Baixar arquivos de apoio

1.001 Problemas Práticos de Química Para Leigos
Resolver problemas de química é uma ótima maneira de dominar as
várias leis e cálculos que você encontrará em uma típica aula de química. Esta Folha de Cola oferece algumas fórmulas básicas, técnicas e
dicas que você pode usar regularmente para resolver os problemas de
química em um piscar de olhos (bom, talvez não em um piscar de olhos,
mas definitivamente com mais facilidade).
a
Folh la
o
de C
Acompanhando as Unidades em
Cálculos de Química
Ao completar um cálculo, sempre escreva o número com a unidade. Número, unidade – é
como ter um nome e um sobrenome.
Escrever as unidades consistentemente permite que você veja o que se cancela e ajuda a
identificar erros quando as unidades não se cancelam. Por exemplo, veja a seguinte conversão de milhas para quilômetros. A forma correta dá a resposta em quilômetros. A forma
incorreta dá a resposta em milhas quadradas por quilômetros, o que não faz sentido.
Correto: 10.0 mi. X 1.609 km = ? km
1
1 mi.
Incorreto: 10.0 mi. X 1 mi. = ? mi.2 /km
1
1.609 km
Balanceando Equações Químicas
Uma equação química mostra o que ocorre em uma reação química. Assim como em outras equações, os elementos do lado esquerdo da equação (reagentes) devem se igualar
aos elementos do lado direito (produtos). Aqui estão apenas algumas coisas para lembrar
ao balancear as equações químicas:
✓✓ Mesmos elementos em números iguais: Para uma equação ser balanceada,
ela deve ter o mesmo número de cada elemento em cada lado da equação. A
massa dos reagentes deve ser igual à massa dos produtos – lembra-se da lei da
conservação da massa?
✓✓ Mesma carga: Se houver carga líquida em um dos lados da equação, o outro lado
deve ter a mesma carga.
✓✓ Fórmulas químicas não mudam: Mais importante, nunca altere uma fórmula
química! Subscritos (e sobrescritos) não mudam magicamente. Modifique apenas
os coeficientes.
Para Leigos: A série de livros para iniciantes que mais vende no mundo.
1.001 Problemas Práticos de Química Para Leigos
Fórmulas para Resolver Problemas
com Ácidos e Bases
a
Folh la
o
de C
Reações ácido-base e seus cálculos associados têm papel principal em muitos
sistemas químicos, biológicos e ambientais. Não importa se você está determinando
a concentração do íon hidrônio, [H+]; íon hidróxido, [OH-]; pH; ou pOH, uma equação
e uma calculadora são ferramentas importantes para ter à sua disposição. A seguir
temos algumas fórmulas úteis para resolver problemas ácido-base.
Calculando a concentração dos
íons hidrônio e hidróxido
A equação a seguir permite calcular a concentração de íon hidrônio, [H+], a 25ºC se
você conhecer a concentração do íon hidróxido, [OH-]; você também pode encontrar [OH-] se você conhecer [H+]. Apenas divida 1 x 10-14 pela concentração dada
e você terá a concentração que deseja. Dica: para usar notação científica na sua
calculadora, use as teclas EE ou EXP (seguidas do expoente) no lugar de usar as
teclas x 10^.
[H+] x [OH-] = 1 x 10–14 a 25ºC
Calculando a concentração dos íons hidrônio e
hidróxido a partir do pH ou do pOH
Familiarize-se com a maneira de resolver para [H+] ou [OH-] quando for dado o pH ou
o pOH (ou vice-versa). Use as fórmulas a seguir:
pH = –log[H+] ou [H+] = 10–pH
pOH = –log[OH–] ou [OH–] = 10–pOH
Muitas calculadoras científicas e gráficas diferem na maneira como interpretam
valores de entrada para tomar logaritmos. Então, conheça a ordem apropriada das
teclas na sua calculadora. Certifique-se de revisar o manual da sua calculadora ou
procurar online.
Para Leigos: A série de livros para iniciantes que mais vende no mundo.
1.001 Problemas Práticos de Química Para Leigos
Calculando o pH, dado o pOH
a
Folh la
o
de C
Calcular o pH quando se conhece o pOH (ou vice-versa) é provavelmente o cálculo
mais fácil entre os problemas ácido-base. Aqui está a fórmula:
pH + pOH = 14
Apenas subtraia o valor dado de 14 (considerando algarismos significativos) para
obter o valor que você precisa.
Fazendo cálculos de titulação com uma
razão 1:1 ácido-base
Quando você precisa fazer cálculos de titulação em que o ácido e a base estão reagindo em uma razão 1:1 de acordo com a equação balanceada, a equação a seguir
oferece uma maneira rápida e fácil de resolver tanto para a concentração de uma
das substâncias como para o volume necessário para completar a titulação:
MAVA = MBVB
Se a reação não ocorre na razão 1:1, use estequiometria (ou análise dimensional)
para resolver para a sua quantidade desconhecida. A propósito, a estequiometria
funciona para os casos 1:1 também, apenas leva um ou dois passos a mais. Lembrese: acompanhe suas unidades! Cancele a quilo que você precisa se livrar e tenha
certeza de que tem as unidades de que precisa na resposta final.
Escrevendo Configurações Eletrônicas
Uma configuração eletrônica é uma descrição das localizações relativas dos
elétrons em um átomo ou íon. As configurações eletrônicas são baseadas em três
princípios: o princípio de Aufbau, o princípio da exclusão de Pauli e o princípio da
incerteza de Heisenberg. A coisa mais importante a se lembrar é que os elétrons
ocupam orbitais partindo dos de menor energia aos de maior energia. Pense em
um hotel com muitos andares e um elevador quebrado; chegar ao andar mais alto
requer energia – muita energia. Os elétrons conservam a energia de modo que os
orbitais de menor energia sejam ocupados primeiro.
Para Leigos: A série de livros para iniciantes que mais vende no mundo.
1.001 Problemas Práticos de Química Para Leigos
Você pode usar o diagrama a seguir, que algumas vezes é chamado de regra diagonal, como um auxílio ao escrever configurações eletrônicas. Observe que colocar
um elétron no orbital 3d requer mais energia do que colocar em um orbital 4s, pois
os orbitais 3d são mais complexos. Há outras maneiras de recordar a ordem como
os orbitais são preenchidos – você pode memorizar a sequência ou usar uma tabela
periódica.
Energia Mais Alta
Energia Mais Baixa
7s2
7p6
6s2
6p6
6d10
5s2
5p6
5d10
5f14
4s2
4p6
4d10
4f14
3s2
3p6
3d10
2s2
2p6
a
Folh la
o
de C
1s2
Talvez você queira escrever a configuração eletrônica de um íon em vez de a de um
átomo. Se for um cátion (íon positivo), lembre-se de subtrair um número de elétrons
igual à carga do número total de elétrons antes de começar. Analogamente, se for
um ânion (íon negativo), lembre-se de somar um número de elétrons igual à carga
ao total de elétrons antes de começar.
Configurações eletrônicas ficam mais difíceis na medida em que são escolhidos elementos com maior número de elétrons. Você pode verificar seu trabalho somando
todos os sobrescritos e verificando se você tem o número correto de elétrons. Mas
note que alguns elementos são exceções à regra diagonal. Seu instrutor ou livro
deve mencionar esses elementos e avisá-lo se você deve saber escrever suas
configurações.
Para Leigos: A série de livros para iniciantes que mais vende no mundo.