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Introdução ao Estudo da QuímicaIntrodução ao Estudo da Química

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ÍndiceÍndice

Como a Química evolui? Como a Química evolui?

Propriedades dos Materiais Propriedades dos Materiais

Densidade e Solubilidade Densidade e Solubilidade

Sistemas Homogêneos e Heterogêneos Sistemas Homogêneos e Heterogêneos

Separação de Misturas Heterogêneas I Separação de Misturas Heterogêneas I

Separação de Misturas Heterogêneas II Separação de Misturas Heterogêneas II

Separação de Misturas Homogêneas Separação de Misturas Homogêneas

Separação de Misturas Heterogêneas III Separação de Misturas Heterogêneas III

O campo de estudo da Química O campo de estudo da Química

Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

Polaridade de Ligações Covalentes Polaridade de Ligações Covalentes

Vetores de Polarização Vetores de Polarização

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A QuímicaQuímica é uma ciência que tem como principais atividades:

-Estudar as propriedades dos materiais e suas transformações;

-Explicar por que os materiais têm essas propriedades e por que podem ou não se transformar em outros.

A ferrugem é o material resultante da transformação do ferro em contato com o ar úmido.

A ferrugem é o material resultante da transformação do ferro em contato com o ar úmido.

A formação da ferrugem é um exemplo clássico de transformação de um material em outro.A formação da ferrugem é um exemplo clássico de transformação de um material em outro.

O Campo de estudo da QuímicaO Campo de estudo da QuímicaO Campo de estudo da QuímicaO Campo de estudo da Química

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Um pouco de História da Química

Acredita-se que a Química teve sua origem na Alquimia (sec. XIV dC). A Alquimia não é reconhecida como ciência, pois misturava aspectos místicos e materiais. Porém, levou à descoberta de vários materiais, ao desenvolvimento de equipamentos e à elaboração de técnicas experimentais na busca de seus dois grandes objetivos: a transmutação (transformação de metais em ouro) e a imortalidade.

Nos séculos XVI e XVII muitas explicações incorretas do ponto de vista da ciência moderna ainda eram adotadas, como por exemplo a teoria do FLOGISTO, que pretendia explicar a perda de massa observada quando certos materiais queimavam.

Como a Como a QuímicaQuímica evolui? evolui?Como a Como a QuímicaQuímica evolui? evolui?

Somente no século XVII, com a formulação da lei da conservação da massa pelo químico Lavoisier a alteração da massa nas combustões foi explicada de acordo com as leis científicas.

A Química avança quando leis e teorias são abandonadas ou reformuladas pela descoberta de novos fatos.

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Substâncias Químicas e MisturasSubstâncias Químicas e Misturas

Substância química é um material com propriedades muito bem definidas e que se mantêm constantes em qualquer amostra material.

Substância química é um material com propriedades muito bem definidas e que se mantêm constantes em qualquer amostra material.

Propriedades dos materiaisPropriedades dos materiaisPropriedades dos materiaisPropriedades dos materiais

Algumas das propriedades que permitem caracterizar uma substância são: ponto de fusão; ponto de ebulição; densidade e solubilidade.

Algumas das propriedades que permitem caracterizar uma substância são: ponto de fusão; ponto de ebulição; densidade e solubilidade.

Misturas são sistema formados por mais de uma substância e, em razão disso, suas propriedades variam.Misturas são sistema formados por mais de uma substância e, em razão disso, suas propriedades variam.

Substância química

Substância química MisturaMistura

Propriedades dos materiaisPropriedades dos materiaisPropriedades dos materiaisPropriedades dos materiais

Ponto de Fusão e Ponto de EbuliçãoPonto de Fusão e Ponto de Ebulição

Fusão é a mudança do estado sólido para o líquido. Ponto de fusão é a temperatura em que esta mudança ocorre.

Fusão é a mudança do estado sólido para o líquido. Ponto de fusão é a temperatura em que esta mudança ocorre.

