Isomeria Espacial (Óptica)

Galera, antes, pra quem não viu, a isomeria geométrica, está aqui o link: https://quimicabum.wordpress.com/2014/10/15/isomeria-espacial-geometrica/

Bom galera, mas agora vamos para a isomeria óptica que é um pouco (muito) mais difícil de explicar, mas com as bases nas aulas e nos sites, vou tentar fazer o meu melhor. Primeiro: a isomeria óptica estuda os compostos (isômeros) opticamente ativos que possuem mesma fórmula molecular, mas que se diferenciam pelo tipo de desvio do plano de um feixe de luz polarizada (que basicamente é uma luz direcionada em um único plano, podendo ser obtida por meio de um aparelho chamado polarizador, é tipo o laser). [1]

Por exemplo, olhem a molécula de ácido lático mostrada abaixo. Ela não é simétrica (ou seja, seu carbono tem quatro ligantes diferentes), podendo então, originar dois tipos de ácidos láticos:

PRIMEIRA IMAGEM

“Como assim?”

 Bom fofos, quando um feixe de luz polarizada passa sobre elas dá pra ver que uma delas desvia o feixe para a direita, sendo assim, ela é chamada de dextrogiro (ácido d-lático).

OBS: LEMBREM ASSIM: DEXTROGIRO, DEXT… DEX… D… DIREITA

E a outra desvia para a esquerda, denominada de levogiro (ácido -lático)

OBS: LEMBRE ASSIM: LEVOGIRO…. LESQUERDA, fácil.

Bom, só por curiosidade de vocês e pra ver também que eles não são iguais, o ácido lático dextrogiro é obtido pela ação de bactérias no extrato de carne, e o ácido lático levogiro a partir da fermentação da sacarose pelo Bacillus acidi levolactiti (essa “coisa” de biologia, credo).

Portanto galeris, esses dois compostos são isômeros ópticos.

 

“Beleza, mas e aí, como eu identifico?” Um jeito, é aquele, de ver se a molécula possui algum carbono assimétrico (C*), isto é, que possui os 4 ligantes diferentes. Outra maneira, é ver também se as estruturas das moléculas não se sobrepõem, porque se a estrutura de determinada molécula e sua imagem se sobreporem sem alteração, então serão a mesma molécula e não isomeros ópticos. Por exemplo, imaginem a sua mão, bata palma. Seus dedos estão do mesmo lado. Agora coloque uma sobre a outra. Você verá que seus dedos ficam de lados opostos. É essa a ideia de uma molécula isômera óptica.

SEGUNDA IMAGEM                 TERCEIRA IMAGEM

Esses isômeros, que tem a mesma ideia da mão, são chamados de enanciômeros ,ou seja, eles são simétricos um ao outro.

 

Bom, mas pra ter certeza absoluta se um isômero óptico é dextrogiro ou levogiro, é usado um polarímetro (instrumento que serve para medir o desvio que exercem certos meios ou substâncias sobre os raios luminosos polarizados).

Assim, os dois compostos parecidos, apesar de serem quimicamente e fisicamente iguais, possuem propriedades totalmente diferentes (por isso o “parecidos”). Uma mistura deles é opticamente inativa, ou seja, não desvia o plano de luz polarizada e é chamada de mistura racêmica.

Bom, agora um resuminho com as denominações: 

  • Substância oticamente ativa – SOA
    É aquela que desvia o plano da luz polarizada
  • Substância oticamente inativa – SOI
    É aquela que não desvia o plano da luz polarizada
  • Substância oticamente ativa – SOA
    É aquela que desvia o plano da luz polarizada
  • Substância oticamente inativa – SOI
    É aquela que não desvia o plano da luz polarizada
  • Substância Dextrógira
    É aquela que desvia o plano da luz polarizada para a direita.
  • Substância LevógiraÉ aquela que desvia o plano da luz polarizada para a esquerda
  • Enantimorfos, enanciômeros ou antípodas óticos
    São isômeros cujas moléculas são simétricas em relação a um plano, isto é, moléculas que se comportam como imagem e objeto de um espelho plano e que portanto não são superponíveis. São SOA que desviam o plano da luz polarizada do mesmo ângulo em sentidos opostos.
  • Mistura racêmica
    É a mistura de dois enantimorfos em proporções equimoleculares e portanto oticamente inativa, uma vez que os desvios iguais em sentidos opostos da luz polarizada resulta num desvio nulo. A mistura racêmica é oticamente inativa por compensação externa.
  • Diasteroisômeros
    São isômeros óticos não enantimorfos, isto é, as moléculas não são simétricas em relação a um plano, desviam a luz polarizada em ângulos diferentes e só ocorrem em compostos com mais de um C*na molécula.
  • Isômero Meso ou mesógiro
    É um composto que possuindo dois C*com ligantes iguais desviam o plano da luz polarizada de um mesmo ângulo em sentidos opostos, sendo portanto oticamente inativo. O isômero meso é oticamente inativo por compensação interna.

