Apostila de Termoquímica - complete na aula comigo

Termoquímica é para ser estudada no início da 3a Série do Ensino Médio

Meus alunos da 3301, bom proveito!

Criem um grupo de estudos on line e me avisem para que eu possa disponibilizar a apostilas com as figuras que não estou conseguindo incluir nesta publicação.

Em sala de aula iremos completar todas as lacunas

Termoquímica

01. (Unicamp) – Você sabia que uma barra de chocolate contém 7% de proteínas, 59% de carboidratos e 27% de lipídios e que a energia de combustão das proteínas e dos carboidratos é de 17 kJ/g e dos lipídios é 38 kJ/g aproximadamente?

a) Se essa barra de chocolate tem 50g, quanto de energia ela me fornecerá?

b) Se considerarmos o “calor específico” do corpo humano como 4,5 J g^-1 K^-1, qual será a variação de temperatura do meu corpo se toda esta energia for utilizada para o aquecimento? O meu “peso”, isto é, a minha massa, é 60 kg. Admita que não haja dissipação do calor para o ambiente

02. (ENEM) Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barros (moringas ou potes de cerâmicas não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que do ambiente. Isso ocorre porque:

(A) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor.

(B) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor.

(C) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água , que são assim resfriadas.

(D) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro.

(E) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água.

03. (Unicamp) O processo de dissolução do Oxigênio do ar na água é fundamental para a existência de vida no planeta. Ele pode ser representado pela seguinte equação química:

O_2(g) + ¥ H₂O O_{2 (aq)}

DH = - 11,7 kj mol^-1

Observação: o símbolo ¥ significa grande quantidade de substância.

a) Considerando que a altitude seja a mesma, em que lago há mais oxigênio dissolvido: em um de águas a 10º C ou em outro de águas a 25ºC? Justifique

b)Considerando uma mesma temperatura, onde há mais oxigênio dissolvido, em um lago no alto da cordilheira dos Andes ou em outro em sua base? Justifique.

04. Analise o diagrama a seguir:

Resolva:

a) A síntese da água em qualquer estado físico é um processo exotérmico ou endotérmico?

b) A formação de H₂O_(s) libera maior ou menor energia do que a formção da H₂O_(l)?

c) Calcule o calor liberado ou absorvido na formação de 2 mols de H₂O_(l).

d) Calcule o calor liberado ou absorvido na formação de 5 mols de H₂O_(s).

05. O estado físico gasoso é mais energético. A água que compõe 70% da superfície da Terra e 50% do corpo humano aparece em três estados físicos na natureza:

A condensação do vapor d’ água se dá com liberação de calor. Ao entrarmos numa sauna úmida nossa pele fica imediatamente molhada. Não é suor não! Trata-se do vapor d’água quente, da atmosfera da sauna que condensa na nossa pele fria. Qual o calor liberado nesta condensação que nos aquece e nos faz suar ?

06. (Fuvest) Calcule o valor de DH para a reação de combustão completa de um mol de metano gasoso, sendo conhecidos os dados da tabela abaixo:

Reação	DH em kcal/mol
H2(g) + ½ O2(g) H2O(g) C(s) + O2(g) CO2(g) C(s) + 2 H2(g) CH4(g)	-58 -94 -18

07. (Cesgranrio) Considere as informações:

I. C_(g)+0,5O_2(g) CO_(g) H= - 26 kcal. mol^{1 –}

II. Utilize o esquema que se segue.

Assinale a variação de entalpia de formação do metanol líquido, em kcal . mol^{1 -} :

08. (UFRJ) Grande parte dos táxis do Rio de Janeiro está utilizando gás natural como combustível, em substituição à gasolina e ao álcool.

A tabela apresenta os calores de combustão para as substâncias representativas desses combustíveis.

Combustível	Calor de combustão (kj/mol)
gás natural (CH4)	-900
Gasolina (C8H18)	- 5400
Álcool (C2H6O)	- 1400

A quantidade de álcool contida num tanque de combustível de um automóvel é de 46 Kg.

a)Escreva a equação de combustão completa do etanol.

b)Calcule a quantidade de calor liberada pela queima de todo gás natural(CH₄) do tanque.

c) Calcule o volume, em litros, nas CNTP, de gás natural que precisamos queimar para produzir a mesma quantidade de calor que resulta da combustão de 1 mol de gasolina(C₈H18).

09. Calcular a variação de entalpia na queima do Acetileno, dadas as energias de ligação:

C º C: 127 kcal/mol

C = O: 178 kcal/mol

O = O: 118 kcal/mol

C - H: 100 kcal/mol

H - O: 110 kcal/mol

10. (Unicamp) Uma vela e feita de um material ao qual se pode atribuir a fórmula C₂₀H₄₂. Qual o calor liberado na combustão de 10,0g desta vela à pressão constante? C = 12g.mol^-1 H = 1g.mol^-1..

