Profa. Graça Porto
Química
Professora: Graça Porto
Quibio
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O Que é Química?O Que é Química?
Química é uma Ciência Experimental que estuda a estrutura, composição e a transformação da matéria.
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O Método Científico
LEIS EXPERIMENTAIS
TEORIAS & MODELOS
HIPÓTESES
OBSERVAÇÕES
EXPERIÊNCIAS
CIÊNCIA: é o conjunto de atividades que visam observar, experimentar, explicar e relacionar os fenômenos da natureza, criando leis, teorias e modelos cada vez mais gerais, que nos permitam prever e controlar os fenômenos futuros.
Tecnologia: é a ciência aplicada
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ESTRUTURA DA MATÉRIA
A matéria é formada por moléculas, que por sua vez são formadas por partículas minúsculas chamadas de átomos.
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Elementos QuímicosÁtomos
Nome Símbolo Natureza
Ferro Fe Fe3O4
Cálcio Ca CaCO3
Prata Ag (Argentum) Ag
Oxigênio O O2
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Átomos & Moléculas
H + H H H
H H
H + H + O O
Átomos Moléculas
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Simples Composta
Substância Pura
Homogênea Heterogênea
Mistura
Sistemas Materiais
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Substâncias Puras
SIMPLES COMPOSTA
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MISTURAS
HETEROGÊNEAHOMOGÊNEA solução
ÁGUA + AREIAAR
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CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA
SISTEMAS HOMOGÊNEOS
SISTEMAS HETEROGÊNEOS
SUBSTÂNCIAS PURAS
MISTURAS DE UMA FASE
MISTURAS DE MAIS DE UMA
FASE
SUBSTÂNCIAS EM MUDANÇA
DE ESTADO
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OUTROS CONCEITOSOUTROS CONCEITOS
ATOMICIDADE
VARIEDADE ALOTRÓPICA
FENÔMENOS (Transformações):
QUÍMICOS E FÍSICOS
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ATOMICIDADEATOMICIDADE
Atomicidade Substâncias
Monoatômica He, Ne, Ar, Kr
Diatômica H2, N2, HCl, CO
Tetratômica P4 (fósforo branco)
Indeterminada P(verm), C(graf), metais
Atomicidade se refere ao número de átomos que compõem uma substância
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VARIEDADE ALOTRÓPICAVARIEDADE ALOTRÓPICA
C(grafite) C(diamante)
estrutura amorfa estrutura cristalina
Variação na arrumação dos átomos
Variação na atomicidade
O2 (Oxigênio) O3 (Ozônio)
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FENÔMENO QUÍMICOFENÔMENO QUÍMICO
Combustão do álcool etílico
H3C- CH2- OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
Reagentes Produtos
O fenômeno químico transforma a natureza íntima da matéria.
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FENÔMENO FÍSICOFENÔMENO FÍSICO
SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO
SUBLIMAÇÃO
FUSÃO
CONDENSAÇÃO
VAPORIZAÇÃO
SOLIDIFICAÇÃO
Estados físicos da matéria
O fenômeno físico não altera a natureza da matéria
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EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO1. Considere os sistemas a seguir, em que os átomos
são representados por esferas:
Determine onde encontramos: a) Substância pura; b) Mistura; c) Somente substância simples; d) Somente substância composta.Considere apenas o sistema III, determine: a) O número de átomos presentes; b) O número de elementos químicos; c) O número de moléculas; d) O número de substâncias; e) O número de substâncias binárias; f) O número de substâncias diatômicas.
I II III IV
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2. Considere o sistema representado abaixo. Pode-se descrever o sistema em questão como constituido por:
a) Três fases e um componente.
b) Duas fases e dois componentes.
c) Três fases e dois componentes.
d) Três fases e três componentes.
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3. Os diferentes tipos de matéria podem ser classificados em dois grupos: Substâncias puras e misturas. As substâncias puras podem ser simples e compostas. Considerando esse modo de classificação, pode-se afirmar:
(01) O ar atmosférico é uma substância pura . (02) A água é uma substância simples. (04) O sangue é uma mistura. (08) Uma solução de açúcar é uma mistura (16) O oxigênio e o ozônio são substâncias distintas, embora constituídas por átomos de um mesmo elemento. (32) A matéria que contém três tipos de moléculas é uma substância composta. (64) A matéria que contém apenas um tipo de molécula é uma substância simples, mesmo que cada molécula seja formada por dois átomos diferentes.
