sexta-feira, 8 de novembro de 2013

Curiosidades sobre Química: Por que os fogos de artifícios são coloridos?

Para entendermos melhor como ocorre um show pirotécnico, temos que primeiramente ficar ciente que os fogos de artifício são compostos de pólvora, pavio e fogo, onde é arremessada por uma forte carga explosiva por tubos.

A base de cores nas quais vemos em comemorações e afins é a mistura de produtos químicos com a pólvora, aqui já citada, para entender melhor veja: o sódio ou o cálcio com as substâncias  corretas podemos obervar a cor amarela – o estrôncio ou lítio, vermelha – o bário, verde – o cobre ou potássio, azul.

Existem diversos tipos de fogos de artifício, veja alguns:

O morteiro comum é de apenas um tiro, sendo que este é carregado de pólvora num tubo de explosão, podendo ser estourado até mesmo a distância, por computador;O rojão tem como formato tipo um cano no qual arremessa os explosivos na direção apontada;As bombas que criam formas no céu são chamadas de orientais. A pólvora de concentra no centro do tubo num suporte de papelão com o desenho que veremos quando for lançado. O que não imaginamos é que nesse suporte são coladas as cápsulas que têm em sua composição uma mistura química que transformará o estouro num ponto luminoso e colorido,Já que citamos que nos fogos de artifício acontecem uma explosão, e que para essa seja ouvida, a ignição começa pelo morteiro, passa pelo estopim e depois para a bomba, ou seja, para explodir e ser ouvida e vermos as formas ao estourar a carga de pólvora lança com toda força as cápsulas na qual elas se acendem numa certa distância e se queimam.

Algumas curiosidades:

A cápsula já citada tem uma camada externa de pólvora, ou seja, quanto maior quantidade, maior a figura desenhada no céu;Quanto mais longo o estopim, maior a altitude atingida pela bomba;Maior explosão bombou mais de 56 mil rojões,De acordo com o Guinness, o recorde da maior apresentação de fogos do mundo é de Roy Lowry, da Inglaterra, que coordenou a explosão de 56 645 rojões em menos de 60 segundos, em agosto de 2006.

Curiosidades sobre Química: Por que um alimento é mais calórico que o outro.

 Por que um alimento é mais calórico que outro? 

Os alimentos contêm valores energéticos. 
Veja na tabela a seguir alguns valores energéticos. São geralmente encontrados em calorias (cal) ou em quilocalorias (Kcal).

ALIMENTO - VALOR ENERGÉTICO (Cal/g)

Arroz - 3,60

Açúcar - 4,00

Batata - 0,90

Carne - 2,90

Chocolate - 4,67

Manteiga - 7,60

Peixe - 0,84

Esses “valores energéticos” correspondem à energia liberada nas reações químicas do metabolismo desses alimentos no organismo. 
Se dizemos que o chocolate tem muita caloria, na verdade queremos dizer que nas reações do metabolismo do chocolate no organismo, há liberação de muita energia.

Desionização da Água

Como obter água purificada?

A água destilada é largamente utilizada no dia-a-dia como águapurificada. Durante a destilação, as impurezas são removidas por um processo de evaporação, seguido de uma condensação. A água pode ser destilada, isto é, sujeita a duas destilações sucessivas para melhorar o grau de pureza. A água bidestilada ainda está longe de ser uma água muito pura.

Um outro processo de purificar a água, mais eficaz, é a desionização, uma técnica que permite remover os sais. A água desionizada é uma água que não tem praticamente sais dissolvidos, mas pode ainda conter compostos não iónicos, como sílica ou matéria orgânica. A desionização da água implica a sua passagem por uma resina de troca iónica. Durante a passagem da água ocorre uma troca de iões com a resina:

Os iões negativos(sulfato, carbonato, cloreto) ficam retidos na resina esão substituídos por iões hidróxido. 

