Propriedades e transformações da matéria

Brotero Ano letivo de 2023/2024 Escola Secundária de Avelar Brotero Plano 23|24 Escola

Física e Química A 10.º Ano Prof. Carlos Gomes

Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Variação da energia potencial elétrica na formação de uma ligação Numa molécula, atinge-se o equilíbrio entre as repulsões e as atrações quando os núcleos se encontram a uma determinada distância média entre eles – a distância internuclear de equilíbrio. Os eletrões ocupam preferencialmente a região internuclear. Na molécula, a energia dos eletrões – energia eletrónica, Ee – tem duas parcelas: energia cinética, Ec , devido ao incessante movimento dos eletrões; energia potencial elétrica, Ep , devido a interações de natureza eletrostática. Para cada eletrão na molécula tem-se: Eeletrão = Ec + Ep O gráfico representa a variação da energia potencial elétrica do conjunto de dois átomos de hidrogénio à medida que a distância entre ambos, r, diminui para formar a molécula de di-hidrogénio, H2 .

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas A energia de ligação é a energia que se liberta quando se estabelece uma ligação entre dois átomos no estado gasoso. No caso de uma molécula de di-hidrogénio H2 , tem-se: H (g) + H (g) → H2 (g) + 436 kJ mol−1 Em geral, o processo inverso também é possível, e a energia que é necessária parar quebrar a ligação na molécula é a energia de dissociação. H2 (g) + 436 kJ mol−1 → H (g) + H (g) À distância média entre os núcleos da molécula formada chama-se comprimento de ligação. A energia de ligação é a energia que se liberta quando se estabelece uma ligação entre dois átomos. O seu valor numérico é igual ao da energia de dissociação, considerando-se este valor positivo para a energia de ligação.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ligações covalentes, iónicas e metálicas As ligações químicas são forças que mantêm unidos os átomos e/ou os iões que formam as substâncias. São forças de natureza eletrostática e levam à formação das ligações intramoleculares. As ligações químicas formam-se porque em todos os sistemas químicos os átomos tendem a encontrar o estado mais estável, que corresponde ao estado de menor energia possível – Princípio de Energia Mínima. Ligação covalente há partilha de eletrões pelos átomos envolvidos na ligação; os eletrões que contribuem para a formação da ligação covalente são os eletrões de valência dos átomos; os eletrões de valência da molécula são todos os eletrões de valência dos átomos que a formam; os eletrões da ligação ocupam, na maior parte do tempo, a região do espaço entre os núcleos.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ligação iónica A ligação iónica dá-se entre dois átomos por transferência de eletrões de valência. Devido à transferência de eletrões, formam-se dois iões de carga elétrica contrária: um anião e um catião, que se atraem devido a forças eletrostáticas. Exemplos: Fluoreto de sódio Óxido de potássio 11Na: [Ne] 3s 1 ; 9 F: [He] 2s 2 2p 5 19K: [Ar] 4s 1 ; 8O: [He] 2s 2 2p 4

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ligação metálica A ligação metálica estabelece-se entre catiões metálicos (cerne dos átomos) e os eletrões de valência. Na ligação metálica: os átomos do metal cedem os seus eletrões de valência, convertendo-se em iões positivos que se dispõem geometricamente numa rede cristalina; os eletrões de valência, que estão fracamente ligados ao núcleo, podem «libertar-se» da sua ação, movendo-se no interior do metal e sendo partilhados por todos os átomos – diz-se que ficam deslocalizados. São frequentemente conhecidos por eletrões livres ou de condução; os eletrões de valência deslocalizados formam uma nuvem eletrónica; a interação entre os iões e os eletrões da nuvem eletrónica faz aumentar a estabilidade do conjunto.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Notação de Lewis Um modo prático para indicar, esquematicamente, a formação de uma ligação é através da utilização da notação de Lewis. Segundo a notação de Lewis, os eletrões de valência de um átomo ou de um ião são representados por pontos ou cruzes, colocados em torno do símbolo do elemento correspondente. A constatação de que grande parte dos átomos fica rodeado por um octeto de eletrões, quando os átomos se ligam entre si, levou Gilbert Lewis a formular a regra do octeto, segundo a qual através da ligação química, os átomos tendem a ficar rodeados por oito eletrões na camada mais externa, de modo a atingirem o máximo de estabilidade.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ligação covalente em moléculas diatómicas As moléculas diatómicas são constituídas por dois átomos. Se esses átomos forem do mesmo elemento, a molécula diz-se homonuclear;se forem de elementos diferentes, diz-se heteronuclear. Nem todos os eletrões de valência da molécula participam efetivamente na ligação. Assim: os eletrões ligantes, ou efetivamente ligantes, são os eletrões que participam na ligação. São eletrões compartilhados. os eletrões não-ligantes são os eletrões que não participam efetivamente na ligação. São eletrões não partilhados ou isolados. A ligação covalente pode ser: Ligação covalente simples – ligação correspondente à partilha de dois eletrões ligantes (um par de eletrões ligantes). Ex.: Ligação covalente dupla – ligação correspondente à partilha de quatro eletrões ligantes (dois pares de eletrões ligantes). Ex.: Ligação covalente tripla – ligação correspondente à partilha de seis eletrões ligantes (três pares de eletrões ligantes). Ex.: |F – F| |N N| O O

