Qual é a diferença entre modelos atômicos?

aluno:

No átomo de Thomson, os elétrons estão distribuídos pelo átomo de forma homogênea e como passas em um pudim. Meu professor disse que a principal diferença desse modelo atômico com os demais é que ele não é homogêneo, mas sim, heterogêneo. Então, este modelo é ou não homogêneo?

tutor:

Olá Yohanna.

Thomson encontrou através de seu experimento uma distribuição homogênea dos elétrons.

Você se lembra de como ele aplicou o termo heterogêneo?

aluno:

Não. Anotei que este modelo atômico era semelhante ao de Dalton, mas uma diferença era em ser heterogêneo.

tutor:

Talvez ele tenha quisto dizer que a heterogeneidade viria da representação única de uma esfera formada tanto por cargas positivas quanto negativas. De fato, isso difere das demais, visto que Dalton postulou como partículas indivisíveis e imutáveis e Rutherford já passou a considerar o átomo composto de duas partes, o núcleo e a eletrosfera.

aluno:

Ok. Obrigada!

tutor:

De nada, mais algo?

aluno:

Sim. Sobre as Leis Volumétricas de Gay-Lussac, não entendi esta parte de volume, onde: os reagentes gasosos são o Oxigênio 1 volume + Hidrogênio 2 volumes produzindo Água 2 volumes.

tutor:

Seria 2H2 + 1O2 = 2H2O?

A primeira lei postula que, em condições ideais de pressão e temperatura, os volumes dos gases mantêm-se em proporções fixas (tanto entre reagentes quanto produtos).

Portanto, se queremos obter 2 L de H2O, será preciso obedecer a proporção de 2 litros de H2 e 1 litro de O2 para consegui-lo. O mesmo se aplica para múltiplos (16 L de H2 combinados a 8 L de O2 geram 16 L de H2O).

Apesar de aparentemente controverso, a combinação de 3 L de gás (1 L de O2 e 2 L de H2) gerar 2 L de H2O foi provada real depois com Avogadro, que a combinação dos átomos manteria a proporção (frente ao desprezível tamanho das moléculas e o amplo espaço entre elas).

Conseguiu entender?

aluno:

sim!

(MACKENZIE) o

Os volumes de gás nitrogênio e de gás oxigênio necessários para a síntese de 8L de pentóxido de dinitrogênio, considerando que todos os gases estão nas mesmas condições de temperatura e pressão, são, respectivamente, 2N2 + 5 O2 produzindo 2 N2 O5

não sei como respondê-la

tutor:

Ok, perceba que a proporção é 2:5:2 (2 N2 + 5 O2 = 2 N2O5).

Logo, para gerar 8L de pentóxido de dinitrogênio, basta pegarmos a proporção acima e multiplicá-la por 4, obtendo 8:20:8 (8 N2 + 20 O2 = 8 N2O5).

aluno:

então, a resposta é 8L e 20L ?

tutor:

Sim.

aluno:

Ok. Entendi. Obrigada!

tutor:

Mais algo, Yohanna?

aluno:

Hidrogênio 3 volumes + Nitrogênio 1 vol = Amônia 2 vol

a proporção é 1:1:1 ?

tutor:

3 H2 + 1 N2 = 2 NH3. Proporção é 3:1:2.

aluno:

ok

Que volume, em litros, de amônia é obtido sabendo-se que reagiram 1,5 dm3 de hidrogênio com nitrogênio em excesso?

tutor:

Bom, tendo em vista que o volume de hidrogênio é o limite da equação, usaremos a proporção acima, porém dividida pela metade.

Dessa forma, 1,5 dm3 de H2 reagirá com 0,5 dm3 de N2 e produzirá 1 dm3 de NH3.

E 1 dm3 equivale a 1 L.

aluno:

Por que produzirá 1 dm3?

tutor:

Pois a equação de proporção isovolumétrica dos gases segue a orientação de 3 volumes de H2 combinados a 1 volume de N2 gerando 2 volumes de NH3. Ao delimitar o volume de de H2 para 1,5 dm3 (ou 1,5 L), só poderá, conforme a proporção, gerar 1 L de NH3.