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4. Observe os seguintes fatos:
I – Uma pedra de naftalina deixada no armário. II – Uma vasilha com água deixada no freezer. III – Uma vasilha com água deixada no fogo. IV – O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido.
Nestes fatos estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos:
a) I – sublimação, II – solidificação, III – vaporização, IV – fusão. b) I – sublimação, II – solidificação, III – fusão, IV –vaporização. c) I – fusão, II – sublimação, III –vaporização, IV – solidificação. d) I – vaporização, II- solidificação, III – fusão, IV – sublimação. e) I – vaporização, II – sublimação, II –fusão, IV – solidificação.
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5. Qual dos fenômenos a seguir não envolve reações químicas?
a) Fusão de gelo.
b) Digestão de alimentos.
c) Combustão.
d) Queima de vela.
e) Explosão de dinamite.
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PROPRIEDADES DA MATÉRIA
PROPRIEDADES GERAIS
PROPRIEDADES FUNCIONAIS
PROPRIEDADES ESPECÍFICAS:
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PROPRIEDADES GERAIS
Massa
Volume
Inércia
impenetrabilidade
Dureza
As propriedades gerais são comuns a todos os materiais.
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PROPRIEDADES FUNCIONAIS
Hidrocarbonetos são inflamáveis.
Os ácidos têm sabor azedo.
Os sais fundidos conduzem corrente elétrica.
As propriedades funcionais são aquelas apresentadas por um grupo de substâncias,
chamado função química .
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PROPRIEDADES ESPECÍFICAS
Ponto de Fusão / Solidificação
Ponto de Ebulição / Liquefação
Densidade ou Massa Específica
Coeficiente de Solubilidade
As propriedades específicas caracterizam cada tipo de substância .
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Ponto de Fusão / Solidificação
Ponto de Fusão é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido.
Ponto de Solidificação corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes. Obs. O PF e o PS são obtidos em uma dada pressão, quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica
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Ponto de Ebulição / Liquefação
Ponto de Ebulição é a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso.
Ponto de liquefação corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes.
Obs. O PE e o PL são obtidos em uma dada pressão, quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica
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Curva de Aquecimento da água
Curva de Aquecimento da água
S
L
L e GG
T°C
100
0
- 20
tempo
S e L
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Curva de Resfriamento da água
Curva de Resfriamento da água
S
L
L e GG
T°C
100
0
- 20
tempoS e L
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Curvas de Misturas ComunsCurvas de Misturas Comuns
Aquecimento Resfriamento
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Curvas de Misturas EutéticasCurvas de Misturas Eutéticas
Resfriamento
PS
Aquecimento
PF
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Curvas de Misturas AzeotrópicasCurvas de Misturas Azeotrópicas
Aquecimento
PE
Resfriamento
PL
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Influência da PressãoInfluência da Pressão
Quanto maior a pressão maior o Ponto de Ebulição
P
T >T
>P
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Influência da AltitudeInfluência da Altitude
Quanto maior a Altitude menor o Ponto de Ebulição
> A < P < T
A P T
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Densidade
Densidade é a relação da massa pelo volume de uma substância a uma dada Temperatura e Pressão:
d = m / V
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Influência da Temperatura
T
V1
>T
V2
> T > V < densidade
Profa. Graça Porto> P < V > densidade
Influência da PressãoInfluência da Pressão
P
>P
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A DENSIDADE é maior quanto maior o estado de agregação da matéria
Influência do Estado Físico da Substância
sólido > líquido > gasosoAumento do volume
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Exceções a Regra
• Água líquida é mais densa que o gelo.
• Prata, Ferro e Bismuto, todos diminuem de volume quando fundidos, portanto fase líquida mais densa.
