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principais fĂłrmulas e conceitos de quĂmica para o Enem
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principais fĂłrmulas e conceitos de quĂmica para o Enem
Sumário • Distribuição eletrônica......................................8 • Eletroquímica......................................................8 • Atomística...........................................................9 • Termoquímica...................................................10 • Soluções............................................................10 • Equilíbrio químico............................................13 • Isometria óptica...............................................15 • Número de oxidação........................................15 • Radioatividade..................................................16 • Reações inorgânicas.........................................17
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Agora que o Enem está chegando, é muito importante dispor de estratégias bem definidas para não perder a oportunidade de obter uma boa pontuação. Além de estar com a capacidade analítica afiada, também é importantíssimo decorar — e entender — as principais fórmulas para as questões de Ciências da Natureza. As questões de Biologia, Física e Química estão entre as mais difíceis, e as notas da última edição do Enem comprovam isso. Então, para ajudar você a se organizar e não dar branco no dia da prova, separamos a seguir as principais fórmulas e conceitos de química para o Enem, uma das matérias que mais assustam os candidatos e que tem mais impacto na pontuação. Confira!
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RELAÇÕES NUMÉRICAS Cálculo da massa atômica a partir dos seus isótopos MA = _(A1 . %1) (A2 . %2) + ... + (An . %n)_ 100 MA = massa atômica A = massa do isótopo % = ocorrência do isótopo em %
Massa molecular Massa molecular = ∑MA
∑MA = somatória da massa dos átomos componentes
Número de mol n = _m_ MM n = número de mols (mol) m = massa (gramas) MM = massa molar (gramas)
Densidade d = _m_ v d = densidade m = massa V = volume
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Número de Avogadro
1 mol = 6,02 x 1023 unidades elementares
Volume molar
Nas condições normais de temperatura e pressão, 1 mol = 22,4L Nas condições ambientais de temperatura e pressão, 1 mol = 25L
UNIDADES DE CONCENTRAÇÃO Concentração comum (C) C=m V C = concentração comum (g/L) m = massa do soluto (gramas) V = volume (litros)
Concentração molar (M) M=n V M= __m__ MM.V M = concentração molar (mol/L) n = número de mols (mol) V = volume (litros) m = massa do soluto (gramas) MM = massa molar do soluto (gramas) Porcentagem em massa = X % (m/m) X gramas soluto em 100 gramas de solução
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Porcentagem em volume = X % (V/V) X mililitros de soluto em 100 mililitros de solução Porcentagem em massa/volume = X% (m/V) X gramas de soluto em 100 mililitros de solução Ppm (parte por milhão) ppm = _mg soluto (massa)_ = _mg soluto (massa)_ kg solução (massa) litros (volume) mg = miligrama kg = kilograma Ppb (parte por bilhão) ppb = _mg soluto (massa)_ = _mg soluto (massa)_ ton solução (massa) m³ (volume) mg = miligrama kg = kilograma ton = tonelada m³ = metros cúbicos (1m³ = 1000 litros)
Relação entre as unidades
(molaridade, densidade, título e massa molar) C = M.mol = 10.%.d
C = Concentração comum M = Molaridade mol = massa molar % = % título em massa d = densidade
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DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA Distribuição por nível
K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 32, P = 18, Q = 2 Distribuição em subníveis Diagrama de Pauling 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s
ELETROQUÍMICA O sentido do fluxo dos elétrons é sempre do ânodo para o cátodo, tanto na pilha quando na eletrólise.
Pilha
Processo espontâneo: gera corrente elétrica Cátodo (polo positivo): ocorre a redução
Anodo (polo negativo): ocorre a oxidação DDP (diferença de potencial sempre positiva): ∆Eº = Eº red + Eº oxi ∆Eº = (Eº red maior) - (Eº red menor)
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Eletrólise Processo não espontâneo: precisa do fornecimento de uma corrente elétrica para acontecer Cátodo (polo negativo): ocorre a redução Anodo (polo positivo): ocorre a oxidação
DDP (diferença de potencial sempre negativa): ∆E°=(E°red menor) – (E°red maior)
ATOMÍSTICA A=n+Z Quando a espécie é neutra: p = e = Z Neutro: P = e Íon: P ≠ e Cátions: P > e Ânions: P < e A = massa atômica Z = número atômico n = número de nêutrons p = número de prótons e = número de elétrons PNA Isótopo = ≠ ≠ Isóbaro ≠ ≠ = Isótono ≠ = ≠
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TERMOQUÍMICA Endotérmica (absorve calor): ∆H > 0 Exotérmica (libera calor): ∆H < 0 1 cal = 4,186 J Cálculo da variação de entalpia: ∆H = H produtos – H reagentes Entalpia de ligação: ∆H = H reagentes - H produtos Ligação dos reagentes é quebrada = absorve calor, sinal positivo Ligação dos produtos é formada = libera calor sinal negativo
Lei de Hess O valor da variação da entalpia (∆H) para uma certa reação química é sempre o mesmo, independentemente do modo como é realizada, pois depende apenas dos estados inicial e final.
