As reações que envolvem os compostos orgânicos são denominadas de Reações Orgânicas. Existe na natureza vários compostos desse gênero, por esse motivo a quantidade de reações orgânicas existentes é enorme. As principais reações orgânicas são: adição, substituição, oxidação e eliminação.
Blog criado e desenvolvido pelos alunos do terceiro ano do ensino médio do Colégio Pueri Domus- Crescer Sempre, para discutir e informar sobre os principais tópicos da Química nos vestibulares.
sábado, 27 de agosto de 2011
terça-feira, 23 de agosto de 2011
Isomeria
1 – Definição
Isomeria é o fenômeno de dois ou mais compostos que apresentam a mesma fórmula molecular e fórmulas estruturais diferentes. Os compostos com estas características são chamados de isômeros (iso = igual; meros = partes). Existem dois casos de isomeria: a isomeria plana e a isomeria espacial.
O fenômeno ocorre principalmente em compostos de carbono, pois a tetravalência (poder de fazer 4 ligações) do carbono permite formar longas cadeias e com muitas combinações – Portanto, isomeria é o estudo das diferentes probabilidades de existência de compostos com mesma fórmula molecular.
Tipos de isomeria
Existem dois tipos de isomeria: a estrutural/plana e a espacial. A isomeria estrutural engloba isômeros que são identificados por meio de suas fórmulas estruturais, tendo como classificação a isomeria de posição, de cadeia, de função e de compensação. Já a isomeria espacial só pode ser identificada pelo desenvolvimento de sua fórmula espacial, dividida em isomeria ótica e geométrica (cis-trans).
Isômeros Estruturais
Nos isômeros estruturais, ocorre a diferenciação na ordem dos radicais do composto.
Exemplos:
1. Os três isômeros estruturais do alceno C4H8:
2. Os dois isômeros estruturais do álcool com três carbonos C3H7OH:
Isomeria de Cadeia
Os isômeros possuem a mesma função química, mas diferem quanto ao tipo de cadeia carbônica, podendo ser cadeia aberta ou fechada e normal ou ramifica, heterogênea ou homogênea.
Exemplos:
I) C4H10
II) C3H6
III) C3H9N
Isomeria de Posição
Os isômeros têm a mesma cadeia carbônica, mas diferem pela posição de radicais, ligações duplas ou triplas.
Exemplos:
I) C3H8O
II) C4H8
III) C6H6O2
A isomeria de função acontece quando os compostos de mesma fórmula química possuem grupos funcionais diferentes, pode ocorrer entre aldeídos e cetonas.
Exemplos:
Isomeria de compensação (ou metameria)
Num caso particular da isomeria de posição, toma-se como referência a posição de um heteroátomo ou de uma insaturação da cadeia. Os compostos da cadeia heterogênea, como os éteres ou ésteres, apresentam esse tipo de isomeria.
Exemplos:
I) C4H10O
II) C4H11N
III) C4H8O2
Tautomeria
A tautomeria é um equilíbrio dinâmico entre dois isômeros. Pela migração de um átomo de hidrogênio na molécula um transforma-se no outro.
As quantidades de cada isômero, ao atingir o equilíbrio, se mantêm constante. Esse fenômeno de transformação de um tautômero recebe o nome de tautomerização, já a solução com as duas substâncias são chamadas de mistura aleótropa.
Além disso, pode ser denominada cetoenólica ou aldoenólica, pois ela acontece nas cetonas e enóis ou aldeídos e enóis.
Além disso, pode ser denominada cetoenólica ou aldoenólica, pois ela acontece nas cetonas e enóis ou aldeídos e enóis.
Exemplos:
II) C3H6O
Isomeria óptica
A isomeria é denominada óptica, quando compostos que têm a mesma fórmula estrutural e apresenta a capacidade de desviar do plano de luz polarizada diferente.
Os isômeros ópticos são pares de substâncias simétricas uma em relação à outra. Cada uma delas gira o plano da luz polarizada num sentido. Esse fenômeno é característico dos compostos que apresentam um átomo de carbono assimétrico. Os isômeros ópticos são diferenciados a partir da propriedade física chamada atividade óptica.
