Resolução: Oxidação do Estanho

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1. Quais os números possíveis de oxidação do estanho? Por que ele possui mais de um estado de oxidação?

O estanho pode apresentar nox +4 e +2, pois pode não ser vantajoso perder 2 elétrons (outro par) já que a energia necessária é maior que a energia reticular. (Efeito do par inerte).

1. Explique como o carbono forma as ligações nos seguintes compostos: C2H6, C2H4 e C2H2.

O C2H6 faz hibridização sp3, com 7 ligações sigma. O C2H4 faz hibridização sp2, com 5 sigmas e 1 pi. O C2H2 faz hibridização SP, com 3 sigmas e 2 pi.

1. Quais as propriedades do carbono que o permitem formar uma grande variedade de compostos? Explique-as

O carbono tem valência igual a 4, a ligação entre os átomos iguais são tão fortes quanto suas ligações com outros elementos e o efeito catenado é cineticamente inerte quando comparado com outras moléculas. Além de seus orbitais atômicos serem pequenos.

1. Por que o carvão ativado é um bom adsorvente?

Porque ele é composto de poros de diversos tamanhos, que retêm as impurezas da substancia a ser filtrada. Uma elevada área superficial especifica, presença de sítios adsorventes na superfície.

1. Justifique as diferenças entre os valores de densidade, dureza e condutividade do diamante e grafite.

A estrutura do diamante é cubica com ligações simples, já o grafite é hexagonal formada pelas estruturas sobrepostas por fracas forças intermoleculares. Isso nos permite afirmar que o grafite é menos denso, pois tem mais espaços entre suas ligações e é menos duro pois tem forças intermoleculares, enquanto o diamante ligações covalentes. O carbono grafite faz ligações sp2, assim os elétrons da ligação pi ficam deslocados, permitindo a condução, e o diamante faz ligações sp3 (não conduz eletricidade), mas é um bom condutor térmico devido a sua estrutura tridimensional.

1. Como o CO2 ajuda a manter a temperatura média do planeta? Por que o CO2 é um gás estufa e o N2 e O2 não?

O CO2 absorve calor na faixa do infravermelho, enquanto o O2 e N2 não são capazes disso. Logo ele ajuda a mantes o planeta aquecido, repassando para a terra o calor absorvido.

*Absorver ou não está relacionado com o dipolo da molécula.

1. Explique por que o CO forma um complexo com o ferro presente na hemoglobina.

Forma um complexo mais estável com o ferro do que o oxigênio. A ligação C-O possui um par de elétrons que pode ser compartilhado com o metal porem é muito fraca, não explica sozinha o por quer de ser estável. Porém o CO também possui orbitais pi antiligantes vazios que podem se sobrepor aos orbitais do ferro.

1. Explique o que acontece quando o CO2 é borbulhado em uma solução de Ca(OH)2. O que acontece se um excesso de CO2 for borbulhado?

Há a formação de CaCO3 mais água. Como na reação seguinte: Ca(OH)2  + CO2 → CaCO3 + H2O, o CaCO3 é insolúvel e precipita. A adição de CO2 ao CaCO3 forma Ca(HCO3)2 que é solúvel, a reação é a seguinte: CaCO3 + CO2 → Ca(HCO3)2.

1. Explique a estrutura das zeólitas e indique algumas aplicações desses materiais.

A Zeólita tem estrutura bastante aberta, que permite a troca de certos íons e tem alta área superficial. Ela serve como adsorvente, catalisador e peneira molecular.

1. Por que o CO2 é um gás e o SIO2 é um sólido? Explique a estrutura desses compostos.

O SiO2 tem sua estrutura formada por ligações entre átomos, que são extremamente fortes. Enquanto o CO2 faz ligações intermoleculares com suas moléculas, as ligações intermoleculares são mais fracas que as entre átomos. Além que a energia da ligação Si-O é mais forte que a do C-O e os compostos de Si são mais estáveis.

1. Explique o que são semicondutores tipo P e tipo N, dando exemplos.

Os semicondutores tipo P e N funcionam como uma dopagem, ou seja, a condução ocorre devido à adição de um elétron ou de uma vacância (buraco).

No semicondutor tipo N (negativo), há a adição um átomo de algum elemento que tenha quantidade maior de elétrons do que o elemento semicondutor, sendo assim um átomo doador. O excesso de elétrons faz com que eles migrem de uma vacância para outra, fazendo um fluxo e gerando energia.

Já no caso do semicondutor tipo P (positivo), há a adição de um elemento que tenha menos elétrons que o elemento semicondutor, átomo receptor. Esse átomo faz com que haja uma vacância de sobra, logo os elétrons migram para preenche-la e fazem assim um fluxo, gerando energia.

1. Por que a condutividade de um semicondutor aumenta com a temperatura?

Porque a temperatura diminui o GAP de energia, logo diminui a distancia da camada de valência para a camada de condução. Fazendo a criação de elétron/vacância.

1. A partir da hematita, que é o óxido de ferro, explique a redução carbotérmica e justifique por que se utiliza esse processo para obtenção de ferro e não se utiliza para obter alumínio a partir da bauxita?

A energia livre de Gibbs é positiva para a obtenção do alumínio através da redução carbotérmica da bauxita. E no ferro o CO é um bom agente redutor e tem orbital antiligante vazio que pode ser preenchido pelo Fe.

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1. Sobre a produção de Amônia, responda:

1. Como podemos produzi-la no laboratório?

Obtida através da reação entre sal de amônio e NaOH.

NH4CL (aq) + NaOH(aq) → NH3(g) + H2O(l) + NaCl(aq)

1. Escreva sobre o processo Haber Bosch de produção industrial da Amônia e discuta as condições necessárias para obtenção desse produto, com base no princípio de Le Chatelier.

A produção industrial da amônia tem como reação global a seguinte: