Diálise

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A Hemodiálise - sala de hemodiálise com seus respectivos aparelhos

terça-feira, 10 de janeiro de 2017

Equilíbrio Químico



                      Equilíbrio Químico
Definição
         
O equilíbrio químico  foi estudado pelo francês Claude Louis Berthollet. Acontecem com substâncias em transformação, até que certos fatores que as influenciam permitem o seu desenvolvimento. Essas reações possuem a capacidade de transformar o reagente em produto até certa altura e depois começa a reverter os produtos em reagentes igualmente ao estado inicial de antes da reação. Por esse motivo no início não há  equilíbrio e as reações são chamadas de diretas, no final ocorre o equilíbrio entre os reagentes em transformação os produtos formados que se revertem. No equilíbrio químico a reação inicialmente é direta e depois começa a equilibrar com a reversa.


Condições Para Haver o Equilíbrio
             
O equilíbrio químico somente é atingido num sistema fechado, onde não há troca de matéria com o meio ambiente.
No equilíbrio as propriedades macroscópicas, como concentração, densidade, massa e cor, permanecem constantes.
No equilíbrio as propriedades microscópicas do sistema como, as colisões entre moléculas, a formação de complexos ativados, e as transformações de umas substâncias em outras, permanecem em evolução, pois o equilíbrio é dinâmico.

No equilíbrio as velocidades das reações direta e inversas são iguais.

Exemplos de Reações em Equilíbrio

Reação do gás nitrogênio, com gás hidrogênio para a formação da amônia. 
     

A mesma reação pode ser escrita assim. No equilíbrio há 50% de reagentes, 50% de produtos que se transforma em 50% de reagentes novamente.


A reação de carbonato de cálcio com gás carbônico e água, forma cálcio ionizado e carbonato ácido iônico.


O gás carbônico com água líquida, entra em equilíbrio formando ácido carbônico em meio aquoso. Essa condição de formação do ácido carbônico acontece também nas chuvas ácidas.

O carbonato de cálcio com ácido carbônico forma as estalactites.


O ácido acético (vinagre) se decompõe e entra em equilíbrio com hidrogênio ionizado e acetato ionizado.


O anidrido sulfúrico se decompõe e entra em equilíbrio com anidrido sulfuroso e gás oxigênio.


O tetróxido de dinitrogênio juntamente com a hidrazina é um excelente combustível propelente para foguetes, reage entrando em equilíbrio com dióxido de nitrogênio.


O sulfato de ferro com hidróxido de sódio reagem e entram em equilíbrio com o sulfato de sódio e hidróxido de ferro.



Reações não Reversíveis

As reações não reversíveis se processam num único sentido, são reações completas, na qual é consumido todo o reagente que é transformado em produto final. As reações de combustão são exemplos bem característicos.

Reação de combustão do metano.


Reação de combustão do etanol.


Reação de combustão do octano (gasolina).
                    

Reações Reversíveis - Estado de Equilíbrio
          
As reações reversíveis são processadas nos dois sentidos, ou seja; a reação direta se processa até começar a reverter e vai aumentando a transformação reversa do produto em reagente até chegar a um ponto de equilíbrio.


Equilíbrios Homogêneos
                     
Os reagentes e produtos estão na mesma fase. Observe na equação abaixo que tanto os reagentes como os produtos estão na fase gasosa. Exemplos:

O sulfito se transforma e entra em equilíbrio com o anidrido sulfuroso e gás oxigênio.


O ácido acético aquoso na reação entra em equilíbrio com hidrogênio ionizado aquoso e o acetato ionizado aquoso.



Equilíbrios Heterogêneos

Os reagentes e produtos estão em fases diferentes. 

Reação - Carbonato ácido de sódio, em equilíbrio com carbonato de sódio, gás carbônico e água.

Observe que o carbonato ácido de sódio, reagente; está na fase sólida, enquanto que os produtos, carbonato de sódio está na fase sólida, o gás carbônico está na fase gasosa e a água está na fase gasosa também.



O carbonato de cálcio sólido entra em equilíbrio com gás carbônico gasoso e óxido de cálcio sólido. 


Equilíbrio Químico na Natureza e no Cotidiano Humano

           
Equilíbrio Químico na Camada de Ozônio.

