segunda-feira, 30 de dezembro de 2013

Tays Constantino

Qualquer dúvida em química podem pedir a minha ajuda estarei sempre as ordem dos meus seguidores.

Respostas do execício

Respostas Do Exercício sobre evolução dos modelos Atômicos:
1. Alternativa “d”.
2.
(Chadwick) É o descobridor do nêutron.
(Dalton) Seu modelo atômico era semelhante a uma bola de bilhar.
(Thomson) Seu modelo atômico era semelhante a um “pudim de passas”.
(Demócrito) Foi o primeiro a utilizar a palavra átomo.
(Rutherford) Criou um modelo para o átomo semelhante ao Sistema Solar.
3. Alternativa “b”.
4. Alternativa “c”.
Muito obrigado para quem tentou e Parabéns para que conseguiu.

quinta-feira, 19 de dezembro de 2013

Volume atômico e Densidade

O volume atômico e a densidade são duas propriedades periódicas que possuem variações facilmente relacionáveis na Tabela Periódica: no volume a variação se dá de cima para baixo e do centro para as laterais, na densidade a variação se dá de cima para baixo e das laterais para o centro.
Chama-se volume atômico de um elemento o volume ocupado por 1 átomo-grama, ou seja, 6,10 х 1023 átomos do elemento no estado sólido, sendo que “esta propriedade não representa o volume de um átomo, mas se relaciona com a estrutura cristalina do elemento1.
Portanto, visto que o volume atômico não é o volume de um átomo mas de um conjunto de átomos, nesta propriedade influem não só o volume individual de cada átomo, como também o espaço existente entre os mesmos.
Como mostra a Figura 1, pode-se observar que o volume atômico também varia periodicamente com o aumento do número atômico.
FIGURA 1. Variação do volume atômico em função do número atômico (1)
Já de acordo com a Figura 2 pode-se notar que nas famílias da tabela periódica o volume atômico aumenta de cima para baixo; nos períodos do centro para as laterais.
FIGURA 2. Variação do volume atômico nas famílias e períodos da tabela periódica.
Entende-se por densidade ou massa específica de um corpo a razão entre a massa e o volume deste corpo”1, “sendo sua variação, no estado sólido, uma propriedade periódica dos elementos químicos2, como pode ser observado na Figura 3.
FIGURA 3. Densidade dos elementos a 25 ºC (Para os elementos gasosos nesta temperatura, a densidade é a do líquido no ponto de ebulição.) (3)
Para o cálculo da densidade de um elemento químico, leva-se em consideração a massa correspondente ao átomo-grama, ou seja, a massa em gramas numericamente igual à massa atômica do elemento, assim como o volume ocupado por um átomo-grama, que depende do tamanho de cada átomo e do arranjo desses átomos na substância simples.
A densidade depende fundamentalmente da temperatura, assim, quando consideramos sólidos e líquidos, a medida refere-se geralmente a 25 °C; já para gases, refere-se ao estado líquido no ponto de ebulição. De maneira experimental determinou-se a densidade para os elementos químicos, observando-se a variação na tabela periódica (Figura 4) na famílias de cima para baixo e nos períodos das laterais para o centro. “Os elementos de maior densidade são o ósmio (22,6 g/ml) e o irídio (22,5 g/ml)4.
FIGURA 4. Variação da densidade nas famílias e períodos da tabela periódica.

LIgação Metálica

A grande maioria dos metais já identificados possui propriedades físico-químicas bem semelhantes: facilidade em perder elétrons (frente ao seu ganho, em geral), elevados pontos de fusão e ebulição, boa condutividade elétrica e térmica, brilho característico.
Boa parte dessas propriedades são frutos da interação entre os átomos na rede cristalina que compõe o metal: observa-se que há um mesmo tipo de ligação entre átomos, que se repete ao longo da rede. Assim, é definida a ligação metálica.
O metal com maior ponto de fusão da tabela periódica é o tungstênio (PE = 3422°C), e isso é devido à interação dos átomos que o constitui: as forças de atração são tão intensas, que é necessária grande quantidade de energia para superá-las. Do mesmo modo, o ósmio é o elemento mais denso (d = 22,6), justamente pela forma de empacotamento que os cristais apresentam.

Aspectos da Ligação Metálica

Os cátions de um metal encontram-se unidos por um “mar” de elétrons vizinhos: eles recobrem toda a superfície do metal, por isso corrente elétrica pode ser transmitida sem muita resistência.
O sódio, por exemplo, apresenta íons Na+ lado a lado (com distância média praticamente constante) que permanecem submersos a uma camada de elétrons, quase que totalmente livres. Porque ainda que algumas literaturas considerem os elétrons de uma estrutura metálica livres, ainda será desprendida energia para ionizá-la; além disso, não pode ser deixado de lado o fato que a estrutura apresenta carga elétrica total nula e que, portanto, os elétrons não são totalmente externos aos átomos do retículo (mesmo que esse “mar” seja constituído por elétrons de valência – em constante movimento).
Assim como os outros sólidos, os metais são intimamente organizados por estruturas unitárias (células unitárias) que se repetem ao longo da cadeia.