Bom galera, espero que tenha, gostado. Essas informações foram baseadas também no site do Brasil Escola e  no http://alfaconnection.net/resumos_quimica/QUIiso03.htm

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Isomeria Espacial (Geométrica)

Queridos, hoje vamos aprender sobre isomeria espacial . Primeiro vamos relembrar: isômeros são substâncias com a mesma fórmula molecular, mas de estruturas diferentes; possuem propriedades físicas diferentes e propriedades químicas iguais.  Aqui vai um esquema do sitehttp://alfaconnection.net/resumos_quimica/QUIiso03.htm e as explicações também são baseadas nele:

EXPACIAL 1

Obs: Por que o primeiro esquema não é isômero? Acho que fica bem claro na imagem que não importa onde o substituinte (-CH3) esteja, seja embaixo, ou em cima, sua estrutura continua a mesma, pois não existe nada impedindo sua “rotação”, ou seja, nada impede que você “articule” a ramificação. Diferente do segundo esquema, que existe a ligação dupla, que como sabem, é uma ligação mais forte, impedindo essa articulação “livre”.

Flores de um jardim, os isômeros espaciais são compostos que apresentam a mesma fórmula molecular, a mesma fórmula estrutural (plana), que podem ser diferenciados por sua fórmula espacial. “Como assim? Abençoa”, primeiro vocês tem que saber que existem dois tipos de isomeria espacial: ageométrica (conhecida também como cis-trans) e a óptica.

“Agora pronto, tem que ter um troço para acabar com a gente mesmo”, sim, tem mesmo, mas como vocês são esforçados e lindos, vão entender, e se não entenderem, nosso e-mail , ou comentário, são disponíveis, que estão ali do lado em “sobre” pra vocês virem lançar suas dúvidas, e essas coisas.

Isomeria geométrica

Enfim, um composto só será cis-trans em cadeia aberta se: possuir ligação dupla carbono-carbono e possuir ligantes diferentes em cada carbono de dupla ligação.

 

Nos isômeros “cis”, os ligantes iguais ficam do mesmo lado do plano da ligação dupla. No “trans” eles ficam na iguais no lado oposto, na TRANSversal (olha que legal, lembrem disso, que aí fica fácil diferenciar).

espacial 2

Mas, se todos os ligantes forem diferentes, como saber qual será cis e qual será trans?

Nesse caso, considera-se o número atômico dos ligantes. Se os dois ligantes que apresentarem maiores números atômicos estiverem do mesmo lado do plano, o isômero será cis. Porém, se eles estiverem em lados opostos, será denominado isômero trans.

Por exemplo, no caso da molécula do 2-cloro-2-buteno, no primeiro carbono o ligante de maior número atômico é o Cl, e no segundo carbono o ligante de maior número atômico é o CH3. Assim, temos [1] :

  Cl    CH3                           Cl    H
│     │                                 │     │
C ═ C                                  C ═ C
│     │                                 │     │
H3C     H                             H3C  CH3

Cis-2-cloro-2-buteno           Trans-2-cloro-2-buteno

Agora vamos falar de isômeros espaciais em cadeias cíclicas (fechadas), chamada também de  Isomeria de Baeyer ou Baeyeriana. É assim moçadinha, um composto apresenta isomeria geométrica em cadeia fechada quando possui ligantes diferentes em pelo menos dois carbonos do ciclo, uma vez que o ciclo impede a rotação do carbono. Como assim?espacial 3

Dando uma olhada melhor:

espacial 4

E é assim que funciona galera. Espero que tenham entendido. Próximo post será sobre isomeria óptica! E além do site já citado “http://alfaconnection.net/resumos_quimica/QUIiso03.htm“, também foi baseado no site do Brasil Escola.

