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No meu entendimento a alternativa 1 está errada e o restante tudo certo, queria saber a opinião de um terceiro.
Química Geral ⇒ (Unifacs BA) Gases Tópico resolvido
Moderador: [ Moderadores TTB ]
Jun 2022
09
19:14
(Unifacs BA) Gases
(Unifacs BA) O ozônio é obtido pela transformação do oxigênio, por meio de descargas elétricas, sendo utilizado para fins medicinais sob a forma de mistura de 5% do gás, com 95% de oxigênio.
Gabarito: na minha apostila o gabarito ta como “5” mas eu não entendi já que a 1 é impossível de estar certa, a 4 pode até ser.
No meu entendimento a alternativa 1 está errada e o restante tudo certo, queria saber a opinião de um terceiro.
No meu entendimento a alternativa 1 está errada e o restante tudo certo, queria saber a opinião de um terceiro.
Jun 2022
21
22:26
Re: (Unifacs BA) Gases
joaogab,
01) De fato, soa muito estranho que, com um oxigênio a mais, o ozônio seja menos denso que o oxigênio do ar que respiramos. Também aposto Falso;
02) Podemos até falar de instabilidade do ozônio, mas não por estrutura cíclica. O ozônio não tem estrutura cíclica!!!!!!!!
Veja o método de Lewis-Langmuir:
Se tivéssemos 3 átomos de gás nobre, ao invés de oxigênio, teríamos um total de:
N = [tex3]3 átomos*8 elétrons/átomo = 24 elétrons[/tex3]
Agora, façamos a contabilização para o ozônio em si:
n = [tex3]3 átomos*6elétrons/átomo = 18 elétrons[/tex3]
A diferença entre os "enes" nos dará o total de elétrons envolvidos em ligações químicas e, depois, o total de ligaçãoes:
N-n = [tex3]24 elétrons - 18 elétrons = 6 elétrons[/tex3] !!!!!!!!!
Como cada ligação química envolve 2 elétrons, vem que:
L = [tex3]\frac{6 elétrons} {\frac{2 elétrons} {ligação química}} = 3 ligações químicas[/tex3] !!!!!!!!
Agora, tente rabiscar num papel qualquer, 2 situações hipotéticas: uma com os 3 oxigênios enfileirados e outra um triângulo de oxigênios e coloque cada uma das 3 ligações entre os oxigênios com traços!!!!!!!!
Para os oxigênios enfileirados, terás uma dupla ligação entre 2 oxigênios e uma simples ligação com o terceiro átomo e para o arranjo cíclico terás 3 ligações simples, correto???????
Lembre-se que o ozônio possui 18 elétrons de valência. Distribua devidamente os pares entre os átomos nos 2 arranjos!!!!!!!!!
No primeiro arranjo, devido a um par de elétrons não-compartilhados no oxigênio central, haverá uma repulsão com os elétrons compartilhados entre as ligações químicas, induzindo a estrutura a um arranjo angular, ao invés de linear!!!!!!!!!
Ao verificar as cargas formais para ambas as situações, verás que na estrutura angular o ozônio possui carga formal zero para um dos oxigênios, carga formal "+1" para o oxigênio central e carga formal "-1" para o terceiro oxigênio, enquanto que a estrutura cíclica apresenta oxigênios ligados todos com carga formal zero!!!!!!!!
Geralmente, estruturas com carga formal zero tendem a ser mais estáveis, por não haver em absoluto uma separação de cargas positivas e negativas!!!!!!!!
Tenderíamos a pensar que o arranjo cíclico é o mais estável. Mas então por que a Natureza "escolheu" o arranjo angular??????
Isto porque os oxigênios no arranjo angular estão hibridizados em [tex3]sp^2[/tex3] , enquanto que os oxigênios cíclicos estão hibridizados em [tex3]sp^3[/tex3] . Dessa forma, com caráter de orbital "s" estando mais pronunciado para a estrutura angular, maior a intensidade de atração e interação entre os átomos envolvidos na ligação e, em consequência, maior a estabilidade da mesma!!!!!!!!
Esta estabilidade adicional proporcionada por ligações do tipo [tex3]sp^2[/tex3] , condiz plenamente com o comportamento de duplas ligações, que são mais fortes e estáveis do que as simples ligações proporcionadas por hibridização [tex3]sp^3[/tex3] !!!!!!!!
É só verificar as energias de ligação para "O-O" e para "O=O"!!!!!!!!!
Você verá que existe um efeito estabilizador adicional na dupla ligação, comparada com a simples. E isto explicaria o motivo da energia de ligação ser maior para a dupla ligação do que para a simples!!!!!!!