Transmissão de calor e eletricidade

Como já citado anteriormente, os elétrons de uma barra de cobre, por exemplo, possuem certa mobilidade. Assim, se for aplicado uma diferença de potencial em um dos lados dessa barra, certamente haverá condução de corrente elétrica. Assim como, se uma das pontas for aquecida, também haverá condução de calor (a outra ponta também aumentará de temperatura, gradativamente).
Esses efeitos dão-se pela presença de tais elétrons circundantes aos cátions: ao aplicar uma tensão U, os elétrons tenderão a movimentar-se ordenadamente da região de maior potencial para a de menor potencial elétrico. Logo, uma corrente elétrica será detectada. Isso significa que quanto mais elétrons constituírem circundarem os cátions metálicos, corrente de maior intensidade será observada.
A transmissão de calor dá-se de também obedecendo a um gradiente de energia: ao aquecermos uma parte da barra, aumentamos a energia dos cátions mais próximos a fonte (já que começam a oscilar com mais intensidade); e, como os elétrons encontram-se móveis ao redor dos cátions internos, adquirem maior velocidade por se chocarem com estes. A partir daí, com a colisão contra outros cátions mais lentos (mais afastados da fonte) há transferência de parte dessa energia adquirida pela nova velocidade alcançada e, portanto, é verificada macroscopicamente a efetiva transmissão de calor.

Engenharia Química

A Engenharia Química é a divisão da engenharia que se encarrega dos processos químicos e bioquímicos. A associação responsável por integrar e informar os engenheiros químicos de todo o país é a ABEQ (Associação Brasileira de Engenharia Química). Todo Engenheiro Químico, assim como técnicos em Química devem ser associados à SBQ (Sociedade Brasileira de Química).
Ao estudar Engenharia Química, depara-se com uma mistura de Física, Química e muita Matemática. No início do curso temos o ciclo básico que começa a preparar os alunos introduzindo uma série de conceitos que serão aplicado ao longo de toda a carreira do Engenheiro. Após o ciclo básico, chega o ciclo profissional. Nessa etapa, os conceitos aprendidos na anterior serão fundamentais.
Os conceitos de Física e de Cálculo serão primordiais para o aprendizado de fenômenos de transferência, onde estuda-se como se dá a transferência de massa, energia e calor, por exemplo.
Em matérias como Operações Unitárias e Transferência de massas aprende-se como projetar equipamentos e escolher os tipos de equipamentos utilizados (bombas, torres de destilação...) para um melhor aproveitamento de espaço, de energia e obter o resultado esperado.
Como um Engenheiro, o aluno formado será capaz de projetar equipamentos industriais, bem como fazer análises econômicas e discutir a viabilidade da produção de um produto.
Após formado, o engenheiro químico pode trabalhar em diversos segmentos da indústria. A Indústria Farmacêutica e Petroquímica são segmentos que vem crescendo exponencialmente. Apesar de existirem especializações em cada uma dessas áreas, o grande conhecimento do Engenheiro Químico em Química Orgânica e Química de Petróleo (dependendo, claro, da especialização e estágios que o Engenheiro decidiu seguir durante a faculdade) permite que ele atue muito bem nessa área. Ainda mais por que os equipamentos, sua projeção e funções aprendidos ao longo da faculdade, possuem funções bem parecidas em todas as indústrias. A indústria de alimentos também é uma que não para de crescer e sempre pode acolher um Engenheiro Químico.
O Engenheiro Químico faz em seu juramento a promessa de não fazer ou ajudar a construir equipamentos que irão fazer mal ao homem e ao meio ambiente. Esse juramento deve ser levado a sério durante toda a carreira de engenheiro.