Sólido (S)

Líquido (L)

Te

mp

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Tempo

FUSÃO

S + L

Gasoso (G)

Te

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Tempo

EBULIÇÃO

Líquido (L)

L + G

Ebulição é a mudança do estado líquido para o gasoso. Ponto de ebulição é a temperatura em que esta mudança ocorre.

Ebulição é a mudança do estado líquido para o gasoso. Ponto de ebulição é a temperatura em que esta mudança ocorre.

A temperatura se mantém constante durante as mudanças de estado físico de uma substância.

Densidade (d) é a razão entre a massa (m) e o volume (v) de um corpo.

Densidade (d) é a razão entre a massa (m) e o volume (v) de um corpo.

d = m/v

O que é mais “pesado”: o O que é mais “pesado”: o chumbo ou o isopor? chumbo ou o isopor? Se compararmos uma porção de mesmo volume de cada um dos materiais, veremos que:

O que é mais “pesado”: o O que é mais “pesado”: o chumbo ou o isopor? chumbo ou o isopor? Se compararmos uma porção de mesmo volume de cada um dos materiais, veremos que:

Chumbo V=20,0 cm3 m=226,0g

Chumbo V=20,0 cm3 m=226,0g

Isopor V=20,0 cm3 m=0,60g

Isopor V=20,0 cm3 m=0,60g

Num mesmo volume a massa de chumbo é maior que a do isopor, ou seja, o chumbo é mais denso.

Num mesmo volume a massa de chumbo é maior que a do isopor, ou seja, o chumbo é mais denso.

Propriedades dos materiaisPropriedades dos materiaisPropriedades dos materiaisPropriedades dos materiais

Densidade e SolubilidadeDensidade e Solubilidade

Solubilidade é a capacidade que uma substância tem de se dissolver em outra, em certa pressão e temperatura.

Solubilidade é a capacidade que uma substância tem de se dissolver em outra, em certa pressão e temperatura.

Soluto é a substância capaz de se dissolver em outra. Solvente é a substância que dissolve outra. Solução é o nome dado à mistura de soluto e solvente.

Soluto é a substância capaz de se dissolver em outra. Solvente é a substância que dissolve outra. Solução é o nome dado à mistura de soluto e solvente.

Desafio: a solubilidade do sulfato de alumínio em água a 20ºC é de 26,6 g por 100 g de água. Dispondo de 20 g de uma amostra desta substância e 50 g de água, como, por meio da SOLUBILIDADE, poderíamos determinar se amostra é pura?

Sistemas Homogêneos e Sistemas Homogêneos e HeterogêneosHeterogêneos

Sistemas Homogêneos e Sistemas Homogêneos e HeterogêneosHeterogêneos

Chamamos de sistema a parte do ambiente que está sendo estudada cientificamente.

Chamamos de fase um material (substância ou mistura) que tem um aspecto visual uniforme.

Chamamos de sistema a parte do ambiente que está sendo estudada cientificamente.

Chamamos de fase um material (substância ou mistura) que tem um aspecto visual uniforme.

Sistema homogêneo: é aquele constituído por uma única fase. Ex.: 1) água +álcool; 2) ar não poluído.

Sistema heterogêneo: é aquele constituído por mais de uma fase.Ex.: 1) água +gelo; 2) água + areia.

água mineral chá com gelo

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Separação de Misturas Separação de Misturas Heterogêneas Heterogêneas

Separação de Misturas Separação de Misturas Heterogêneas Heterogêneas

A separação de misturas consiste na utilização de diferentes métodos para obter substâncias puras ou com grau de pureza elevado.

Separação de Misturas Heterogêneas

A separação de misturas consiste na utilização de diferentes métodos para obter substâncias puras ou com grau de pureza elevado.

Separação de Misturas Heterogêneas

1) Decantação (sólido + líquido): deixa-se a mistura em repouso para que o sólido se deposite no fundo do recipiente. Retira-se o líquido inclinando o frasco ou usando um sifão.

1) Decantação (sólido + líquido): deixa-se a mistura em repouso para que o sólido se deposite no fundo do recipiente. Retira-se o líquido inclinando o frasco ou usando um sifão.

