QUÍMICA

O Que é Química?O Que é Química?

Química é uma Ciência Experimental que estuda a estrutura, composição e a transformação da matéria.

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

ESTRUTURA DA MATÉRIA

A matéria é formada por moléculas , que por sua vez são formadas por partículas minúsculas chamadas de átomos.

Elementos QuímicosÁtomos

O2OOxigênio

AgAg (Argentum)Prata

CaCO3CaCálcio

Fe3O4FeFerro

NaturezaSímboloNome

Átomos & Moléculas

H + H H H

H H

H + H + O O

Átomos Moléculas

Simples Composta

Substância Pura

Homogênea Heterogênea

Mistura

Sistemas Materiais

Substâncias Puras

SIMPLES COMPOSTA

MISTURAS

HETEROGÊNEAHOMOGÊNEA solução

ÁGUA + AREIAAR

CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA

SISTEMAS HOMOGÊNEOS

SISTEMAS HETEROGÊNEOS

SUBSTÂNCIAS PURAS

MISTURAS DE UMA FASE

MISTURAS DE MAIS DE UMA

FASE

SUBSTÂNCIAS EM MUDANÇA

DE ESTADO

OUTROS CONCEITOSOUTROS CONCEITOS

� ATOMICIDADE

� VARIEDADE ALOTRÓPICA

� FENÔMENOS (Transformações):

QUÍMICOS E FÍSICOS

ATOMICIDADEATOMICIDADE

P(verm), C(graf), metaisIndeterminada

P4 (fósforo branco)Tetratômica

H2, N2, HCl, CODiatômica

He, Ne, Ar, KrMonoatômica

SubstânciasAtomicidade

� Atomicidade se refere ao número de átomos que compõem uma substância

VARIEDADE ALOTRÓPICAVARIEDADE ALOTRÓPICA

C(grafite) C(diamante)

estrutura amorfa estrutura cristalina

� Variação na arrumação dos átomos

� Variação na atomicidade

O2 (Oxigênio) O3 (Ozônio)

FENÔMENO QUÍMICOFENÔMENO QUÍMICO

Combustão do álcool etílico

H3C- CH2- OH + 3O2 →→→→ 2CO2 + 3H2O

Reagentes Produtos

� O fenômeno químico transforma a natureza íntima da matéria.

FENÔMENO FÍSICOFENÔMENO FÍSICO

SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO

SUBLIMAÇÃO

FUSÃO

CONDENSAÇÃO

VAPORIZAÇÃO

SOLIDIFICAÇÃO

Estados físicos da matéria

� O fenômeno físico não altera a natureza da matéria

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

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.

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 éuma 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.

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.

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.

PROPRIEDADES DA MATÉRIA

� PROPRIEDADES GERAIS

� PROPRIEDADES FUNCIONAIS

� PROPRIEDADES ESPECÍFICAS:

PROPRIEDADES GERAIS

� Massa

� Volume

� Inércia

� impenetrabilidade

� Dureza

As propriedades gerais são comuns a todos os materiais.

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 .

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 .

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, quan doesta não é citada, considera-se a pressão atmosférica

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, quan doesta não é citada, considera-se a pressão atmosférica

Curva de Aquecimento da água

Curva de Aquecimento da água

S

L

L e VV

T°C

100

0

- 20

tempo

S e L

Curva de Resfriamento da água

Curva de Resfriamento da água

S

L

L e VV

T°C

100

0

- 20

tempoS e L

Curvas de Misturas ComunsCurvas de Misturas Comuns

Aquecimento Resfriamento

Curvas de Misturas EutéticasCurvas de Misturas Eutéticas

Resfriamento

PS

Aquecimento

PF

Curvas de Misturas AzeotrópicasCurvas de Misturas Azeotrópicas

Aquecimento

PE

Resfriamento

PL

Influência da PressãoInfluência da Pressão

� Quanto maior a pressão maior o Ponto de Ebulição

P

T >T

>P

Influência da AltitudeInfluência da Altitude

� Quanto maior a Altitude menor o Ponto de Ebulição

> A ⇒⇒⇒⇒ < P ⇒⇒⇒⇒ < T

A ⇒⇒⇒⇒ P ⇒⇒⇒⇒ T

Densidade

� Densidade é a relação da massa pelo volume de uma substância a uma dada Temperatura e Pressão:

