Equilíbrio Químico

• Reações Reversíveis: são reações em que os reagentes originam os produtos e estes formados, voltam a originar os reagentes, até que a reação entre em equilíbrio dinâmico.

Assim:

Reação direta: A + B → C + D

Reação inversa A + B ← C + D

* No equilíbrio de uma reação reversível a velocidade da reação direta torna-se igual a velocidade da reação inversa.*

* No equilíbrio de uma reação reversível as concentrações dos reagentes ficam constantes.*

(postado por Luana)

Cinética Quimica

Lei da Velocidade

“ A velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações molares dos reagentes, para cada temperatura, elevada a expoentes experimentalmente determinados.”

A lei da velocidade é dada por uma expressão matemática que relaciona a rapidez de transformação em relação a variação de concentração de seus componentes.

É dada por: 

Aa + Bb + Cc → Produtos

V = k . [ A ]^m . [ B ]^p . [ C ]^q

Onde:

V → velocidade

k → constante de velocidade (varia de reação para reação)

[ A ]; [ B ]; [ C ] → concentração molar

^m ; p; q  → expoentes (não necessariamente saram iguais aos índices estequiométricos)

Exemplo:

_____________________________________

Velocidade da reação:    

Alguns mecanismos de reações:

• Reações elementares: reações que ocorrem em uma etapa; 

  São aquelas em que os produtos se formam apos uma unica colisão entre moléculas reagentes,ou seja,realizada em etapa unica*. A determinação da lei da velocidade é dada de forma que os expoentes são os próprios índices estequiométricos da reação.

1N_{2 (g)} +  3H_{2 (g)} → 2NH_{3 (g)}

V = k . [ A ]^m . [ B ]^p . [ C ]^q    .˙.   V = k . [N₂]¹ . [ H₂ ]³

• Reações não elementares: reações que ocorrem em várias etapas;

  Os coeficientes da equação química não serão iguais aos expoentes da equação da variação da velocidade. A determinação da lei da velocidade nessa reação, utiliza dados da etapa lenta.*

Reação analisada: NO_2(g) + CO_(g)  → CO_2(g) + NO_(g)
Etapa lenta: NO_2(g) + NO2_(g) → NO_(g) + NO_3(g)
Etapa rápida: NO_3(g) + CO_(g)  → CO_2(g) + NO_{2 (g)}

(portado por Luana )

Colisões favoráveis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Colisões não favoraveis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Conceitos importantes

Energia de ativação: É a menor quantidade de energia necessária para que aconteça a reação,que varia de reação para reação,tanto na quantidade como na forma.A reação não acontece se a energia adquirida pelos reagentes for menor que a energia de ativação a reação simplesmente não ocorre.

Estado Ativado: É a fração de tempo em que as moléculas de reagentes colidem de forma favorável,rompem as suas ligações e formam novas ligações originando os produtos.

Fatores que alteram a velocidade de uma reação

Podem aumentar o número de colisões favoráveis ou diminuir a energia de ativação,fazendo a velocidade da reação aumentar.

Temperatura:

- aumento de temperatura

- aumento de agitação molecular

- aumento de número de colisões favoráveis

- aumento de velocidade de reação

Concentração de reagentes:

- aumento de concentração de reagentes

- aumento de número de colisões favoráveis

- aumento de velocidade da reação

Superfície de contato:

- aumento de superfície de contato

- aumento de número de colisões favoráveis

- aumento da velocidade da reação

Catalisadores

São substâncias que ao ser adicionados ao meio ambiente racional exige menor energia de ativação,fazendo com que a reação se processe de maneira mais rápida.

- não são incorporados aos produtos da reação,sã recuperados no final do processo;

- não alteram o valor do ∆H;

- diminui energia de ativação;

- aumenta a velocidade da reação;

(Postado por Adriana Luciene)

 

Teoria das colisões favoráveis
Esta teoria baseia-se nas ideias a seguir:
•    Para haver reação, as moléculas dos reagentes necessitam colidir umas com as outras.
•    Não são todas as colisões que são favoráveis para formar produto.
•    A rapidez de uma reação é diretamente proporcional ao número de colisões favoráveis.
É preciso saber, para que a reação ocorra se há orientação espacial apropriada e energia suficiente para romper e formar ligações.
É necessário que exista energia suficiente para se atingir o complexo ativado.
                                                                                                           