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas A ideia da estabilidade das moléculas opõe-se à noção de reatividade. Maior estabilidade ⇒ menor reatividade química Ligação covalente apolar e ligação covalente polar Diz-se que uma ligação é uma ligação covalente apolar quando se estabelece entre átomos de um mesmo elemento químico. Ligação covalente apolar – molécula de di-hidrogénio, H2 Considera-se uma ligação covalente polar uma ligação covalente que se estabelece entre átomos de elementos químico diferentes. Ligação covalente polar – molécula de fluoreto de hidrogénio, HF.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Estrutura e geometria de algumas moléculas poliatómicas As moléculas poliatómicas são constituídas, no mínimo, por três átomos. Admite-se que a repulsão entre pares de eletrões não-ligantes (PNL) seja superior à repulsão entre um par de eletrões nãoligantes e um par de eletrões ligantes (PL)e que esta repulsão seja superior à que ocorre entre pares de eletrões ligantes. Repulsões: PNL–PNL > PNL–PL > PL–PL A geometria das moléculas resulta da forma como os eletrões de valência se dispõem à volta do átomo central de modo a minimizar as repulsões entre eles.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Polaridade das moléculas A polaridade de uma molécula depende dos tipos de ligações dessa molécula e da sua geometria molecular. Quando a nuvem eletrónica é globalmente simétrica, a molécula é apolar. Quando a nuvem eletrónica não é globalmente simétrica, a molécula é polar, formando uma zona mais negativa (com maior densidade eletrónica) do que outra.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Hidrocarbonetos saturados e insaturados Os hidrocarbonetos são substâncias moleculares e binárias formadas por carbono e hidrogénio. Nos hidrocarbonetos, os átomos de carbono ligam-se entre si, constituindo as cadeias carbonadas. – alcinos – hidrocarbonetos insaturados que contêm, pelo menos, uma ligação tripla carbono-carbono (C ≡ C), na cadeia principal. O alcino mais simples é o etino, de fórmula molecular C2H2 e fórmula racional CH ≡ CH. A fórmula geral dos alcinos é CnH2n−2 Os nomes dos alcinos terminam em (…ino). Hidrocarbonetos insaturados Os hidrocarbonetos insaturados possuem ligações covalentes duplas e/ou triplas entre os átomos de carbono. Estes podem ser: – alcenos – hidrocarbonetos insaturados que contêm, pelo menos, uma ligação dupla carbono-carbono (C = C), na cadeia principal. O alceno mais simples é o eteno ou etileno , de fórmula molecular C2H4 e fórmula racional CH2 = CH2 . A fórmula geral dos alcenos é CnH2n Hidrocarbonetos saturados ou alcanos Nos hidrocarbonetos saturados – os alcanos – cada átomo de carbono está ligado covalentemente a outros quatro átomos, através de ligações covalentes simples. O mais simples dos alcanos é o metano, com apenas um átomo de carbono, de fórmula molecular CH4 . A fórmula geral dos alcanos é CnH2n+2 O nome dos alcanos termina em (…ano). O nome dos alcenos termina em (…eno).

