Prof. Willyan Machado Giufridafiles.prof-willyan.webnode.com/200000108-5949f5a456/Quimica...

45
Química Prof. Willyan Machado Giufrida

Transcript of Prof. Willyan Machado Giufridafiles.prof-willyan.webnode.com/200000108-5949f5a456/Quimica...

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Matéria é o material físico do universo; é tudo que tem massa e ocupa espaço.

Matéria em nosso planeta origina-se de uma combinação de aproximadamenteapenas cem substâncias básicas ou elementares chamadas de elementos.

Cada elemento é composto de um único tipo de átomo, que são suas partículasinfinitamente pequenas.

Os átomos podem se combinar para formar diferentesmoléculas nos quais dois ou mais átomos se ligam.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

A Matéria é uma combinação de muitos elementos, por exemplo, a água:

“Não é que a matéria obedeçe às leis da natureza; mais especificamente, as leis da

natureza descrevem o comportamento da matéria”

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

ELEMENTOS QUIMICOS combinam-se para formar moléculas, a água por exemploforma-se através da combinação de dois elementos químicos diferentes, doisátomos de hidrogênio se ligam a um átomo de oxigênio.

+H H O H2O

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

A Matéria pode ser classificada de acordo com a característica que sua composiçãoapresenta como caráter de uniformidade, pureza e agrupamento de elementose/ou vários compostos.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Composto químico:

“Duas ou mais substancias elementares diferentes unidas por uma ligação química”

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Algumas Moléculas:

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

• há dois tipos gerais de ligação química emcompostos: iônica e covalente

• ligações iônicas resultam quando elétrons sãotransferidos entre átomos, resultando em íons decargas opostas que se atraem em geral, átomosmetálicos ligados a átomos de não-metais

• ligações covalentes resultam quando dois átomoscompartilham parte de seus elétrons em geral, naligação entre átomos de não metais

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Composto químico:

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Mistura Homogênea:

Soluto: é a substância que, em geral, encontra-se em menor quantidade em uma

mistura estando dissolvida pelo solvente;

Solvente: substância que dissolve o soluto. Para exemplificar o conceito de solvente

e soluto, pode-se citar o açúcar dissolvido na água, ou ainda, o oxigênio dissolvido

na mistura de nitrogênio, constituindo o ar que respiramos.

Mistura Heterogênea:

Sistemas monofásicos – têm uma única fase e, portanto, são sistemas ou misturas

homogêneas;

Sistemas bifásicos – têm duas fases, são sistemas heterogêneos;

Sistemas trifásicos – têm três fases distintas, são sistemas heterogêneos;

Sistemas polifásicos – têm mais de três fases distintas.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Propriedades da Matéria:

Propriedades Químicas: São aquelas que caracterizam quimicamente as

substâncias. Vale destacar reações químicas, que são as transformações que os

materiais sofrem para produzir outros materiais. (ex. “combustão” – a capacidade

de uma substância queimar-se na presença de oxigênio).

As equações químicas são representações das transformações dos reagentes e

produtos por meio de fórmulas químicas.

Por exemplo, a combustão da gasolina pode ser representada pela equação:

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Propriedades da Matéria:

Propriedades físicas: São um conjunto de características dos materiais puros, os

quais podemos usar para identifica-los, podem ser medidas sem alterar a identidade e

a composição das substâncias (ex. odor, densidade, ponto de fusão, ponto de

ebulição e dureza).

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Propriedades da Matéria:

Densidade: Para a química a densidade (d) pode ser determinada como a razão entre

a massa de um material pelo seu respectivo volume.

É definida como a quantidade de massa em

unidade de volume da substância:

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Por exemplo: Qual é a densidade do ferro, sabendo que uma lâmina desse material

com 5 cm de comprimento, 2 cm de largura e 1 cm de espessura tem massa de 78,6 g?

Outra maneira de medirmos a densidade de um material é pesarmos o mesmo ecolocarmos dentro de um recipiente volumétrico calibrado contendo água

Por exemplo: colocamos uma placa de ummaterial com massa de 125,4 g em umaproveta contendo 30 mL de água,conforme ilustrado na figura ao lado.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Exercício:

01 – O etilenoglicol C2H6O2, é um ingrediente do fluido anticongelante para

radiadores de automóveis. Sua densidade é 1,11 g/cm3 a 20 °C. Se você precisa

de exatamente 500 mL desse líquido, qual é a massa necessária do composto

em gramas?

02 – Um químico necessita de 2,00 g de um composto líquido com densidade

de 0,718 g/cm3. Que volume do composto é necessário?

03 – Uma amostra de metal desconhecido é colocada em uma proveta que

contém água.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

A massa da amostra é 37,5 g, e os níveis da água antes e depois da colocação

de cada amostra na proveta são mostrados na figura. A amostra consiste mais

provavelmente em qual dos metais listados a seguir?

(a) Mg, d = 1,74 g/cm3

(b) Fe, d = 7,87 g/cm3

(c) Ag, d = 10,5 g/cm3

(d) Al, d = 2,70 g/cm3

(e) Cu, d = 8,96 g/cm3

(f) Pb, d = 11,3 g/cm3

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Mudanças Físicas e Químicas:

Mudanças físicas: uma substância apresenta alteração em sua aparência física e não em

sua composição. Ex.: A mudança de estado da água – Sólido parta Líquido e Líquido

para Gasoso.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Mudanças Físicas e Químicas:

Mudanças Químicas (reações químicas): Uma substância é transformada em outra

substância quimicamente diferente.

Ex.: Quando o hidrogênio queima no ar.