C₂₀H₄₂ + 61/2O₂ 20 CO₂ + 21 H₂O

H= - 13,3 kJmol^-1

11. (Fuvest) Buscando processos que permitem o desenvolvimento sustentável, cientistas imaginaram um procedimento no qual a energia solar seria utilizada para formar substanciais que, ao reagirem, liberariam energia:

Considere as seguintes reações:

e as energias médias de ligação:

H-H 4,4 x 10² Kl/mol

C = O (CO) 10,8 x 10² Kl/mol

C = O (CO₂) 8,0 x 10² Kl/mol

C - H 4,2 x 10² Kl/mol

	Reação que ocorre em B	Conteúdo de D	Conteúdo de E
a	I	CH4 + CO2	CO
b	II	CH4 + CO2	H2 + CO
c	I	H2 + CO	CH4 + CO2
d	II	H2 + CO	CH4 + CO2
e	I	CH4	CO

12. (UERJ) A queima da Glicose (C₆H₁₂O₆), na respiração celular, fornece energia, que é absorvida por moléculas de ATP. O ATP, sendo solúvel em água, se difunde pelo hialoplasma, podendo atingir qualquer pondo de célula. O ATP é a fonte imediata de energia para a célula efetuar trabalho em qualquer ser vivo.

Informações termoquímicas:

I. Substância Entalpia de formação (kJ.mol^-1)

C₂H₅OH_(l) - 276

CO_2(g) - 393

C₆H₁₂O_6(s) -1 232

II. Energia absorvida pelo ATP = 33 KJ.mol^-1

III.Entalpia de combustão C₆H₁₂O₆ = 2842 kJ.Mol^-1

a)No balanço energético da respiração, 1 mol de Glicose produz um total líquido de 38 mols de ATP. Considerando a energia liberada pela queima de 1 mol de Glicose, determine o percentual dessa energia que é absorvido pelas moléculas de ATP.

b)A fermentação alcoólica da Glicose, que pode ser feita por bactérias é representada de forma simplificada pela equação:

C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH + 2 CO_2(g)

Considerando que o organismo humano seja capaz de metabolizar 0,5 mol de C₂H₅OH (30mL) por hora, determine a variação de entalpia na fermentação da Glicose para produzir essa quantidade de álcool,

Totti, Alceudispor!

http://alceutotti.blogspot.com

Apostila de Radioatividade - complete na aula comigo

O assunto Radioatividade no Colégio Pedro II será visto no Início do 3o Ano do Ensino Médio.

Meus alunos da 2304 e 3301, para vocês todo meu esforço de fazer bem feito minha "lição de casa"

Saberemos de onde vem a Energia do Átomo, tão difundida na Europa e Estados Unidos e vista com maus olhos quando projetada no Brasil, sem falar do medo mundial que venha ser mal usada por Coreia do Norte e Irã.....

A resolução das figuras está deixando a desejar - preciso que algum aluno mais esperto que eu me ensine a torná-las visíveis.

Em sala de aula iremos completar as lacunas.

Terei o maior prazer de enviar via e-mail o arquivo completo, sem falhas para um estudo on line.

Criem um grupo de estudos com acesso para todos e me avisem....

RADIOATIVIDADE:

Radiotividade é a atividade que certos átomos possuem de emitir partículas e radições de seus núcleos instáveis.

Becquerel (1896) descobriu que o urânio é um elemento radioativo, quando fazia pesquisas sobre raios X usando o sulfato duplo de potássio e uranila: K₂UO₂ (SO₄)₂.

O casal Curie desenvolveu estes estudos, descobrindo outros elementos radioativos, como o polônio e o rádio, com emissões mais intensas que o urânio.

I - Natureza das Emissões

Partícula beta é um elétron emitido pelo núcleo quando ocorre decomposição de um nêutron instável.

on1	=	+1p1	+	-1e0	+	0neutrino0
O nêutron se decompõe		O próton fica no núcleo		O elétron sai com o nome da partícula beta.		Sai como uma radiação eletromagnética.

