas segundo a relação existente entre a quantidade de soluto na solução quanto insaturadas, saturadas e supersaturadas. E ainda é comum, classificar as soluções em diluídas ou concentradas, considerando a proporção entre soluto e solvente.

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Termoquímica

Termoquímica

A Termoquímica é o ramo da química que estuda as trocas de calor das reações químicas com o meio ambiente.

Sendo que a Entalpia é a quantidade de energia que pode ser convertida de em calor em uma transformação química.

Quando se fala em calor é preciso trabalhar com uma unidade, e a unidade de calor é a Caloria.

1 Caloria é quantidade de energia(calor) necessária para  elevação em 1 °C de uma grama de água.

A termoquímica trabalha com a Kilocaloria (Kcal):

1 Kcal-----------------1000 cal

Em uma transformação química existe uma diferença de energia entre o inicio e o final da transformação, essa diferença é chamada de variação de entalpia.

A variação de entalpia que é representado por ∆H  é calculado pela subtração da entalpia final(H_f)  menos a entalpia inicial(H_i).

∆H = H_f  -  H_i

A partir do conhecimento das entalpias final e inicial ou a variação de entalpia, sabe-se que as reações químicas podem absorver ou liberar calor.

Quando uma reação absorve calor ela é chamada de Reação Endotérmica

Portanto:

H_F > H_I     e   ∆H>0 (Positivo)

Exemplo:

A cocção de alimentos. Um alimento que está sendo cozido sobre o fogo está passando por uma reação endotérmica, pois é fornecido calor ao alimento para o seu cozimento.
.

Já quando uma reação libera calor ela é chamada de Reação Exotérmica

Portanto:

H_F < H_I     e   ∆H<0 (Negativo)                   Exemplo:

A reação de combustão que perde calor para o ambiente externo, é um exemplo de reação exotérmica.

 Anderson Luiz

Graduado em Química Licenciatura

www.naosaconadadequimica.blospot.com 

Eu Amo a Química - Telecurso 2000 Aula 01 (2 de 2)

Eu amo a química

Eu Amo a Química - Telecurso 2000 Aula 01 (1 de 2)

Eu Amo a Química

CNPq lança edital de apoio ao Ano Internacional da Química

CNPq lança edital de apoio ao Ano Internacional da Química

14/09/2010 - 16:16

Para celebrar os diversos benefícios da Química para a humanidade, em 2011 será comemorado o Ano Internacional da Química. O objetivo principal é promover mundialmente o conhecimento e a educação em química em todos os níveis. Assim, o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq/MCT) lança o edital 048/2010, a fim de apoiar projetos de popularização da química junto à sociedade, em universidades, instituições de pesquisa, museus, centros de ciência, planetários, fundações, entidades e sociedades científicas, públicas ou privadas, incentivando projetos que promovam a divulgação científica e a melhoria da qualidade de educação em química.

Serão aceitas propostas que se enquadrem em temas como: Elaboração, desenvolvimento, produção de materiais destinados a atividades de divulgação científica e tecnológica em química; Promoção de eventos, cursos, oficinas, mostras, exposições e outras atividades de divulgação; Implantação, aprimoramento ou expansão de espaços destinados à popularização da química, como centros e museus de ciências, bibliotecas; Produção de conteúdos de divulgação da ciência química destinada aos diferentes meios de comunicação como jornais, revistas, rádio, TV e internet.

O proponente deve ser professor ou especialista com formação superior na área de química ou afins, ter seu currículo cadastrado na Plataforma Lattes e ter vínculo formal com a instituição de execução do projeto. Parcela mínima de 30% dos recursos será destinada a projetos desenvolvidos por pesquisadores vinculados a instituições sediadas nas regiões Norte, Nordeste e Centro Oeste, nos termos da legislação em vigor.

As propostas aprovadas serão financiadas com recursos estimados em R$ 2 milhões, do Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FNDCT). A data limite para submissão das propostas é 5 de outubro.

Os projetos devem ser encaminhados ao CNPq exclusivamente via Internet, por intermédio do Formulário de Propostas Online, disponível na Plataforma Carlos Chagas. As propostas devem ter seu prazo máximo de execução estabelecido em 24 meses. A divulgação dos resultados no Diário Oficial da União e na página do CNPq na internet está prevista para novembro. 

Para saber mais: http://www.cnpq.br/editais/ct/2010/048.htm

Tipos de água

Termoquímica - Aula 01

Termoquímica - Aula 01

Química Ambiental

Orgânica

Reação Química

Reações químicas

1. Reações Químicas

Quando uma barra de ferro é exposta à ação do ar notamos que ela enferruja.