Reação química: 2H2 + O2 => 2H2O.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Temperatura

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Exemplos:

1 - O Nitrogênio ferve a 77 K. Qual é essa temperatura em graus Celsius?

2 – Muitos laboratórios usam 25 ºC como temperatura padrão. Qual é essa

temperatura em Kelvin?

3 - Se a previsão do tempo diz que a temperatura do dia atingirá 33,7 °C. Qual será a

temperatura prevista em (a) ° F e (b) K?

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Como o número de prótons define a espécie de átomo, ele passou a ser chamado de

número atômico, simbolizado pela letra Z.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

“Elemento químico é um conjunto de átomos com o mesmo número atômico”.

Hidrogênio – átomos que possuem 1 próton;

Carbono – átomos que possuem 6 prótons;

Oxigênio – átomos que possuem 8 prótons;

Enxofre – átomos que possuem 16 prótons.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

• Como determinar o número de partículassubatômicas no átomos?– Quantos prótons, neutros e elétrons existem em um átomo de:

a) 197Au

b) Estrôncio – 90

– Qual destes átomos tem o maior número de nêutrons em seunúcleo?

a) 148Eu, b) 157Dy, c) 149Nd, d) 162Ho, e) 159Gd.

– O Magnésio tem três isótopos com números de massa 24, 25 e26.

a) Escreva o símbolo químico completo para cada um deles.

b) Quantos nêutrons há nos átomos de cada isótopo?

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (uma ou u)

1 uma = 1,661 x 10-24 g.

1g = 6,02214 x 1023 uma.

1 mol = 6,0221415 x 1023 partículas.

“o número de átomos presente em exatamente

12 g do isótopo do carbono-12”

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

MASSA ATÔMICA MÉDIA

• A massa atômica de um elemento químico é dada pela média ponderada das massas atômicas de seus isótopos, onde a porcentagem com que cada aparece na natureza é o peso.

Exemplo:1) O cloro possui dois isótopos de pesos atômicos 35Cl e 37Cl, com porcentagens

respectivamente iguais a 75,78% e 24,22%. Calcule a massa atômica média do

Cl.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

2) São encontrados três isótopos de silício na natureza: 28Si (92,23%), massa

atômica 27,97693 uma; 29Si (4,68%), massa atômica 28,97649 uma; e 30Si

(3,09%), massa atômica 29,97377 uma. Calcula a massa atômica do silício.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

ÍONS E COMPOSTOS IÔNICOS

Em geral, os átomos de metal tendem a perder elétrons para formar cátions, e

átomos de não metal tendem a ganhar elétrons para não formar ânions. Assim,

compostos iônicos costumam ser metais ligados a não metais, como NaCl.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Exemplo:1) Dê o símbolo químico, incluindo sobrescritos para indicar o número de

massa, para:

a) o íon com 22 prótons, 26 nêutrons e 19 elétrons.

b) o íon de enxofre, que tem 16 nêutrons e 18 elétrons.

2) Em qual dos seguintes elementos o números de prótons é menor que o

número de elétrons?

a) Ti2+, b) P3-, c) Mn, d) Sc42-, e) Ce4+

3) Quantos prótons, nêutrons e elétrons tem o íon 79Se2-?

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

COMPOSTOS IÔNICOS

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Como identificar compostos iônicos e moleculares?

• Qual desses compostos você espera que sejamiônicos: N2O, Na2O, CaCl2, SF4?

Compostos Iônicos são formados por uma metal + não metal

• Quais destes compostos são moleculares? CBr4,

FeS, P4O6, PbF2?

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

• Podemos escrever a fórmula empírica de um composto iônicose soubermos as cargas dos íons. Um vez que os compostossão eletricamente neutros, os íons de um composto iônicosempre ocorrem em uma proporção tal que a carga totalpositiva é igual à carga total negativa. (um Na+ para um Cl-).

• Se as cargas diferirem, a carga de um íon será a cargasobrescrita (sem o sinal) do outro íon.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

Exemplo:

1) Escreva a fórmula empírica do composto formado pelos íons:

a) Al3+ e Cl-;

b) Al3+ e O2-;

c) Mg2+ e NO3-;

2) Para os seguintes compostos iônicos formados com S2-, qual é a fórmula

empírica para o íon positivo envolvido?

a) Fe2S3;

b) MoS2;

c) K2S;

d) Ag2S.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

• As regras para a nomenclatura química são baseadas nadivisão das substâncias em categorias. A principal divisão éentre compostos orgânicos e inorgânicos.

• Compostos Orgânicos: geralmente contém Carbono eHidrogênio em combinação com Oxigênio, Nitrogênio ououtros elementos.

• Compostos Inorgânicos: todos os outros compostos.

NOMENCLATURA

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

• Cátions:a) Cátions formados a partir de átomos de metal têm o

mesmo nome que o metal:

b) Se um metal formar cátions com diferentes cargas, a carga positiva será indicada por um algarismo romano entre parênteses após o nome do metal:

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

• Um método um pouco mais antigo, porém ainda amplamenteutilizado para distinguir íons de um metal com cargasdiferentes, emprega-se as terminações –oso e –ico junto a raizdo nome latino do elemento.

c) Cátions formados a partir de átomos de não metais têmnomes que terminam em –io.

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

CÁTIONS MAIS COMUNS

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

QuímicaProf. Willyan Machado Giufrida

• Ânions:a) Os nomes dos ânions monoatômicos e alguns

poliatômicos são formados ao substituir o final do nomedo elemento pelo sufixo –eto ou –ido.

b) Ânions poliatômicos que contêm oxigênio tem nomes terminados em ato ou ito e são chamados de oxiânios.