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Transformação de Unidades
T Kg g mg
X 103 X 103 X 103
KL L mL µL
X 103 X 103 X 103
m3 dm3 cm3 mm3
Unidade de massa
Unidade de Volume
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Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:1) Dada a tabela:
PF PE
Clorofórmio – 63°C 61°C
Fenol 43°C 182°C
Cloro – 101°C – 34,5°C
Determine o estado físico de cada substância nas condições ambientes ( 25°C e 1 atm).
Clorofórmio
Fenol
Cloro
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Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:2) Com relação ao gráfico, indique as proposições verdadeiras:
(01) O gráfico representa o aquecimento de substância pura. (02) O ponto de fusão da substância é 85°C. (04) O ponto de solidificação da substância é 20°C. (08) Na temperatura ambiente (25°C) a substância é sólida. (16) Entre 35 e 50 minutos (intervalo DE) a substância forma um sistema bifásico. (32) Se o gráfico dado mostrasse apenas o intervalo AD, referente ao aquecimento de um sólido, nada poderíamos afirmar sobre a pureza do mesmo.
0 10 25 35 50 tempo (min)
T°C
+ 85
+ 20
+ 10
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Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:
tempo (min)
T1
BT°C
T2
A
(01) Se a amostra A e B forem idênticas, então a pressão é diferente para cada experiência. (02) Se a pressão é a mesma, então A e B poderão ser amostras idênticas em quantidades diferentes. (04) A e B são substâncias puras. (08) A e B podem ser misturas. (16) Se A e B são amostras idênticas, A foi realizada numa pressão maior que B. (32) Se A e B são amostras idênticas, A foi realizada numa altitude menor que B. (64) B pode ser uma substância pura e A, ser uma mistura azeotrópica.
3) O gráfico está representando a ebulição de duas amostras, iguais ou diferentes, em experiências distintas realizadas cada uma a pressão constante. As quais foram realizadas em sistemas abertos.
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Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:4) Responda a essa questão considerando três frascos
contendo massas iguais de líquidos diferentes, A, B e C, cujos valores de densidade em g/mL são respectivamente: 0,8; 1,0; 1,2.
I
II
III
A alternativa que indica cada frasco com seu respectivo líquido é:
a) I – A, II – B, III – C.
b) I – A, II – C, III – B.
c) I – B, II – C, III – A.
d) I – B, II – A, III – C.
e) I – C, II – B, III – A.
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Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:5) (UFMG) As figuras abaixo representam densímetros como os
usados em postos de gasolina. O primeiro contém etanol puro (d = 0,8g/cm3). Dos dois restantes, um está cheio de etanol e água e o outro gasolina (d = 0,7g/cm3), não estão necessariamente nessa ordem. Com base nessas informações, pode-se afirmar corretamente que:
a) A densidade da bola preta é maior que 1g/cm3
b) A densidade da bola branca é menor que 0,8 g/cm3.
c) A mistura no densímetro II, tem densidade menor que 0,8g/cm3.
d) A mistura no densímetro III, contém água.
e) As duas bolas apresentam densidade menores que 0,7g/cm3.
I
II
III
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Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:
6) Uma torneira defeituosa goteja a cada 36 segundos. Sabendo-se que cada gota de água pesa 0,25g, quanto tempo levará para encher uma lata de 0,01 m3 ?
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Coeficiente de Solubilidade - CS
Em geral é considerada como sendo a massa em gramas possível de ser solubilizada em 100 g de água, em uma dada Temperatura e pressão.
Obs. Quando a temperatura / pressão não são indicadas, considera-se a temperatura de 25°C e pressão de 1 atm.
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1L de água a 0°C
1L de água a 0°C
1L de água a 0°C
357 g de NaCl
SOLUÇÕES Misturas Homogêneas
• CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H2O
• CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H2O
200 g de NaCl 400 g de NaCl
Saturada
Saturada com corpo de fundo
insaturada
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SOLUÇÃO SUPERSATURADA
1L de água a 0°C
1L de água a 25°C
1L de água a 0°C
400 g de NaCl
Supersaturada
• A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C.