Observe:     Ferro + Oxigênio → Ferrugem

Quando o vinho azeda, transforma-se em vinagre. 

Observe:        Vinho + ar → Vinagre 

Esses são exemplos de reações químicas. 

Reação química é qualquer fenômeno em que uma ou mais substancias químicas se transformam, formando uma ou mais substancias diferentes das substancias inicias.

Nos exemplos de acima as substancias que aparecem antes da seta são chamadas de reagentes: o ferro e o ar no primeiro exemplo, o vinho e o ar no segundo exemplo. As substancias que são formadas e aparecem depois da seta são chamadas de produtos: nos exemplos acima, ferrugem e vinagre.

No nosso dia-a-dia podemos observar varias reações químicas ocorrendo: uma fruta amadurecendo ou apodrecendo, um parafuso enferrujando, um sal de fruta borbulhando em um copo d’água, o leite azedando, um papel queimando, etc. E outras reações químicas importantes ocorrem, mesmo sem podermos observá-las: a digestão dos alimentos em nosso estomago e intestino, a combustão da gasolina ou álcool nos automóveis, etc.

Eletroquímica

Eletroquímica

AUTOR: Nailton Martins Rodrigues (Aluno de Graduação em Química Licenciatura da Universidade federal de Sergipe)

     Você usa pilhas elétricas em sua lanterna, em seu radio portátil, em sua calculadora etc.; um automóvel usa a bateria para o motor de arranque, os faróis, os limpadores de pára-brisas. Em todos esses casos existem reações químicas que estão produzindo corrente elétrica.

     Mas se desejamos purificar o cobre ou fazer a cromação de um objeto, devemos utilizar corrente elétrica para que a reação aconteça, esse processo é chamado de eletrolise.

Todos esses fenômenos são objeto de estudo da Eletroquímica. Portanto:

     Eletroquímica: é a parte da química que estuda a relação entre a corrente elétrica e as reações químicas. Os principais fenômenos estudados são a produção de corrente elétrica através de uma reação química (pilha) e a ocorrência de uma reação química pela passagem da corrente elétrica (eletrólise).

CORRENTE ALTERNADA X CORRENTE CONTINUA

     Para iniciar nosso estudo, devemos entender o conceito de corrente continua e alternada.
Em nossa casa geralmente encontramos tomadas com a descrição 110V ou pilhas com 1,5V. É claro para nós que eles possuem diferentes valores de tensão, mas também a outras diferenças essenciais para nosso estudo.

Tensão: Força com que os elétrons são atraídos.

     A energia que chega em nossas casas são originadas em hidroelétricas, tais que usam a força da água em movimento para mover as hélices das turbinas. Turbinas são imensos motores elétricos que convertem energia mecânica em energia elétrica. A energia produzida em hidroelétricas é conhecida como alternada ou senoidal.
      Corrente alternada é aquela na qual os elétrons seguem dois sentidos, meio ciclo dito positivo e o outro negativo.

     

     O Brasil trabalha com freqüência de 60Hz ou seja são 60 ciclos por segundo, cada ciclo representa uma volta completa realizada pela turbina.
      As pilhas que usamos em controles remotos em casa ou em outros aparelhos eletrônicos, são fontes de corrente continua, mas o que é isso?
      Corrente continua é aquela na qual os elétrons seguem um só sentido (direção)

GERADOR X RECEPTOR

    

     Gerador é um sistema que consiste em transformar algum tipo de energia em energia elétrica.
Receptor faz o processo inverso. Ex: Lâmpada. (transforma energia elétrica em luz visível e calor).
      Observe a polaridade do gerador (bateria) e a do receptor (lâmpada).
      O pólo negativo e positivo do receptor são uma ex-tensão dos pólos negativo e positivo do gerador. 

REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO

     Se colocarmos uma chapa de zinco em uma solução aquosa de sulfato de cobre, durante 15 a 20 minutos. Observaremos que e a solução ficara gradativamente incolor durante a experiência e que ao retirar a chapa de zinco, a parte que ficou mergulhada na solução esta recoberta por material escuro (cobre metálico).

     O que aconteceu na experiência? A lamina de zinco doou dois elétrons para os íons cobre II, formando íons zinco II e cobre metálico que se depositou na placa, observa-se que a solução inicialmente azul ficou incolor, isso é explicado devido a diminuição da concentração de íons cobre II (cor característica azul) e aumento da concentração de íons zinco II (incolor). 

