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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.
