Transcript Química 10º Ano – 2.2

A atmosfera é a mistura gasosa que envolve a Terra.
Camadas da
atmosfera
terrestre
Troposfera
Estratosfera
Mesosfera
Termosfera
• Ionosfera
• exosfera
Troposfera
• que vive o Homem, que se formam as nuvens de
chuva e que se deslocam os aviões comerciais.
Estratosfera
• que se encontram os balões meteorológicos e
que se deslocam os aviões supersónicos.
Mesosfera
• que se desintegram os meteoros, formando as
vulgarmente chamadas «estrelas-cadentes»
Termosfera
• que circulam as naves espaciais;
• Auroras boreais.
Densidade da atmosfera
Não é uniforme em toda a sua extensão.
A força gravítica puxa os gases para próximo da
superfície.
A densidade diminui com o aumento da altitude.
A atmosfera fica cada vez mais rarefeita com o
aumento da altitude.
A temperatura da atmosfera
depende de dois fatores:
A proximidade à superfície terrestre
A radiação solar que a atravessa
• (Tem efeito químico e efeito térmico)
Efeitos do solo na temperatura
da atmosfera terrestre
A superfície da Terra transfere energia na forma de
calor para o ar, por condução, aquecendo a zona mais
baixa da atmosfera.
Emite radiações infravermelhas, com grande efeito
térmico.
Logo, o ar junto ao solo é mais quente e vai
arrefecendo à medida que aumenta a altitude.
Efeitos da radiação na temperatura
da atmosfera terrestre
Ao entrarem na atmosfera as radiações colidem
com as partículas existentes, transferindo para elas
a energia que transportam.
Efeito térmico
• A energia absorvida faz aumentar a sua energia cinética, o que faz
aumentar a sua temperatura.
Efeito químico
• A energia absorvida faz desencadear reações químicas.
Se não existisse efeito químico…
As zonas mais altas da
atmosfera absorveriam
grande quantidade de
radiação.
Como a densidade da
atmosfera é inversamente
proporcional à altitude, a
energia que chega às
camadas inferiores seria
distribuída por um maior
número de partículas.
Logo, a energia disponível
para aquecer essas
regiões seria menor.
A temperatura deveria
aumentar com a altitude.
Combinando o
efeito do solo e
apenas o efeito
térmico da radiação
A atmosfera teria a
seguinte variação da
temperatura com a
altitude.
a temperatura da
atmosfera diminuiria
com a altitude até um
certo valor e
aumentaria a partir daí
Na realidade…
A temperatura não diminui uniformemente, à
medida que se sobe na atmosfera.
Os efeitos químico e térmico, ocorrem
conjuntamente
O que faz com que haja ora diminuições, ora
aumentos de temperatura, à medida que se
sobe na atmosfera.
A Atmosfera divide-se em regiões ou camadas de
acordo com essas variações de temperatura.
Camadas da
atmosfera
Terrestre:
•
•
•
•
Troposfera
Estratosfera
Mesosfera
Termosfera
As fronteiras das
camadas não são
bem definidas;
As camadas não
têm todas a
mesma
espessura.
Cerca de 80%
dos gases
constituintes da
atmosfera se
encontram na
Troposfera
TROPOSFERA
ESTRATOSFERA
• o ar junto ao solo é mais quente
diminuindo de temperatura com
a altitude;
• Importância da radiação
infravermelha emitida pela
Terra.
• Termina com a tropopausa
(Temperatura aproximadamente
constante).
• a temperatura aumenta com a
altitude.
• Importância do efeito químico
de absorção da radiação UV.
• Termina com a estratopausa.
MESOSFERA
TERMOSFERA
• a temperatura diminui com a
altitude.
• Pouca absorção da radiação
solar.
• Termina com a mesopausa.
• Temperatura aumenta com a
altitude.
• Depende de ser dia ou noite e da
atividade solar.
• Ar muito rarefeito que qualquer
variação da absorção conduz a
elevadas variações de
temperatura.
• Dividida em ionosfera e
exosfera.
Mole
O número de partículas existente numa pequena porção de matéria é
extremamente grande
para exprimir esse número de partículas não é suficiente utilizar
ordem de grandeza como o milhão (106) ou o bilião (1012).
Usa-se o número de Avogadro ou a constante de Avogadro (NA), em
homenagem ao químico italiano Amadeo Avogadro
O valor da constante de Avogadro é aproximadamente NA =
6,02x1023 mol-1
A quantidade de substância (n) que contém o número de Avogadro de
unidades estruturais designa-se por mole, símbolo mol
Para qualquer quantidade, n, o número de partículas, N, será dado
pela expressão:
Para qualquer substância, a massa e a quantidade podem ser
relacionadas pela expressão:
Sendo M a massa de uma mole de substância - massa molar que tem como unidade o grama por mole
(g mol-1)
Características do estado gasoso
Os gases são formados por unidades estruturais muito
pequenas relativamente ao volume total que ocupam, logo,
num gás há muito espaço vazio entre as partículas.
Quando se comprime um gás, as suas unidades estruturais
aproximam-se logo, há uma diminuição do volume
ocupado pelo gás.
A pressão que um gás exerce sobre a superfície do
recipiente que o contém ou sobre os corpos nele
mergulhados, resulta dos choques das moléculas do gás
contra essas superfícies
Segundo Avogadro,
volumes iguais de gases
diferentes, medidos nas
mesmas condições de
pressão e temperatura,
contém a mesma
quantidade de substância,
isto é, o mesmo número
de moles.
Nas mesmas condições
de pressão e de
temperatura, o volume
ocupado por um gás é
diretamente
proporcional à sua
quantidade química
Volume molar
Apenas para os gases em condições PTN (pressão 1 atm e
Temperatura 0ºC), 1 mol ocupa sempre um volume de 22,4
dm3 - volume molar (Vm)
Para os gases nas condições PTN, o seu volume pode ser
determinado pela seguinte expressão:
Densidade de um gás
• A densidade (ou massa volúmica) de uma substância definese como a massa dessa substância numa unidade de
volume da mesma.
• é dada pela seguinte expressão:
• a unidade SI de densidade é kg m-3
• nos gases utiliza-se outra unidade, g dm-3
• é necessário referir as condições de pressão e temperatura a
que a substância se encontra
Como podemos relacionar a densidade de uma
substância gasosa com a sua massa molar? Se
for conhecida a densidade e a massa molar de
um gás qualquer, é, então possível calcular o
volume molar. Assim:
densidade () = massa/volume = massa molar/volume molar
Exemplo: Uma amostra de 1 mol de oxigénio gasoso de densidade
1,429 g dm-3 tem uma massa de 32,00 g nas condições PTN
(pressão e temperaturas normais).
Densidade de um gás nas condições PTN
• Relaciona-se a massa molar do gás com o volume ocupado por este nas
condições PTN.
• Sabendo que
, tem-se que para uma mole de substância nas condições
PTN, a densidade será dada pela expressão:
• exemplo O2 a PTN
M=32g/mol e Vm=22,4 dm3
32
 
