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TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
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TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS

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  • 1. Voce sabe Proust que No Universo nada se perde, nada se cria. Tudo se transforma? Sim, eu sei Lavoisier. É a Lei da Conservação das Massas
  • 2. Muitos dos objetos que utilizamos cotidianamente provêm de indústrias que transformam materiais em produtos. Isso com o objetivo básico de nos auxiliar nas mais variadas tarefas. Para tanto, as transformações químicas envolvidas nesses processos são controladas das mais variadas formas. Um dos controles básicos diz respeito às quantidades utilizadas e produzidas nas transformações químicas. Esse controle é baseado na Lei da Conservação de Massa, de Antoine Laurent de Lavoisier, e na Lei das Proporções Definidas, de Joseph Louis Proust.
  • 3. O EXPERIMENTO DE LAVOISIER Lavoisier aqueceu o mercúrio metálico numa retorta com a boca dentro de uma retorta contendo ar e mergulhada numa cuba com mercúrio. Depois do aquecimento, o volume do ar na retorta diminuiu, pois o volume do mercúrio na cuba subiu pela redoma. Isso significa que o mercúrio reagiu com “algo” no ar, que hoje sabemos que é o oxigênio. O produto formado foi o óxido de mercúrio II, um pó vermelho que aderiu às paredes da retorta.
  • 4. Pesando o sistema inicial (mercúrio metálico + oxigênio) e o  sistema final (óxido de mercúrio II), Lavoisier percebeu que a  massa total dos reagentes era igual à massa total dos produtos. Ele repetiu esse experimento queimando outros materiais e  percebeu que a massa dos sistemas permanecia constante em  todos os casos. Veja os exemplos abaixo: Grafite + oxigênio  →   gás carbônic  3 g   +    8 g        =    11 g Mercúrio metálico + oxigênio  → óxido de mercúrio        100,5 g           +    8 g        =    1  08,5 g Água  → hidrogênio + oxigênio 9 g     =       1 g         +    8 g Calcário → cal viva + gás carbônico 100 g      =   56 g                  44 g
  • 5. Com isso, ele criou a Lei de Conservação da Massa, que dizia o seguinte: “No interior de um recipiente fechado, a massa total não varia, quaisquer que sejam as transformações que venham a ocorrer.” Ou “Num recipiente fechado, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos.” Atualmente, essa lei é mais conhecida pelo seguinte enunciado: “Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.”
  • 6. A teoria atômica criada por Dalton conseguiu explicar  microscopicamente a lei criada por Lavoisier 
  • 7. No ano de 1803, o químico inglês John Dalton (1766-1844)  desenvolveu uma teoria sobre a estrutura da matéria,  retomando a ideia dos filósofos Demócrito e Leucipo.  Ele estabeleceu uma teoria que pode ser vista com mais  detalhes no texto “Teoria atômica de Dalton”, mas  resumidamente seus postulados eram: 
  • 8. 1. Toda matéria é formada de minúsculas partículas esféricas e maciças denominadas átomos, que não podem ser criados nem destruídos. Cada substância é constituída de um único tipo de átomo; 2. Os elementos são formados por átomos isolados iguais, com mesma massa e tamanho, sendo eles indivisíveis; 3. A combinação de diferentes átomos numa proporção de números inteiros origina substâncias diferentes. Os postulados de Dalton puderam, então, explicar as leis ponderais de Antoine Lavoisier e Joseph Louis Proust.
  • 9.  Usando o modelo de átomos esféricos de Dalton, veja uma  reação em que se verifica que 3g de carbono reagem com 8g de  oxigênio, produzindo 11 g de gás carbônico: 
  • 10. Já a Lei das  Proporções  Constantes, vista  no texto  “Lei de Proust”,  diz: “Toda substância apresenta uma proporção em massa constante na sua composição.”
