Introdução
A química é uma ciência que se
utiliza em larga escala de símbolos e para entendê-la o estudante necessita
familiarizar-se com eles. Na aula de hoje, iremos entender o significado de
alguns termos importantes, tais como: índices e coeficientes.
Obs. O entendimento deste
assunto, agora no primeiro ano, será vital para a compreensão de um dos tópicos
que será tratado no ano que vem: Estequiometria de reação.
Faça os exercícios propostos com
bastante atenção.
Antes de iniciarmos este estudo
observe novamente um exercício feito por você na aula passada e que se encontra
na página 7, no meio da coluna 12, da primeira aula deste bimestre. Ele apresenta
os símbolos e os nomes dos vários elementos que iremos encontrar no decorrer
desta aula. Boa Sorte
Desenvolvimento teórico
Índices e Coeficientes
Índices
São números que indicam as
quantidades de átomos, de cada elemento, presentes em uma determinada molécula.
Exemplos
O2, P4, H4P2O7.
Os números que aparecem à direita
a abaixo dos símbolos são os índices de cada elemento presente na molécula.
Recordando - As moléculas são
representadas graficamente por fórmulas moleculares.
Substâncias simples e compostas.
Substâncias simples: são aquelas
constituídas por um único elemento químico.
Exemplo.
Formula molecular do Gás oxigênio O2 índice
= 2.
Vemos dois átomos de um único
elemento químico nesta única molécula de gás oxigênio.
Formula molecular do Gás ozônio O3 índice = 3.
Vemos três átomos de um único
elemento químico nesta única molécula de gás ozônio.
Formula molecular do Enxofre Rômbico S8 índice
= 8.
Vemos oito átomos de um único
elemento químico nesta única molécula de Enxofre Rômbico.
Exercícios
Observe as fórmulas moleculares a
seguir e escreva no local apropriado o número de elementos, o índice e o número
total de átomos de cada elemento químico presente.
Substância nº de elemento(s) índice(s) nº de átomo(s)
1. P2 ___ ___ ___
2. P4 ___ ___ ___
3. C6 ___ ___ ___
Por tratar-se de substâncias
simples (formada por um único elemento químico) a primeira coluna foi
totalmente preenchida com o número um.
Substâncias compostas: são
aquelas constituídas por mais de um elemento químico.
Exemplos
1. Substância nº
de elementos índices nº de átomos
H2SO4 3 2, 1, 4 7
Nesta única molécula de ácido
sulfúrico temos 3 elementos químicos. Os índices, 2, 1, 4, indicam:
2 átomos do elemento químico
hidrogênio,
1 átomo do elemento químico
enxofre,
4 átomos do elemento químico
oxigênio.
2. Substância nº
de elementos índices nº de átomos
NH4NO3 3
1, 4, 1, 3 9
Nesta única molécula de nitrato
de amônio temos 3 elementos químicos. Os índices, 1, 4, 1, 3, indicam:
1átomo do elemento químico
nitrogênio,
4 átomos do elemento químico
hidrogênio,
1 átomo do mesmo elemento químico
nitrogênio.
3 átomos do elemento químico
oxigênio.
Observe atentamente os parênteses* em uma fórmula
molecular, eles serão os responsáveis por uma dose extra de atenção dentro
deste assunto. Os átomos de elemento químico representados dentro de parênteses
apresentam, cada um, duas espécies de índices. Observe:
(OH)3 Dentro
dos parênteses índices: 1 e 1
Fora dos
parênteses índice: 3
Assim (OH)3 é, para
efeito de cálculo do número de átomos, igual a O3 e H3.
Para efeito exclusivo de contagem
de numero de átomos de cada elemento químico em uma fórmula molecular que
possui parênteses, faremos o seguinte: consideraremos como índice de cada
elemento o produto do índice deste elemento dentro dos parênteses com o
índice de fora dos parênteses.
3. Substância* nº
de elementos índices nº de átomos
Sn(OH)3NO3 4
1,
3, 3, 1, 3 11
Nesta única molécula de
trihidróxi nitrato de estanho temos 4 elementos químicos. Os índices, 1, 3, 3,
1, 3, indicam:
1 átomo do elemento químico
estanho,
3 átomos do elemento químico
oxigênio,
3 átomos do elemento químico
hidrogênio,
1 átomo do elemento químico
nitrogênio,
3 átomos do mesmo elemento
químico oxigênio.
Agora observe atentamente a
molécula do exemplo 4: Pb(NO3)4.
Veja: (NO3)4 Dentro
dos parenteses índices: 1 e 3
Fora dos
parenteses índice: 4
Assim (NO3)4
é, para efeito de cálculo do número de átomos, igual a N4 e O12.
4. Substância* nº
de elementos índices nº de átomos
.Pb(NO3)4 3 1,
4, 12 17
Exercícios
Observe as fórmulas moleculares a
seguir, escreva na primeira coluna o número de elementos. Na coluna do meio os
índices encontrados e, na coluna da direita, o total de átomos representados.