Os iões positivos (sódio, potássio, cálcio , magnésio) são trocados pelo ião hidrogénio.

Para os trabalhos laboratoriais mais exigentes utiliza-se água bidestilada que depois é desionizada. Por fim, é filtrada através de uma membrana de baixa porosidade para remover a matéria orgânica.

Podem-se beber estes tipos de águas?

A ingestão acidental de águas purificadasnão representa perigo para a saúde. Mas, se a ingestão for regular, o corpo pode ficar privado dos sais de que necessita, o que pode causarproblemas de descalcificação (falta de cálcio nos ossos e nos dentes) ou problemas cardiovasculares. Apesar de não constituir um perigo imediato, beber regularmente água purificada pode ser prejudicial à saúde.

terça-feira, 29 de outubro de 2013

Apostila SAS

Cap. 23 - Eletrolise com eletrodos reativos (Eletrodeposição)

 

Kps
 1: O Kps do AgCl a 25oC é 1,0x10-10. Calcule as concentrações de Ag+ e Cl- em
solução saturada de AgCl e a solubilidade molar do AgCl.
reação = AgCl http://www.ufpa.br/quimicanalitica/seta.gifAg+ + Cl-
Kps = [Ag+].[Cl-]
onde s é a solubilidade molar : [Ag+] = [Cl-] = s
substituindo na equação do Kps
1,0x10-10 = [Ag+].[Cl-]
1,0x10-10 = s . s
1,0x10-10 = s2
s = (1,0x10-10)1/2
s = 1,0x10-5 = R1
se s = [Ag+] = [Cl-] = 1x10-5 = R2
 
 2: 10mL de AgNO3 0,2M é adicionado a 10mL de NaCl 0,10M. Calcule a
concentração de Cl- remanescente na solução em equilíbrio e a solubilidade do AgCl.
10mL de AgNO3 + 10mL de NaCl = 20mL de solução final
AgNO3 + NaCl http://www.ufpa.br/quimicanalitica/seta.gifAgCl + NaNO3
Ag+ + Cl- http://www.ufpa.br/quimicanalitica/seta.gifAgCl
Kps = [Ag+].[Cl-]
Cálculo dos milimols de [Ag+] e [Cl-]
Ag+ = 0,20 x 10 = 2mmol
Cl- = 0,10 x 10 = 1mmol
Excesso de Ag+ = 2mmol - 1mmol = 1mmol
Concentração final de Ag+ = 1mmol/20 mL = 0,050M
Substituindo na equação do Kps
0,050[Cl-] = 1,0x10-10
[Cl-] = 1,0x10-10
             0,050
[Cl-] = 2x10-9M = R1
A concentração de [Cl-] é igual a solubilidade de AgCl
sAgCl = 2x10-9M = R2
 
3- Dois compostos AB e AC2 tem produtos de solubilidade igual a 4x10-18. Qual o 
mais solúvel. Justifique ? 
R = o composto AC
2 é o mais solúvel (s=1x10-6) pois sua solubilidade é maior que a do composto AB (s=2x10-9) 
 
 
 
PH e POH
1.    Determine o pH de uma solução 0,005M de ácido sulfúrico?
http://www.profjoaoneto.com.br/fisicoq/imagemph/phepoh21.gif
 
2. Uma solução apresenta concentração hidrogeniônica igual a 10-11 mol/L. Qual é o seu pOH?
http://www.profjoaoneto.com.br/fisicoq/imagemph/phepoh22.gif
 
3. Foi preparada uma solução 0,04M de ácido clorídrico (HCl). Descobrir o seu pOH.
http://www.profjoaoneto.com.br/fisicoq/imagemph/phepoh23.gif
KH
1.        Dados os compostos: NaCN, KCl, NH4Cl, KOH, H2SO4:
Coloque esses compostos em ordem crescente de acidez.
R: KOH < NaCN < KCl < NH4Cl < H2SO4
2.     A concentração da água, [H2O] é praticamente constante. Podemos associá-la a K´ e definir uma nova constante de equilíbrio, Kh:
http://www.iped.com.br/sie/uploads/22514.jpg
 