OXIDAÇÃO: UMA PERDA DE ELÉTRONS

      Analisando somente o que aconteceu nos átomos da lamina de zinco, nota-se que ocorreu a perda de elétrons, ouve uma oxidação. Zinco metálico oxida-se a íons zinco II (aumento do Numero de Oxidação (NOX)). 

REDUÇÃO: UM GANHO DE ELÉTRONS

    Analisando somente o que aconteceu aos átomos de cobre, nota-se que ocorreu um ganho de elétrons, ocorreu uma redução. Íons cobre II se reduz a cobre metálico (diminuição do NOX).

OXIDAÇÃO x REDUÇÃO
      Perda ou ganho de elétrons não ocorrem isoladamente, só haverá oxidação (perda de elétrons) se houver redução (ganho de elétrons).
      Reação de oxirredução: Processo em que há transferência de elétrons.

OXIDANTES E REDUTORES
     Vimos que Zn 0 sofre oxidação, formando Zn 2+ :

     Vimos também que Cu 2+ reduz, formando Cu 0 :

Resumindo:

PILHA: DE ONDE VEM ESSE NOME?

     O cientista italiano Alessandro Volta não poderia prever a enorme agitação que iria provocar no mundo cientifico quando, em 1800, empilhou alternadamente discos de zinco e de cobre, separando-os por pedaços de tecidos embebidos em solução de ácido sulfúrico. A pilha de volta, como ficou conhecida o aparelho, produzia energia elétrica sempre que um fio condutor era ligado aos discos de zinco e de cobre, colocados nas extremidades da pilha.
     Dessa data em diante, todos os aparelhos que produziam eletricidade a partir de processos químicos passaram a ser chamados de celas voltaicas ou, simplesmente, pilhas.
     Em 1836, o químico inglês John Frederic Daniell (1790-1845) modificou a pilha de Volta. Modelo abaixo. 

COMPONENTES DA PILHA

     A pilha de Daniell é constituída de uma placa de Zinco (Zn) em uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4), (formando o eletrodo de zinco) e uma placa de Cobre (Cu) em uma solução de sulfato de cobre (CuSO4) (formado o eletrodo de cobre).
      O eletrodo é o conjunto formado por um metal e uma solução iônica na qual o metal está mergulhado.
      Para que haja transferência de elétrons entre os eletrodos, intercalam-se entre ambos um condutor elétrico e uma ponte salina.
      A ponte salina é um tubo curvado, que fica em contato com as soluções dos eletrodos. No interior encontra-se uma solução salina ou sal gelatinoso. 

FUNCIONAMENTO DA PILHA

     Os elétrons circulam do eletrodo de menor potencial de redução para o de maior potencial de redução. No caso os elétrons vão do zinco para o cobre. Conforme modelo abaixo.

Os Pólos da pilha:

Ânodo – Pólo negativo – menor potencial de redução – Zn. Onde ocorre oxidação
Cátodo – Pólo positivo – maior potencial de redução – Cu. Onde ocorre redução

OBS: A placa de Zinco vai sofrendo corrosão e desaparecendo, já a placa de cobre vai tendo a sua massa aumentada.

REAÇÃO GLOBAL DA PILHA.

     Se somarmos algebricamente as semi-reações dos eletrodos, teremos como resultado um processo espontâneo de oxirredução, chamado simplesmente de reação da pilha.

A REPRESENTAÇÃO DE UMA PILHA

     De acordo com a IUPAC, as pilhas são representadas indicando para o leitor a semi-reação que deve ocorrer em cada eletrodo.
      A pilha de Daniell (Zn-Cu) por exemplo, pode ser representada da seguinte maneira:

 

     Perceba que esses códigos nos fornece uma grande quantidade de informações sobre o funcionamento da pilha zinco-cobre:

A FUNÇÃO DA PONTE SALINA

     A ponte salina tem a função de impedir o acúmulo do excesso de cargas positivas no eletrodo de zinco. Zn2+(aq), e o acumulo de carga negativa, SO2-4(aq), no eletrodo de cobre. Então, ela permite a migração de íons e o restabelecimento do equilíbrio das cargas nas soluções dos eletrodos.

POTENCIAIS ELETROQUÍMICOS

     Todos sabemos que pilhas possuem uma diferença de potencial (ddp). Pilhas comuns de lanterna, quando novas, possuem ddp=1,5 volts, enquanto uma bateria de carro (12 volts) é um conjunto de 6 pilhas ligadas em série, cada uma com ddp=2 volts.
      Diferentes metais possuem diferentes propriedades. A capacidade de sofrer redução foi denominada potencial de redução do eletrodo.