                                                                                              (postado por kevyn)

  

CINÉTICA QUÍMICA
Estuda os fatores que influem na rapidez dos processos químicos,sendo, o ramo que estuda a velocidade das reações. A velocidade média de uma reação pode ser calculada pela seguinte expressão:

Vm =        delta [X]     =    [X]F  -  [X]i                      [X]: é a concentração
                 delta  T                 Tf  -  Ti                                  delta T:é variação do tempo

(Vm)velocidade média positiva (+)  = velocidade de formação
(vm)velocidade média negativa (-) = velocidade de consumo

 Unidade de medida: mol.l.min (l e min elevados a -1)   

                                                                               ( postado por kevyn)

Maneiras de se calcular o ΔH

Entalpia de formação:
   Qualquer substancia possui um padrão de energia para que a formação de 1 mol desta seja possivel. Para que a reação se realize sçao usadas substancias simples que estão em seu estado padrão.

*Estado padrão: estado alantrópico mais estavel e seu estado físico mais abundante (sua entalpia será igual a zero).

Exemplos de H=0:

            O_2(g),    H_2(g),    N_2(g)      Cl_2(g),     P_(Vermelho)     S_(rombico)     C_(Grafite.),     Al_(s),     Fe_(s),     Na_(S),    

F_2(G),     Br_2(l),      I_2(S),    Au_(s),     Pt_(s).

 

- Utilizando calor de formação;

- Utilizando a energia de ligação;

- Utilizando a Lei de Hess;

•  Utilizando calor de formação:

   Toda substancia apresenta um valor tabelado de entalpia de maneira que é possivel calcular o valor do ΔH de uma reação qualquer utilizando seus respectivos valores, sabendo que:

Δh=Σhp- Σhr 

   Os coeficientes estequiométricos de cada componente devem ser ajustados a cada valor de cada calor de formação.

•  Utilizando energia de ligação:

    Toda reação quimica ocorre com a quebra de ligação e com o estabelecinmento de novas reações.
Assim:

Lado dos reagentes: - ruptura de ligações;
                                - absorção de energia (endotérmica);
                                - sinal positivo. +

Lado dos produtos: - estebelecimento de ligações;
                              - liberaração de energia (exotermica);
                              - sinal negativo. -

* Para se determinar o Δh dessa reação deve-se realizar a soma algébrica entre a H dos reagentes e a H dos produtos.  ΔH = Hr - Hp.

• Utilizando a Lei de Hess:

    Em uma reação quimica, o balanço total de energia resulta na variação de entalpia. Assim, se um processo é intermediado por vários outros, as diversas variações de entalpia, quando somadas, resultam em uma entalpia final.

    Para se calcular o Δh de uma reação química pela Lei de Hess é preciso termos algumas reações auxiliares e conhecermos algumas regras:

-  invertendo a equação, troca-se o sinal do ΔH correspondente a ela;

-  multiplicando ou dividindo a equação por um número qualquer, multiplica-se ou divide-se o ΔH pelo mesmo número;

-  para determinar a equação global deve-se somar o que estiver do mesmo lado e simplificar o que estiver em lados opostos;

-  o ΔH da reação global será a soma do ΔH das reações auxiliares.

Temos como exemplo:

Chegar a essa mesma reação (C_(grafite) + 2 H_2(g) ⇔ CH_4(g)) e descobrir o valor da variação de entalpia, usando a Lei de Hess:

C_(grafite) + O_2(g) ⇔ CO_2(g)                                            ΔH = – 94,05 kcal
H_2(g) + ½ O_2(g) ⇔ H₂O_(l)                                            ΔH = 68,32 kcal
CO_2(g) + 2 H₂O_(l) ⇔CH_4(g) + 2 O_2(g)                     ΔH = + 212,87 kcal

**Observe que se multiplicarmos a segunda equação por 2, de modo a balancear as moléculas de água na soma de todas as equações, obteríamos a reação final de grafite e hidrogênio gerando metano**

C_(grafite) + O_2(g) ⇔ CO_2(g )                                                                                    ΔH = – 94,05 kcal
(H_2(g) + ½ O_2(g) ⇔ H₂O_(l)                                             x2                                  ΔH = -68,32 kcal                              
CO_2(g) + 2 H₂O_(l) ⇔CH_4(g) + 2 O_2(g)                                                              ΔH = + 212,87 kcal
__________________________________                                _________________
C_(grafite) + 2 H_2(g) ⇔ CH_4(g)                                                            ΔH = – 17,82 kcal

(Postado por cristian)

Termoquímica

Primeiramente, você precisa saber o que é uma reação química:

  Fenômeno pelo qual os átomos permanecem intactos. Durante as reações, as moléculas iniciais são “desmontadas” e os seus átomos são reaproveitados para “montar” novas moléculas, ou seja, as substancias podem combinar-se com outras substancias transformando-se em novas substancias. 