3. Um sal, ao ser solubilizado em água, pode formar uma solução com pH menor, maior ou igual a 7, dependendo
do ácido ou da base de origem. Esses vários valores de pH ocorrem devido ao processo de hidrólise que um íon de
origem fraca sofre ao entrar em contato com a água. O equilíbrio entre as espécies formadas é representado pela
constantes de hidrólise (Kh), cujo valor é obtido através da razão entre a constante de ionização da água (Kw) e a
constante de ionização do ácido (Ka) ou da base (Kb). Com base na informação acima descrita, calcule o valor
do pH de uma solução obtida pela dissolução de 7,40g de acetato de sódio (NaCH3COO) em um volume total de 500 mL.
 
Dados: massas (g/mol): Na = 23; C = 12; H = 1; O = 16;
Kw=1,0 x 10^–14
Ka=1,8 x 10^–5 à T = 25 °C.
 
a) 5
b) 6
c) 8
d) 9
Molaridade da solução: M = 7,4 / 0,5*82 => M = 0,18 mol/L
 
Equação de equilíbrio:
 
CH3COO^- + H2O <===> CH3COOH + OH^-
 
Kh = 1,0*10^-14 / 1,8*10^-5
Kh = 5,55*10^-10
 
Kh = [CH3COOH]*[OH^-] / [CH3COO^-]
 
5,55*10^10 = x*x / 0,18
x² = 10^-10 => x = [OH^-] = 10^-5 mol/L
 
pOH = 5
pH = 14 - 5
pH = 9
 
 
 
 

Apostila SAS

Cap. 22 - Eletrólise ígnea e em meio aquoso



1)(PUC-CAMP) Se, na aula sobre eletrolise, um aluno tiver que exemplificar um produto que é industrialmente obtido por tal processo, poderá citar:
I A soda caustica;
II O ferro;
III O alumínio.
Desses exemplos, somente:
a)   I é corrreto
b)   II é correto
c)   III é correto
d)   I e III são corretos
e)   II e III são corretos  
RESPOSTA: D
 JUSTIFICATIVA: industrialmente obtém-se alumínio através da eletrolise ígnea do alumínio (bauxita) .
O alumínio se dissocia
.à2+
No eletrodo negativo ocorre a seguinte reação :
4à 4Al
No eletrodo positivo :
6à 
A equação global é :
2à 4+
4à4Al
à+ 12
à 4Al+
Solda caustica é obtido através da eletrolise de cloreto de sódio
2NaCl+ 2O à  + 2NaOH +
2)   (fuvest) É comum encontrar nas lojas de materiais para piscina o anuncio : "temos cloro liquido"