II - Leis da Radioatividade

1ª Lei de Soddy:

88Ra

90Th

2ª Lei de Soddy, Fajam e Russel:

90Th

91Pa

III - Equações de Transmutação

São três as séries ou famílias radioativas naturais:

COMPLEMENTO

01. Quantas partículas alfa e beta foram emitidas para um átomo de ₉₂U²³⁸ se transmutar em ₈₄Po²¹⁰?

02. Descobrir a partícula que completa as seguintes equações de transmutações:

a) ₁₇Cl³⁷ + ... à ₁₈Ar³⁸ + ₀n¹

b) ₁₃Al²⁷ + ... ₊₂a⁴ à ₁₅P³⁰ + ...

c) ₁₅P³⁰ à ₁₄Si³⁰ + ...

d) ₆C¹⁴ à ... + ₇N¹⁴

e) ₄₁Nb⁹³ + ₂He⁴ à ₄₃Tc⁹⁶ + ...

Dados: principais partículas e suas notações.

1. Alfa à +2a⁴

2. Beta à -1b⁰

3. Gama à ₀g0

4. Próton à ₊₁p¹

5. Nêutron à ₀n¹

6. Pósitron à ₊₁e⁰

7. Dêuteron à ₊₁d²

8. Tríton à ₊₁t³

Próton, Dêuteron e Tríton são núcleos dos isótopos do elemento químico Hidrogênio, respectivamente Prótio, Deutério e Trítio. Pósitron é o antielétron.

IV - Meia-Vida ou Período de Semidesintegração

Podemos encontrar o tempo decorrido das transmutações, em função do período de meia-vida, através da expressão:

Exemplo: a meia-vida do isótopo Na é de 15 horas. Se a quantidade inicial deste isótopo for de 100g, após 120 horas teremos qual massa residual de Na?

V – Fissão Nuclear

O fenômeno da fissão nuclear foi estudado, a partir de 1932, por Enrico Fermi, Otto Hahn, Strassman, Meitner, Frisk, Niels Bohr e Einstein.

É a ruptura do núcleo quando bombardeado por nêutron.

E = c² . m m: massa convertida em energia

c: velocidade da luz (3 . 10¹⁰ cm/s)

Esquema da bomba atômica

Para que uma reação em cadeia tenha início, é necessária uma massa mínima de urânio 235, que é denominada massa crítica.

Quando o detonador for acionado e o TNT explodir, vai juntar as partes de urânio, atingindo a massa crítica (3,250Kg). Acontece então uma reação em cadeia em 10^-7 segundos.

Isto é, haverá fissão de todos os núcleos de urânio com os nêutrons acelerados dentro do material. Então a energia da fissão de cada núcleo será somada, dando a energia da bomba atômica.

VI – Fusão Nuclear

É o empacotamento de núcleos, liberando espantosa energia, pela conversão de matéria em energia.

Fusão nuclear é o que acontece no núcleo das estrelas. O Sol emite energia através de constante fusão nuclear. A composição do Sol e das estrelas é Hidrogênio nos seus isótopos Deutério e Trítio.

Bomba H

A Bomba de Hidrogênio se baseia na fusão dos isótopos do hidrogênio: ²H (Deutério) e ³H (Trítio).

É, de certa maneira, uma réplica da fusão nuclear que acontece no núcleo do Sol.

Para atingir a temperatura necessária para a fusão, usa-se a explosão de uma bomba atômica (que serve de “espoleta”).

Quando a Bomba Atômica explode, liberta calor para acionar a Bomba H, que é bem mais potente.

VII – Radioisótopos

1. O iodo (₅₃I¹³³) é usado nos diagnósticos das doenças da tireóide. O período de meia-vida dele é de 20 horas. A injeção de uma dose deste iodo radioativo é facilmente absorvida pela glândula tireóide, sendo possível mapeá-lo para uma cirurgia. Os átomos de iodo emitem partículas detectadas pelo contador Geiger.

2. O cobalto ₍₂₇C^o60) é usado no tratamento do câncer. O cobalto radioativo é o isótopo 60, obtido, no reator de pesquisa, pelo bombardeamento com nêutrons da fissão nuclear do urânio.

₂₇Co⁵⁹ + ₀n¹ à ₂₇Co⁶⁰

₂₇Co⁶⁰ à _-1b⁰ + ₂₈Ni⁶⁰

Uma amostra deste cobalto 60, colocada na bomba de cobalto, emite as partículas beta, que fulminam células cancerígenas. A exposição, por tempo determinado, do corpo humano às radiações beta faz com que as células doentes desapareçam, enquanto as células sadias se recuperam, com o tempo. O período de uma vida do Co-60 é de 5,3 anos, sendo muito longo o período em que a amostra é radioativa.

3. O césio (₅₅Cs¹³⁷) é anterior ao cobalto 60, nas suas aplicações médicas. Com o advento das bombas de cobalto, as bombas de césio deixaram de ser utilizadas.

4. Outros radioisótopos

O arsênio (₃₃As⁷⁴) localiza tumores no cérebro.

O fósforo (₁₅P³²) detecta câncer de pele.

