Marcelo-Química-EM

Fala galera do CSJ!!!

Um abraço a todos meus queridos alunos!!!

Matéria lecionada em 09/10/09

 

1° Ano

  • Aplicação de prova mensal.

 

2° Ano

  • Aplicação de prova mensal.

 

3° Ano

  • Aplicação de prova mensal.

 

Matéria lecionada em 10/10/09

 

1° Ano

  • Exercícios sobre as fórmulas químicas;
  • Participação e visita a feira de profissões.

 

2° Ano

  • Correção da prova mensal.

 

3° Ano

  • Correção da prova mensal e exercícios

 

Matéria lecionada em 15/10/09

 

1° Ano

  • Correção de exercícios sobre as fórmulas químicas;
  • Equações químicas;
  • Balanceamento das equações pelo método das tentativas;
  • Exemplos.

 

2° Ano

  • Energia de ionização;
  • Afinidade eletrônica.
  • Exercícios.

 

3° Ano

  • Correção de exercícios;
  • Exercícios.

 

Matéria lecionada em 16/10/09

 

1° Ano

  • Início da correção da prova mensal.

 

2° Ano

  • Correção de exercícios
  • Aplicação de prova semanal.

 

3° Ano

  • Correção de exercícios

 

1° Ano

Equações químicas: representando as reações químicas

 

É uma representação de uma reação química. Para uma equação química estar correta, ela deve obedecer às exigências abaixo:

Ex: reação de síntese da água:                                      2 H2 + O2 à  2 H2O

 

  • A equação indica quais são as substâncias envolvidas na reação (reagentes e produtos). Sabemos que a síntese da água ocorre a partir das substâncias oxigênio e hidrogênio, e o único produto observado é a água (Lavoisier e outros cientistas de sua época já conheciam esse dado).

 

  • A equação respeita a lei da conservação das massas e, conseqüentemente, dos elementos. Observe que o número de átomos presentes nos reagentes é igual ao do produto 4 átomos de H e 2 átomos de O. Conseqüentemente, a massa se conserva, pois a massa é uma característica intrínseca dos átomos de cada elemento.

 

  • A equação respeita a lei das proporções definidas uma vez que cada substância é representada por uma única fórmula química, ou seja, uma proporção fixa entre as massas dos elementos que a compõe. Além disso, se existe uma proporção entre o número de moléculas de cada substância envolvida na reação, existe uma proporção fixa entre as massas de cada reagente e produto.

 

  • A equação representa as fórmulas químicas de cada substância, que foram determinadas experimentalmente. É claro que não precisamos determinar essas fórmulas toda vez, mas é necessário conhecê-Ias para usá-Ias.

 

Balanceamento de uma equação química

Vamos utilizar outro exemplo:

Vamos escrever uma equação química conhecendo somente as fórmulas dos reagentes e produtos. Sabemos que a síntese da amônia (NH3) ocorre a partir da reação entre o gás nitrogênio (N2) e o gás hidrogênio (H2). Representando reagentes e produtos, temos:

N2 + H2 à NH3

Com isso, a equação já representa as substâncias envolvidas e suas respectivas fórmulas moleculares corretamente. Entretanto, a lei da conservação das massas e, portanto, a lei das proporções definidas ainda não estão contempladas pela nossa representação.

Para acertar isso, basta garantir que o número de átomos de cada elemento presente no produto seja igual ao número de átomos de cada elemento dos reagentes. Lembre-se de que não podemos alterar as fórmulas das substâncias envolvidas, pois estas foram determinadas experimentalmente e são confirmadas por uma série de dados experimentais. Podemos apenas alterar o número de moléculas envolvidas.

 

Do jeito que a equação está, temos:

 

  • Sistema inicial: 2 átomos de N e 2 átomos de H              Sistema final: 1 átomo de N e 3 átomos de H.

 

Podemos acertar o número de átomos de N considerando a formação de duas moléculas de NH3. A equação ficaria:

N2 + H2 à 2 NH3

A contagem de átomos agora está:

 

  • Sistema inicial: 2 átomos de N e 2 átomos de H              Sistema final: 2 átomos de N e 6 átomos de H.

 

Com o número de átomos de N acertado, é só considerar o envolvimento de 3 moléculas de hidrogênio (H2) para igualar o número de átomos envolvidos. A equação fica:

N2 + 3 H2 à 2 NH3

A contagem de átomos ficou:

 

  • Sistema inicial: 2 átomos de N e 6 átomos de H Sistema final: 2 átomos de N e 6 átomos de H.

 

Com esse método simples de contagem de átomos e conhecendo as fórmulas das substâncias participantes da reação química, escrevemos a equação química corretamente.

 

A equação N2 + 3H2 à 2 NH3 está de acordo com os dados obtidos experimentalmente: três volumes de hidrogênio reagem com um volume de nitrogênio, formando dois volumes de amônia. Perceba que o acerto de coeficientes de uma reação química passa pelo mesmo processo de representar uma reação química com as bolinhas representando os átomos. A lógica é a mesma.

 

O processo de determinar o número de moléculas envolvidas em uma reação química chama-se balanceamento de equação, e os números que precedem as fórmulas moleculares são os coeficientes. Na equação de síntese da amônia, o coeficiente do N2 é 1 e não está representado; o coeficiente do H2 é 3 e da amônia é 2.

As regras gerais para balancear uma equação são:

 

  • Escreva as fórmulas das substâncias envolvidas na reação, reagentes e produtos.
  • Acerte os coeficientes da equação de modo que os números de átomos do sistema inicial (reagentes) se mantenham no sistema final (produtos).
  • Escolher um elemento por vez e começando por aquele que aparece em apenas uma substância no produto e no reagente.

 

Outro exemplo:    Al2O3 à    Al +    O2

 

2° Ano

O modelo de Rutherford – Bohr e a energia de ionização

Uma outra propriedade periódica, cujo modelo eletrônico de Rutherford-Bohr explica, é o potencial de ionização (PI.) ou energia de ionização (E.I.). A energia de ionização pode ser definida como a energia necessária para remover um elétron de um átomo isolado, no estado gasoso e em seu estado fundamental.

Obs: Energia de ionização refere-se, freqüentemente, a um mol de átomos, convencionando-se a unidade kJ/mol, enquanto que potencial de ionização refere-se a um átomo, utilizando-se a unidade eV (elétron volt).

Esse processo pode ser representado pela equação:

 

Na (g) à Na+ (g) + e–                                     E.I. = + 496 kJ/mol.

A equação indica que cada mol de sódio, no estado gasoso, precisa receber 496 kJ para liberar um mol de elétrons. A ionização de um átomo é um processo endotérmico, pois, para remover um elétron de um átomo, é necessário fornecer a ele energia.

 

Exceto o hidrogênio, que possui apenas um elétron, todos os outros átomos possuem mais do que uma energia de ionização. O hélio possui dois potenciais de ionização, pois seu átomo neutro possui dois elétrons. A energia fornecida para arrancar o primeiro elétron do hélio é chamada de primeira energia de ionização, a energia para arrancar o segundo elétron do átomo de hélio ionizado positivamente é chamada de segunda energia de ionização. É claro que a segunda energia de ionização do hélio é muito maior do que a primeira, afinal, remover um segundo elétron de um átomo ionizado positivamente é mais difícil do que remover o primeiro.

 

Um elemento apresenta tantos potenciais de ionização quantos elétrons seu átomo neutro tiver. A determinação da energia de ionização é feita com energia elétrica, e a unidade utilizada para expressá-Ia é kJ/mol. A tabela a seguir contém os oito primeiros potenciais de ionização para os vinte primeiros elementos da classificação periódica.

 

Tab 6 – Oito primeiras energias de ionização (kJ/mol) dos vinte primeiros elementos.

 

Como o modelo de Rutherford- Bohr explica isso?

A camada mais externa dos átomos da família dos metais alcalinos terrosos apresenta dois elétrons, e essa camada sente a ação de uma carga nuclear efetiva 2+. Como são átomos com raios atômicos relativamente grandes, as duas primeiras energias de ionização são relativamente baixas. Entretanto, retirar um terceiro elétron de um átomo de magnésio, por exemplo, significaria retirar um elétron de uma camada mais interna. Esse estaria sob ação de uma carga nuclear efetiva 10+ e bem mais próximo do núcleo, sendo muito mais atraído do que os dois elétrons da camada externa. O mesmo se aplica para os demais elementos da família.

Variação da energia de ionização na tabela periódica, com relação aos períodos e as famílias

 

Afinidade eletrônica

                A afinidade eletrônica (A.E.) é outra propriedade que pode ser entendida com o modelo de eletrosfera de Bohr. Afinidade eletrônica é a energia liberada ou absorvida quando um mol de elétron é adicionado a um mol de átomos neutros isolados no estado gasoso, no seu estado fundamental. Por exemplo, o cloro:

 

Cl (g) + eà Cl (g)                                          A.E. = + 348 kJ/mol.

                A equação indica que um mol de cloro, ao receber um mol de elétrons, libera 348 kJ. Note que, geralmente, o sinal positivo indica energia absorvida pelo sistema, mas, no caso da afinidade eletrônica, convencionou-se que o sinal positivo indica liberação de energia, maior afinidade pelo elétron. O processo de recebimento de um elétron, em geral, é exotérmico, isto é, libera energia. É o esperado, pois um elétron preso à eletrosfera de um átomo, geralmente sente atração pelo núcleo (cargas positivas) estando em uma situação mais estável (menor energia) do que isolado no espaço.

 

A tabela a seguir indica os valores de afinidade eletrônica para alguns elementos representativos da classificação periódica dos elementos.

Tab 7 – Afinidades eletrônicas para elementos representativos (kJ/mol) Os valores negativos indicam processo exotérmico.

 

                A afinidade eletrônica segue, de modo geral, o mesmo padrão que as variações observadas para o raio atômico. Isso ocorre porque a adição de um elétron à camada mais externa é tanto mais facilitada quanto maiores forem as forças de atração com que o elétron é atraído. Adicionar um elétron a um átomo pequeno e com grande carga nuclear efetiva é mais fácil. Portanto, os elementos de maior afinidade eletrônica são os não metais, situados bem à direita e no alto da classificação periódica dos elementos.

 

Variação da Afinidade eletrônica na tabela periódica, com relação aos períodos e as famílias.

 

Exceções

  • Os gases nobres não respeitam o gráfico mostrado para a variação do raio atômico e da afinidade eletrônica na tabela periódica, com relação aos períodos e as famílias.

 

  • Porém, para a variação da energia de ionização na tabela periódica, com relação aos períodos e as famílias, pode ser incluído os gases nobres.

 

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