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...RELEMBRANDO...

As substâncias que participam da reação química são chamadas de produtos ou reagentes na equação química.

Reagentes (1° membro) : são as substâncias que estão no início da reação. São as que irão reagir sofrer a transformação.

Produtos (2° membro) : são as substâncias resultantes da reação química.

Ex.: Duas moléculas de gás hidrogênio juntam-se com uma molécula de gás oxigênio formando duas moléculas de água.

2H₂       +       O₂    →       2 H₂O

reagente                    produto

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Entalpia (H) : é a energia associada a átomos, moléculas e íons de uma determinada reação. Podemos calcular o calor de um sistema, através da variação de entalpia (∆H).

∆Htotal = ∆Hfinal - ∆Hinicial

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  Toda reação química absorve calor ou gera calor, ou seja, há sempre uma troca de energia com o meio exterior ou o meio interior. A termoquímica é um campo da química que estuda essa troca de energia, podendo ser liberada ou absorvida, numa reação química, e dividida assim em:

• Reações Endotérmicas: reações que liberam energia do meio exterior.

- Ex: fotossíntese (6CO₂ + 6H₂O + calor -> C₆H₁₂O₆ + 6O₂).

- Quando a reação é endotérmica a entalpia dos reagentes será sempre  menor que a entalpia dos produtos;

- Retira calor do recipiente fazendo com que ele abaixe sua temperatura.

- ∆H > 0 (sendo positivo).

• Reações Exotérmicas: são reações que absorvem energia do meio exterior.

- Ex: Queima do gás de cozinha (C₃H₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂O + calor).

- Apresenta entalpia dos reagentes maior que a entalpia dos produtos;

- Fornece calor ao recipiente fazendo com que ele eleve sua temperatura.

- ∆H < 0 (sendo negativo).

(Postado por: Luana)

Densidade de gases

  A densidade dos gases esta relacionada a massa de um corpo com o volume por ele ocupado e quanto maior a densidade do corpo, será maior a quantidade de matéria que existe em uma unidade de volume.

Sabe-se que:  

                        

 E assim podemos calcular a densidade dos gases!!

                  

Equação de Clapeyron

 O físico francês Benoit Paul Émile Clapeyron foi homenageado com a equação Clapeyron. Ele foi um dos criadores da termodinâmica relacionado com as leis de Charles, Boyle e Gay-Lussac e estabeleceu uma equação que permite calcular a pressão,o volume,a temperatura ou a quantidade de matéria de uma transformação gasosa num determinado instante,que é dado desta maneira:

                                P.V= n.R.T

Onde:

• P= pressão ( atm/mmHg)

• V= volume (litros)

• n = número de mols(mols) = massa comum(g) divididos por massa molar(g/mol)

• R= constante geral dos gases:  - se P em (atm)= 0,082atm

                                           - se P em (mmHg)= 62,3mmHg

• T= temperatura ( kelvin)

          Tk = Tc + 273

- postado por Adriana Luciene

Transformações gasosas

   Transformações ocorrem quando um gás passa de um estado para outro, não sendo estados físicos (sólido, líquido, gasoso) e sim mudanças nas grandezas (massa, pressão, volume e temperatura).

Transformações gasosas ocorrem com uma das grandezas citadas, sem sofrer alterações.

   Podendo ser transformação isotérmica, isocórica também chamada de isovolumétrica e transformação  isobárica.

 

Transformação isotérmica

   Há mudanças na pressão e volume, sendo volume e pressão inversamente proporcional, ou seja, quando um aumenta o outro diminui e tendo a temperatura da massa gasosa sendo mantida constante. Essa é a chamada lei de Boyle.  Expressa pela fórmula Pi.Vi = Pf.Vf que é derivada da equação geral dos gases. Assim concluímos que a temperatura é constante.

