Post on 16-Jan-2016
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COLÉGIO INEDIProf. Luiz Antônio Tomaz
EFETUANDO MEDIDAS PARA EFETUANDO MEDIDAS PARA CONTROLAR REAÇÕES QUÍMICASCONTROLAR REAÇÕES QUÍMICAS
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Ao realizar reações químicas e Ao realizar reações químicas e estudá-las, até o presente estudá-las, até o presente
momento, tivemos momento, tivemos preocupação apenas com seus preocupação apenas com seus
aspectos qualitativos.aspectos qualitativos.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
As observações qualitativas, As observações qualitativas, obviamente que são obviamente que são
importantes, mas mostram importantes, mas mostram apenas o que existe no apenas o que existe no
sistema em estudo.sistema em estudo.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
A análise qualitativa de uma A análise qualitativa de uma amostra de ar, com suspeita amostra de ar, com suspeita
de estar poluído, poderá de estar poluído, poderá demonstrar que há monóxido demonstrar que há monóxido
de carbono, óxidos de de carbono, óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre, nitrogênio, óxidos de enxofre,
etc.etc.
Poluição atmosférica: CO2, NO2, C, CO, SO2
normalmente estão presentes.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Sabemos que os gases citados são Sabemos que os gases citados são prejudiciais, mas a partir de que prejudiciais, mas a partir de que
parâmetros?parâmetros?
De nada vale essa análise se as De nada vale essa análise se as quantidades, geralmente em quantidades, geralmente em gramas por metro cúbico, não gramas por metro cúbico, não
forem expressas.forem expressas.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Aliás, vendo a História da Química, Aliás, vendo a História da Química, nem sempre as medições tiveram nem sempre as medições tiveram destaque. Somente com Lavoisier destaque. Somente com Lavoisier
(Séc. XVIII) é que a balança foi (Séc. XVIII) é que a balança foi utilizada para determinar as utilizada para determinar as massas dos participantes das massas dos participantes das
reações químicas.reações químicas.
Lavoisier, o “pai da Química”, e seu laboratório (abaixo).
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Pois bem, encontramo-nos em Pois bem, encontramo-nos em um estágio tal do nosso curso, um estágio tal do nosso curso,
em que uma abordagem em que uma abordagem quantitativa é indispensável, a quantitativa é indispensável, a
fim de que possamos fim de que possamos aprender novos conceitos. aprender novos conceitos.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
É bom (re)lembrar que medida É bom (re)lembrar que medida é o resultado da comparação é o resultado da comparação
entre aquilo que se mede com entre aquilo que se mede com um padrão (arbitrário). um padrão (arbitrário).
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Assim, quando afirmamos que um Assim, quando afirmamos que um saco de batatas apresenta massa saco de batatas apresenta massa igual a 50kg, queremos dizer que igual a 50kg, queremos dizer que essa massa é 50 vezes maior do essa massa é 50 vezes maior do
que a que a massa de um cilindro massa de um cilindro especial de platina-irídioespecial de platina-irídio
ADOTADO INTERNACIONALMENTE.ADOTADO INTERNACIONALMENTE.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Esse cilindro tem o volume aproximado de Esse cilindro tem o volume aproximado de ......
R=3,9cmR=3,9cm
H =3,9cmH =3,9cm
V = V = πRπR22H = 3,1416 x (3,9cm)H = 3,1416 x (3,9cm)22 x 3,9cm = 186,35cm x 3,9cm = 186,35cm33
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Note que uma grandeza, além Note que uma grandeza, além de um número que representa de um número que representa
a quantidade, necessita de a quantidade, necessita de uma unidade. uma unidade.
É a unidade que dará É a unidade que dará significado à grandeza.significado à grandeza.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
No caso da massa temos . . .No caso da massa temos . . .