  • 11. A teoria de Dalton também explicou essa lei em nível microscópico. No mesmo exemplo citado anteriormente da reação de formação do gás carbônico, vimos que: 3 g de carbono (C) se unem a 8 g de oxigênio (O 2) produzindo 11 g de gás carbônico (CO2). Se desejarmos obter duas moléculas de CO 2 deveremos usar o dobro das quantidades, tanto de carbono como de oxigênio: Como a proporção em número de átomos é constante, a proporção em massa também é constante. Qualquer que seja a experiência para a obtenção do gás carbônico, a proporção entre os átomos de carbono e oxigênio se mantém constante.
  • 12. Essa também é uma lei da “natureza”, pois ocorre em todos os casos. Desse modo, toda substância apresenta uma proporção constante em massa na sua composição.
  • 13. As transformações físicas são aquelas que ocorrem sem que se formem novas substâncias. Os seja, as substâncias continuam a ser as mesmas, poderão apenas estar mais divididas, por exemplo, ou mudarem de estado físico. Exemplos de transformações físicas: Um papel que se rasga. Um vidro que se parte. A água que ferve, evaporando-se. Um gelado que derrete.
  • 14. Na cozinha, no banheiro, na sala, no quarto. A química está presente em todos os cômodos de uma residência – desde os ingredientes do almoço até a limpeza das roupas, passando pelas moléculas que compõem tudo à nossa volta e pelos hormônios que nos mantêm em equilíbrio.
  • 15. As transformações químicas ocorrem, quando existe a formação de novas substâncias, isto é, substâncias com propriedades diferentes das substâncias iniciais. São exemplos de transformações químicas, muitas das situações que te rodeiam no dia-a-dia, tais como: Quando grelhas um bife. A fruta que amadurece na fruteira. Um fósforo que arde. A fotossíntese realizada pelas plantas. O enferrujamento do ferro.
  • 16. No decurso das transformações químicas ou reações químicas em que se formam as novas substâncias, existem algumas evidências facilmente observáveis que permitem verificar a ocorrência dessas transformações. Por exemplo: •Uma mudança de cor. •A libertação de um gás. •A formação de um sólido. •A formação de uma chama. •O aparecimento de um cheiro característico. •O desaparecimento das substâncias iniciais.
  • 17. Numa transformação química, as substâncias iniciais chamamse reagentes e as novas substâncias que se formam chamam-se produtos de reação.
  • 18. Aplicação de exercícios: 1) O cálcio reage com o oxigênio produzindo o óxido de cálcio, mais conhecido como cal virgem. Foram realizados dois experimentos, cujos dados estão alistados na tabela a seguir de forma incompleta: Descubra os valores de x, y e z com o auxílio das Leis de Lavoisier (Lei de Conservação das Massas) e de Proust (Lei das Proporções Constantes). Resposta: A lei de Lavoisier diz que a massa no sistema permanece constante, portanto, temos: 40 g + x = 56 g x = (56 -40) g x = 16 g A Lei de Proust diz que a proporção se mantém constante, então se a massa do oxigênio era 16 g e passou para 32 g, isso significa que ela dobrou. Assim, todos os outros valores também dobraram: y =40 g . 2 = 80 g z = 56 g . 2 = 112 g
  • 19. 2) 100 g de calcário é colocada sob aquecimento e se decompõe em 56 g de cal viva e 44 g de gás carbônico. Essa afirmativa está baseada na lei de qual cientista? a) Lavoisier b) Dalton c) Richter d) Gay-Lussace) e) Proust Resposta: Alternativa“a”. Porque a Lei de Lavoisier é a Lei da Conservação das Massas, que diz que a massa total dos produtos é igual à massa total dos reagentes. Veja que o reagente tinha 100 g e os produtos também, pois 56 + 44 = 100.