  

Transformação isocórica ou isovolumétrica

  

    Acontece quando o gás é aquecido e sua temperatura(T) e pressão(P) aumentam e seu volume fica constante, não se altera.

Essa é a lei de Gay Lussac. Expressa pela fórmula Pi/Ti =Pf/Tf.

Transformação isobárica

   É quando o volume do gás varia com a temperatura, enquanto a pressão é mantida constante. Temperatura(T) e volume(V) são diretamente proporcionais. Essa é a lei de Charles. Expressa pela fórmula Vi/Ti = Vf/Tf.

Postado por Kevyn.

Diferença entre gás e vapor:

-O gás não tem forma nem volume definidos, pois consiste em várias   partículas, cujos movimentos são aleatórios .Existe sim um campo de força em todo o espaço à sua volta, com interações que dão origem às forças moleculares, que influenciam a movimentação dessas partículas.

- O gás tem a densidade relativamente baixa e sua viscosidade pode ser comparada aos estados líquido e sólido. O volume é muito sensível às alterações de temperatura e pressão. Preenche completamente qualquer recipiente, já que possui a difusão rápida. (distribui-se homogeneamente).

- O vapor, em temperatura igual ou abaixo de sua temperatura crítica,é capaz de estar em equilíbrio com o líquido ou o sólido do qual se formou, pelo aumento de pressão.

- O vapor é originado da vaporização, que se divide em evaporização e ebulição. Evaporização é quando o líquido transforma-se em vapor, enquanto que a ebulição é quando o líquido se transforma em gás.

By: Marina Guimarães.

Gases

 - São substâncias que estando em condições do ambiente, estão no estado gasoso como o gás oxigênio, gás metano, o nitrogênio entre outros gases existentes na atmosfera.

  

 - São compostos que tem como característica grande capacidade de se expandirem, não possuindo volume fixo, sendo miscíveis entre si e em qualquer proporção, são moléculas que se dispersam e sempre estão em movimento desordenado fazendo com que algumas partículas se choquem gerando a pressão que o gás exerce em determinadas superfícies.

 - Um gás só consegue transformar-se em líquido se for comprimido e esfriado.
  

 - As moléculas com grande moblilidade aumenta a temperatura e a energia cinética.

 - Não há um volume exato, por sempre ocuparem o volume total do recipiente.

 - A temperatura é relacionado com o grau de agitação das partículas, quanto maior a agitação molecular maior será a temperatura.

 - Vapor não é gás, serve para caracterizar o estado gasoso obtido pela vaporização de uma substância que se encontra no estado líquido ou sólido, em condições ambiente, consegue condensar-se por uma simples compressão.

Equação geral dos gases

É relacionada a pressão, volume e a temperatura de um sistema.

Pressão e volume: são inversamente proporcionais entre si.

Pressão e temperatura: são diretamente proporcionais entre si.

Volume e temperatura: são diretamente proporcionais entre si.

Postado por Adriana Luciene.

Mistura de soluções com Reação Química


    Esse tipo de reação química ocorre quando ha solutos diferentes, mas com o mesmo solvente. Serve para determinar a concentração desconhecida da solução problema, a partir da solução padrão.

Como resolver este tipo de exercício?


1. Montar a reação estequiometricamente;
2. Determinar o número de mols da solução padrão para neutralizar a base;
3. Determinar o número de mols de soluto na solução problema;
4. Determinar a concentração da solução problema.

Postado por Eduardo Barros.

Mistura de soluções sem reação química

   Quando se misturam duas soluções, sejam elas diferentes ou não, é necessário analisar primeiramente se ocorre reação ou não entre elas. Por exemplo, se misturarmos uma solução de água com açúcar com uma solução de água com sal, obteremos uma mistura de soluções sem reações químicas.

                                                 I                           II                           Final

                                                 M1                               M2                          Mf  =  M1 + M2 

                                        M1 = C1 . V1                M2 = C2 . V2                Mf  =  MF + MF 

                                                 V1                                 V2                          Vf  =  V1 + V2 

Sabe-se então:

                

        Mfinal = M1 + M2                      -> Usa-se em termos de Concentração comum (g/L)

   Cf . Vf = C1 . V1 + C2 . V2

                

                                            

           nfinal = n1 + n2                  -> Usa-se em termos de Concentração Molar (mol/L)

          

      Mf . Vf = M1 . V1 + M2 . V2

Postado por Adriana Leonaldo.