Hidrocarbonetos

Os Hidrocarbonetos são um dos tipos de compostos que classificam as substâncias orgânicas, estes compostos são chamados também de Funções orgânicas.
P.S. Se você leu o post “Introdução da Química Orgânica”, deve se lembrar da última das três tabelas de nomeação para as substâncias orgânicas, se não leu, LEIA.
A tabela as classifica em Hidrocarbonetos, álcool, aldeído, cetona e ácido carboxílico, bom, estas são as famosas Funções orgânicas, são compostos que servem justamente para organização e classificação das substâncias orgânicas, nós vamos apresentar primeiro os hidrocarbonetos, nos próximos textos falaremos sobre as restantes.
Hidrocarbonetos são a base de uma das matérias primas mais importantes para nós atualmente, o petróleo, você, meu caro amigo, consegue imaginar sua vida sem o petróleo? Difícil né? Dele tiramos a base de diversos produtos, gás de cozinha, gasolina, querosene, piche, diesel, plásticos, tecidos, essências, detergentes, medicamentos, etc. Bom, voltando para os hidrocarbonetos, sua definição é bem óbvia, basta pensar no seu nome, eles são compostos formados somente por átomos de carbono e hidrogênio. O petróleo tem moléculas que chegam a conter até trinta átomos de carbono. Eles também podem ser classificados em subgrupos; facilitando os nossos estudos aqui temos um outro fluxograma que ajuda a observar alguns desses subgrupos:
hidrocarbonetos
Os Alcanos têm ligações simples, Alcenos têm 1 ligação dupla, Alcinos têm 1 ligação tripla e Alcadienos têm 2 ligações duplas. Ciclanos têm ligações simples, Ciclenos têm 1 ligação dupla e Aromáticos têm anel benzênico.
Cadeia Principal
Entender as cadeias principais de um Hidrocarboneto vai ser fundamental para dar a devida nomenclatura para cada um deles.
Pela definição a cadeia principal de um Hidrocarboneto é a maior sequência de carbonos que contenha as ligações duplas ou triplas que existem. Se você conseguir achar mais de uma provável cadeia principal, a correta será aquela que contém o maior número de ramificações, estas são formadas pelos carbonos que não pertencem à cadeia principal e que saem diretamente dela. Nós vamos dar alguns exemplos.
Scan0050
Veja que a cadeia representa a maior sequência de carbonos que você consiga agrupar mas que nem sempre ela tem que estar em linha reta.
E perceba que as ramificações consideradas são aqueles carbonos que tem uma ligação direta com a cadeia principal.
Scan0052
No caso de haver duas ou mais sequências longas de carbono, a cadeia principal é aquela que quando selecionada, dexa um maior número de ramificações.
Ou ainda pode ser que existam duas ou mais cadeias principais como esse exemplo:
1
Quando aparecer ligação dupla ou tripla elas devem ser incluídas na cadeia principal, além de ficar atento ainda as ramificações.
Scan0051
Nomeação
Agora sim, vamos a nomeação dos Hidrocarbonetos.
Para isso sigamos os passos:
1° Encontre a cadeia principal
2° Numere os carbonos da seguinte maneira: Se a cadeia tiver ligações duplas ou triplas começe pela extremidade que está mais perto dessas ligações. Se a cadeia não tiver ligações triplas ou duplas comece pela extremidade que está mais perto de uma ramificação.
3° Escreva o número referente ao carbono que apresenta a ramificação, depois um hífen e em seguida o nome do grupo orgânico referente a está ramificação (os grupos orgânicos foram apresentados no artigo “Introdução da Química Orgânica”). Exemplo: Se houver um grupo CH3 como ramificação no segundo carbono da cadeia principal, escreva 2-metil, podendo haver mais de um grupo orgânico, como dois CH3, um no carbono 2 e outro no carbono 4 deve-se acrescentar os prefixos di, tri, tetra, penta, etc. seria então 2,4-dimetil. Se houver mais de um grupo orgânico, se houvesse o etil no quinto carbono e o metil no terceiro, por exemplo, escreva-os na ordem alfabética, no caso o etil viria primeiro, seguido do metil , 5-etil-3-metil.
4° Por último escreva o nome do hidrocarboneto presente na cadeia principal, separado por um hífen.
Exemplos:
Scan0053 Scan0054
3 2
O mesmo ocorre para cadeias mistas, veja:
Scan0055
Aromáticos
Uma última coisa que vale resaltar dos Hidrocarbonetos é a subdivisão dos hidrocarbonetos aromáticos, estes podem ser:
Monocucleares ou monocíclicos: que têm apenas 1 benzeno.
Polinucleares ou policíclicos: que têm 2 ou mais benzenos.

Cálculo estequiométrico

                          capa

Olá galerinha! Faltam poucas semanas para o vestibular e sei que vocês já devem estar com as matérias na ponta da língua , maaas se você ainda está com aquela pequena dificuldade em química, fique sabendo que hoje nós vamos falar um pouco sobre os cálculos estequiométricos.

Os cálculos estequiométricos estudam as relações quantitativas entre massas, volumes, mol e número de moléculas, de reagentes e produtos envolvidos nas reações químicas.
Antes de começar os cálculos, é preciso resolver alguns requisitos, que são eles:

– Escrever a equação química;
Exemplo: Combustão do monóxido de carbono
CO + O2 → CO2

– Balancear esta equação, acertando os coeficientes estequiométricos;
Exemplo:
2CO + O2 → 2CO2
Assim você saberá que 2 mol de CO estão para 1 mol de O2 que está para 2 mol de CO2.

– Estabelecer as proporções das grandezas envolvidas no problema.

* Grandezas químicas:

– Massa atômica (MA)
É  o número que indica quantas vezes a massa do átomo é maior que uma unidade de massa atômica.
Obs: Para facilitar nossas vidas, as massas atômicas dos elementos são encontradas na tabela periódica.
Ex:
H = 1u                       O = 16u                      Al = 27u
*O símbolo “u” indica a unidade de medida da massa dos átomos.

-Massa Molecular (MM)
É a massa da molécula, ou seja, é igual a soma das massas atômicas dos elementos constituintes da molécula.
Ex: Vamos resolver um exercício bem simples para clarear a mente de vocês :

Qual é a massa molecular da molécula de água (H2O) ?
Resolução:
A massa atômica do hidrogênio é 1u, e nessa molécula temos dois hidrogênios, portanto sua massa fica sendo 2x1u = 2u.
A massa do oxigênio equivale a 16u, e nessa molécula temos apenas um oxigênio, então 1x16u = 16u.
Como vimos la em cima, a soma das massas atômicas dos elementos resulta na massa molecular, logo:

MMágua: = 16 + 2 = 18 u.