2) Decantação (líquido + líquido): deixa-se ocorrer a separação das fases; em seguida, retira-se uma delas, usando um funil de separação.

2) Decantação (líquido + líquido): deixa-se ocorrer a separação das fases; em seguida, retira-se uma delas, usando um funil de separação.

Sistema água + areiaSistema água + areia

Funil de separação utilizado para separar dois líquidos imiscíveis.

Funil de separação utilizado para separar dois líquidos imiscíveis.

Ed

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Separação de Misturas Separação de Misturas Heterogêneas Heterogêneas

Separação de Misturas Separação de Misturas Heterogêneas Heterogêneas

Separação de Misturas HeterogêneasSeparação de Misturas Heterogêneas

3) Filtração (Sólido + Líquido): a mistura passa por um filtro (ex.: papel, algodão, areia) que retém o componente sólido e permite a passagem do líquido.

3) Filtração (Sólido + Líquido): a mistura passa por um filtro (ex.: papel, algodão, areia) que retém o componente sólido e permite a passagem do líquido.

4) Filtração (Sólido + Gás): a mistura passa por um filtro que retém o componente sólido e permite a passagem do gás.

4) Filtração (Sólido + Gás): a mistura passa por um filtro que retém o componente sólido e permite a passagem do gás.

Os filtros de ar utilizados em automóveis têm a função de reter o material particulado

presente no ar que alimentará a combustão.

Os filtros de ar utilizados em automóveis têm a função de reter o material particulado

presente no ar que alimentará a combustão.

mistura

funil com papel de filtro

resíduo

filtrado

bastão de vidro

suporte

Separação de Misturas Separação de Misturas Heterogêneas Heterogêneas

Separação de Misturas Separação de Misturas Heterogêneas Heterogêneas

Separação de Misturas HeterogêneasSeparação de Misturas Heterogêneas

5) Dissolução Fracionada: este processo é utilizado quando um dos sólidos da mistura é solúvel em determinada substância e os demais componentes não. Ex.: separação da mistura areia + sal

I- coloca-se a mistura em água para dissolver o sal;

II – filtra-se a mistura para a retenção da areia no filtro;

III – evapora-se a água do filtrado para a obtenção do sal.

5) Dissolução Fracionada: este processo é utilizado quando um dos sólidos da mistura é solúvel em determinada substância e os demais componentes não. Ex.: separação da mistura areia + sal

I- coloca-se a mistura em água para dissolver o sal;

II – filtra-se a mistura para a retenção da areia no filtro;

III – evapora-se a água do filtrado para a obtenção do sal.

6) Separação magnética: é usada quando um dos componentes da mistura é atraído por um imã.

6) Separação magnética: é usada quando um dos componentes da mistura é atraído por um imã.

Ex.: Separação de limalhas de ferro de enxofre em pó

utilizando um imã.

Ex.: Separação de limalhas de ferro de enxofre em pó

utilizando um imã.

Cla

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roso

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Separação de Misturas Homogêneas Separação de Misturas Homogêneas Separação de Misturas Homogêneas Separação de Misturas Homogêneas

1) Evaporação e destilação simples: processo utilizado para a obtenção de um líquido a partir de uma mistura contendo sólidos dissolvidos.

1) Evaporação e destilação simples: processo utilizado para a obtenção de um líquido a partir de uma mistura contendo sólidos dissolvidos.

2) Destilação fracionada: separação dos componentes de uma mistura, baseando-se em seus pontos de ebulição. Cada fração da mistura é recolhida na faixa de temperatura correspondente à sua ebulição.

2) Destilação fracionada: separação dos componentes de uma mistura, baseando-se em seus pontos de ebulição. Cada fração da mistura é recolhida na faixa de temperatura correspondente à sua ebulição.

Os componentes do petróleo são obtidos

por destilação fracionada nas torres

de destilação nas indústrias

petroquímicas.

Os componentes do petróleo são obtidos

por destilação fracionada nas torres

de destilação nas indústrias

petroquímicas.