Grandeza = massaGrandeza = massa
Unidade = quilograma (kg)Unidade = quilograma (kg)
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Na Química, várias são as Na Química, várias são as grandezas utilizadas. grandezas utilizadas.
Sendo, além da massa, Sendo, além da massa,
as principais ...as principais ...
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
molmolmol*mol*quant. de quant. de matériamatéria
cal, J, ...cal, J, ...caloria, joule*, ...caloria, joule*, ...energiaenergia
atm, Pa, ...atm, Pa, ...atmosfera, pascal*, ...atmosfera, pascal*, ...pressãopressão
s, min, h, ...s, min, h, ...segundo*, minuto, hora, ...segundo*, minuto, hora, ...tempotempo
ºC, K, ...ºC, K, ...graus celsius, kelvin*, ...graus celsius, kelvin*, ...temperaturatemperatura
L, mL, mL, mL, m33, ..., ...litro, mililitro, metro litro, mililitro, metro cúbico*, ...cúbico*, ...
volumevolume
g, kg, ...g, kg, ...grama, quilograma*, ...grama, quilograma*, ...massamassa
ABREVIAÇÃABREVIAÇÃOO
UNIDADE*UNIDADE*GRANDEZAGRANDEZA
PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICAUSADAS NA QUÍMICA
*adotado pelo Sistema Internacional (SI)*adotado pelo Sistema Internacional (SI)
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICANA QUÍMICA
Citamos algumas grandezas utilizadas Citamos algumas grandezas utilizadas pela química.pela química.
Muitas outras são necessárias e Muitas outras são necessárias e aparecerão ao longo dos estudos.aparecerão ao longo dos estudos.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICANA QUÍMICA
Destacamos, por outro lado, que há Destacamos, por outro lado, que há grandezas que derivam de outras. grandezas que derivam de outras.
Como conseqüência, suas unidades Como conseqüência, suas unidades também.também.
Repare no exemplo a seguir . . .Repare no exemplo a seguir . . .
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICAPRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICA
A densidade* do ferro é 7,8g/cmA densidade* do ferro é 7,8g/cm33..
Note que a grandeza densidade deriva de Note que a grandeza densidade deriva de massa e de volume. massa e de volume.
* não expressamos esse exemplo no SI, por ser esta apresentação muito * não expressamos esse exemplo no SI, por ser esta apresentação muito comum na Química.comum na Química.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Outro aspecto importante a considerar, Outro aspecto importante a considerar, quando se trata de grandezas, é como quando se trata de grandezas, é como
medi-las.medi-las.Aparelhos, cada vez mais sofisticados e Aparelhos, cada vez mais sofisticados e
precisos, são desenvolvidos. precisos, são desenvolvidos. Principalmente com o avanço da Principalmente com o avanço da
tecnologia digital.tecnologia digital.Ilustramos, em seguida, dois deles Ilustramos, em seguida, dois deles
usados em química . . .usados em química . . .
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Medindo Medindo massas . . massas . .
..
Balança Balança de de
laboratóriolaboratório
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
MedindoMedindo volumesvolumes
líquidos . . .líquidos . . .
Provetas, Provetas, balão balão
volumétrico.volumétrico.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Agora que destacamos a Agora que destacamos a importância de se medir, importância de se medir,
especialmente na Química, especialmente na Química, uma pergunta:uma pergunta:
Que padrão utilizar para Que padrão utilizar para medir a massa de um átomo medir a massa de um átomo
ou uma molécula de uma ou uma molécula de uma determinada substância?determinada substância?
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Lembremo-nos que átomos e Lembremo-nos que átomos e moléculas são entes muito moléculas são entes muito
pequenos. Não os enxergamos pequenos. Não os enxergamos diretamente. Fazemos diretamente. Fazemos
modelos aproximados do que modelos aproximados do que eles seriam na realidade.eles seriam na realidade.
Seria possível colocar um Seria possível colocar um átomo em uma balança?átomo em uma balança?