– Mol
É uma unidade de contagem de partículas (átomos, moléculas, íons e etc).
1 mol equivale a 6,02×10²³ unidades.
Portanto o número 6,02×10²³ é chamado de Constante de Avogadro, e sua unidade é mol-1. Ele representa a quantidade de átomos que constitui a massa atômica de um elemento quando esta, é expressa em gramas. A massa de 6,02×10²³ u corresponde a um grama.
Ex:
1 mol ——- 6,02×10²³       X= 12,04×10²³
2 mol ——-     X

– Massa molar (M)
É a massa em gramas de um mol de partículas (átomos, moléculas, íons…). A unidade de massa molar é g/mol e ela é numericamente igual à massa atômica (MA) ou à massa molecular (MM).
Ex:
Carbono ( C ): 12u                           C12H22O11
Oxigênio (O) : 16u                          M= (12×12) + (22×1) + (11×16) = 342g/mol.
Hidrogênio (H): 1u

– Volume molar
É o volume ocupado por 1mol de moléculas gasosas em determinada temperatura e pressão. Nas condições normais de temperatura e pressão, 1mol de moléculas de qualquer gás ocupará um volume de 22,4L.
1mol = 22,4L.

Agora aqui vai uma tabela bem legal com exemplos das grandezas citadas acima:

Tabela

*Cálculo estequiométrico:

Agora que já vimos um pouco sobre as grandezas químicas, podemos finalmente fazer os cálculos estequiométricos. Retomando mais uma vez, para fazer os exercícios é preciso seguir uma sequência, que é:

– Ler com atenção e anotar o que é dado e o que é pedido;

– Escrever a equação química mencionada no problema;

– Acertar os coeficientes dessa equação (lembre-se de que os coeficientes indicam a proporção em mol existente entre os participantes da reação);

-Estabelecer uma regra de três entre o dado e a pergunta do problema, obedecendo aos coeficientes da equação, que poderá ser escrita em massa, volume, ou mol, conforme a conveniência do problema.

Relação massa x massa

1. Qual a massa de  hidróxido de sódio (NaOH) necessária para preparar 28,4 g de sulfato de sódio? Equação já esta balanceada.
H2SO4(aq) +  2 NaOH(aq) →  Na2SO4(aq) +  2 H2O(L)

Resolução:  Na= 23u   H= 1u  O= 16u  S= 32u

Massa Na2SO4 = 28,4g    NaOH = ?   H2SO4 = ?

2x(40)g NaOH ——— 1x(142)g Na2SO4                 X= 16g NaOH

X               ——— 28,4g Na2SO4

Relação massa x volume

1. Dada a equação já balanceada da reação química:

CaCO3(s)  →  CaO(s) +  CO2(g). Calcular a massa de CaO e o volume (CNTP) de CO2 produzidos pela decomposição térmica de 400 g de CaCO3.

Massa CaCO3 = 400g    CaO = ?       Volume CO2 = ?

56g CaO ——- 100g CaCO3             X = 224g CaO.

X       ——-  400g CaCO3

Volume do CO2:    22,4L CO2 ——- 100g CaCO3            X = 89,6L CO2

X         ——-  400g CaCO3

Relação volume x volume

1. Calcular o volume (CNTP) de acetileno (C2H2) necessário para produzir 17,92 L de gás carbônico (CO2) nas CNTP. Equação já esta balanceada.

C2H2(g) +  5/2O2(g) →  2CO2(g) +  H2O(v)

Volume CO2 = 17,92L    C2H2 = ?

2x(22,4)L CO2 ——- 22,4 C2H2          X =  8,96L C2H2

17,92L CO2    ——-         X

Reagente em excesso

Quando um problema fornecer a quantidade de dois reagentes, provavelmente um deles está em excesso, enquanto o outro é totalmente consumido, sendo denominado reagente limitante.

Agora preste bem atenção moçadinha! Para sabermos qual é o reagente limitante e qual esta em excesso, escolhemos um reagente e calculamos as proporções das grandezas envolvidas, descobrindo as quantidades necessárias para o outro reagente. Determinamos se o reagente ignorado é o reagente limitante ou em excesso. Se o valor obtido no cálculo das proporções, para o reagente em questão for menor que o valor fornecido no enunciado do problema, significa que o reagente ignorado é o reagente em excesso, sendo o outro (que escolhemos para fazer os cálculos) o limitante. Se o valor obtido nos cálculos para o reagente ignorado, for maior que o valor fornecido no enunciado da questão, significa que ele é o limitante. A partir daí, utiliza-se o reagente limitante para os cálculos estequiométricos.

Exercício resolvido para vocês terem uma ideia de como é que funciona:

1. Uma massa de 138 g álcool etílico (C2H6O) foi posta para queimar com 320g de oxigênio (O2), em condições normais de temperatura e pressão. Qual é a massa de gás carbônico liberado e o excesso de reagente, se houver? Reação balanceada : 1 C2H6O(V)   + 3 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(v)

A massa em excesso é a do O2, pois fazendo o cálculo estequiométrico, vemos que usa-se apenas 288g de O2 e o exercício diz que 320g são utilizadas.

46g de C2H6O ———— 96 O2             X = 288 g de O2
138g de C2H6O ————  X

A massa de gás carbônico liberado, deverá ser calculada utilizando-se a massa do reagente que não está em excesso (que no caso é o álcool etílico (C2H6O)).

