gases

Os gases: são substâncias formadas por moléculas dotadas de movimento de agitação. Suas moléculas  não encontram-se tão próximas umas das outras outras como no estado líquido e sólido, porque a força de coesão nesse estado é bem menor.

O movimento de agitação das moléculas de um gás: nunca cessa,é sempre em linha reta; colidem umas com as outras; colidem contra as paredes do recipiente em que se encontram. esses "choques" entre as moléculas e as paredes do recipiente, ocasiona o que chamamos de  Pressão atmosférica. A pressão atmosférica é medida através de aparelhos chamados manômetros.

O estado de um gás é definido pelas condições de pressão (P), volume (V) e temperatura (T) em que certa massa gasosa se encontra. P,V e T são chamadas de variáveis de estado.

Unidades de Medida:

•  De volume: ml ;  l ; cm³ ; m³.

                    1ml = 1cm³   

• De temperatura: utiliza-se para gases a temperatura K

                           ^{K = °C + 273}

• De pressão: atm; mmHg; torr

                     1 atm = 760 mmHg

                     1 mmHg = 1torr

Transformações gasosas:

Isotérmicas - a temperatura permanece a mesma, variando a pressão e  volume;

Isobárica - a pressão se mantem a mesma, variando volume e temperatura;

Isocórica/ isométrica/ isovolumétrica - o volume não se altera, variando a pressão e a temperatura.

Lei de Boyle 

" O volume (V) , de uma amostra de ar, mantida a uma temperatura constante, varia com o inverso da pressão (P)".

Transforações isotérmicas
Fórmula :

P.V = k (constante),

então para calcularmos a pressão: P = K  ,  se K = P.V 

                                                                               V

teremos P = P.V , onde  P1. V1 = P2 . V2

                            V                                             

ou então para calcularmos o volume: V = K  , se K = P.V  

                                                                                         P

teremos V = P.V , onde P1. V1 = P2 . V2

                               P                                            

"Data de 1600 o início da história da Medicina Hiperbárica, com referências de profissionais que variavam a pressão atmosférica buscando a cura de doenças. Henshaw, um clérigo britânico, usando uma Câmara selada, testou o princípio de que enfermidades agudas responderiam a pressões elevadas e crônicas se beneficiariam com a redução da pressão.

Em 1670 - Robert Boyle concluiu que tecidos submetidos à descompressão rápida podiam emitir bolhas de gases previamente dissolvidos.  Assim, a lei de Boyle declara que sob temperatura constante, o volume e pressão de um gás são inversamente proporcionais, ou seja, durante o mergulho, o gás inerte inspirado em uma pressão elevada dissolve-se e acumula-se nos tecidos do corpo. Conforme retorna à superfície, o gás pode formar bolhas que podem interferir com o processo fisiológico normal, ou seja, a corrente sanguínea  se romper por bolhas, obstruindo pequenos vasos, dando origem a dores quando as bolhas expandem-se dentro das articulações, dando origem à doença descompressiva do mergulhador. Muitos anos se passaram antes que a descoberta de Boyle fosse colocada em prática em humanos".

http://www.oxibarimed.com.br/sec/historia_a1.html



Lei de Charles e gay-Lussac:
 A relação entre o volume e a temperatura foi a princípio observada pelo Químico Jacques A. C. Charles por volta de 1787 e quantificada em 1802 pelo físico e químico Joseph Gay-Lussac.

Transforações isobáricas
Fórmula :
V  = k     ou  V1 =  V2
T                     T1       T2


Transforações isovolumétricas
Fórmula :
P = K   ou  P1   =   P2
T                  T1        T2


Equação Geral dos Gases
Transformações simultâneas:
P.V  =  K       P1. V1   =  P2 . V2
 T                         T1                   T2


Exercícios:

1.     De acordo com a Lei de Robert Boyle (1660), parta proporcionar um aumento numa determinada amostra gasosa, numa transformação isotérmica, é necessário:

 (a) aumentar o seu volume;   (b) diminuir sua massa;     (c)diminuir o seu volume

2.     Uma certa massa de gás de oxigênio (O₂) ocupa um volume de 5ml, a uma pressão de 2atm. Qual deverá ser o novo volume dessa massa gasosa se ela sofrer uma transformação isotérmica até que a pressão passe a valer 760mmHg?

3.  Vinte litros do gás de hidrogênio (H₂) foram medidos a 27°C e 700mmHg. Qual será o novo volume do gás a 87°C e 600mmHg de pressão?

4.   Um balão meteorológico apresenta volume de 2,0l a 27°C. Qual será seu volume em um local em que a temperatura é de -33°C, na mesma pressão?