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Outras famílias de compostos orgânicos Há várias famílias de compostos orgânicos derivados dos hidrocarbonetos. Cada família apresenta um grupo funcional característico.

Ligação química Gases e dispersões O que são ligações intermoleculares Transformações químicas Chamam-se ligações intermoleculares ou forças intermoleculares, a forças atrativas entre moléculas ou átomos sem que haja partilha significativa de eletrões. Estas forças resultam de atrações e repulsões eletrostáticas e não resultam na formação de novas substâncias. São responsáveis pelas propriedades físicas das substâncias e a sua intensidade aumenta do estado gasoso para o estado líquido e do estado líquido para o estado sólido. Estado gasoso Estado líquido Estado sólido Aumento das forças intermoleculares Forças de van der Waals As forças de van der Waals resultam das interações entre dipolos e podem ser de três tipos diferentes. Interação dipolo permanente-dipolo permanente. Este tipo de interação desenvolve-se entre moléculas polares, como, por exemplo, moléculas de cloreto de hidrogénio, HCℓ. Estas interações são as que predominam entre moléculas polares. Representação esquemática da interação dipolo permanente-dipolo permanente. Geralmente, as forças do tipo dipolo permanente-dipolo permanente: - aumentam com o aumento da polaridade das moléculas; - diminuem com o aumento da distância entre as moléculas; - diminuem com o aumento da temperatura.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Interação dipolo permanente-dipolo induzido Este tipo de interação desenvolve-se quando se misturam substâncias constituídas por moléculas polares com substâncias constituídas por moléculas apolares. A presença das moléculas polares provoca o aparecimento de dipolos induzidos nas moléculas apolares. Representação esquemática da interação dipolo permanente-dipolo induzido As interações dipolo permanente-dipolo induzido são, em geral, fracas e: - aumentam com o aumento da polaridade da molécula polar; - diminuem com o aumento da distância entre as moléculas; - são independentes da temperatura; - aumentam com o volume da molécula apolar, na medida em que as moléculas com maior volume são mais facilmente polarizáveis.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Interação dipolo instantâneo-dipolo induzido ou forças de London Este tipo de interação pode ser explicado pela existência de dipolos instantâneos em qualquer molécula como consequência das deformações instantâneas e aleatórias das respetivas nuvens eletrónicas. Estes dipolos instantâneos provocam nas moléculas vizinhas o aparecimento de dipolos induzidos. Representação esquemática de uma interação dipolo instantâneo-dipolo induzido entre duas moléculas apolares (A) e (B). Consideremos duas moléculas apolares próximas uma da outra (situação 1). A nuvem eletrónica de (A) sofre uma deformação instantânea (situação 2). A nuvem eletrónica de (B) sofre deformação devido ao dipolo da molécula A (situação 3). A atração entre dipolos instantâneos e dipolos induzidos existe em todos os tipos de moléculas. Porém, entre moléculas apolares as forças de London são o único tipo de forças intermoleculares existente. A intensidade destas forças depende: - do tamanho das moléculas e, consequentemente, da sua massa molar; - da forma das moléculas.

Ligação química Gases e dispersões Ligações de hidrogénio Transformações químicas As ligações de hidrogénio são outro tipo de forças intermoleculares e ocorrem quando, em simultâneo, se reúnem as seguintes condições: - existência, na molécula, de átomos de hidrogénio ligados a átomos de pequeno tamanho com elevada tendência para atrair eletrões, como por exemplo o flúor, F, o oxigénio, O, e o nitrogénio, N. - existência de outras moléculas na vizinhança com átomos de pequeno tamanho com pares de eletrões não-ligantes, tais como os átomos de flúor, F, de oxigénio, O, e de nitrogénio, N. Dipolo instantâneo- Dipolo permanente- Dipolo permanente- Ligações de -dipolo induzido -dipolo induzido -dipolo permanente hidrogénio Aumento da intensidade das interações intermoleculares