46g de C2H6O ————88g de CO2               X = 264 g de CO2
138g de C2H6O ————   X

A massa em excesso é a diferença da massa que foi colocada para reagir e a que efetivamente reagiu:

320g – 288g = 32 g

Pureza de reagente

O cálculo de pureza é feito para determinar a quantidade de impurezas que existem nas substâncias.
Estes cálculos são muito utilizados, pois nem todas as substâncias são puras. O grau de pureza (p) é dado pela divisão entre a massa da substância pura e a massa total da amostra.

Digamos que em 100 g de calcário, apenas 80 g são de carbonato de cálcio e 20 g são de impurezas, então teremos que o grau de pureza dessa substância será dado por 0,8, conforme mostrado: p = 80 / 100 → p = 0,8.

Isso quer dizer que o grau de pureza dessa amostra de calcário é:

100 % de pureza ——— 100 g de calcário                             X = 80%
X      ———   80 g de carbonato puro

Quando você for calcular a massa de um produto obtido a partir de um reagente impuro, calculamos primeiro qual é a parte pura da amostra e depois efetuamos os cálculos com o valor obtido.

Exemplo: Calcule a massa de óxido de cálcio (CaO) obtida pela decomposição térmica de 500 g de calcário contendo 80% de pureza.

CaCO3(s)  →   CaO(s)    +     CO2(g)

500g CaCO3 ——- 100%

X       ——-  80%

X = 400g CaCO3 (Esta é a massa pura que vai reagir).

Massa de óxido de cálcio (CaO) obtida:

100g CaCO3 ——- 56g CaO                  X = 224g CaO.

400g CaCO3 ——-         X

Rendimento de reação

Nas reações químicas, é comum a quantidade de produto ser inferior ao valor esperado e  com isso, o rendimento não foi total. Portanto o cálculo de rendimento de uma reação química é feito pela quantidade obtida de produto e a quantidade teórica (que deveria ser obtida). Para calcular o rendimento, em forma de porcentagem, temos que:

Rendimento = (quantidade de produto real/quantidade teórica) * 100

Exemplo: Queimando 40 g de carbono puro, com rendimento de 95%, qual será a massa de dióxido de carbono obtida?
Reação: C + O2 → CO2

Considerando um rendimento de 100%, vamos obter que:
12g de C ——— 44 g de CO2           X = 146,66 g de CO2
40 g de C ——–   X g de CO2

Este valor obtido é de 100% de rendimento, mas como sabemos, só houve 95% de rendimento, portanto:
146,66 g de CO2 ——— 100%
X g de CO2 ———- 95%

X = 139,32 g de CO2 é obtido pela queima de carbono puro, numa reação com rendimento de 95%.

Bom e assim encerramos o conteúdo de cálculo estequiométrico, espero que tenham gostado do post e caso tenham alguma dúvida, podem mandar email, comentário, sinal de fumaça ou se comunicar conosco pela nossa página no facebook. 😀 o/

Termoquímica

termoquimica2

Agora vamos falar de uma coisa que cai em todos (TODOS) os vestibulares em todos os anos sem exceções, a termoquímica.

Termoquímica é a área que estuda a energia envolvida em fenômenos e químicos. Nas reações químicas pode-se perder/ liberar energia ou ganhar/absorver energia. Essa energia é sempre em forma de calor.

Nesse processo, as reações que liberam energia são chamadas de exotérmica. As reações que absorvem energia são chamadas de endotérmica.

É só lembrar: EXO = fora –> perde

ENDO = dentro –> ganha

Se ainda não conseguiu decorar, é só lembrar de um jogo de basquete, quando você joga a bola na cesta e ela foi pra fora, você perde, se a bola for pra dentro você ganha. ^^

Um exemplo muito simples desse processo de perder e ganhar energia é a troca de estado físico.

termo

Quando uma sustância passa do estado sólido para o líquido, a temperatura está aumentando certo? Então esta absorvendo calor. Ainda não conseguiu captar? Pense no gelo e a água, a temperatura do gelo é menor que o da água, então quando o gelo derrete ele está absorvendo calor, a temperatura está aumentando.

A mesma coisa acontece do estado liquido para o gasoso.

Já do estado gasoso para o liquido, ou do estado liquido para o sólido, o processo é o inverso, a substância irá perder energia.

Pra ficar ainda mais fácil:

Pra direta –> ganha energia

Pra esquerda <– perde energia

 

Esse calor envolvido nas reações químicas é chamado de Entalpia, representada pela letra H (não me pergunte por que H, até porque não importa mesmo). Unidade de medida da entalpia pode ser caloria (cal) ou joule (J). Lembrando que 1cal = 4,18J. A Entalpia dos reagentes é a entalpia das moléculas que compõe os reagentes, mas a entalpia dos produtos vai ser diferente da entalpia dos reagentes.

Hr ≠Hp

Hr = entalpia dos reagentes

Hp = entalpia dos produtos

 

Se Hr for maior que Hp a reação é exotérmica.

Se Hr é menor que Hp a reação é endotérmica.