SOLUÇÕES Diluição
Ci . Vi = Cf . Vf Mi. Vi = Mf . Vf Ci = concentração inicial (g/L) Cf = concentração final (g/L) Mi = molaridade inicial (mol/L) Mf = molaridade final (mol/L) Vi = volume inicial (todos em litros ou todos em mililitro) Vf = volume final (todos em litros ou todos em mililitro)
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Mistura de solutos iguais
Ci1 . Vi1 + Ci2 . Vi2 + ... + Cin . Vin = Cf . Vf Mi1 . Vi1 + Mi2 . Vi2 + ... + Min . Vin = Mf . Vf
Mistura de solutos diferentes que não reagem
Cada composto que não reage sofre diluição. Ci . Vi = Cf . Vf Mi . Vi = Mf . Vf
Titulação
Ma . Va . Xa = Mb . Vb . Xb Ma = molaridade do ácido (mol/L) Mb = molaridade da base (mol/L) Va = volume do ácido (todos em litros ou todos em mililitro) Vb = volume da base (todos em litros ou todos em mililitro) Xa = quantidade de hidrogênio ionizáveis do ácido Xb = quantidade de hidroxilas dissociáveis da base
CINÉTICA QUÍMICA Reação
aA + bB ↔ cC + Dd
Velocidade média da reação Vm reação = _∆ [ ]_ X X = coeficiente do seu balanceamento
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Velocidade média Vm = _∆ [ ]_ T Vm = velocidade média ∆H = [ ] inicial – [ ] final t = tempo
Lei da velocidade V = k . [reagentes]x V = velocidade k = constante de velocidade [reagentes] = concentração dos reagentes x = coeficiente estequiométrico (para reações elementares)
Condições para a ocorrência de uma reação Contato entre os reagentes, afinidade química e colisão efetiva Fatores que alteram a velocidade de reação
Superfície de contato
Temperatura – Fator de Van’t Hoff: um aumento de 10ºC na temperatura do sistema irá duplicar a velocidade da reação Concentração Catalisador
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EQUILÍBRIO QUÍMICO Kc (constante de equilíbrio em relação a concentração) Kc = _[produtos]_x_ [reagentes] y x e y = coeficientes estequiométricos Kp (constante de equilíbrio em relação à pressão parcial) Kc = _[p produtos]_x_ [p reagentes] y p = pressão parcial x e y = coeficientes estequiométricos
Relação entre Kp e Kc Kc = Kp . (R . T) -∆n Kp = Kc . (R . T) ∆n R = constante geral dos gases = 0,082 T = temperatura (Kelvin) n = variação do número de mols Ka (constante de acidez) Ka = _[produtos]_x_ [reagentes] y x e y = coeficientes estequiométricos Kb (constante de basicidade) Kb = _[produtos]_x_ [reagentes] y x e y = coeficientes estequiométricos Kw (constante de ionização da água) Kw = 10-14
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Valor em condições normais de temperatura e pressão Kps (constante de produto de solubilidade) Kps = [produtos]x x = coeficiente estequiométrico Kh (constante de hidrólise) Para um sal derivado de uma base forte e de um ácido fraco: Kh = _Kw_ Ka Para um sal derivado de uma base fraca e de um ácido forte: Kh = _Kw_ Kb Para um sal derivado de uma base fraca e de um ácido fraco: Kh = __Kw__ Ka.Kb
FUNÇÕES INORGÂNICAS Base
Me(OH)x Me = metal ou NH+4 X = nox do metal
Tipos de ácido
Hidrácido (sem Oxigênio) HxA Oxiácido HxAy A = ametal ou metal nox +5, +6 e +7 Sal
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CxAy Óxido XyO-2z Peróxido XyO-1z Superóxido XyO-1/2z X = metal, ametal ou hidrogênio
ISOMETRIA ÓPTICA Isômeros opticamente ativos 2n Isômeros opticamente inativos 2n-1 n = número de carbonos quirais ou assimétricos
NÚMERO DE OXIDAÇÃO Nox Fixo Família 1 e Ag = +1 Família 2, Zn e Cd = +2 Al = +3 F = -1 Nox Variável Hg e Cu = +1 ou +2 Fe, Co e Ni = +2 ou +3 Au = +1 ou +3
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Pb, Pt e Sn = +2 ou +4
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RADIOATIVIDADE Partículas subatômicas Alfa = α42 Beta = β0-1 Gama = γ00 Próton = p11 Nêutron = n10 Elétron = e0-1 Pósitron = β0+1 Meia-vida Qf = Qi / 2p Qf e Qi = pode ser mf e mi, se a quantidade for em massa; nf e ni, se for em número de mols P = números de meias-vida.
pH e pOH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 PH ----------|----------|----------|----------|----------|----------|---------|----------|----------|----------|----------|----------|----------|---------|----------| 10° 10¯¹ 10¯² 10¯³ 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 [H+(aq)] ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
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soluções ácidas soluções neutras soluções alcalinas 25°C 25°C 25°C pH (potencial hidrogeniônico) pH = - log [H+] [H+] = concentração de H+ pOH (potencial hidroxiliônico) pOH = - log [OH-] [OH-] = concentração de OH[H+] [H+] = M . Xa . α [OH-] [OH-] = M . Xb . α M = molalidade (mol/L) Xa = quantidade de hidrogênios ionizáveis do ácido Xb = quantidade de hidroxilas dissociáveis da base ¬¬α = grau de ionização do ácido ou α = grau de dissociação da base pH + pOH = 14, se a temperatura for de 25°C
REAÇÕES INORGÂNICAS Adição ou síntese R1 + R2 + Rn → Produto Decomposição ou análise Reagente → P1 = P2 = P Simples troca ou deslocamento AB + C → CB + A Dupla troca ou permutação
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AB + CD → AD + CB
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