  • 20. 3) Na reação de neutralização do ácido clorídrico pelo hidróxido de magnésio, sabe-se que 73 g do ácido reage com 58 g do hidróxido com formação de 36 g de água. Baseado nessas informações e utilizando a Lei de Lavoisier, determine a massa do outro produto dessa reação, o cloreto de magnésio. Resposta: A massa formada de cloreto de magnésio é de 95 g, pois: ácido clorídrico + hidróxido de magnésio → cloreto de magnésio + água 73 g 58 g x 36g Pela Lei de Lavoisier, temos que a massa total dos produtos é igual à massa total dos reagentes. Desse modo, temos: 73 + 58 = x + 36 x = 95 g
  • 21. 4) (Fuvest-SP) Os pratos A e B de uma balança foram equilibrados com um pedaço de papel em cada prato e efetuou-se a combustão apenas do material contido no prato A. Esse procedimento foi repetido com palha de aço em lugar de papel. Após cada combustão, observou-se: Com papel a) A e B no mesmo nível b) A abaixo de B c) A acima de B d) A acima de B e) A abaixo de B Com palha de aço A e B no mesmo nível A abaixo de B A acima de B A abaixo de B A e B no mesmo nível
  • 22. Resposta: Alternativa “d”. Quando o papel é queimado, forma-se gás carbônico e vapor de água que abandonam o sistema (que é aberto), fazendo com que o prato A fique mais leve que o prato B. Já no caso de queimarmos a palha de aço, formam-se óxidos de ferro que permanecem no sistema, fazendo com que o prato B fique mais pesado do que o A.
  • 23. 5) (Fuvest 2008) Devido à toxicidade do mercúrio, em caso de derramamento desse metal, costuma-se espalhar enxofre no local, para removê-lo. Mercúrio e enxofre reagem, gradativamente, formando sulfeto de mercúrio. Para fins de estudo, a reação pode ocorrer mais rapidamente se as duas substâncias forem misturadas num almofariz. Usando esse procedimento, foram feitos dois experimentos. No primeiro, 5,0 g de mercúrio e 1,0 g de enxofre reagiram, formando 5,8 g do produto, sobrando 0,2 g de enxofre. No segundo experimento, 12,0 g de mercúrio e 1,6 g de enxofre forneceram 11,6 g do produto, restando 2,0 g de mercúrio. Mostre que os dois experimentos estão de acordo com a lei da conservação da massa (Lavoisier) e a lei das proporções definidas (Proust).
  • 24. Resposta: Mercúrio + Enxofre → Sulfeto de mercúrio Excesso I. 5,0 g 1,0 g 5,8 g 0,2 g de enxofre II. 12,0 g 1,6 g 11,6 g 2,0 g de mercúrio Massas que reagiram efetivamente: Mercúrio + Enxofre → Sulfeto de mercúrio Excesso I. 5,0 g 0,8 g 5,8 g 0,2 g de enxofre II. 12,0 g 1,6 g 11,6 g 2,0 g de mercúrio Massa de mercúrio= 5,00 = 10,0 = 6,25 Massa de enxofre 0,8 1,6
  • 25. 6)Sabe-se que 28 g de nitrogênio reagem completamente com 6 g de hidrogênio, formando amônia. Qual será a massa, em gramas de amônia formada, quando 140 g de nitrogênio reagir com hidrogênio suficiente para completar a reação? Resposta: Utilizando a Lei de Lavoisier, sabemos que a massa dos produtos é igual à soma das massas dos reagentes, assim, temos: Nitrogênio + Hidrogênio → amônia 28 g 6g x x = 28 g + 6g = 34 g Agora utilizaremos a Lei de Proust, que nos diz que a proporção das massas dos reagentes e dos produtos deve ser mantida constante. Assim, se a massa do nitrogênio passou de 28 g para 140 g, quer dizer que ela aumentou 5 vezes, por isso, as outras massas também terão que aumentar 5 vezes: Nitrogênio + Hidrogênio → amônia 140 g 30 g 170g Portanto, a massa da amônia formada nesse caso é de 170 g. Poderíamos ter utilizado também uma regra de três simples para resolver essa questão: Nitrogênio + Hidrogênio → amônia 28g----------------------------------34g 140g--------------------------------y y = 170g
  • 26. 7) (Vunesp-SP) Duas amostras de carbono puro de massa 1,00 g e 9,00 g foram completamente queimadas ao ar. O único produto formado nos dois casos, o dióxido de carbono gasoso, foi totalmente recolhido e as massas obtidas foram 3,66 g e 32,94 g, respectivamente. Utilizando estes dados: a) Demonstre que nos dois casos a Lei de Proust é obedecida; b) determine a composição do dióxido de carbono, expressa em porcentagem em massa de carbono e de oxigênio.
