Mistura de Soluções Ácido-Base (Determinação se a solução final é acida ou básica e concentração do sal formado) Quando são misturados soluções de ácido e base, levando em consideração 100% de ionização e dissociação dos reagentes, teremos uma reação que pode ser descrita da seguinte maneira: Y mols de HxÂnion + X mols Cátion(OH)y 1 mol de (Cátion)x(Anion)y + X.Y mols H2O Exemplo: Reação de neutralização completa entre H2SO4 e NaOH, produzindo sal + água 1 Mol H2SO4 + 2 mols NaOH 1 Mol Na2(SO4)1 + 2 Mols H2O Sendo escrita de maneira reduzida da seguinte forma: 1 H2SO4 + 2 NaOH 1 Na2SO4 + 2 H2O Exercício exemplo: Após fazer o estudo da mistura de 300mL de solução H3PO4 2 molar, com 200mL de solução 4 molar de NaOH, a solução final é ácida, básica ou neutra ? Qual a molaridade do sal formado? Se após a mistura se sobrar ácido a solução final terá caráter ácido. Se após a mistura se sobrar base a solução final terá caráter básico. Se após a mistura se não sobrar ácido nem base, apenas sal e água a solução é considerada neutra. O volume final é a soma dos volumes misturados. 1º.) Determinação das quantidades reagentes de cada solução: Solução ácida: (300mL de solução H3PO4 2 molar) 2 molar 2 mols por litro (1000mL) 1000mL 2 Mols 300mL x Mols x = 0,6 mol de H3PO4 Solução Básica: (200mL de solução 4 molar de NaOH) 4 molar 4 mols por litro (1000mL) 1000mL 4 Mols 200mL x Mols x = 0,8 mol de NaOH 2º.) Determinação da proporção reacional e reação ocorrida: Reação: 1 H3PO4 + 3 NaOH 1 Na3PO4 + 3 H2O Proporção reacional: Para cada 1 mol de H3PO4 reagem 3 mols de NaOH formando 1 mol do sal Na 3PO4 (1:3:1) 3º.) Determinação se as quantidades misturadas estão na proporção correta (solução final neutra) Se: 1 mol H3PO4 3 Mols NaOH 0,6 Mol H3PO4 x Mols NaOH (proporção reacional) (quantidade misturada) x = 1,8 mol de NaOH (quantidade necessária para não sobrar ácido e base) como a quantidade misturada é 0,8 mol de NaOH, tem pouca base, reagindo todo o 0,8 mol de NaOH e sobrando ácido no final, formando uma solução ÁCIDA. 4º.) Determinação da concentração do sal formado: Se é toda a base vai reagir, vamos calcular a quantidade de sal formado usando a proporção com a base. (reagente limitante) 3 Mol NaOH 0,8 Mol NaOH 1 Mol Na3PO4 x Mol Na3PO4 (proporção reacional) (quantidade misturada) x = 0,266 mol de Na3PO4 (quantidade de sal formado) lembrando que esta quantidade está dissolvida no volume misturado (500mL) então: 500mL 1000mL 0,266 Mol de Na3PO4 x Mols de Na3PO4 em 1 L x = 0,53 mol/L (molar) * Titulometria (Determinação da concentração de solução ácida ou básica) A Titulometria é um procedimento laboratorial muito utilizado para determinar a concentração de soluções já preparadas de ácido e base. Exercício exemplo: A titulação de 30ml de solução H3PO4 foi realizada com 20ml de solução 2 molar de NaOH. Qual a concentração da solução ácida? Neste caso estamos titulando uma solução ácida (H3PO4) usando dados do experimento, são consumidos 20 mL de solução básica. 1º.) Vamos determinar a quantidade de base (NaOH) que reage com o ácido diisolvido em questão: 20mL de solução 2 molar (mols/L)de NaOH 1000mL 2 mols de NaOH 20 mL x mols x = 0,04 mol de NaOH 2º.) Determinar a proporção reacioanal entre o ácido e a base, como feito no item anterior do resumo: 1 Mol de H3PO4 3 mols de NaoH 3º.) Determinar a quantidade de ácido, dissolvido em solução (30mL), que reage com os 0,04 mol de NaOH 1 Mol de H3PO4 x Mol de H3PO4 3 mols de NaoH 0,04 mol de NaoH x = 0,0133 Mol de H3PO4 4º.) Sabendo a quantidade de ácido dissolvido e o volume determinar a concentração. 30 mL de solução 0,0133 mol de H3PO4 1000 mL de solução x mols de H3PO4 x = 0,44 mol/L (molar) Termoquímica (Conceitos, Variação de Entalpia e Análise gráfica) A termoquímica estuda a transferência de calor associada a reações químicas ou a mudanças no estado físico de uma substância. Os calorímetros são aparelhos capazes de medir o calor de uma reação química. Calor de reação é o nome dado a quantidade de calor liberado ou absorvido em uma reação química. Diante de uma reação química ou mudança de estado físico, podemos ter processos que fornecem ou liberam calor. Entalpia (H) é o conteúdo energético de um sistema. Variação de Entalpia (H): é a medida de calor trocado com o meio ambiente. Em uma reação temos: Reagentes Produtos HR Conteúdo energético dos reagentes HP Conteúdo energético dos produtos H = HP - HR Processo exotérmico: o calor é cedido pela reação (reagentes) para o ambiente. como o sistema libera (perde) calor teremos HP < HR como H = HP - HR e HP < HR , então, H < 0 H possuirá sinal negativo H = - x calor Assim, queimar um pedaço e carvão é um processo exotérmico C(s) + O2(g) CO2(g) H = - x cal C(s) + O2(g) CO2(g) + calor Processo endotérmico: os reagentes absorvem calor do ambiente. como o sistema absorve (ganha) calor teremos HP > HR como H = HP - HR e HP > HR , então, H > 0 H possuirá sinal positivo H = + calor A fotossíntese é uma reação endotérmica 6 CO2 + 6H2O + calor C6H 12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6H2O C6H 12O6 + 6 O2 H = + calor