Exemplo:
Isomeria geométrica
Conhecida como isomeria cis-trans, ocorre em compostos em que há uma rigidez na estrutura molecular. Essa rigidez está quase sempre associada à presença de uma dupla ligação ou de anéis de átomos na substância.
Denominamos cis, quando dois átomos ou grupos idênticos estão do mesmo lado da dupla ligação, e trans, quando estão em lados opostos. Entretanto, em cada par o isômero cis difere do trans tanto física quanto quimicamente.
Por exemplo, no 2-buteno a presença dos dois grupamentos de metil (CH3), ligados a carbonos diferentes podem estar do mesmo lado da dupla ligação. Dessa forma, o nome completo do isômero é cis-2-buteno, mas, quando o grupamento está em lados opostos, o isômero é chamado trans. Para cada dupla ligação, podem existir dois isômeros geométricos. Quando há n duplas ligações, o número de isômeros geométricos possíveis é 2n.
Podem apresentar isomeria do tipo cis-trans todos os compostos com duplas ligações do tipo C=C ou C=X, ou ainda X=X, tendo X número de oxidação superior a 2, como o nitrogênio, por exemplo. Em compostos cíclicos, pode-se considerar que o anel divide o espaço em dois planos. Assim, os radicais estão localizados no mesmo plano ou em planos opostos.
Exemplo:
01. (MED – POUSO ALEGRE) Indique qual dos seguintes compostos não apresenta isomerismo geométrico (cis-trans):
a) buteno 2
b) 1,2 dicloroeteno
c) penteno 2
d) hexeno 3
e) 2 metil buteno 2
a) buteno 2
b) 1,2 dicloroeteno
c) penteno 2
d) hexeno 3
e) 2 metil buteno 2
Resposta: E
02. (PUC) O ciclo butano e buteno 2 são isômeros:
a) geométricos
b) ópticos
c) posição
d) cadeia e) compensação
Resposta: D
03. (FMU) São isômeros funcionais:
01. Butano e metil propano
02. Etanol e éter dimetílico
04. 1 cloro propano e 2 cloro propano
08. 1,2 dimetil benzeno e 1,4 dimetil benzeno
16. propanona e propanal
32. etanal e propanona
01. Butano e metil propano
02. Etanol e éter dimetílico
04. 1 cloro propano e 2 cloro propano
08. 1,2 dimetil benzeno e 1,4 dimetil benzeno
16. propanona e propanal
32. etanal e propanona
Resposta: 18
04. (CATANDUVA) Butanal e metil propanal são isômeros de:
a) função
b) cadeia
c) compensação
d) posição
e) n.d.a
a) função
b) cadeia
c) compensação
d) posição
e) n.d.a
Resposta: B
05. Duas substâncias orgânicas tem a mesma fórmula desenvolvida plana:
HOOC – CH = CH – COOH, mas têm algumas propriedades diferentes. Isto se explica mediante um caso de:
HOOC – CH = CH – COOH, mas têm algumas propriedades diferentes. Isto se explica mediante um caso de:
a) Isomeria Óptica
b) Isomeria Geométrica
c) Polimeria
d) Carbonos assimétricos
Resposta: B
06. Assinale a alternativa que indica um isômero funcional da propanona.
a) Propanal.
b) Metóxi-etano.
c) Ácido propanóico.
d) 1-propanamina.
e) Propano.
Resposta: A
segunda-feira, 15 de agosto de 2011
ESTUDO DOS GASES
Gases são substâncias fluidas, presentes na natureza. Para se ter uma noção o ar atmosférico é uma composição de vários gases, como: nitrogênio (78%), oxigênio (21%) e outros gases (1%).
Os gases são influenciados pela temperatura, pressão entre outros, esses que podem mudar a expansão e a contração, ou seja, o aumento e a diminuição do volume. Eles também podem se transformar do estado gasoso para o líquido.