O sódio (₁₁Na²⁴) localiza obstruções no sistema circulatório.

Na agricultura e na indústria, os radioisótopos também têm grande aplicação.

VIII - Lixo atômico

Quando o Urânio 235 sofre fissão nuclear, ele desaparece, surgindo em seu lugar átomos radioativos de Ba e Kr (bário e criptônio). Os átomos de urânio 238, que absorvem nêutrons, também se transmutam a partir de sucessivas emissões. Todo esse material é altamente radioativo e perigoso, constituindo-se num lixo incômodo. Anualmente, 1/3 do combustível é substituído. Alguns fragmentos radioativos desse lixo esgotam sua atividade em pouco tempo. Outros demoram meses ou anos, enquanto poucos, como o césio 137 e o estrônio 90, levam 600 anos para atingir um estado estável.

IX – Geração de eletricidade

A água pesada (oxigênio combinado com 2 átomos de deutério, D₂O),

Em contato com o material radioativo, absorve a energia da fissão do U 235 e transporta a energia térmica, através de tubos pressurizados, pelo interior de um gerador de vapor. No gerador de vapor há água comum, líquida, que vaporiza, acionando as pás de turbina.

1. Fonte de energia – Fissão do Urânio 235

Na natureza existem apenas 0,7% de urânio 235, numa amostra. O combustível do reator é o dióxido de urânio (UO₂), onde os átomos de urânio correspondem a uma soma de urânio 235 e urânio 238. Na verdade, trabalha-se com urânio enriquecido, isto é, com uma porcentagem mais enriquecida do urânio 235, chegando até 3%.

2. Enriquecimento do urânio

O aumento do percentual de U235 sobre o que existe na natureza chama-se de enriquecimento do urânio.

O processo americano consiste na separação linear de partículas. O urânio é transformado em hexafluoreto de urânio, que é gasoso. O UF₆ acelerado dá diferentes velocidades, entre 235 e 238, no gás.

A tecnologia brasileira consiste no processo de centrifugação, sendo retirado do centro do cilindro o isótopo 238, que, por ser mais pesado, desenvolve menor raio. Obs.: yellow cake é uma etapa da purificação do urânio.

2. Tipo da usina

É do tipo PWR (pressurized water reactor).

Através da fissão nuclear do urânio há produção de energia. Esta é transportada pela água pressurizada, que vai vaporizar a água líquida presente no gerador de vapor do tanque de alimentação. O vapor acionará a turbina, cujo eixo provocará a corrente elétrica no gerador.

Totti, Alceudispor!

Muito Obrigado!

Com muita alegria quero lhes dizer que nosso questionário educacional foi um sucesso. Tivemos 157 acesso de professores e 318 acessos de alunos!

Muitíssimo obrigado, 40 professores do CPII, 30 do Teresiano, 25 da Escola Parque, 35 da Escola Estadual Herbert de Souza e 27 professores do Colégio Santo Inácio.

Muitíssimo obrigado, 136 alunos do 6o Ano do Ensino Fundamental à 2a Série do Ensino Médio do CPII, 33 do Colégio Teresiano, 16 do Colégio Estadual Herbert de Souza, 12 do Colégio Santo Inácio e os 10 alunos da Escola Parque.

Muitíssimo obrigado, 59 Formandos do Ensino Médio do CPII, meus alunos, 14 da Escola Parque, 13 do Colégio Santo Inácio, 14 do Colégio Estadual Herbert de Souza, 11 do Colégio Teresiano.

Foram 475 pessoas amigas que fizeram o esforço de acessar este blog e corajosamente responder a todas as perguntas.

Fazer uma auto avaliação sobre a forma de ensinar e de como se participou no aprendizado e dar a conhecer aos outros, não é fácil.

Tudo foi e será usado exclusivamente a favor da Educação.

Foram feitas 255 figuras/gráficos plotando as respostas.

A Tese sobre "a influência do Ensino Fundamental e do Ensino Médio no ingresso na Universidade" teve 368 páginas! Vou levá-la neste domingo dia 16 de janeiro à Buenos Aires para a Universidade Lomas de Zamorra onde estudo, para que seja aceita e melhorada.

Quando aprovada, farei questão de dar a conhecer a todos.

Vejo-a corajosa por mostrar o âmago da questão do ensino por quem vive a sala de aula e que precisará de corajosos para implantá-la.

O sucesso do estudo e de estudar está em entender o que se propõe, o que exige conhecimento dos pré requisitos, método sério e apoiado por meios modernos de ensino, continuidade sem falta do professor ou de apoio para o professor trabalhar e principalmente satisfação no que faz, tanto por parte dos alunos e também e principalmente pelos professores.