 

Ex:

termo2

 

Até agora tá muito fácil né? Então vamos falar sobre, uma coisa bem facinha também,  a variação de entalpia (∆H). A variação de entalpia é a mudança de entalpia ao longo da ocorrência de uma reação. Para calcular a variação de entalpia é muito fácil:

termo3

∆H = variação de entalpia

Hp = entalpia dos produtos

Hr = entalpia dos reagentes

 

termo4

 

Quando a variação de entalpia é maior que 0, a reação é endotérmica. Ganha energia

Quando a variação de entalpia é menor que 0, a reação é exotérmica. Perde energia ao longo da reação.

Se você calculou a sua variação de entalpia e o resultado deu negativo, você já sabe que a reação foi exotérmica.

Dica

∆H > 0 –> sinal positivo –> ganha –> endotérmica

∆H < 0 –> sinal negativo –> perde –> exotérmica

 

Dica : todas as reações de combustão são exotérmicas. É só pensar em uma coisa pegando fogo, é quente não é? Então está liberando calor.

 

Gráfico de entalpia

endo termo exo termo

Equação termoquímica

A variação de entalpia depende do balanceamento da equação.

2NH3  —>  3H2  + N2           ∆H = +92,0 cal

4NH3  —-> 6H2  + 2N2        multiplicou por 2

Então, ∆H x 2 —–> ∆H = +184,0 cal

 

Energia de formação (∆Hf)

A entalpia de formação é a entalpia envolvida na existência da substância, esse valor é tabelado (e fornecido no exercício XD) e é “medido ” na CNPJ (condições normais de temperatura e pressão, 25°C e 1 atm).

A ∆Hf de substâncias simples é SEMPRE igual a  0, na sua forma mais comum na natureza.

Não sabe o que é substância simples? Clique aqui.

 

Por enquanto é só isso, ainda tem pra falar sobre a Lei de Hess, mas isso tem um post especial só pra ele ;p