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Como isso não é possível e a Como isso não é possível e a escolha de um padrão é escolha de um padrão é
arbitrária, faz-se a escolha arbitrária, faz-se a escolha de um que seja compatível de um que seja compatível
com a pequenez dos átomos com a pequenez dos átomos e das moléculas.e das moléculas.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
O padrão a ser escolhido O padrão a ser escolhido deverá ter a mesma ordem deverá ter a mesma ordem
de grandeza de átomos e de de grandeza de átomos e de moléculas. moléculas.
E o que tem tamanho de E o que tem tamanho de átomos? Outros átomos!átomos? Outros átomos!
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
De início a escolha do padrão De início a escolha do padrão recaiu no átomo de recaiu no átomo de
hidrogênio.hidrogênio.Hoje, a referência é o átomo Hoje, a referência é o átomo
de um dos isótopos do de um dos isótopos do carbono: o carbono 12.carbono: o carbono 12.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Na verdade, esse padrão Na verdade, esse padrão tem como referência o tem como referência o
carbono 12, mas apenas carbono 12, mas apenas 1/12 do mesmo é chamada 1/12 do mesmo é chamada unidade de massa atômica, unidade de massa atômica,
ou simplesmenteou simplesmente “u”. “u”.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Assim, ao comparar uma Assim, ao comparar uma molécula de água com a molécula de água com a
unidade de massa atômica, unidade de massa atômica, dizemos que ela (a água) é dizemos que ela (a água) é 18 vezes mais “pesada” do 18 vezes mais “pesada” do
que 1/12 da massa do que 1/12 da massa do carbono 12.carbono 12.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Massa molecular da água: 18uMassa molecular da água: 18u(significa que cada molécula de água “pesa” (significa que cada molécula de água “pesa”
18 vezes mais do que 1/12 da massa do C-18 vezes mais do que 1/12 da massa do C-12)12)
Molécula de HMolécula de H22OOMM = 18uMM = 18u
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Pois bem, acontece que, na Pois bem, acontece que, na prática do laboratório ou da prática do laboratório ou da
indústria não se trabalha com indústria não se trabalha com átomos ou moléculas átomos ou moléculas
isoladamente.isoladamente.Por isso, são utilizados como Por isso, são utilizados como
padrão o “grama”, o “litro”, ... padrão o “grama”, o “litro”, ...
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Então, como relacionar a unidade Então, como relacionar a unidade de massa atômica com a unidade de massa atômica com a unidade
de grama, por exemplo?de grama, por exemplo?Agrupando uma quantidade muito Agrupando uma quantidade muito
grande de átomos ou de grande de átomos ou de moléculas, para termos um moléculas, para termos um fator fator
de conversãode conversão..
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Aliás, em nosso dia a dia, várias Aliás, em nosso dia a dia, várias vezes agrupamos “coisas” com o vezes agrupamos “coisas” com o
intuito de facilitar contagens. Quer intuito de facilitar contagens. Quer ver?ver?
Dúzia de ovos = 12 unidades;Dúzia de ovos = 12 unidades;Cento de salgadinhos = 100 unidadesCento de salgadinhos = 100 unidadesMilheiro de tijolos = 1000 unidadesMilheiro de tijolos = 1000 unidades
Resma de folhas de papel = 500 Resma de folhas de papel = 500 unidadesunidades
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Um dos significados do que foi Um dos significados do que foi exposto é:exposto é:
Fator de conversão da dúzia é 12;Fator de conversão da dúzia é 12;Fator de conversão do cento é 100;Fator de conversão do cento é 100;Fator de conversão de milheiro é Fator de conversão de milheiro é
1000;1000;Fator de conversão de resma é 500.Fator de conversão de resma é 500.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Agrupar átomos e moléculas também Agrupar átomos e moléculas também é possível, mas salientamos que é possível, mas salientamos que
não é um conceito de fácil não é um conceito de fácil “digestão”. Isso, insistimos, por “digestão”. Isso, insistimos, por
causa do tamanho diminuto desses causa do tamanho diminuto desses entes (sub)microscópicos.entes (sub)microscópicos.