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CURVAS DE SOLUBILIDADE
CS (g/100g de água)
Comportamento normal
Comportamento anormal
CS1
T1T°C
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Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:1) A 18°C a solubilidade de uma substância X é
de 60g/100mL de água. Nessa temperatura 150g de X foram misturados em 200mL de água . O sistema obtido é:
a) Heterogêneo com uma fase.
b) Homogêneo com duas fases.
c) Uma solução aquosa com corpo de fundo.
d) Heterogêneo com três substâncias.
e) Apenas uma solução aquosa.
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2) 160g de uma solução saturada de sacarose (C12H22O11) a 30°C é resfriada a 0°C. Qual a massa de açúcar cristalizada?
Dados:
Temperatura °C
CS da sacarose (g/ 100g de água)
0° 180
30° 220
Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:
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Para responder às questões 3) e 4) considere o gráfico e as informações apresentadas:
CS
do
KN
O3
(g/1
00g
de
águ
a)
0 10 20 30 40 50 60 Temperatura °C
120
100
80
60
40
20
0
20°C
Solução aquosa de KNO3
100g de KNO3
100g de
água
Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:
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3) Essa mistura heterogênea, inicialmente a 20°C, é aquecida até 60°C. Dessa forma:
a) A solução aquosa torna-se insaturada.
b) A solução aquosa torna-se saturada e restam 5g de corpo de fundo.
c) A solução aquosa continua saturada, sem corpo de fundo.
d) A solução aquosa continua saturada e restam 20g de corpo de fundo.
e) A massa de KNO3 dissolvida triplica.
Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:
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4) Uma maneira conveniente para se recuperar todo o KNO3 do sistema e obter o sal sólido e puro é:
a) Evaporar toda água, por aquecimento.
b) Agitar a mistura e depois filtrá-la.
c) Decantar a solução sobrenadante.
d) Resfriar a mistura a 0°C.
e) Aquecer a mistura a 40°C
Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:
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Definição: processos de separação de uma mistura nos seus constituintes.
Classificação dos processos:
Mecânicos: separações que não envolvem transformações físicas ou químicas.
Físicos: processos que envolvem mudanças de estados físicos das substâncias. Normalmente indicados nas separações de misturas homogêneas.
ANÁLISE IMEDIATAANÁLISE IMEDIATA
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Misturas Heterogêneas: Sólido/sólido Sólido/líquido Sólido/gás Líquido/líquido
Misturas Homogêneas: sólido/sólido sólido/líquido líquido/líquido líquido/gás gás/gás
ANÁLISE IMEDIATAANÁLISE IMEDIATA
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Sistemas Sólido/sólido:
Catação
Peneiração ou Tamisação
Ventilação
Levigação
Separação Magnética
Dissolução Fracionada
Flotação
Fusão Fracionada
Separação de Misturas Heterogêneas
Separação de Misturas Heterogêneas
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Sistemas Sólido/líquido:
Filtração
Decantação
Centrifugação
Cristalização Fracionada
Sistemas Sólido/gás:
Filtração
Decantação
Câmara de Poeira
Separação de Misturas HeterogêneasSeparação de Misturas Heterogêneas
Sistemas Líquido/líquido:
Decantação
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Separação de Misturas HomogêneasSeparação de Misturas Homogêneas
Sistemas Sólido/sólido:
Fusão Fracionada
Sistemas Sólido/líquido:
Evaporação
Destilação Simples
Sistemas Líquido/líquido:
Destilação Fracionada
Sistemas Líquido/gás:
Aquecimento
Despressurização
Sistemas gás/gás:
Liquefação Fracionada
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Materiais comuns de LaboratórioMateriais comuns de Laboratório Tubo de Ensaio
Béquer
Erlenmeyer
Balão de Fundo Chato
Balão Volumétrico
Balão de Destilação
Condensador
Funil de Decantação
Funil de Filtração
Funil Liso
Funil de Büchner
Kitassato
Proveta
Pipeta Volumétrica
Pipeta Graduada
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Materiais comuns de LaboratórioMateriais comuns de Laboratório Bureta
Dessecador
Vidro de Relógio
Almofariz e Pistilo
Cápsula de Evaporação
Cadinho de Porcelana
Cadinho de Platina
Piscete
Espátula
Suporte de Ferro
Garras
Tripé de Ferro
Tela de Amianto
Bastão de Vidro
Frasco de Reagente
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