Profa. Graça Porto

Química

Professora: Graça Porto

Quibio

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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

Nome Símbolo Natureza

Ferro Fe Fe3O4

Cálcio Ca CaCO3

Prata Ag (Argentum) Ag

Oxigênio O O2

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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

Atomicidade Substâncias

Monoatômica He, Ne, Ar, Kr

Diatômica H2, N2, HCl, CO

Tetratômica P4 (fósforo branco)

Indeterminada P(verm), C(graf), metais

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 é uma 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, quando esta 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, quando esta 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 GG

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 GG

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

Profa. Graça Porto> 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:

PF PE

Clorofórmio – 63°C 61°C

Fenol 43°C 182°C

Cloro – 101°C – 34,5°C

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 verdadeiras:

(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 sólida. (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 (min)

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 pressão 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 realizada numa pressão maior que B. (32) Se A e B são amostras idênticas, A foi realizada numa altitude menor que B. (64) B pode ser uma substância pura e A, ser uma mistura azeotrópica.

3) O gráfico está representando a ebulição de duas amostras, iguais ou diferentes, em experiências distintas realizadas cada uma a pressão constante. As quais foram realizadas em sistemas abertos.

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

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 como os

usados em postos de gasolina. O primeiro contém etanol puro (d = 0,8g/cm3). Dos dois restantes, um está cheio de etanol e água e o outro gasolina (d = 0,7g/cm3), não estão necessariamente nessa ordem. Com base nessas informações, pode-se afirmar corretamente que:

a) A densidade da bola preta é maior que 1g/cm3

b) A densidade da bola branca é menor que 0,8 g/cm3.

c) A mistura no densímetro II, tem densidade menor que 0,8g/cm3.

d) A mistura no densímetro III, contém água.

e) As duas bolas apresentam densidade menores que 0,7g/cm3.

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 m3 ?

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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 H2O

• CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H2O

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 está acima do CS do NaCl a 0°C.

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CURVAS DE SOLUBILIDADE

CS (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 é

de 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 (C12H22O11) a 30°C é resfriada a 0°C. Qual a massa de açúcar cristalizada?

Dados:

Temperatura °C

CS da sacarose (g/ 100g de água)

0° 180

30° 220

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

do

KN

O3

(g/1

00g

de

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 KNO3 dissolvida triplica.

Exercícios de fixação:Exercícios de fixação:

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4) Uma maneira conveniente para se recuperar todo o KNO3 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/gás gás/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