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Solubilidade e ligações intermoleculares A solubilidade de um soluto num solvente depende de: 1. forças entre as partículas do soluto antes da dissolução – forças soluto-soluto; 2. forças entre as partículas do solvente antes da dissolução – forças solvente-solvente; 3. forças entre as partículas do soluto e as partículas do solvente durante o processo de dissolução – forças soluto-solvente. Quando se processa a dissolução, as forças dos tipos 1 e 2 são substituídas pelas forças do tipo 3. O tipo de forças intermoleculares existentes no soluto e no solvente permite prever, aproximadamente, a solubilidade. A solubilidade é tanto maior quanto mais semelhantes forem as ligações intermoleculares no soluto e no solvente.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Qualquer ligação química envolve os eletrões dos átomos que estabelecem ligação entre si. a) Ao estabelecer ligações químicas entre si, os átomos podem formar: (A) apenas moléculas. (B) apenas redes de átomos. (C) moléculas, com dois ou mais átomos, ou redes de átomos. (D) moléculas, com um máximo de três átomos, ou redes de átomos. b) O tipo de ligação química que se estabelece entre átomos de não-metais é: (A) covalente e envolve transferência de eletrões entre os átomos. (B) covalente e envolve partilha de eletrões entre os átomos. (C) iónica e envolve transferência de eletrões entre os átomos. (D) iónica e envolve partilha de eletrões entre os átomos. c) A ligação iónica está associada à ligação entre: (A) aniões e catiões e dá origem a moléculas. (B) aniões e catiões e dá origem a redes iónicas. (C) aniões e dá origem a redes iónicas. (D) catiões e dá origem a moléculas. d) Os eletrões dos átomos que estão diretamente envolvidos nas ligações químicas são os do nível: (A) de valência, ou seja, os mais energéticos. (B) de valência, ou seja, os menos energéticos. (C) mais interior, ou seja, os mais energéticos. (D) mais interior, ou seja, os menos energéticos. Ficha 10 – ligação química (1) Leya – 10Q

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas A fórmula de estrutura de Lewis para o cianeto de hidrogénio é: a) Indique o que representa cada ponto e cada traço. b) Classifique cada uma das ligações como simples, dupla ou tripla. c) Quantos eletrões de valência existem na molécula de cianeto de hidrogénio? H − C ≡ N: Ficha 10 – ligação química (1) Leya – 10Q

A água é uma substância molecular, líquida à temperatura ambiente e à pressão de uma atmosfera. a) Usando a notação de Lewis, a fórmula de estrutura da água é: b) Durante a evaporação da água: (A) rompem-se ligações H–O em algumas moléculas. (B) não se rompem ligações H–O em nenhuma molécula. (C) rompe-se uma ligação H–O em cada molécula. (D) rompem-se duas ligações H–O em cada molécula Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas : H − Oሷ− H: ሷO H − Oሷ− H ሷO (A) (B) (C) (D) Oሷ :H H: Oሷ H H Ficha 10 – ligação química (1) Leya – 10Q

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas O eteno, C2H4, é uma substância da família dos hidrocarbonetos e a sua fórmula de estrutura é: a) O que é um hidrocarboneto? b) Classifique o eteno quanto ao tipo de ligações C–C. c) O número de pares de eletrões partilhados por cada átomo de carbono no eteno é (A) 2. (B) 4. (C) 6. (D) 8. d) Considere a reação de combustão do eteno, no seio do oxigénio, que origina dióxido de carbono e água. Escreva a equação química desta reação. Ficha 10 – ligação química (1) Leya – 10Q