A energia de ligação é aquela liberada na formação de uma dada ligação (ou 1 mol delas, dependendo de como foi definida e determinada). Libera-se mais energia ao formar uma dupla ligação entre 2 oxigênios, do que quando se forma uma simples ligação!!!!!!!!!!
Porém, a estrutura angular tem ainda um outro efeito estabilizador, que inviabiliza uma dupla ligação clássica: o efeito de ressonância entre as ligações nos oxigênios!!!!!!!!
Temos 2 híbridos de ressonância que permitem concluir que, ao invés de termos uma ligação dupla localizada e uma simples localizada, o arranjo todo é melhor descrito como uma combinação de 2 estruturas "ressonantes" que se completam e permitem afirmar que as ligações entre os 3 oxigênios angulares possui comprimento intermediário entre uma simples e uma dupla ligação, ou seja, as ligações químicas seriam intermediárias entre simples e duplas. E esse efeito estabiliza melhor o arranjo, inclusive por deslocalização de cargas!!!!!!!!!
Logo, a ideia de estrutura cíclica cai por terra. Logo, aposto que "02" é Falso!!!!!!!!!
03) Questionável, pois a reatividade se dá por conta da estrutura e arranjo dos átomos e não pelo isótopo em si, ou seja, o "problema" não estaria no isótopo de oxigênio, mas na estrutura. Estou mais inclinado para o Falso!!!!!!!!!
04) Vejo o ozônio mais como um receptor de elétrons do que doador. Mas cabe o benefício da dúvida!!!!!!!!
05) Verdadeiro. A fração molar de ozônio na mistura é dada por:
[tex3]X (O3) = \frac{nO3} {nT}[/tex3]
Tomando por padrão o volume molar de 22,4 litros por mol de gás e que as proporções gasosas representam percentual em volume, temos que:
[tex3]percentual (V/V) O3 = 5,0 porcento = \frac{5,0L(O3)} {100,0L(totais)}[/tex3]
[tex3]n(O3) = \frac{5,0L(O3)} {22,4\frac{L} {mol}} = 0,223214285 mol(O3)[/tex3]
[tex3]nT = \frac{100,0L} {22,4\frac{L} {mol}} = 4,464285714 mol total de gás[/tex3]
Por fim:
[tex3]X (O3) = \frac{n(O3)} {nT} = \frac{0,223214285 mol} {4,464285714 mol} = 0,05[/tex3] !!!!!!!!
Já, a pressão parcial do gás oxigênio, pela Lei de Dalton, é dada por, tomando por base a pressão padrão de 1 atm:
[tex3]p(O2) = X (O2)*pº = 0,95*1,0 atm = 0,95 atm[/tex3] !!!!!!!!!!
Lembrando que a fração molar do O2 é a diferença entre o todo, que é 1, e a fração molar do ozônio!!!!!!!!!
Enfim, acho que é isso!!!!!!!!!
Pelo menos, o modo como eu vejo esta situação!!!!!!!!!
01) De fato, soa muito estranho que, com um oxigênio a mais, o ozônio seja menos denso que o oxigênio do ar que respiramos. Também aposto Falso;
02) Podemos até falar de instabilidade do ozônio, mas não por estrutura cíclica. O ozônio não tem estrutura cíclica!!!!!!!!
Veja o método de Lewis-Langmuir:
Se tivéssemos 3 átomos de gás nobre, ao invés de oxigênio, teríamos um total de:
N = [tex3]3 átomos*8 elétrons/átomo = 24 elétrons[/tex3]
Agora, façamos a contabilização para o ozônio em si:
n = [tex3]3 átomos*6elétrons/átomo = 18 elétrons[/tex3]
A diferença entre os "enes" nos dará o total de elétrons envolvidos em ligações químicas e, depois, o total de ligaçãoes:
N-n = [tex3]24 elétrons - 18 elétrons = 6 elétrons[/tex3] !!!!!!!!!
Como cada ligação química envolve 2 elétrons, vem que:
L = [tex3]\frac{6 elétrons} {\frac{2 elétrons} {ligação química}} = 3 ligações químicas[/tex3] !!!!!!!!
Agora, tente rabiscar num papel qualquer, 2 situações hipotéticas: uma com os 3 oxigênios enfileirados e outra um triângulo de oxigênios e coloque cada uma das 3 ligações entre os oxigênios com traços!!!!!!!!
Para os oxigênios enfileirados, terás uma dupla ligação entre 2 oxigênios e uma simples ligação com o terceiro átomo e para o arranjo cíclico terás 3 ligações simples, correto???????
Lembre-se que o ozônio possui 18 elétrons de valência. Distribua devidamente os pares entre os átomos nos 2 arranjos!!!!!!!!!