Entretanto, lá vai!Entretanto, lá vai!
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Podemos dizer que a “dúzia”, o Podemos dizer que a “dúzia”, o “milheiro”, o “cento” dos químicos “milheiro”, o “cento” dos químicos
é o MOL.é o MOL.Mas, quanto vale 1 MOL?Mas, quanto vale 1 MOL?
Exatos Exatos 602000000000000000000000!602000000000000000000000!(seiscentos e dois sextilhões)(seiscentos e dois sextilhões)
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Esse número gigantesco é Esse número gigantesco é simbolizado por “N” e é simbolizado por “N” e é
conhecido por número de conhecido por número de Avogadro.Avogadro.
Por razões de facilitação de Por razões de facilitação de escrita, é comum representá-lo escrita, é comum representá-lo
em notação científica:em notação científica:N = 6,02 x 10N = 6,02 x 102323
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Esse número fantasticamente Esse número fantasticamente grande é o fator de conversão de grande é o fator de conversão de
unidade de massa atômicaunidade de massa atômica em em gramagrama.
CAMPO SUBMICROSCÓPICO CAMPO CAMPO SUBMICROSCÓPICO CAMPO MACROSCÓPICOMACROSCÓPICO
6,02 x 106,02 x 102323
Unidade: u Unidade:gUnidade: u Unidade:g
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Por exemplo:Por exemplo:
1 molécula de H1 molécula de H22O: 18uO: 18u
1 MOL1 MOL** de H de H22O: 18gO: 18g(repare na coincidência numérica, nunca de unidade)(repare na coincidência numérica, nunca de unidade)
* 6,02 x 10* 6,02 x 102323 moléculas. moléculas.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Significados:Significados:
18 u é a massa molecular da água;18 u é a massa molecular da água;
18g é a massa molar da água.18g é a massa molar da água.
Perceba que Perceba que massa molecularmassa molecular é diferente de é diferente de massa massa molarmolar..
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Veja outro exemplo:Veja outro exemplo:
Para o oxigênio(monoatômico), a Para o oxigênio(monoatômico), a massa atômica é 16u. A massa massa atômica é 16u. A massa
molar é 16g.molar é 16g.
Para o oxigênio (OPara o oxigênio (O22, molecular), a , molecular), a massa molecular é 32u. A massa massa molecular é 32u. A massa
molar é 32g.molar é 32g.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Concluindo:Concluindo:
Um aspecto muito importante que Um aspecto muito importante que queremos destacar é que não queremos destacar é que não
tivemos preocupação, nem tivemos preocupação, nem tempo, para explicar os métodos tempo, para explicar os métodos utilizados pelos cientistas para utilizados pelos cientistas para
chegar às conclusões chegar às conclusões apresentadas.apresentadas.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Oportunamente poderemos abordar Oportunamente poderemos abordar o assunto.o assunto.
Por enquanto, basta-nos saber Por enquanto, basta-nos saber utilizar os conceitos utilizar os conceitos
apresentados: medidas, unidades apresentados: medidas, unidades de medida, instrumentos de de medida, instrumentos de
medida, mol, massa molar, massa medida, mol, massa molar, massa atômica, massa molecular. atômica, massa molecular.
EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS
Por fim, salientamos que os Por fim, salientamos que os valores de massa atômica e valores de massa atômica e
conseqüentes valores de massa conseqüentes valores de massa molecular e massa molar (é só molecular e massa molar (é só
fazer as conversões necessárias) fazer as conversões necessárias) podem ser obtidos (jamais podem ser obtidos (jamais
decorados) utilizando a Tabela decorados) utilizando a Tabela Periódica de Mendeleiev.Periódica de Mendeleiev.