Diferença entre vapor e gás
É possível diferenciar gás de vapor a partir da temperatura critica, isto é, a temperatura acima da qual um gás não pode ser liquefeito por um aumento de pressão, ou seja, o valor de temperatura acima da qual é impossível que um gás condense, por maior que seja a pressão. Ele será vapor se com o aumento da pressão tornar-se liquefeito, já com o gás não acontece isso, pois é impossível que com o aumento da pressão ele seja liquefeito.
Comportamento dos gases
Existem os gases reais e os sindéticos. Os gases nobres apresentam características moleculares diferentes e particulares. No entanto, se submeterem esses gases a alta temperatura e a baixa pressão, eles apresentam comportamentos similares.
O gás perfeito, modelo teórico que não existe na pratica, afirmar que com aproximação dos gases reais é cada vez melhor quanto menor for à pressão e maior a temperatura, criando assim comportamentos iguais.
No século XVII e XIX, os cientistas Jacques Charles, Louis J. Gay-Lussac e Paul E. Clayperon, depois de estudarem o comportamento dos gases, criaram leis que regem o procedimento dos gases perfeitos. Essas leis determinavam regras do comportamento externo dos gases perfeitos, levando em conta apenas a temperatura, o volume e a pressão.
As leis
Lei de Boyle (transformação isotérmica):
"Sob temperatura constante (condições isotermas), o produto da pressão e do volume de uma massa gasosa é constante, sendo, portanto,inversamente proporcionais. Qualquer aumento de pressão produz uma diminuição de volume e qualquer aumento de volume produz uma diminuição de pressão."
Em um gráfico pressão x volume, sob uma temperatura constante, o produto entre pressão e volume deveria ser constante, se o gás fosse perfeito. Existe uma temperatura em que o gás real aparentemente obedece à lei de Boyle-Mariotte. Esta temperatura é chamada de temperatura de Mariotte. Isso é representado na equação:
Lei de Charles (transformação isovolumétrica), sob volume constante:
Esta é a lei que rege as transformações de um gás perfeito a volume constante. Essas transformações são chamadas de transformações isocóricas ou isométricas.
Segundo essa lei, quando uma massa de gás perfeito sofre transformação isocórica, a sua pressão é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.
Se a pressão for constante então
V=constante.T
Logo, qualquer variação de temperatura acarreta uma mudança no volume de maneira que o quociente v/t continue constante.Ou seja,numa mudança de T1 até T2,o volume varia de forma que V1/T1=V2/T2
Lei de Gay-Lussac (transformação isobárica), sob pressão constante:
Sob volume constante, a pressão de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura. A fórmula que permite calcular este princípio é a seguinte:
Lei geral dos gases perfeitos:
Relacionado às leis de Boyle e Mariotte, Gay-Lussac e lei de Charles, chegamos a uma equação que relaciona as três variáveis consideradas no estudo dos gases (pressão, volume e temperatura). Por tanto esta equação é foi nomeada “Lei dos Gases Perfeitos”.
Este valor obtido é chamado de “constante universal dos gases perfeitos” e é simbolizado por R.
E se a amostra do gás tiver n mols, então:
Onde po, Vo e To são respectivamente a pressão inicial, volume inicial e temperatura inicial. Essa é uma expressão que é utilizada para quando as variáveis de um gás apresentarem variações.
Concluindo
Os gases são importantes para os seres humanos, pois são aplicados em diversas atividades, tais como: uso doméstico (gás de cozinha), hospitais, meios de transporte, medicina e indústria.
Por outro lado, existem os gases poluentes derivados da queima de combustíveis fósseis. Estes gases (dióxido de carbono, gás metano, perfluorcarbonetos, óxido nitroso e hidrofluorcarbonetos) prejudicam o meio ambiente, colaborando para o processo de aquecimento global.
Fontes:
http://www.qmc.ufsc.br/quimica/pages/aulas/gas_page2.html
http://www.brasilescola.com/fisica/estudo-dos-gases.htm
http://www.suapesquisa.com/o_que_e/gases.htm terça-feira, 9 de agosto de 2011
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
O Cálculo Estequiométrico é cálculo das quantidades de reagentes e produtos que participam de uma reação. Podemos calcular essas quantidades em mols; em massa; em número de partículas (moléculas ou átomos) e em volume. A proporção é constante entre as quantidades de reagentes e produtos, permitindo a utilização da regra de proporcionalidade, mais conhecida por regra de três.
