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QUÍMICA
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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
O2OOxigênio
AgAg (Argentum)Prata
CaCO3CaCálcio
Fe3O4FeFerro
NaturezaSímboloNome
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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
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
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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 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.
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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, quan doesta 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, quan doesta 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 VV
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 VV
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
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> 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:
– 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 →→→→
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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
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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 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.
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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.
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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
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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 m 3 ?
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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 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
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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 estáacima do CS do NaCl a 0°C.
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CURVAS DE SOLUBILIDADECS
(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 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.
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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:
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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:
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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 KNO 3 dissolvida triplica.
Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:
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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:
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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/gásgás/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