5.   30 ml de gás metano (CH₄), a 25°C, são aquecidos a 35°C, à pressão constante. Calcule o novo volume do gás:

6.  Uma estudante está interessada em verificar as propriedades do hidrogênio gasoso (H₂) a baixas temperaturas. Ela utilizou inicialmente, um volume de 2,98l de H₂, à temperatura ambiente 25°C e a 1atm de pressão, e resfriou o gás à pressão constante, a uma temperatura de -200°C. Que volume de H₂ a estudante encontrou ao final do experimento?

7.   Um pneu de bicicleta é calibrado a uma pressão de 4atm em um dia frio, à temperatura de 7°C . Supondo que o volume e a quantidade de gás injetada são os mesmos, qual será pressão de calibração nos dias em que a temperatura atinge 37°C ?

8.  Certa massa gasosa ocupa um volume de 5,0 l sob pressão de 2atm. Qual o volume da mesma gasosa na mesma temperatura, sob pressão de 190mmHg ?

9.   Uma massa fixa de gás mantida à temperatura constante ocupa um volume de 20,0cm³ sob pressão de 1atm. Qual a pressão necessária para que o seu volume se reduza a 5,0cm³?

10. Em hospitais, o gás oxigênio(O₂) é usado em algumas terapias do sistema respiratório. Nesses casos, ele é armazenado em cilindros com volume de 60l, a uma pressão de 150atm. Considerando a temperatura constante:

a.     Que volume ocuparia o oxigênio contido em 1 cilindro, a uma pressão de 760mmHg?

b.     Se o oxigênio for administrado a um paciente à velocidade de 8,0 l por minuto, num recinto onde a pressão é de 1atm, quanto tempo será necessário para esvaziar o cilindro?

O Som

Acústica à é a parte da física que estuda os sons.

O som é uma onda longitudinal, que sensibiliza nossos tímpanos e que se propaga pela vibração das moléculas num meio material, em todas as direções.  Os sons podem ser agradáveis, já sendo até utilizado como uma forma tratamento em terapias complementares (musicoterapia, hipnose). Mas os sons podem ser também desagradáveis e perigosos a nossa saúde, podem até causar surdez.

  O som não se propaga no vácuo.

A velocidade do som depende do meio material pelo qual irá se propagar.

material	Velocidade(m/s)
Ar	340
Água pura	1500
Água do mar	1531
Alumínio	5000
Ferro	5120
Vidro	5.170

O som se reflete....

   Quando estamos próximos de uma fonte sonora, podemos ouvir de duas formas:

A)     direta – o som sai da fonte e se propaga diretamente para nossos ouvidos;

B)      indireta – o som bate nas paredes, no chão, no teto e chega aos nossos ouvidos. Nesse caso sofreu reflexão. Qualquer objeto pode funcionar como um corpo refletor de som.

                                                             Tipos de Ondas

Ondas são perturbações regulares que se propagam, mas não transportam matéria. As ondas apenas transportam energia.

As ondas se classificam em:

·         ondas mecânicas - aquelas que necessitam de um meio material para se propagar;

·         ondas eletromagnéticas – que não precisam de um meio material para se propagarem.

Ondas Sonoras: as ondas sonoras por precisarem de um meio material para se propagar são consideradas ondas mecânicas.

Elementos de uma onda

1.       Cristas: são as elevações, os pontos mais altos;

2.       Vales: são as cavidades entre duas cristas, os pontos mais baixos;

3.       Amplitude: é a distância entre o topo da crista ou do vale e o eixo, é a “altura”;

4.       Comprimento de onda: é a distância entre duas cristas sucessivas, é representada  pela letra grega λ

5.       Frequência: é o número de oscilações completas, número de cristas produzidas, por segundo. A unidade de medida é o Hz (Hertz).                                                                                                                                             

As ondas perceptíveis pela nossa audição tem frequência entre 20Hz e 20.000Hz; abaixo de 20Hz, não somos capazes de percebê-los, são os infrassons. Acima de 20.000Hz temos os ultrassons, que também  não são capados pela nossa audição;
Ondas com grande frequência possuem comprimento pequeno;

1KHz = 1 000Hz           1MHz(negahertz) = 1 000 000 Hz

6.       Período: é o tempo gasto para produzir uma oscilação completa.

A relação entre frequência e período pode ser expressa por meio de equações matemáticas:
   f = 1         e   T = 1
        T                     f

Qualidades do Som:

·         Altura: associada à frequência do som, me permite distinguir um som grave de um som agudo;

        Freguencia baixa = som grave;         
        freqüência alta = som agudo

A altura do som classifica as notas musicais. Assim, as notas dó, ré, mi, fá, sol, lá ,si, são distinguidas por suas frequências, sendo dó a nota mais grave e si a mais aguda;

·         Timbre : nos permite distinguir o som de um violino do som de um piano, por exemplo, mesmo que estejam tocando a mesma nota musical; da mesma forma distinguimos o som da voz de uma pessoa da outra;

·         Intensidade: nos permite distinguir um som forte de um som fraco. A unidade de medida é o dB (decibel).