a) Há erro em tal anuncio ? Explique.
R: O erro é que , para se obter cloro liquido na pressão ambiente , seria necessário uma temperatura abaixo de -34 . O que chamam de cloro “liquido” , é na verdade uma solução aquosa de cloro , o cloro nas condições ambiente é gasoso .
b)Quando se obtem cloro por eletrolise de soluçao aquosa de cloreto de sodio tambem se forma hidrogenio.Mostre como se formam o hidrogenio e o cloro nessa eletrolise .
R: Eletrolise aquosa do NaCl
2NaCl à 2 + 2
2O + à 2H +  (catodo)
Catodo( - )  Reduçao : +à 
Anodo (+)  Oxidaçao :  + à 
Reaçao global : 2NaCl + O à 2NaOH + + 
3)   A semelhança entre as eletrolises ígnea e aquosa do cloreto de sódio é que, em ambas:
a)   A água sofre oxidação do ânodo e redução do cátodo.
b)   Pode haver oxidação do cloreto no anodo
c)   Pode haver desprendimento de hidrogênio no catodo
d)   É obtida soda caustica
e)   Há redução de cloro no cátodo
 RESPOSTA : B
JUSTIFICATIVA :  Eletrolise ígnea do NaCl :
NaCl à  + 
Haverá ocorrência de duas semireaçoes
Catodo (-) :  +
Anodo (+) :Clà +0,5  ou ½  ( oxidaçao )
Soma-se algebricamente os 3 processos
NaClà  
  + àNa
+½ 
Equação global NaCl àNa + 0,5  ou NaClà Na+ ½ 
Eletrolise aquosa do NaCl
2NaClà 2+2
Catodo 2O + à +2
Anodo 2à + 2 oxidação do cloreto
4)   Na eletrolise exaustiva de salmoura, observa-se que com o tempo:
a)   A liberação de gás cloro decresce e a liberação de gás oxigênio crece.
b)   A liberação de gás cloro decresce e a liberação de gás oxigênio não ocorre .
c)   A liberação de gás cloro cresce e a liberação de gás oxigênio permanece constante.
d)   O gás cloro é liberado no ânodo, enquanto o gás oxigênio é liberado no cátodo.
e)   Ocorre deposição de hidrogênio no catodo e deposição de cloro no anodo.
 RESPOSTA : A
JUSTIFICATIVA : Nas eletrolises das soluções aquosas , mesmo quando o   não tem prioridade de descarga em relação ao outro anion , neste caso o cloreto  , os dois anions descarregam simultaneamente no anodo . A descarga do íon hidróxido não e levada em consideração porque é negligenciada . Porem , quando a eletrolise e exaustiva , o fenômeno ocorre por tempo suficiente para que a concentração de íons cloreto fique muito baixa , e isso faz com que a liberação de gás cloro no eletrodo decresça . Logo , a descarga de íon    aumenta e a liberação de gás do oxigênio do anodo cresce . Por tanto , na eletrolise exaustiva da salmora inicialmente temos a liberação considerável de gás cloro no anodo , mas , a medida que o tempo passa , a liberação de gás cloro nesse eletrodo decresce sendo substituída pela liberação do gás oxigênio
5)   Considerando a eletrolise aquosa do sulfato de cobre (II), responda:
a)   Que substancia é produzida no anodo ?
R: Oxigênio
b)   Que substancia é produzida no catodo ?
R: Cobre
c)   Que solução é obtida na célula eletrolítica :
R: 
d)   Qual a equação global desse processo eletroquímico?
R: Cu(aq) + à Cu(s) + ½ +2  + 
JUSTICIATIVA : Eletrolise aquosa do sulfato de cobre
 à + 
à  + 
Semirreaçao do catodo + 
Entre os anios  e  , os anios hidroxila tem maior facilidade de oxidação , grande gas oxigênio no eletrodo positivo (anodo)
Semirreaçao do anodo : à+ ½ + reação global e a parti de:
à + 
à2+ 2
Semirreaçao catodo + à Cu
Semirreaçao do anodo : : à+ ½ +
Reação global é : +à2++ Cu (s)+½ (g)

6)   Durante o fenômeno de eletrolise ,podemos afirmar que:
a)   G 0  e  E  0
b)   G0  e    E <   0
c)   G   = 0   e   E = 0
d)   G   0       e   E < 0
e)   G  0  e    E > 0

RESPOTA : D
JUSTIFICATIVA: Eletrolise ocorre exatamente o inverso da pilha, ou seja: Pilha         :   G0                                      Pilha        : E  0
Eletrolise :   G 0      Eletrolise :  E <  0  
                           
7)   As proposições a seguir estão relacionadas com eletrólise:
I. As reações de eletrólise ocorrem com consumo de energia elétrica.
II. Soluções aquosas de glicose não podem ser eletrolisadas porque não conduzem corrente elétrica.
III. Nas eletrólises de soluções salinas, os cátions metálicos sofrem oxidação.