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ficha 11 – ligação química (1) Leya – 10Q A formação de ligações químicas é um processo que aumenta a estabilidade de um sistema de dois ou mais átomos. A energia de um sistema de dois ou mais átomos ligados é: (A) maior do que a energia desses átomos separados e resulta apenas de interações atrativas que envolvem eletrões e núcleos atómicos. (B) maior do que a energia desses átomos separados e resulta de interações atrativas e repulsivas que envolvem eletrões e núcleos atómicos. (C) menor do que a energia desses átomos separados e resulta apenas de interações atrativas que envolvem eletrões e núcleos atómicos. (D) menor do que a energia desses átomos separados e resulta de interações atrativas e repulsivas que envolvem eletrões e núcleos atómicos.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ficha 11 – ligação química (1) Leya – 10Q Na figura seguinte, o esboço do gráfico mostra a variação da energia potencial, Ep, de dois átomos de hidrogénio em função da distância, r, entre os núcleos dos átomos. a) Indique para a ligação H–H, na molécula de di-hidrogénio, o comprimento da ligação na unidade base do SI, expresso em notação científica. b) Para a distância internuclear de ____________________ pm, predominam as forças ____________________ entre os átomos de hidrogénio. (A) 45 ... Atrativas (B) 74 ... repulsivas (C) 45 ... Repulsivas (D) 74 ... atrativas c) Qual é, em joules, a energia necessária para quebrar uma ligação H–H, na molécula de di-hidrogénio? d) Compare, justificando com base na posição relativa dos elementos na Tabela Periódica, as energias da ligação H–X nas moléculas HCℓ e HBr.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ficha 11 – ligação química (1) Leya – 10Q A figura seguinte mostra os esboços dos gráficos da energia potencial, Ep , associada à interação entre os átomos, nas moléculas X2 , Y2 e Z2 , em função da distância internuclear. As moléculas X2 , Y2 e Z2 são, respetivamente, (A) O2 , H2 e N2 . (B) N2 , O2 e H2 . (C) H2 , O2 e N2 . (D) H2 , N2 e O2 .

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ficha 11 – ligação química (1) Leya – 10Q Os terpenos são compostos orgânicos produzidos naturalmente pelas plantas, sendo constituintes comuns de aromas e fragrâncias. O ocimeno, que pode ser encontrado numa grande variedade de plantas e frutos, é um monoterpeno que pode apresentar a seguinte fórmula estrutural. a) Qual é a fórmula molecular do ocimeno? b) Classifique, justificando, as ligações que se estabelecem entre os átomos de carbono, na molécula considerada. c) Comparando as ligações C – C e C = C, a ligação C – C apresenta (A) menor energia de ligação e menor comprimento de ligação. (B) maior energia de ligação e menor comprimento de ligação. (C) maior energia de ligação e maior comprimento de ligação. (D) menor energia de ligação e maior comprimento de ligação. d) Classifique o hidrocarboneto apresentado quanto ao tipo de ligações carbono-carbono.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Ficha 11 – ligação química (1) Leya – 10Q Um produto natural encontrado em algumas plantas leguminosas apresenta a seguinte estrutura. a) Identifique: i) os grupos característicos assinalados na molécula do composto. b) O composto, quanto ao tipo de ligações carbono-carbono, é saturado ou insaturado? ii) as classes de compostos orgânicos correspondentes aos grupos característicos assinalados.

Ficha 12 – ligação química (1) Leya – 10Q Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas O amoníaco, NH3 (g), é um composto molecular que se encontra em fase gasosa à temperatura e pressão ambientes. a) Na molécula de NH3 existem, no total, _________________ eletrões de valência não-ligantes e _________________ eletrões de valência efetivamente ligantes. (A) três ... dois (B) dois ... seis (C) dois ... três (D) três ... seis b) A representação da molécula de NH3 através da notação de Lewis evidencia: (A) a geometria da molécula. (B) apenas os eletrões de valência partilhados da molécula. (C) a orientação espacial da molécula. (D) todos os eletrões de valência da molécula. c) Qual das opções seguintes pode representar um modelo tridimensional da molécula NH3 que evidencie as ligações que se estabelecem entre os átomos? d) Atendendo apenas à estequiometria do composto, a molécula NH3 poderia assumir uma geometria triangular plana. No entanto, aquela molécula apresenta uma geometria piramidal trigonal. Apresente uma explicação para o facto de a molécula de amoníaco adotar uma geometria piramidal trigonal.

Ficha 12 – ligação química (1) Leya – 10Q Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas O amoníaco, NH3 (g), é um composto molecular que se encontra em fase gasosa à temperatura e pressão ambientes. a) Na molécula de NH3 existem, no total, _________________ eletrões de valência não-ligantes e _________________ eletrões de valência efetivamente ligantes. (A) três ... dois (B) dois ... seis (C) dois ... três (D) três ... seis b) A representação da molécula de NH3 através da notação de Lewis evidencia: (A) a geometria da molécula. (B) apenas os eletrões de valência partilhados da molécula. (C) a orientação espacial da molécula. (D) todos os eletrões de valência da molécula. c) Qual das opções seguintes pode representar um modelo tridimensional da molécula NH3 que evidencie as ligações que se estabelecem entre os átomos? d) Atendendo apenas à estequiometria do composto, a molécula NH3 poderia assumir uma geometria triangular plana. No entanto, aquela molécula apresenta uma geometria piramidal trigonal. Apresente uma explicação para o facto de a molécula de amoníaco adotar uma geometria piramidal trigonal.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Questões para resolver, cep, pág. 83 Leya – Jogo de Partículas Faça a correspondência correta entre as fórmulas de estrutura da coluna I e o grupo funcional correspondente na coluna II. (A) (B) (C) (D) (E) (1) (2) (3) (4) (5)