*Ruído – sons desagradáveis;

*Eco – é a reflexão do som.

*As ondas de rádio são usadas para transmitir sinais de rádio e TV. Nós não ouvimos as ondas de rádio, o  que ouvimos é o som, pois a TV e o rádio captam as ondas de rádio e as transformam em ondas mecânicas, caso contrário, ouviríamos todas as estações ao mesmo tempo.

Oxidação e redução

Oxidação e Redução  (explicação e correção em aula)

• Oxidação - é a perda de elétrons por um elemento químico;
• Redução - é o ganho de elétrons por um elemento químico;

Na reação de oxido-redução:
Oxidação e redução ocorrem ao mesmo tempo, pois na transferência de elétrons alguém perde e alguém ganha;
O agente oxidante é aquele que provoca oxidações, faz com que o outro perca elétrons e ele ganha;
O agente redutor é aquele que provoca reduções, ele acaba perdendo elétrons.
Número de oxidação

Regras:

    Substâncias simples à N_ox = 0
     Hidrogênio à N_ox = +1 , exceto hidretos metálicosà N_ox = - 1
    Oxigênio à N_ox = -2, exceto nos peróxidos à N_ox = - 1
    Metais alcalinos à N_ox = +1
   Metais alcalinos terrosos à N_ox = + 2
     A soma algébrica do número de oxidação num composto = 0
     A soma algébrica do número de oxidação num íon = carga do íon
     O Alumínio à N_ox = +3

                 O Flúor à N_ox = -1

                  A Prata à N_ox = + 1

                   O Zinco à N_ox = + 2

Compostos ternários

H₂SO₄   - oxidação do enxofre

H = (+1) . 2 ; S = X ; O = (-2) .4

Soma algébrica: (+1).2 + X + (-2).4 => 2 + X -8 = 0  => X = 8 – 2  => X = + 6

Ânion correspondente: SO₄

X + (-8) = -2  => X = 8 – 2 => X = + 6

Exercícios:

1.Determine o número de oxidação do cromo, do oxigênio e do manganês nos compostos:

a) dicromato de sódio Na₂Cr₂O₇

b) peróxido de hidrogênio H₂O₂

c) permanganato MnO₄

2. Uma forma de poluição comum no litoral brasileiro é determinada pela presença de metais pesados como: zinco, mercúrio e cobre que entram na cadeia alimentar causando problemas ao homem. O número de oxidação de cada um deles nos sais: ZnS, HgCl e CuNO₃  é respectivamente:

(a) +4, +1, +2                          (b) +2, +2, +1                                   (c) +2, +1, +3

3.Determine o número de oxidação do elemento sublinhado nas seguintes espécies químicas:

a) NaClO

b) NaClO₃

c) NaCl

d) HClO₄

e) Cl₂

f) HCl

g) HF

h) HBrO₂

i) HClO₃
j) HIO₃

k) NaIO

l) NaI

m) NH₄IO₃

n) I₂

o)N O₃

p) N₂H₄

q) HNO

r) NH₃

s) NCl

t) HNO₃

u) H₂SO₄

v) H₃PO₄

x) H₂S

z) NaOH

4. Calcule o N_ox dos íons abaixo:

a) NH⁺₄

b) PO₄^-3

c) N O₃^-1

d) Cr₂ O₇^-2

e) S^-2

f) Cu⁺²

5.Na reação de Óxido-redução: H₂S + I₂  à S + 2HI, as variações dos números de oxidação do enxofre e do iodo são respectivamente:  

6. Numa reação de oxi-redução o agente oxidante é aquele que:

7.   Quais são os números de oxidação do cloro nas substâncias: Cl₂ ; NaCl; KClO; HClO₄ ?

8. Na equação iônica: Ni + Cu⁺² àNi₂⁺  + Cu, é correto afirmar que Ni é o redutor e o Cu o oxidante? 
Por quê?

9.    Determine o número de oxidação do elemento central  do :   

ácido sulfuroso (H₂SO₃) ___________

ácido carbônico (H₂CO₃)___________

ácido silícico (H₂SiO₃)  ____________

ácido pirofosfórico (H₄P₂O₇ ) _________

ácido perclórico (HClO₄ ) ____________