Podemos afirmar que:
a) I é correta.
b) II é correta.
c) III é correta.
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
RESPOTA: D
JUSTIFICATIVA :
I-             verdadeira, eletro de eletricidade e lise de quebra, ou seja, consome eletricidade
II-           verdadeira, pois a glicose é uma molécula, ou seja, possuem ligações moleculares e não sofrem ionização, então não conduz eletricidade
III-         errada, cátion sofre redução.

8)   Quando fazemos passar uma corrente elétrica por uma solução aquosa de sulfato de sódio, observamos:

a)   a eletrolise  do .
b)   A formação de uma pilha galvânica.
c)   A eletrolise do solvente
d)   A deposição de sódio no catodo.
e)   A redução do sulfato de anodo .
RESPOSTA: C
JUSTIFICATIVA:
Eletrolise aquosa do  
Anodo = 3O à1/2  + 2 + 2

Catodo = 2O + 2 à  +2 

Equação global = 5O à1/2 +  + + 2  (simplifica)

O  à  1/2 +  ocorre eletrolise do solvente .



9)   As células eletrolíticas e as células galvânicas têm em comum o fato de:
a)   Serem fundamentais em processos espontâneos .
b)   Serem células eletroquimicas.
c)   Ocorrerem apenas em soluções aquosas.
d)   Serem células voltaicas .
e)   Transformarem energia química em energia elétrica
RESPOSTA : B
JUSTIFICATIVA :
a)   errado, pois apenas a galvânica é espontânea .
b)   verdadeira.
c)   errada, existe por exemplo a eletrolise ígnea.
d)   Apenas as galvânicas voltaicas .
e)   Apenas a galvânica faz transformam energia química em energia elétrica.

10)      Observa-se que, ao funcionar, uma pilha eletrolítica sofre aquecimento. Justifique esse fato.  

R- Na eletrolise ocorre o consumo de energia elétrica para gerar energia química, quando isso ocorre o sistema é aquecido, por conta disso, a pilha sofre aquecimento.

QUESTÕES EXTRAS:


Eletrolise ígnea e em meio aquoso Cap 22

01. Com relação à eletrólise ígnea do fluoreto de sódio, NaF, indique:

 

a) a semirreação de redução.

Semirreação de redução: Na+

 (l) + e-

 → Na (s)

 

b) a semirreação de oxidação.

Semirreação de oxidação: 2 F-

 (l) → F2 (g) + 2 e-

 

c) a reação global.

Reação global: 2 Na+

 (l) + 2 F-

 (l) → 2 Na (s) + F2 (g)

 

d) a substância produzida no cátodo.

Na (s)

 

e) a substância produzida no ânodo.

F2 (g)

 

02. Com relação à eletrólise ígnea do cloreto de cálcio, CaCl2, indique:

 

a) a semirreação de redução.

Semirreação de redução: Ca2+

 (l) + 2 e-

 → Ca (s)

 

b) a semirreação de oxidação.

Semirreação de oxidação: 2 Cl-

 (l) → Cl2 (g) + 2 e-

 

c) a reação global.

Reação global: Ca2+

 (l) + 2 Cl-

 (l) → Ca (s) + Cl2 (g)

 

d) a substância produzida no polo negativo.

Ca (s)

 

e) a substância produzida no polo positivo.

Cl2 (g)

03. Com relação à eletrólise ígnea do óxido de ferro III, Fe2O3, indique:

 

a) a semirreação de redução.

Semirreação de redução: Fe3+

 (l) + 3 e-

 → Fe (s)

 

b) a semirreação de oxidação.

Semirreação de oxidação: 2 O2-

 (l) → O2 (g) + 4 e-

 

c) a reação global.

Reação global: 4 Fe3+

 (l) + 6 O2-

 (l) → 4 Fe (s) + 3 O2 (g)

 

d) o gás produzido no ânodo.

O2 (g)

 

e) o metal produzido no cátodo.
Fe (s)