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas A cafeína é um composto químico classificado como alcaloide. Encontra-se em algumas plantas e utiliza-se em bebidas como estimulante. a) Complete a fórmula de estrutura da cafeína, de acordo com a regra do octeto. b) Identifique os grupos funcionais na molécula de cafeína. c) Escreva a fórmula molecular da cafeína. d) Numa chávena com 62,5 mL de café existem, em média, 100 mg de cafeína. Determine a quantidade de matéria de cafeína existente numa chávena de café. Questões para resolver, cep, pág. 83 Leya – Jogo de Partículas

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Questões para resolver, cep, pág. 89, exer. 5 Leya – Jogo de Partículas A sacarose, mais conhecida como açúcar comum, apresenta a seguinte fórmula de estrutura. Este composto é constituído por uma unidade de glicose (A) ligada a uma unidade de frutose (B). A solubilidade da sacarose em água deve-se ... (A) à quebra da ligação entre as unidades de glicose (A) e da frutose (B). (B) às ligações de hidrogénio resultantes da interação da água com a sacarose. (C) às forças de van der Waals, resultantes da interação da água com a sacarose. (D) às forças de natureza ião-dipolo resultantes da interação do dipolo da água coma sacarose.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Composição da troposfera A troposfera é a camada da atmosfera que está em contacto com a superfície terrestre e que contém o ar que respiramos. É a camada da atmosfera menos espessa, mas, em contrapartida, é a mais densa, uma vez que nela se encontra cerca de 80% da massa da atmosfera. Além da troposfera existem outras camadas na atmosfera, tais como a estratosfera, a mesosfera, a termosfera e a exosfera, por ordem de altitude. Os gases de maior importância na atmosfera são: di-nitrogénio, ou di-azoto, N2 , que funciona como «gás de proteção» moderador da ação química do oxigénio, constituindo cerca de 78% da massa da atmosfera terrestre; dio-xigénio, O2 , gás essencial à vida dos seres vivos, cuja percentagem em massa na atmosfera terrestre é, aproximadamente, de 21%. vapor de água, H2O, meio de transporte natural da energia entre a atmosfera e a superfície terrestre através de sucessivas evaporações e condensações que contribuem para a regularização do clima; di-óxido de carbono, CO2 , que participa em processos biológicos e tem um papel fundamental na regulação do clima na Terra.

Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas Lei de Avogadro e volume molar de gases Volume molar de um gás Nas mesmas condições de pressão e temperatura, o volume, V, ocupado por um gás é diretamente proporcional à quantidade de matéria, n. Assim: V1/V2= n1/n2 ou V1/n1= V2/n2 ⇒ V/n = constante

Massa volúmica de um gás, ρ A massa volúmica de um gás, ou densidade, ρ, pode ser definida como a relação entre a massa, m, e o volume, V, de uma amostra desse gás, em determinadas condições de pressão e de temperatura. ρ = m/V Gases diferentes, nas mesmas condições de pressão e de temperatura, têm massas volúmicas diferentes. O volume ocupado por uma mole de uma substância depende do estado físico em que essa substância se encontra. No caso dos gases, aplica-se a Lei de Avogadro: Volumes iguais de quaisquer gases, medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura, contêm o mesmo número de moléculas. Pode definir-se o volume molar de um gás, Vm, como o volume ocupado por uma mole desse gás, em determinadas condições de pressão e de temperatura. Vm = V/n O volume molar de qualquer gás, nas condições de pressão e temperatura normais (PTN), é igual a 22,4 dm3 mol−1 e contém 6,02 × 1023 moléculas. Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 13 – Gases e dispersões (1) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas 3. Considere uma amostra pura de CO (g) e uma amostra pura de CH4 (g), nas mesmas condições de pressão e temperatura. a) Quantas vezes é que a massa volúmica do CO (g) é maior do que a massa volúmica do CH4 (g), nas mesmas condições de pressão e temperatura? Apresente o resultado com três algarismos significativos. b) Num reator com a capacidade de 5,00 (L), foi introduzida, a uma determinada temperatura, uma mistura gasosa constituída inicialmente por 0,150 (mol) de CO (g) e 0,150 mol de CH4 (g). Calcule a massa volúmica da mistura gasosa no reator.