d = m / V

Influência da Temperatura

T

V1

>T

V2

> T ⇒⇒⇒⇒ > V ⇒⇒⇒⇒ < densidade

> P⇒⇒⇒⇒ < V ⇒⇒⇒⇒ > densidade

Influência da PressãoInfluência da Pressão

P

>P

A DENSIDADE é maior quanto maior o estado de agregação da matéria

Influência do Estado Físico da Substância

sólido > líquido > gasosoAumento do volume

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.

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

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:1) Dada a tabela:

– 34,5°C– 101°CCloro

182°C43°CFenol

61°C– 63°CClorofórmio

PEPF

Determine o estado físico de cada substância nas condições ambientes ( 25°C e 1 atm).

Clorofórmio →→→→

Fenol →→→→

Cloro →→→→

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:2) Com relação ao gráfico, indique as proposições verd adeiras:

(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 s ólida. (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 (mi n)

T°C

+ 85

+ 20

+ 10

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

tempo (min)

T1

BT°C

T2

A

(01) Se a amostra A e B forem idênticas, então a pr essão 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 realiza da numa pressão maior que B.(32) Se A e B são amostras idênticas, A foi realiza da numa altitude menor que B.(64) B pode ser uma substância pura e A, ser uma mi stura azeotrópica.

3) O gráfico está representando a ebulição de duas amos tras, iguais ou diferentes, em experiências distintas realizadas ca da uma a pressão constante. As quais foram realizadas em sistemas ab ertos.

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:4) Responda a essa questão considerando três frasc os

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.

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:5) (UFMG) As figuras abaixo representam densímetros co mo os

usados em postos de gasolina. O primeiro contém etanol puro (d = 0,8g/cm 3). Dos dois restantes, um está cheio de etanol e água e o outro gasolina (d = 0,7g/cm 3), não estão necessariamente nessa ordem. Com base nessas informaçõ es, pode-se afirmar corretamente que:

a) A densidade da bola preta é maior que 1g/cm 3

b) A densidade da bola branca é menor que 0,8 g/cm 3.

c) A mistura no densímetro II, tem densidade menor que 0,8g/cm 3.

d) A mistura no densímetro III, contém água.

e) As duas bolas apresentam densidade menores que 0,7g/cm 3.

I

II

III

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 m 3 ?

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.

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 H 2O

• CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H 2O

200 g de NaCl 400 g de NaCl

Saturada Saturada com corpo de fundo

insaturada

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 estáacima do CS do NaCl a 0°C.

CURVAS DE SOLUBILIDADECS

(g/100g de água)

Comportamento normal

Comportamento anormal

CS1

T1T°C

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

1) A 18°C a solubilidade de uma substância X éde 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.

2) 160g de uma solução saturada de sacarose (C 12H22O11) a 30°C é resfriada a 0°C. Qual a massa de açúcar cristalizada?

Dados:

22030°

1800°

CS da sacarose (g/ 100g de água)

Temperatura °C

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

Para responder às questões 3) e 4) considere o gráfico e as informações apresentadas:

CS

d o K

NO

3

(g

/100

g d e

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:

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 KNO 3 dissolvida triplica.

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

4) Uma maneira conveniente para se recuperar todo o KNO 3 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:

� 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

� Misturas Heterogêneas:Sólido/sólido Sólido/líquido Sólido/gás Líquido/líquido

� Misturas Homogêneas:sólido/sólido sólido/líquido líquido/líquido líquido/gásgás/gás

ANÁLISE IMEDIATAANÁLISE IMEDIATA

Sistemas Sólido/sólido:

� Catação

� Peneiração ou Tamisação

� Ventilação

� Levigação

� Separação Magnética

� Dissolução Fracionada

� Flotação

� Fusão Fracionada

Separação de Misturas Heterogêneas

Separação de Misturas Heterogêneas

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

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

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

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