A camada de ozônio protetora da atmosfera terrestre, contra os raios ionizantes, ou seja os raios ultravioleta provindos do sol, está situada a uma altitude de 20 a 35 quilômetros da atmosfera terrestre. Nessa altitude ocorre o equilíbrio dinâmico e contínuo entre oxigênio (O2) e ozônio (O3) conforme a reação:



Equilíbrio Em Lâmpadas.


O equilíbrio químico também acontece nas lâmpadas halogenas. Geralmente são lâmpadas incandescentes com filamento de tungstênio, mergulhado num gás inerte. O interior da lâmpada é preenchido também com bromo ou iodo. A reação se dá da seguinte forma: com a alta temperatura do filamento o iodo evapora se combina com o tungstênio também na forma de vapor a mais ou menos 1400 ºC, forma iodeto de tungstênio que circula dentro da lâmpada. O iodeto de tungstênio com movimentos se aproxima novamente do filamento de tungstênio e ocorre a separação do iodo do tungstênio que volta novamente para o filamento de tungstênio da lâmpada. Assim o ciclo se repete por muito tempo até o filamento se queimar. Observe a reação:

1ª etapa

O tungstênio sólido com o aquecimento se transforma no estado gasoso.


2ª Etapa

O Tungstênio gasoso combina com o iodo forma iodeto de tungstênio.


3ª Etapa

Iodeto de tungstênio no estado gasoso entra em equilíbrio e dissocia em tungstênio sólido novamente e iodeto gasoso.


Equilíbrio Químico Na Ingestão de Remédios.

Ácido acetil salicílico.
                  
Equilíbrio Químico Na Cavernas.
                    
A formação de estalactites
    

 Equilíbrio Químico Nos Dentes.
               
Na boca também acontece dissociação química. A hidroxiapatita é insolúvel em água mas é solúvel em substância aquosa ácida como a saliva, refrigerantes ácidos, alimentos ácidos e mesmo o açúcar provoca a acidez na boca.
           

Também pode ser representado pela equação.


Equilíbrio Químico no estômago.



Equilíbrio Químico Nas Lentes Fotossensíveis.

As lentes fotossensíveis são construídas  com cristais tetraédricos de sílica (vidro), cobre, prata e cloro. A reação se dá em 3 etapas.

              
Lente exposta á luz clara.


           
Lente longe da exposição da luz direta, fica clara.



Constante de Equilíbrio (K)
                  
A Constante de Equilíbrio (K) deve ser observado conforme a temperatura, pressão utilizada na reação. No entanto mesmo que varie a concentração se não variar a temperatura e pressão a constante será a mesma para vários testes feitos com o mesmo reagente. A K é dada pela expressão:


Vejamos exemplo de aplicabilidade.

A reação do gás hidrogênio com o gás iodo, produzindo o gás iodeto de hidrogênio.


Conforme a reação acima montamos a equação:






quarta-feira, 13 de julho de 2016

Energia de Rompimento das Moléculas - Termoquímica




    Energia de Rompimento Das Moléculas

É importante salientar que a mesma energia que é empregada na formação, é gasta no rompimento das ligações das moléculas.

Observe o rompimento da ligação entre os dois átomos de hidrogênio do gás hidrogênio.



A quebra das ligações entre os átomos que formam a água.

A quebra das ligações da molécula da água oxigenada.

A quebra das ligações do metano.

A quebra das ligações da molécula do etano.

A quebra das ligações da molécula do gás butano.
            
Exercícios
       
1) (adaptado) O ácido clorídrico (HCl) gasoso, reage com o gás oxigênio (O2) produzindo água H2O (g) e gás cloro (Cl2). Nesse caso envolve a energia de rompimento das ligações químicas e a energia de formação das novas ligações. 

Sabendo dos valores de energia das ligações correspondem a: 


A reação balanceada é a seguinte.


As energias das ligações são as seguintes.
O saldo de energia .

O saldo de energia = energia final – energia inicial.

O resultado da energia será negativo então a reação é endotérmica.














domingo, 12 de junho de 2016

Entalpia Padrão - Reações Termoquímicas e os Fatores Influentes


                    Entalpia Padrão

Definição 

A entalpia padrão pode ser definida como a entalpia conseguida na reação de uma substância que encontrada em maior proporção, e que na sua forma ou estado físico natural é a mais estável, quando observada á pressão de 1 atmosfera e temperatura de 25ºC.