No primeiro arranjo, devido a um par de elétrons não-compartilhados no oxigênio central, haverá uma repulsão com os elétrons compartilhados entre as ligações químicas, induzindo a estrutura a um arranjo angular, ao invés de linear!!!!!!!!!
Ao verificar as cargas formais para ambas as situações, verás que na estrutura angular o ozônio possui carga formal zero para um dos oxigênios, carga formal "+1" para o oxigênio central e carga formal "-1" para o terceiro oxigênio, enquanto que a estrutura cíclica apresenta oxigênios ligados todos com carga formal zero!!!!!!!!
Geralmente, estruturas com carga formal zero tendem a ser mais estáveis, por não haver em absoluto uma separação de cargas positivas e negativas!!!!!!!!
Tenderíamos a pensar que o arranjo cíclico é o mais estável. Mas então por que a Natureza "escolheu" o arranjo angular??????
Isto porque os oxigênios no arranjo angular estão hibridizados em [tex3]sp^2[/tex3] , enquanto que os oxigênios cíclicos estão hibridizados em [tex3]sp^3[/tex3] . Dessa forma, com caráter de orbital "s" estando mais pronunciado para a estrutura angular, maior a intensidade de atração e interação entre os átomos envolvidos na ligação e, em consequência, maior a estabilidade da mesma!!!!!!!!
Esta estabilidade adicional proporcionada por ligações do tipo [tex3]sp^2[/tex3] , condiz plenamente com o comportamento de duplas ligações, que são mais fortes e estáveis do que as simples ligações proporcionadas por hibridização [tex3]sp^3[/tex3] !!!!!!!!
É só verificar as energias de ligação para "O-O" e para "O=O"!!!!!!!!!
Você verá que existe um efeito estabilizador adicional na dupla ligação, comparada com a simples. E isto explicaria o motivo da energia de ligação ser maior para a dupla ligação do que para a simples!!!!!!!
A energia de ligação é aquela liberada na formação de uma dada ligação (ou 1 mol delas, dependendo de como foi definida e determinada). Libera-se mais energia ao formar uma dupla ligação entre 2 oxigênios, do que quando se forma uma simples ligação!!!!!!!!!!
Porém, a estrutura angular tem ainda um outro efeito estabilizador, que inviabiliza uma dupla ligação clássica: o efeito de ressonância entre as ligações nos oxigênios!!!!!!!!
Temos 2 híbridos de ressonância que permitem concluir que, ao invés de termos uma ligação dupla localizada e uma simples localizada, o arranjo todo é melhor descrito como uma combinação de 2 estruturas "ressonantes" que se completam e permitem afirmar que as ligações entre os 3 oxigênios angulares possui comprimento intermediário entre uma simples e uma dupla ligação, ou seja, as ligações químicas seriam intermediárias entre simples e duplas. E esse efeito estabiliza melhor o arranjo, inclusive por deslocalização de cargas!!!!!!!!!
Logo, a ideia de estrutura cíclica cai por terra. Logo, aposto que "02" é Falso!!!!!!!!!
03) Questionável, pois a reatividade se dá por conta da estrutura e arranjo dos átomos e não pelo isótopo em si, ou seja, o "problema" não estaria no isótopo de oxigênio, mas na estrutura. Estou mais inclinado para o Falso!!!!!!!!!
04) Vejo o ozônio mais como um receptor de elétrons do que doador. Mas cabe o benefício da dúvida!!!!!!!!
05) Verdadeiro. A fração molar de ozônio na mistura é dada por:
[tex3]X (O3) = \frac{nO3} {nT}[/tex3]
Tomando por padrão o volume molar de 22,4 litros por mol de gás e que as proporções gasosas representam percentual em volume, temos que:
[tex3]percentual (V/V) O3 = 5,0 porcento = \frac{5,0L(O3)} {100,0L(totais)}[/tex3]
[tex3]n(O3) = \frac{5,0L(O3)} {22,4\frac{L} {mol}} = 0,223214285 mol(O3)[/tex3]
[tex3]nT = \frac{100,0L} {22,4\frac{L} {mol}} = 4,464285714 mol total de gás[/tex3]
Por fim:
[tex3]X (O3) = \frac{n(O3)} {nT} = \frac{0,223214285 mol} {4,464285714 mol} = 0,05[/tex3] !!!!!!!!
Já, a pressão parcial do gás oxigênio, pela Lei de Dalton, é dada por, tomando por base a pressão padrão de 1 atm:
[tex3]p(O2) = X (O2)*pº = 0,95*1,0 atm = 0,95 atm[/tex3] !!!!!!!!!!
Lembrando que a fração molar do O2 é a diferença entre o todo, que é 1, e a fração molar do ozônio!!!!!!!!!
Enfim, acho que é isso!!!!!!!!!
Pelo menos, o modo como eu vejo esta situação!!!!!!!!!
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