  • 27. a) A lei de Proust diz que a proporção em massa das substâncias que reagem e que são produzidas numa reação é fixa, constante e invariável. Proust chegou a essa conclusão observando que a decomposição de diferentes massas de uma substância composta produzia massas de substâncias simples sempre numa mesma proporção. ___Massa de carbono puro__= 1,00 = 9,00 = 0,273 Massa de dióxido de carbono 3,66 32,94 b) 27% de carbono; 72,2% de oxigênio. C(s) + O2(g) → CO2(g) 1,00 g x 3,66 Primeiramente, descobrimos a massa de oxigênio que reagiu, por meio da Lei de Lavoisier, que diz que a massa total do produto é a soma das massas dos reagentes: 1,00 g + x = 3,66 g x = (3,66-1,00) g x = 2,66g Agora, por meio de uma regra de três simples, descobrimos as porcentagens: 3,66 ---- 100% 3,66 ---- 100% 1,00 ----- y 2,66 ---- w y = 27% w = 72%
  • 28. 8) (UEL-PR) 46,0 g de sódio reagem com 32,0 goxigênio formando peróxido de sódio. Quantos gramas de sódio serão necessários para obter 156 g de peróxido de sódio? a) 23,0 b) 32,0 c) 69,0 d) 78,0 e) 92,0 Alternativa “e”. Sódio + oxigênio → peróxido de sódio 46,0 g 32,0g x Somando as massas dos reagentes, temos a massa do produto: x = 46,0 g + 32,0 g = 78, 0g Agora fazemos a regra de três, pois, segundo a Lei de Proust, a proporção das massas deve ser mantida constante: sódio + oxigênio → peróxido de sódio 46,0g ----------------------- 78,0g y --------------------------156g y = 92,0g
  • 29. 9) Numa primeira experiência, colocando-se 2,4g de magnésio em presença de 9,1g de cloro, verifica-se a formação de 9,5g de cloreto de magnésio com um excesso de 2g de cloro. Numa Segunda experiência, adicionando-se 5g de magnésio a 14,2g de cloro, formam-se 19g de cloreto de magnésio com 0,2g de magnésio em excesso. Verificar se os resultados estão de acordo com a Lei de Lavoisier e de Proust. Resposta: Mg + 2,4g 5,0g Cl2 9,1g 14,2g → MgCl2 9,5g 19,0g + excesso 2,0g de Cl2 0,2g de Mg Lei de Lavoisier: Lei da Conservação das Massas que efetivamente reagem. Logo: Mg + Cl2 → MgCl2 2,4g 7,1g 9,5g 4,8g 14,2g 19g As experiências obedecem a Lei de Lavoisier.
  • 30. 10) Na reação dada pela equação A + B → C, a razão entre as massas de A e B é 0,4. Se 8g de A forem adicionados a 25g de B, após a reação, verificar-se-á: a) a formação de 20g de C, havendo excesso de 13g de B. b) um excesso de 5g de B e consumo total da massa de A colocada. c) o consumo total das massas de A e B colocadas. d) a formação de 18g de C, havendo excesso de 5g de A. e) um excesso de 4,8g de A e consumo total da massa de B colocada. Resposta: B 
  • 31. São exemplos de transformações químicas:
  • 32. Pesquisa de Vania Lima Valeu Proust Valeu Lavoisier

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