             Fatores Influentes Nas Reações                                       Termoquímicas  

Os fatores que influenciam na termoquímica são:

A Quantidade de Reagentes e Dos Produtos.
O Estado Físico Dos Reagentes e Produtos.
O Estado Alotrópico Das Substâncias.

O Fator Quantidade Dos Reagentes e Produtos

A quantidade dos reagentes e produtos dada em mols no mesmo estado físico, a variação da temperatura equivale a quantidade de mols ou da massa empregada.

Vejamos exemplo.


A reação de um mol de gás hidrogênio (H2) com ½ mol de gás oxigênio (O2) gera um mol de água (H2O) no estado vapor e uma variação da temperatura ΔH -242,9 kj.



A reação de 2 mols de gás hidrogênio (H2) com 1 mol de gás oxigênio (O2) gera 2 mols de água (H2O), no estado vapor e uma variação da temperatura ΔH -485,8 kj.


Outros exemplos 

1) Na reação de formação da água (H2O) no estado de vapor a partir do H2 (g) e O2(g) foi utilizado -2429 kj de energia. Pede-se para calcular o número de mols e a massa de cada reagente e produto envolvidos na reação.

Utilizando como modelo a reação:



O número de mols de gás hidrogênio (H2) será:



O número de mols de gás oxigênio (O2) será:



O número de mols de água formada será:


                        
Calculando a massa em gramas empregada na reação.

Calculando a massa do gás hidrogênio utilizada.

       
Calculando a massa de gás oxigênio utilizada.


Calculando a massa em gramas da água produzida.


O Estado Físico Dos Reagentes e Produtos Na Reação Altera a Variação da Entalpia  

Vejamos a formação da água a partir dos gases hidrogênio (H2) e oxigênio (O) nos três diferentes estados físicos, gasoso, líquido e sólido. 

Observem como varia os calores das reações.

A formação da água na forma de vapor e a variação da entalpia.



A formação da água na forma líquida e a variação da entalpia.



A formação da água na forma sólida e a variação da entalpia.




1) 100 g de água na forma gasosa se transforma em água no estado líquido, qual é a diferença de temperatura final envolvida na mudança de estado físico.







Influência do Estado Alotrópico   

O carbono grafite e o carbono diamante são alótropos um do outro.
                                                                                                 
 Modelo estrutural do carbono grafite.                                                                                                  
 Estrutura do carbono diamante.
                                           

Enxofre rômbico e enxofre monoclínico também são alotropos.



Enxofre rômbico (S) figura á esquerda. 

Enxofre monoclínico, (S) figura á direita.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     
 Energia produzida na reação do enxofre rômbico.
                                                                                                                                                 
 Energia produzida na reação do enxofre monoclínico.
                                                     
2) Conhecendo o valor da energia da reação do enxofre rômbico e do enxofre monoclínico, calcule a diferença da energia entre os dos tipos de enxofre.                                                                                                             
                                                                                                                                                               
3) Ao fazer reagir 100 g de enxofre rômbico comparou-se com a reação de 100 g de enxofre monoclínico. Qual é a diferença de energia em quilojaule (kj) entre as duas substâncias?                                                                                                                            

                                                                                                                                                   4) Observe as reações.  

 C2H5OH (l)   +   3 O2(g)  ------>  2 CO2 (g)    +   3 H2O (l)  ΔH  =  - 1,4  x   103 Kj/mol  

 CH4 (g)   +  2 O2(g)  ------>  CO2 (g)    +    2 H2O (l)  ΔH  =  -0,889  x   103 Kj/mol                                                                                                                                                                        
O gás metano (CH4) e o etanol (C2H5OH), ambos são utilizados como combustível para veículos automotores. A 25 ºC e 1 atmosfera de pressão a massa de metano necessária para gerar a mesma quantidade de calor liberada na queima de 1 mol de etanol, é de aproximadamente:

a) 25,19 g              b) 46 g               c) 86 g                d) 58 g              e) 18,5 g 

Cálculo da massa do etanol e do metano