Substância nº de elementos índices nº de átomos
1. K3P _____ _______ __ ________
2. H4P2O7 _____ _______ __ ________
3. Pb3(PO4)4 _____ _______ __ ________*
Total de átomos em uma fórmula molecular
O exercício anterior nos mostrou que o índice de cada
elemento presente em uma fórmula molecular fornece o número de átomos daquele
elemento na referida fórmula e que o somatório destes índices o total de
átomos.
Vamos reforçar o
assunto com mais exemplos
K3PO4 3 átomos de K, 1 átomo de P, 4 átomos de O.
Como visto, somar os índices é
como somar a quantidade de átomos de cada elemento.
Vamos fazer agora a discriminação do
nº de moléculas, do número de elementos e do número de átomos de cada elemento
em uma fórmula molecular.
Importante. Uma fórmula molecular
também representa uma molécula da substância por ela representada.
Observem atentamente o exemplo a seguir.
Analise as fórmulas moleculares
abaixo preenchendo os espaços em branco.
H2O _1_ molécula _2_
elementos
_2_ átomos
do elemento químico __hidrogênio
_1_ átomos
do elemento químico __oxigênio
H2SO4 _1_ molécula _3_
elementos.
_2_
átomo(s) do elemento químico __hidrogênio.
_1_
átomo(s) do elemento químico __enxofre
_4_ átomo(s) do elemento químico __oxigênio.
Exercícios Analise a molécula abaixo e preencha os espaços em
branco. sugestão. Os
exercícios a seguir podem ser feitos em duas etapas:
a. Na primeira etapa preocupe-se em preencher somente os
valores numéricos de cada bloco.
b. Na segunda etapa preocupe-se em preencher os nomes dos
diversos elementos (consulte o exercício da página 7, coluna 13 da aula anterior).
1. H2S2O3 ___
molécula ___
elementos.
___ átomo(s) do elemento químico _____________.
___ átomo(s) do
elemento químico _____________.
___ átomo(s) do
elemento químico _____________.
2. Pb(OH)2SiO4 ___ molécula ___
elementos.
___
átomo(s) do elemento químico _____________.
___
átomo(s) do elemento químico _____________.
___
átomo(s) do elemento químico _____________.
___
átomo(s) do elemento químico _____________.
Responda
O que são índices?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Observem que nas fórmulas
moleculares os índices unitários não são escritos.
Então C1O1 = CO
Os índices 1 não são escritos.
Coeficientes
São números que indicam a
quantidade de moléculas.
Exemplo:
Quantas moléculas são
representadas em cada um dos itens abaixo.
3 O2 Três moléculas de gás
oxigênio.
2 O3 Duas moléculas de gás
ozônio.
4 H2SO4 Quatro moléculas de ácido
sulfúrico.
5 K4SiO4 Cinco moléculas de silicato de
potássio.
CO2 Uma
molécula de dióxido de carbono.
Observem que o coeficiente unitário também não é escrito.
1CO2 é semelhante á CO2.
Exercícios
Quantas moléculas são
representadas em cada um dos itens abaixo.
a. 5 SO2 ___
molécula (s)
b. 3 H2SO4 ___ molécula (s)
C. 1 Na4SiO4 ___ molécula (s)
D. Na4P2O7 ___ molécula (s)
Exercícios
Responda
O que são coeficientes?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Produto entre Coeficiente e
Índices.
Exemplos:
a. 5 O3 5
moléculas.
Nestas 5 moléculas temos:
5 X 3 = 15 átomos do elemento
químico oxigênio
b. 3 H2O 3
moléculas.
Nestas 3 moléculas temos:
3 X 2 = 6 átomos do elemento
químico hidrogênio
3 X 1 = 3 átomos do elemento
químico oxigênio.
c. 5 K2MgP2O7 5 moléculas.
Nestas 5 moléculas temos:
5 X 2 = 10 átomos do elemento
químico potássio
5 X 1 = 5 átomos do elemento
químico magnésio
5 X 2 = 10 átomos do elemento
químico fósforo
5 X 7 = 35 átomos do elemento
químico oxigênio.
Conclusão
O Produto entre o coeficiente de
uma molécula e o índice de um certo elemento químico fornecerá o número total
de átomos deste elemento.
Para quem
ainda não entendeu.
a. 5P4 Nestas
5 moléculas de fósforo
há: 1 elemento químico.
20 átomos do elemento químico fósforo
b. 5 Al4 (SiO4)3 Nestas 5 moléculas de silicato de
alumínio
há: 3 elementos químicos
20 átomos do elemento químico alumínio.
15 átomos do elemento silício.
60 átomos do elemento oxigênio.
Exercícios:
Verificar os totais de:
moléculas, elementos químicos, e de átomos, de cada elemento, em cada uma das
fórmulas moleculares abaixo.
a. KH2PO4 ___
molécula(s) ___
elementos.
___
átomos do elemento químico ______________.
___
átomos do elemento químico ______________.
___
átomos do elemento químico ______________. ___
átomos do elemento químico ______________.
b. 3AlOHSO4 ___
molécula(s) ___
elementos.