Perceba que ao usar a proporção, o total de átomos de cada elemento mantém-se o mesmo.

Mesmo que haja gás nitrogênio em excesso, o limitante de H2 determina que somente 0,5 L de N2 será combinado com 1,5 L de H2 para gerar 1 L de NH3.

Entendeu?

aluno:

E qual é o excesso de nitrogênio?

tutor:

Não se sabe, a questão somente propõe que apesar da proporção, deve sobrar gás nitrogênio.

aluno:

Entendi.

Essa conversa ficará salva?

tutor:

Sim, ao menos para mim fica.

aluno:

Ok.

tutor:

Precisas de ajuda em mais alguma questão?

aluno:

Adicionando-se 4,5g de gás hidrogênio a 31,5g de gás nitrogênio, originam-se 25,5g de amônia, sobrando ainda nitrogênio que não reagiu. Para se obter 85g de amônia, qual quantidade de hidrogênio e de nitrogênio é necessária?

tutor:

Ok, nossa proporção 3:1:2 refere ao número de mols/volumes de cada gás. Para massa, precisamos saber a massa atômica e aplicar na proporção.

Logo, 6 gramas de H2 (de 3 H2) combinados com 28 gramas de N2 (de 1 N2) geram 34 gramas de NH3 (de 2 NH3).

Logo, podemos aplicar duas regras de três para descobrir a massa de H2 e de N2 necessárias, ou simplesmente dividir 85 por 34 para descobrir o fator comum de multiplicação das massas.

Nesse caso, a proporção de massas 6 g de H2 + 28 g de N2 = 34 g de NH3 foi multiplicada por 2,5. A resposta final será 15 g de H2 + 70 g de N2 formam 85 g de NH3.

aluno:

a proporção 3:1:2 é fixa para gás Hidrogênio, gás Nitrogênio e amônia?

tutor:

Sim, quando se fala em número de mols/volume.

aluno:

Ok.

Esses 4,5g H2, 31,5g N2 e 15,5g de amônia não são utilizados?

tutor:

Poderias partir teu raciocínio dali também, porém por não teres ao certo quanto de gás nitrogênio seria usado, preferi partir da equação padrão para chegar à proporção.

Para aqueles valores, a proporção em massa é multiplicada por 0,75, tendo 4,5 g de H2 combinados a 21 g de N2 que formam 25,5 g de NH3.

aluno:

Então, a equação padrão é 6 gramas de H2 (de 3 H2), 28 gramas de N2 (de 1 N2) e 34 gramas de NH3 (de 2 NH3) ?

tutor:

Isso, a anterior se aplica para o balanço de volume/mol e essa última para o balanço de massa.

Como posso ajudar?

aluno:

Ok.

Desculpa, mas me confundi com essa parte do balanço de volume/mol e o balanço de massa.

tutor:

Certo, que parte não ficou clara?

aluno:

Como funciona cada uma.

tutor:

Ok, a equação base é 3 H2 + 1 N2 = 2 NH3. O que significam os números em frente aos gases? Eles simbolizam a quantidade de moléculas que são necessárias para realizar a equação.

Esse mesmo número também é equivalente ao número de mols de cada gás e o volume de cada gás para, segundo a proporção estequiométrica, haver reação.

Como vimos lá em cima, esses gases, sob condições ideais, seguem a proporção isovolumétrica de Gay-Lussac e vão ao encontro ao proposto pela constante de Avogadro.

A partir disso, se uma proporção entre volumes e número de mol é possível, pode-se também fazê-la para distribuição de massas.

Sabendo que o mol do gás hidrogênio (H2) é composto de dois átomos de peso molecular aproximado a 1, tem-se que, para obedecer a proporção já estabelecida de 3:1:2 com mols, 6 gramas de gás hidrogênio equivalerem a 3 mols desse gás. O mesmo raciocínio se aplica ao gás nitrogênio e à amônia.

Você compreende o conceito do que é um mol?

aluno:

Então, 3:1:2 são os mols?

tutor:

Isso, e também os volumes.

aluno:

Ok 🙂

Obrigada, Leonardo! Tenha uma boa noite.

tutor:

De nada, boa noite, boa Páscoa e bons estudos!

aluno:

Obrigada e igualmente!

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