EXEMPLO:
No Cálculo Estequiométrico temos presente a lei de Lavoisierv “Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”, ou seja, a soma da massa dos reagentes é igual à massa do produto, como apresentado anteriormente nos experimentos 1 e 2.
Os passos para realizar o cálculo encontra-se a seguir:
1.° passo – Montar e balancear a equação química.
1º. Neste caso a equação ainda não se encontra balanceada, visto que a quantidade de nitrogenio e hidrogenio nos reagentes e no produto são diferentes.
2º. Neste caso a equação está balanceada, a quantidade de nitrogênio e hidrogênio são as mesmas tanto nos reagentes quanto no produto.
2.° passo – Escrever a proporção em mols (coeficientes da equação balanceada).
Para sabermos a quantidade de mols que há, devemos olhar nos coeficientes estequiométricos.
3.° passo – Adaptar a proporção em mols às unidades usadas no enunciado do exercício (massa, volume nas CNTP, n.° de moléculas etc).
4.° passo – Efetuar a regra de três com os dados do exercício.
EXERCÍCIOS ESTEQUIOMETRIA
1. (FUVEST-SP) Quando 96g de ozônio se transformam completamente, amassa de oxigênio comum produzida é igual a:
a) 32g
b) 48g
c) 644g
d) 80g
e) 96g
Resposta: E
2. O açúcar comum, quando submetido a aquecimento, pode se transformar em carvão. Foram realizados dois experimentos cujos dados constam da tabela a seguir:
1ª experiência | 342g 144g a g |
2ª experiência | b g c g 99g |
Determine os valores de a, b e c.
Resposta: a = 198g; b= 171g; c= 72g.
3. A queima do carvão pode ser representada pela equação:
Sabendo-se que 12g de carvão reagem exatamente com 32 g de oxigênio, pergunta-se;
a) Qual a massa de gás carbônico produzida na reação?
b) Qual a razão entre a massa de carvão e a de oxigênio que reagiram?
c) Se reagirmos 20g de carvão com 32 g de oxigênio, qula será a quantidade de gás carbônico produzida?
Respostas: a) 44g; b) 0,375 e c) 44g.
4. (Acafe-SC) A combustão completa do metano (CH4) produz dióxido de carbono (CO2) e água. A alternativa que representa o número de mol de CO2produzido na combustão de 0,3 mol de CH4 é:
a) 1,2
b) 0,6
c) 09
d) 0,3
e) 1,5
Resposta: D
5. (UFSC - Adaptada) Dada a reação não-balanceada:
Calcule o número de mol de átomos de zinco que reagem completamente com 20 mol de moléculas de ácido clorídrico.
Resposta: 10mol.
6. (UCDB-MT) Dada a equação química não-balanceada:
A massa de carbonato de sódio que reage completamente com 0,25 mol de ácido clorídrico é: (Dado: Na2CO3 = 106g . mol-1)
a) 6,62g
b) 26,50g
c) 13,25g
d) 10,37g
e) 20,75g
Resposta: C
7. (UECE) Uma vela de parafina queima-se, no ar ambiente, para formar água e dióxido de carbono. A parafina é composta por moléculas de vários tamanhos, mas utilizaremos para ela a fórmula c25H52. Tal reação representa-se pela equação:
a) Equilibre a reação.
b) Quantos mol de oxigênio são necessários para queimar um mol de parafina?
c) Quanto pesa esse oxigênio?
(massas molares: H = 1g/mol; C = 12g/mol; O = 16g/mol)
Respostas:
b) 38 mol
c) 1216g
Referências
USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química – Volume único. 5ª edição reformulada, 2002. Editora Saraiva.
Acessado dia 07.08.11 às 11h05min
Acessado dia 07.08.11 às 11h16min.
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