___
átomos do elemento químico ______________.
___
átomos do elemento químico ______________. ___
átomos do elemento químico ______________.
___
átomos do elemento químico ______________.
Obs. Não está faltando linhas
neste exercício que você acabou de fazer.
c. Pb(OH)2SiO4 ___ molécula(s) ___
elementos.
___
átomos do elemento químico ______________.
___
átomos do elemento químico ______________.
___
átomos do elemento químico ______________.
___
átomos do elemento químico ______________.
Obs. Não está faltando linhas
neste exercício que você acabou de fazer.
Se você ainda estiver
confuso leia ainda este exemplo comentado, se não, vá direto para o exercício.
Exemplo comentado
Verificaremos o número de
moléculas, de elemento químico e de átomos por molécula. Do total geral de
átomos encontrado verificaremos número total de átomos por cada elemento
químico.
6
H2SO4
Verificando primeiramente o
número de moléculas
6
moléculas. Observe que a molécula
apresenta coeficiente igual a 6!
Verificando o número total
de elementos químicos.
6
H2SO4
3
elementos químicos ( H, S, O, )
Verificando o número de átomos em
cada molécula. Basta observar e somar os índices
Índices: 2, 1,
4. Somando os índices: 2+1+4 = 7. Portanto, 7 átomos em cada molécula
Verificando o número total de
átomos na molécula.
6
H2SO4
6 moléculas
X 7 átomos por molécula = 42
átomos
Logo, nestas 6 moléculas temos representado um total de 42
átomos.
Podemos agora verificar o
número total de átomos por cada espécie de elemento químico.
6 H2SO4 = 42 átomos
Deste total de 42
átomos podemos observar que:
12 átomos pertencem ao elemento químico hidrogênio.
06 átomos pertencem ao elemento químico enxofre.
24 átomos pertencem ao elemento químico oxigênio.
Resumindo
Então a representação 6 H2SO4
Indica: 6 moléculas
3 elementos
químicos.
7 átomos
por molécula
6 moléculas
X 7 átomos por moléculas
Total de átomos = 42 átomos
Então, Nestas _6_ moléculas temos representado um total de _42_ átomos
Deste
total temos:
12 átomos do elemento químico hidrogênio.
06 átomos
do elemento químico enxofre.
24 átomos
do elemento químico oxigênio.
Total 42 átomos.
Exercícios.
Verifique e escreva no
local apropriado o número de moléculas, de elemento químico, de átomos por
molécula e o total de átomos. Do total de átomos obtido, discrimine o número de
átomos por cada espécie de elemento químico em cada uma das representações a
seguir.
a. Se a representação K2S2O3
Indica ___ molécula
___ elementos químicos
___ átomos por molécula
___ moléculas X ___ átomos
por molécula
Total de átomos = ___ átomos
Então
Nesta(s) única
molécula(s) temos representado um total de ___ átomos
Deste total,
temos:
___ átomos do elemento
químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
Então a
representação 3 K2S2O3
Irá indicar: ___ moléculas
___ elementos químicos.
___ átomos por molécula
___ moléculas X ___ átomos por molécula
Total de átomos = ___ átomos.
Nestas ___
moléculas temos representado um total de ___ átomos
Deste total,
temos:
___ átomos do elemento
químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
b. Se a representação KH2PO4
___ molécula
___ elementos químicos
___ átomos por molécula
___ moléculas X ___ átomos
por molécula
Total de átomos ___
átomos.
Então
Nesta(s) única
molécula(s) temos representado um total de ___ átomos
Deste total,
temos:
___ átomos do elemento
químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
Então a
representação 8 KH2PO4
Irá Indicar: ___ moléculas
___ elementos químicos.
___ átomos por molécula
___
moléculas X ___ átomos por
molécula
Total de átomos: ___ átomos.
Deste total,
temos:
___ átomos do elemento
químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
c. Se a representação 3
CH3CH2CH2CH2CH3
Indica ___ moléculas
___ elementos químicos
___ átomos por molécula
___ moléculas X ___ átomos
por molécula
Total de átomos: ___ átomos
Deste total,
temos:
___ átomos do elemento
químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
Então a
representação 7
Pb(OH)2(NO3)2
Irá Indicar: ___ moléculas
___ elementos químicos.
___ átomos por molécula
___ moléculas X ___ átomos
por molécula
Total de
átomos: ___ átomos.
Deste total temos:
___ átomos do elemento
químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
d. 2Pb(OH)2SiO4 ___ moléculas
___ elementos químicos
___ átomos por moléculas
___
moléculas X ___ átomos por molécula
Total de átomos: ___
átomos.
Deste total,
temos:
___ átomos do elemento
químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
Então a
representação 5
Pb(OH)2SiO4
Irá Indicar: ___ moléculas
___ elementos químicos.
___ átomos por molécula
___
moléculas X ___ átomos por molécula
Total de átomos: ___
átomos.
sendo: ___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
___ átomos do elemento químico __________.
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