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria 9. A composição máxima de iões chumbo, Pb2+ , permitida para uma água potável é 0,05 (ppm). Expresse este valor em mol / dm3 . Admita que a massa volúmica da água potável é 1,00 (g / cm3 ). Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria 10. A seguir apresentam-se as indicações sobre a solução designada como Dextrose em Soro Fisiológico, usada no tratamento da desidratação. APROVADO EM 24-04-2013 INFARMED: 50 mg de glicose/mL + 9 mg de cloreto de sódio/mL (ou seja, 154 mmol de Na+ /L e 154 mmol de Cℓ− /L). Dose máxima diária: 40 mL por kg de massa corporal, correspondente a 6 mmol de sódio por kg de massa corporal. a) Determine a concentração, em mol/dm 3, de cloreto de sódio na solução. b) A um adulto de 60 kg, pode ser administrado diariamente, no máximo, (A) 1,5 L de solução, correspondente a 0,223 g de sódio. (B) 1,5 L de solução, correspondente a cerca de 13,5 g de sódio. (C) 2,4 L de solução, correspondente a cerca de 8,28 g de sódio. (D) 2,4 L de solução, correspondente a cerca de 21,6 g de sódio. Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

11. A imagem seguinte apresenta uma montagem que foi utilizada na determinação experimental do teor de álcool, C2H6O, num vinho. Fez-se a análise de um determinado vinho, tendo-se obtido 12,84 mL de álcool a partir de uma amostra de 120 mL de vinho, à temperatura de 20 °C. Na tabela seguinte estão registadas massas volúmicas, ρ, de vinhos, a 20 °C, e os correspondentes teores de álcool. a) Determine a massa volúmica do vinho analisado, a 20 °C. b) Determine a percentagem em massa, %(m/m), de álcool no vinho, sabendo que a densidade do álcool, a 20 °C, é 0,79 (g/cm3 ). c) Determine a concentração em massa de álcool no vinho. Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

12. Prepararam-se, com rigor, 100,00 cm 3 de uma solução aquosa de hidróxido de bário, Ba(OH)2 , de concentração 0,0250 mol dm−3, por dissolução de hidróxido de bário sólido. a) Calcule a massa de hidróxido de bário que foi necessário medir, para preparar essa solução. b) Determine a concentração em massa da solução em iões hidróxido. c) A partir desta solução pretende-se preparar 50,0 cm3 de uma solução aquosa de hidróxido de bário de concentração 1,00 × 10−2 mol dm−3 . Calcule o volume de solução inicial necessário para preparar o volume referido de solução diluída de hidróxido de bário. Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria 13. Prepararam-se 100,0 (mL) de uma solução aquosa de cloreto de cobre(II), CuCℓ2 , com concentração 1,86 (mol dm−3 ). Que volume de água se deve adicionar à solução preparada para se obter uma nova solução de cloreto de cobre(II), de modo a que 50,0 (mL) da solução diluída contenha 2,5 (g) de CuCℓ2 ? Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas

Ficha 14 – Gases e dispersões (2) Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria 14. Misturaram-se 100,0 (mL) de uma solução aquosa de cloreto de potássio, KCℓ, de concentração 0,20 (mol/dm3 ), com 50,0 (mL) de uma solução aquosa de cloreto de cálcio, CaCℓ2 , de concentração 0,15 (mol/dm3 ). Calcule a concentração em iões cloreto, Cℓ− , na solução final. Considere que o volume da solução mistura é igual à soma dos volumes adicionados. Ligação química Gases e dispersões Transformações químicas