FATORES QUE INFLUENCIAM NA DIFERENÇA DE POTENCIAL

• Não há relação com a eletronegatividade;
• O potencial de um eletrodo é uma característica dos materiais que constituem o sistema.
• O valor do potencial, medido em volts (V), depende da temperatura, da presão e da concentração da solução.

      Foi estabelecido o símbolo E° para indicar o potencial medido a 25 °C, 1 atm e concentrações 1,0 mol/L

ELETRODO PADRÃO DE HIDROGÊNIO

     O voltímetro é um aparelho usado apenas para medir uma diferença de potencial entre dois eletrodos e não o valor real do potencial de cada um dos eletrodos.
      Mas para estudar processos de oxirredução, os cientistas precisavam conhecer os valores dos potenciais dos eletrodos. Como resolver, então, essa dificuldade? Ou seja, como obter valores de uma grandeza que não pode ser medida com aparelhos usuais de laboratório?
     Baseando-se em um procedimento bastante comum em ciências exatas, a solução encontrada foi muito simples: Estabeleceu-se um estado de referência.
     O eletrodo de Hidrogênio foi tomado como referência e recebeu, por convenção, potencial padrão igual a zero. Qualquer eletrodo terá um potencial medido em função do eletrodo de hidrogênio. Isso é feito construindo-se uma pilha padrão com o eletrodo de hidrogênio e o eletrodo de potencial desconhecido.Analise o exemplo.

Teremos:

Abaixo temos uma tabela com alguns potenciais de redução: 

CÁLCULO DA DIFERENÇA DE POTENCIAL (ΔE°)

     A diferença de potencial de uma pilha no estado padrão (25°C, 1atm, 1mol/L), medida por um voltímetro, pode ser facilmente calculada pela expressão:

     Em termos práticos, isso quer dizer que o valor de ΔE° sempre pode ser calculado pela diferença algébrica entre o potencial maior e o menor.

     Numa pilha Zn-Cu, um voltímetro assinala ΔE° = 1,10 V. Isso significa que, apesar de não serem conhecidos os valores dos potenciais dos eletrodos, a diferença entre eles vale 1,10V.

Prevendo a Espontaneidade das Reações De Oxirredução.

     A mais importante aplicação do conceito de potencial (E°) esta na previsão de reações de oxirredução. Conhecendo as semi-reações com os valores de E°, podemos prever a reação espontânea da seguinte maneira:
1° Passo: escrever a semi-reação com E° maior;
2° Passo: invertemos a semi-reação com E° menor;
3° Passo: se necessário, igualamos as quantidades de elétrons, multiplicando as semi-reações por números inteiros;
4° Passo: somamos as semi-reações. O resultado obtido corresponderá sempre à reação espontânea de oxirredução.

     Essa seqüência de procedimentos é baseada no seguinte raciocínio: entre dois processos de redução a serem analisados, ocorrerá mais (mais facilmente) aquele que possuir maior E°red.
Isso significa que podemos fazer a seguinte generalização:

Química

Eletrosfera

Eletrosfera

Tabela periódica - Tamanho dos átomos

Átomo

Tabela Periódica

Tabela Periódica games

Tabela Periódica

Tabela Periódica

Biodiesel

Reação química

Reação química

Reação química

Química - Molécula

Química - Termoquímica

Química - Radioatividade

Química nuclear é a área da química que lida com materiais utilizados para fins nucleares, como o Urânio, e dá origem às reações nucleares que se tornaram mais conhecidas na humanidade durante a Segunda Guerra Mundial, com as explosões das bombas atômicas. A partir desses acontecimentos, reações nucleares são sempre motivos de destaque nos jornais, por estarem sempre envolvidas em guerras, contaminações e em grandes desastres. Mas não é só para prejudicar o homem que a Química Nuclear existe, ela também traz benefícios como a utilização para gerar energia substituinte à energia gerada por hidrelétricas, e tem aplicação na medicina, na agronomia, nas indústrias, etc.

A energia nuclear está no núcleo dos átomos, nas forças que mantêm unidos os seus componentes – as partículas subatômicas. É libertada sob a forma de calor e energia eletromagnética pelas reações nucleares e explosões nucleares.

Na medicina, ela é utilizada no tratamento de tumores cancerosos, na indústria a radioatividade é utilizada para obter energia nuclear e na ciência tem a finalidade de promover o estudo da organização atômica e molecular de outros elementos.

Por Líria Alves
Graduada em Química
Equipe Brasil Escola

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