Espero que tenha entendido. Dúvidas? Comente ^^

Introdução da Química Orgânica

Química Orgânica

Vamos começar a parte da química que o vestibular adooora, a Química Orgânica!! Ela pode até dar um pouco de medo no começo mas nós vamos ver que existem diversas maneiras de tentar atenuar esta dor que é estudar Orgânica, já aviso desde já que vamos usar muito a expressão “para facilitar nossos estudos” ou coisa do gênero.
Química Orgânica é o estudo de compostos que contenham carbono e que sejam ou não produzidos por organismos vivos, mesmo sendo chamados de “orgânicos”, por exemplo na indústria se produz: plástico, detergente e alguns medicamentos, e estes são também chamados de compostos orgânicos.
Existe algumas substâncias que contém carbono mas não são consideradas orgânica, por isso, atenção pequenos gafanhotos, aqui vai uns exemplos: o grafite, o monóxido de carbono (CO), o ácido carbônico (H2 CO3) e etc. Essas substâncias, em sua maioria, já eram de conhecimento da humanidade antes mesmo da Orgânica surgir, elas não entram neste grupo pois suas propriedades se relacionam mais com a Química Inorgânica ( aquelas que não contém carbono).
 Os primeiros compostos orgânicos conhecidos foram descobertos pela necessidade de se encontrar anestésicos para cirurgias ou para amenizar dores, alguns deles eram o cloroformio, halotano, éter dietílico, ácido acetilsalicílico e paracetanol etc.
Cadeias carbônicas
O principal elemento da química orgânica, como você já deve ter percebido, é o Carbono, então prepare-se para ouvir falar muito dele, ele está presente em todas as moléculas orgânicas, formando uma cadeia carbônica como se fosse seu “esqueleto”. Também temos o hidrogênio como elemento muito importante para esse ramo, pois está presente em quase todas as moléculas, além destes dois elementos quando encontramos átomos que não sejam de carbono chamamos eles de heteroátomos, e quando estes estão ligados entre dois átomos de carbono eles passam a fazer parte da cadeia carbônica da molécula, mas quando aparecem nas ramificações (não ligadas entre dois carbonos) não fazem parte da cadeia carbônica. Chega-se à conclusão simples e definida como:
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 Cadeia carbônica é a estrutura formada por todos os átomos de carbono de uma molécula orgânica e também pelos heteroátomos que estejam posicionados entre esses carbonos
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Para vocês terem uma noção na fórmula que segue
:cadeiacarbonica
apenas um dos heteroátomos fazem parte da cadeia carbônica, o Oxigênio que não é apontado, pois se encontra entre dois carbonos.
Vocês devem ter notado pela representação acima da cadeia carbônica que ela é um tanto complicada de se entender e de se representar, os químicos pensaram nisso também e, para simplificar nossa vida, escreveram as cadeias nas chamadas fórmulas estruturais simplificadas. Exemplo:
     eter
Aqui vocês vêm a cadeia carbônica do composto e como ela pode ser representada simplificadamente.
Existe ainda a representação de estruturas cíclicas, um composto onde carbonos se ligam de uma maneira que se forma um anel ou um laço, denominadas de estrutura bastão. Exemplo:propano
Cadeia do composto e representação simplificada.
Estranho não? Vamos analisar! Cada vértice do triângulo contém um átomo de carbono, cada aresta corresponde a uma ligação covalente entre esses átomos e o número de hidrogênios que se ligam a esses carbonos deve ser induzido por você, caro estudante, uma vez que cada carbono faz 4 ligações, duas ele já realiza com os outros carbonos, então resta mais duas para fazer com dois hidrogênios.
Outra estrutura em bastão é o conhecido benzeno, ele irá representar compostos cíclicos como:
cadeiacarbonica4
Cadeia do composto e representação simplificada.
O benzeno é o hexágono. Por este segundo exemplo você deve ter percebido que, novamente, os vértices representam os átomos de carbono, estes estão sempre ligados aos átomos de hidrogênio, quando a ligação difere desse esquema ela é representada da devida maneira. Os traços duplos no benzeno representam uma dupla ligação entre os carbonos.
Compostos não cíclicos também podem ser representados pela estrutura bastão, onde os traços simplificados representam as ligações carbono-hidrogênio e os demais átomos e ligações são devidamente representados. Exemplos:
formula bastão
OBS: Vamos explicar um pouquinho mais sobre o Benzeno, ele vai ser importante nos seus estudos meus caros. Bom ele é uma estrutura em bastão que simboliza a seguinte fórmula química: C6H6, que por sua vez possui a seguinte fórmula estrutural, também chamada de anel benzênico:
benzeno(1)
Pode ainda ser representado da seguinte maneira:
benzeno
O círculo toma o lugar das ligações duplas já que estas podem variar entre um composto e outro.
Ele está presente nos mais diversos produtos, todos que contém substãncias como, corantes, fibras têxteis, materiais sintéticos, conservantes alimentícios, etc. Essas substâncias também são conhecidas por compostos aromáticos, pois a maioria contém um arona forte e característico, que hoje sabe-se que nada tem a ver com a presença do benzeno.
Classificação dos carbonos
Como se calssifica um carbono? Através de quantos outros carbonos ele se liga na cadeia carbônica. Assim:
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Carbono primário: ligado a um ou nenhum carbono
Carbono secundário: ligado a dois carbonos
Carbono terciário: ligado a três carbonos
Carbono quaternário: ligado a quatro carbonos
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E paramos por aí pois o carbono faz até 4 ligações apenas. Um exemplo visual então:
cadeiacarbonica5
Está é a fórmula estrutural do Isoctano, os carbonos estão indicados com sua devida classificação.
Classificação das cadeias carbônicas
 Já classificamos os carbonos, agora vamos classificar as cadeias que eles formam, assim fica mais fácil de se trabalhar e compreender as ligações que ocorrem entre os átomos. As cadeias podem ser, ao mesmo tempo, aberta ou fechada (cíclica), heterogênea (que apresenta heteroátomo) ou homogênea (sem heteroátomos), insaturada (apresenta ao menos uma ligação dupla ou tripla) ou saturada (não apresenta ligações triplas ou duplas). Cadeias abertas podem ser ramificadas (apresenta mais de duas extremidades) ou não ramificadas (duas extremidades), cadeias fechadas podem ser aromáticas (apresentam anel benzênico) ou não aromáticas, também chamadas alicíclica (sem anel benzênico). Além disso se uma cadeia apresenta uma parte cíclica e um ou mais carbono fora desse ciclo a chamamos  de cadeia mista.
Nomenclatura
Dar um nome para os compostos orgânicos é uma tarefa árdua e chata, mas para facilitar os nossos estudos (eu avisei que iamos usar) é usado o esqueminha: prefixo + infixo (ou intermediário) + sufixo. Aqui temos uma tabelinha :
prefixo infixo                                                                                                            sufixo
Perceba que: o prefixo se refere ao número de átomos de carbono na molécula; o infixo se refere ao tipo de ligação entre os átomos de carbono; e o sufixo se refere ao grupo de substâncias orgânicas do qual o composto faz parte, ou à função ao qual ele faz parte,nós vamos explicar para você nos próximos posts o que são estas funções. E agora exemplos da utilização dessa linda tabela:
 etano etino propano1
Mas a coisa não é tão fácil quanto parece. Em cadeias insaturadas (que apresentam ligações duplas ou triplas) você vai precisar indicar no nome a posição dessa insaturação quando ela pode estar localizada de diferentes modos. Para indicar essa ligação numera-se o carbono a partir da ponta que está mais perto da insaturação, depois deve escrever, entre o prefixo e o infixo, o menor dos números que formam a ligação de carbonos. Exemplo:
cadeiacarbonica8     cadeiacarbonica9
Perceba, mais uma vez, que o carbono é enumerado como o menor número, a partir do que está mais perto da insaturação. O segundo exemplo mostra quando existe mais de uma ligação dupla ou tripla acontece na cadeia. Outro detalhe também é que cadeias cíclicas devem ser nomeadas seguidas do prefixo ciclo- antes do seu nome.
Nomes dos principais grupos orgânicos
Grupos orgânicos são grupos de átomos que aparecem com certa frequência nos compostos orgânicos, lembre-se eles são pedaços da cadeia carbônica, e não toda ela. Alguns de destaque são:
metil1 propil
butil   vinil
Bom, essa é uma pequena introdução a tão temida Química Orgânica, mas nós do QuimiCabum vamos procurar estar a disposição de vocês, queridos aprendizes, para tirar dúvidas e atualizar os nossos maravilhosos posts.. Afinal aqui estamos todos no mesmo barco né?
Um nanokid pra vcs….
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