vem que:
22 ,4
 1,4 g / dm
3
Como varia a densidade da atmosfera em
altitude?
quanto maior a altitude  gases mais rarefeitos 
menor é o número de partículas por unidade de volume  menor
é massa por centímetro cúbico
À medida que aumenta a altitude, a densidade da
atmosfera diminui
Dispersões na Atmosfera
• Dispersão é uma mistura de duas ou mais substâncias, em que as partículas de
uma fase – fase dispersa estão disseminadas no seio de outra fase – fase
dispersante.
• Podem classificar-se:
Dispersões
Soluções
Colóides
Suspensões
Características das dispersões
Soluções
Colóides
Dimensão média
das partículas
inferior
a 1 nm
entre 1 nm
e 1µm
Visibilidade das
partículas
sistema
homogéneo
(não visíveis a
nenhum
microscópio)
sistema
heterogéneo
(visíveis ao
ultramicroscópio)
Exemplos
água
açucarada
ligas metálicas
tintas
geleia
Suspensões
superior
a 1 µm
sistema
heterogéneo
(visíveis ao
microscópio)
farinha
suspensa
em água
Tipos de dispersões coloidais
Podem ser:
• sol
• gel
• emulsão
• aerossol
• espuma
a classificação
depende das
características
da fase dispersante
e/ou da
fase dispersa
Tipos de dispersões coloidais
Fase
dispersante
Fase
dispersa
Tipo de
colóide
Exemplos
sólido
Sol sólido
Algumas ligas
e algumas pedras
preciosas, como,
por exemplo, o rubi
sólido
líquido
Emulsão
sólida
Queijo,
manteiga,
gelatina…
sólido
gás
Espuma
sólida
Miolo de pão,
pedra-pomes…
sólido
Tipos de dispersões coloidais
Fase
dispersante
líquido
líquido
líquido
Fase
dispersa
sólido
líquido
gás
Tipo de
colóide
Exemplos
Sol e gel
Amido em água,
tintas,
geleias…
Emulsão
Leite,
maionese…
Líquido Gás
Espuma
Espuma de barbear,
espuma na cerveja,
claras em castelo…
Tipos de dispersões coloidais
Fase
dispersante
Fase
dispersa
Tipo de
colóide
gás
sólido
Aerossol
sólido
Fumos,
poeiras…
Aerossol
líquido
Nevoeiro,
nuvens,
neblina,
spray…
gás
líquido
Exemplos
Composição quantitativa de soluções
É Importante indicar a quantidade dos componentes de
uma solução e não apenas referir quais são!
Revisões:
Formas de exprimir a concentração de uma solução:
Concentração mássica
(Cm)
Concentração (C)
Cm 
C 
(molar ou molaridade)
Relação
Concentração
e concentração mássica
m soluto
V solução
n soluto
V solução
Cm
Unidades:
SI: kg /m3
mais usual: g/dm3
Unidades:
SI: mol /m3
mais usual: mol/dm3
 C  M
Percentagem em massa
% (m / m ) 
m soluto
 100
m solução
Percentagem em volume
% (V / V ) 
V soluto
 100
V solução
ppm

m soluto
 10
6
ppm
m solução
Partes por milhão
ppm
ppm

V soluto
V solução
 10
6
ppm
xC 
Fracção Molar
x soluto
1
 x soluto
2
nC
n total
    x solvente
 1
Muita Atenção!!!
A densidade e a Massa Volúmica são uma características das substâncias!
Não são concentrações! Estão relacionadas com concentração de uma
solução mas podem-se calcular para substâncias e não apenas para
soluções!
Revisões:
Factor de diluição
f 
Ci
Cf
f 
Vf
Vi