COLÉGIO INEDI Prof. Luiz Antônio Tomaz EFETUANDO MEDIDAS PARA CONTROLAR REAÇÕES QUÍMICAS.

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COLÉGIO INEDIProf. Luiz Antônio Tomaz

EFETUANDO MEDIDAS PARA EFETUANDO MEDIDAS PARA CONTROLAR REAÇÕES QUÍMICASCONTROLAR REAÇÕES QUÍMICAS

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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.

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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.

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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.

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Poluição atmosférica: CO2, NO2, C, CO, SO2

normalmente estão presentes.

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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.

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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.

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Lavoisier, o “pai da Química”, e seu laboratório (abaixo).

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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.

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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).

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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.

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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

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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.

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EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS

No caso da massa temos . . .No caso da massa temos . . .

Grandeza = massaGrandeza = massa

Unidade = quilograma (kg)Unidade = quilograma (kg)

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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 ...

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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)

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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.

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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 . . .

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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.

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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 . . .

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EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS

Medindo Medindo massas . . massas . .

..

Balança Balança de de

laboratóriolaboratório

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EFETUANDO MEDIDASEFETUANDO MEDIDAS

MedindoMedindo volumesvolumes

líquidos . . .líquidos . . .

Provetas, Provetas, balão balão

volumétrico.volumétrico.

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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?

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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?

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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.

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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!

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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.

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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”.

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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.

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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

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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”, ...

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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..

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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

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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.

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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!

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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)

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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

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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

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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.

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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..

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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.

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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.

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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.

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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.