Eletrólise

Galera estão lembrados da pilha ? Espero que sim, não podemos brincar com a concorrência. Vamos estudar seu inverso, a eletrólise, relembrando alguns conceitos!
A Eletrólise é um processo químico no qual uma reação de oxirredução é provocada pela corrente elétrica de forma não espontânea. (relembrando, reação de oxirredução é aquela em que há transferência de elétrons entre os átomos do sistema), é a energia elétrica sendo convertida em energia química.
Para compreendermos melhor como funciona esse processo, vamos a um exemplo :

kajsbfkwbe

Sabemos que esta é uma reação espontânea, ou seja, não precisa de uma interferência externa para ocorrer. Naturalmente, o sódio, por ser um metal, tende a ceder elétrons, (reação de oxidação), enquanto o cloro, por ser não metal, tende a receber elétrons, (reação de redução). Por outro lado, se quisermos que ocorra o inverso disso, isto é, que o sódio receba elétrons e o cloro perca elétrons, podemos forçar essa reação por meio da passagem de corrente elétrica, ou seja, fazer uma eletrólise.
A eletrólise é realizada em circuitos eletrolíticos, que, em geral, são constituídos por dois eletrodos, onde ocorrerão duas semi-reações : uma reação de oxidação (perda de elétrons) e uma reação de redução (ganho de elétrons). O eletrodo onde acontece a oxidação recebe o nome de ânodo, enquanto o eletrodo em que ocorre a redução é chamado de cátodo, ambos inertes (não participam da reação)
Além dos eletrodos, o circuito eletrolítico também é formado por um eletrólito, que é o meio (geralmente uma solução) em que os eletrodos são imersos, cuja função é conduzir a corrente elétrica do anodo para o catodo sob a forma de íons. No circuito, essa solução fica armazenada num recipiente denomina célula eletrolítica. Por fim, o circuito é fechado por um gerador elétrico, que fornece a energia necessária para provocar a reação.
Para que o processo eletrolítico ocorra, é necessário que a passagem de corrente elétrica seja contínua e tenha uma voltagem suficiente para desencadear a reação. Além disso, ainda é preciso que os íons envolvidos no sistema se movimentem livremente, e isso se dá quando a substância submetida ao processo eletrolítico esteja fundida, que chamamos de eletrólise ígnea, ou em solução aquosa, denominada eletrólise em meio aquoso.

 

Eletrólise ígnea

Nesse processo, a substância submetida à eletrólise está fundida. Usando o exemplo anterior:

Na eletrólise ígnea do cloreto de sódio, o catodo (polo positivo) atrai os cátions Na+, que recebem elétrons e são descarregados. Os ânions Cl, são atraídos pelo anodo (polo negativo), onde se descarregam ao perder elétrons.

ksdjbfkbef

Observação: o cátion é sempre atraído pelo catodo e o ânion é sempre atraído pelo ânodo.
Assim, somando as duas semi-reações, teremos a seguinte equação global (lembrando que é importante eliminar os elétrons para balancear corretamente):

hdbfklabd

Observando a reação global, podemos concluir que os produtos da eletrólise ígnea do cloreto de sódio são sódio metálico (Na) e o gás cloro (Cl2).
Eletrólise Aquosa

Na eletrólise aquosa, participam, não apenas os íons do soluto, como também os aqueles originários da ionização da água. Suponhamos, agora, que o cloreto de sódio que utilizamos anteriormente, em vez de fundido, esteja em solução aquosa. Dessa forma, teremos:

kldnsfkwe

Os cátions H+ e Na+ são atraídos pelo catodo e descarregados, enquanto os ânions OH e Cl são atraídos pelo anodo e também descarregados. Logo, temos quatro semi-reações: duas oxidações e duas reduções. Somando as quatro semi-reações, chegamos à equação global:

whbefbw

Conclui-se, então, que a eletrólise do cloreto de sódio em meio aquoso produz a soda cáustica (NaOH) e os gases hidrogênio (H2) e cloro (Cl2).
Aplicações:

Na prática, a eletrólise é aplicada em diversos processos. Muitos metais que utilizamos em nosso dia a dia são produzidos através da eletrólise, como o alumínio (Al), sódio (Na), magnésio (Mg), potássio (K), etc. Várias substâncias de grande utilidade, como o ferro metálico (Fe2), o gás cloro (Cl2), o hidróxido de sódio (NaOH) também são obtidas por eletrólise.
Outro exemplo de técnica que envolve processo eletrolítico é a galvanização, um processo de revestimento de peças metálicas por finas películas de outro metal, a fim de melhorar a aparência da peça e torna-la mais resistente à corrosão. Os revestimentos mais comuns são os de cromo, os de níquel  e prata.

E assim enceramos o conteúdo de eletrólise , as informações foram retiradas do caderno de química. Espero que aproveitem, em caso de duvidas, mande-nos um e-mail ou deixe em forma de comentário.