Engenharia de Petróleo

A profissão é indicada para quem ama e se interessa sobre novidades tecnológicas, está disposto a estudar mesmo depois de formado e tem espírito empreendedor. Por conta do aumento dos lucros das empresas petrolíferas, principalmente no Rio de Janeiro que concentra 70% da produção do país, a procura pelo curso de Engenharia de Petróleo tem crescido muito ultimamente. Para se ter uma idéia, a concorrência do vestibular desta área na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) superou o curso de Medicina. No entanto, ser um profissional deste ramo requer mais do que empolgação: exige uma constante atualização técnica, coragem e determinação para enfrentar riscos, como o de trabalhar em plataformas. Além disso, é preciso ter um perfil empreendedor e dinamismo para tomar decisões antes e durante as operações.
O curso de Engenharia de Petróleo “trata de questões ligadas às atividades de exploração, produção, elevação e escoamento de petróleo e gás”, de acordo com Valquíria Daher, do jornal O Globo. O curso dura cerca de cinco anos e envolve disciplinas básicas como matemática, física, química e informática. Dentre as específicas, destacam-se geologia, perfuração de poços, produção de petróleo, dentre outras. O curso também envolve grandes subáreas, como Engenharia de Reservatórios, Engenharia de poço (perfuração e completação), Engenharia do gás natural, e Processo de produção, elevação e escoamento.
O engenheiro petrolífero pode atuar, segundo Daher, na (os):
1. Indústria de petróleo e gás, fazendo perfurações exploratórias;
2. Produção de hidrocarbonetos em plataformas fixas ou flutuantes;
3. Estudo e simulações de reservatórios;
4. Estudo e elaboração de técnicas de recuperação secundárias e terciárias do petróleo;
5. Estudo de elevação artificial (na parte vertical do poço);
6. Desenvolvimento de campos inteligentes, a fim de que se possam controlar os hidrocarbonetos à distância;
7. Estudos de novas tecnologias voltadas à área.
O que profissionais do ramo destacam nessa carreira é que o trabalho jamais cai na rotina. Shiniti Ohara, engenheiro do petrolífero da Devon Energy, afirma, numa entrevista publicada no Guia Megazine das Profissões, que lida diariamente com a natureza e, por mais que se sinta capaz de prever os problemas que possivelmente surgirão, sempre aparece o imprevisível. “Cada poço que perfuro, é diferente do anterior, cada dia é um novo desafio”, conta.
O mercado está aberto e em constante expansão. A estimativa é de que continue assim, graças à exploração e desenvolvimento de novos campos petrolíferos principalmente ao longo do litoral o Rio de Janeiro. Geralmente, os engenheiros petrolíferos trabalham cerca de oito a nove horas por dia. Em época de perfuração de poços, no entanto, o engenheiro precisa avaliar, programar e implementar procedimentos de perfuração de uma forma que seja viável economicamente e, como a sonda funciona 24 horas por dia, o engenheiro chega a trabalhar 12 h por dia, inclusive em finais de semana e feriados. E isso não é raro. Quem trabalha embarcado, por exemplo, cumpre turnos de 12 h por 14 dias seguidos para poder folgar outros 14 dias. Por conta disso, os salários de um iniciante, por exemplo, é de R$ 3 mil a R$5 mil em uma grande empresa.
O domínio da língua inglesa é fundamental para quem escolhe esta área. Ter especialização e pós-graduação, “principalmente no exterior, fazem grande diferença na formação”, afirma Daher. O governo federal vai investir R$170 bilhões de reais no setor até 2010. A demanda é tão grande de profissionais nesta área que serão oferecidos, gratuitamente, cursos de especialização em diversas instituições do país, como o CEFET, Fundação Getúlio Vargas, SENAI, UERJ, PUC e Unicamp.
O número de Avogadro é uma constante adimensional (não possui unidade, logo não representa uma grandeza) que indica a quantidade de átomos de Carbono-12 que, juntos, representam 12g da substância – 1 mol de C-12. O nome da constante é uma homenagem ao cientista Amedeo Avogadro.
Assim, 1 mol de quaisquer substâncias possuem obrigatoriamente NA entidades constituintes, incluindo-se os gases às mesmas condições de temperatura e pressão, ex.: se Nitrogênio e Oxigênio encontram-se à 1 atm num recipiente de 22,4 l e a 0°C (273,15 K), o número de moles (mols) de ambos será igual a 1. A partir daí, Avogadro conseguiu explicar como os gases se combinavam facilmente quando os respectivos volumes obedeciam a proporções simples entre si; além de, algum tempo depois, descobrir que os gases apresentam-se na Natureza em formas diatômicas.

A constante de Avogadro

Vários experimentos foram realizados em busca do número de Avogadro. No início do século XX o professor de físico-química da Universidade de Paris Jean Baptiste Perrin estimou a constante de Avogadro como um número entre 6,5 x 1023 e 7,2 x 1023. Como consequência recebeu o prêmio Nobel de física em 1926.
Com o aperfeiçoamento dos experimentos e dos métodos de cálculos, chegou-se ao seguinte valor: NA = 6,02214179x1023.

Número de Avogadro e a Massa Molar

Com o aparecimento do número de Avogadro foi possível a determinação mais precisa das massas molares de qualquer substância formada a partir de elementos da tabela periódica. Para isso, utiliza-se a definição de UMA (Unidade de Massa Atômica), da constante de Avogadro e da massa atômica dos constituintes.
1 UMA ≈ 1,66x10-24g
NA ≈ 6,022x1023
Ex.: Calculemos o valor da massa molar do dióxido de carbono.
Sendo uma molécula de dióxido de carbono (CO2) constituída por dois átomos de Oxigênio e um átomo de Carbono, a massa molar dessa molécula é dada pela soma das massas atômicas do Carbono e dos dois átomos de Oxigênio multiplicando-se pela constante de Avogadro e pela constante UMA:
MMCO2 = (MAC + 2MAO).NA.UMA
MMCO2 = (12 + 32). 6, 022x1023 . 1,66x10-24
MMCO2 = 44 . 6,022x1023 . 1,66x10-24
Repare que o produto 6,022x1023 . 1,66x10-24 é aproximadamente igual a 1, assim, a massa molar do dióxido de carbono é numericamente igual à sua massa molecular:
MMCO2 = 44 g/mol
Por isso que as massas molares de uma molécula, íon, átomo ou radical sempre coincidem com as respectivas massas moleculares, massas-fórmulas (para os íons) e massas atômicas dos mesmos.