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3) Liquefação fracionada: consiste na separação dos componentes de uma mistura gasosa, baseando-se em seus pontos de liquefação. Ex.: liquefação fracionada do ar atmosférico.

3) Liquefação fracionada: consiste na separação dos componentes de uma mistura gasosa, baseando-se em seus pontos de liquefação. Ex.: liquefação fracionada do ar atmosférico.

(a) A mistura é aquecida num balão de destilação. O vapor gerado passa por um condensador (b) formado por um tubo externo por onde circula água e um interno, onde passa o vapor. O vapor condensa dentro do tubo interno e é recolhido num frasco coletor (c).

(a) A mistura é aquecida num balão de destilação. O vapor gerado passa por um condensador (b) formado por um tubo externo por onde circula água e um interno, onde passa o vapor. O vapor condensa dentro do tubo interno e é recolhido num frasco coletor (c).

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Polaridade de Ligações CovalentesPolaridade de Ligações CovalentesPolaridade de Ligações CovalentesPolaridade de Ligações Covalentes

Ligação Covalente Apolar: o par de elétrons da ligação é compartilhado igualmente porque os dois átomos têm a mesma eletronegatividade.

Ex.: molécula de H2:

Ligação Covalente Apolar: o par de elétrons da ligação é compartilhado igualmente porque os dois átomos têm a mesma eletronegatividade.

Ex.: molécula de H2:

Ligação Covalente Polar: o par de elétrons da ligação não é compartilhado igualmente. O átomo mais eletronegativo atrai com mais força os elétrons, criando--se uma carga negativa sobre ele e uma carga positiva sobre o outro átomo.

Ex.: molécula de HBr:

Ligação Covalente Polar: o par de elétrons da ligação não é compartilhado igualmente. O átomo mais eletronegativo atrai com mais força os elétrons, criando--se uma carga negativa sobre ele e uma carga positiva sobre o outro átomo.

Ex.: molécula de HBr:

Os símbolos + e - representam as cargas resultantes da diferente atração dos átomos pelos elétrons.

Os símbolos + e - representam as cargas resultantes da diferente atração dos átomos pelos elétrons.

As ligações entre átomos do mesmo elemento químico são APOLARES e entre átomos de elementos diferentes são POLARES.

As ligações entre átomos do mesmo elemento químico são APOLARES e entre átomos de elementos diferentes são POLARES.

Polaridade de MoléculasPolaridade de MoléculasPolaridade de MoléculasPolaridade de MoléculasMoléculas com ligações polares possuem um dipolo-elétrico. Diz-se que estas ligações são polarizadas.

Uma ligação polarizada pode ser representada por um vetor ( ), cujo módulo está relacionado à carga elétrica do dipolo; cuja direção é dada pela reta que passa pelos núcleos dos átomos e cujo sentido pode ser convencionado (por exemplo, do átomo mais eletronegativo para o menos eletronegativo). Assim:

A polaridade de uma molécula resultará da soma dos vetores de polarização de suas ligações, o que dependerá de sua geometria.

Moléculas com ligações polares possuem um dipolo-elétrico. Diz-se que estas ligações são polarizadas.

Uma ligação polarizada pode ser representada por um vetor ( ), cujo módulo está relacionado à carga elétrica do dipolo; cuja direção é dada pela reta que passa pelos núcleos dos átomos e cujo sentido pode ser convencionado (por exemplo, do átomo mais eletronegativo para o menos eletronegativo). Assim:

A polaridade de uma molécula resultará da soma dos vetores de polarização de suas ligações, o que dependerá de sua geometria.

Moléculas com vetor resultante nulo são apolares, enquanto moléculas com vetor resultante não nulo são polares.

Moléculas com vetor resultante nulo são apolares, enquanto moléculas com vetor resultante não nulo são polares.

HCl H – Cl (linear) ≠0 molécula polar

CO2 O=C=O (linear) =0 molécula apolar

H

H2O O (angular) ≠0 molécula polar

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