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Aulão  de introdução a química geral
 

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química

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    Aulão  de introdução a química geral Aulão de introdução a química geral Presentation Transcript

    • AULÃO DE INTRODUÇÃO AQUÍMICA GERALProf.ª : Adrianne Mendonça
    • O QUE É QUÍMICA Química é a ciência que estuda a matéria e suastransformações. Estuda também a energia queestá envolvida nessas transformações. A química está muito ligada ao nosso dia a dia.Nos alimentos, medicamentos, construções, nasplantas, no vestuário, nos combustíveis.Tudo oque existe no universo é formado por química.No nosso organismo também há diversastransformações químicas.
    • MATÉRIA E SUBSTÂNCIA Matéria é tudo o que tem massa e ocupaespaço. Qualquer coisa que tenha existência física oureal é matéria.Tudo o que existe no universoconhecido manifesta-se como matéria ouenergia. A matéria pode ser líquida, sólida ou gasosa.São exemplos de matéria: papel, madeira, ar,água, pedra.
    • Ilustrando ...
    • Vamos pensar... Analisando a matéria qualitativamente (qualidade)chamamos a matéria de substância. Substância – possui uma composição característica,determinada e um conjunto definido de propriedades. Pode ser simples (formada por só um elemento químico) oucomposta (formada por vários elementos químicos). Exemplos de substância simples: ouro, mercúrio, ferro,zinco. Exemplos de substância composta: água, açúcar (sacarose),sal de cozinha (cloreto de sódio). As substâncias químicas podem ser classificadas de duasformas: quanto ao tipo de ligação que as forma e quanto aonúmero de elementos químicos que participam na ligação.
    • classificação - Quanto ao tipo de ligação Quanto ao tipo de ligação as substâncias sãoclassificadas em Iônicas, Moleculares ou Metálicas.As substâncias iônicas têm pelo menos uma ligaçãoiônica. Exemplo: NaCl (cloreto de sódio)NaNO2 (nitrito de sódio) As substâncias iônicas têm elevados pontos deebulição e fusão; muitas delas, ao serem dissolvidasna água, têm os seus íons separados por ação daágua num processo chamado dissociação iônica;conduzem corrente elétrica em solução aquosa. Tabela com outros exemplos de substâncias iônicas:
    • Veja !!!SUBSTÂNCIA IÔNICA DESCRIÇÃOSULFATO DE BÁRIOUSADO EM ESTUDOS DE RAIOSX NOTRATO GASTRINTESTINALÓXIDO DE CÁLCIO CALCARBONATO DE CÁLCIO MÁRMOREÓXIDO FÉRRICO FERRUGEMHIDRÓXIDO DE MAGNÉSIO ANTIÁCIDOHIDRÓXIDO DE SÓDIO SODACÁUSTICA
    • Importante !!! As substâncias moleculares são formadasexclusivamente por ligações covalentes. Emgeral, tem baixa temperatura de ebulição ede fusão. A maioria delas não conduzeletricidade em solução aquosa. Formammoléculas. Exemplos: água (H2O)amoníaco (NH3)
    • Tabela com outros exemplos desubstâncias moleculares:SUBSTÂNCIA MOLECULAR DESCRIÇÃOMONÓXIDO DE CARBONOGÁSVENENOSORESULTADO DACOMBUSTÃO INCOMPLETADA GASOLINA E DOÁLCOOLDIÓXIDO DE CARBONOPRODUTO DA REAÇÃO DECOMBUSTÃO.ABSORVIDOPELAS PLANTAS PARAUTILIZAR NAFOTOSSÍNTESEETANOL INGREDIENTE DE BEBIDASALCOÓLICAS ECOMBUSTÍVELSACAROSE AÇÚCAR COMUM
    • IMPORTANTE !!! são formadas exclusivamente por ligaçõesmetálicas.Exemplos: Ferro (Fe), Prata (Ag), Ouro (Au),Alumínio (Al). - Quanto ao número de elementos químicos Quanto ao número de elementos químicos, assubstâncias podem ser classificadas comosimples ou compostas. Substância Simples é aquela formada por umúnico elemento químico.Ex. Ferro (Fe), Alumínio (Al), gás hidrogênio (H2).
    • SUBSTÂNCIA SIMPLES – FERRO
    • Substância Composta é aquela formada por mais deum tipo de elemento químico.Ex. Cloreto de sódio (NaCl), Monóxido de Carbono(CO), Água (H2O). Substância composta Nacl
    • ESTADOS FÍSICOS E ESTADO DEAGREGAÇÃO DAS MOLÉCULAS Uma substância pode ser encontrada no estado físicolíquido, sólido ou gasoso. Estes diferentes aspectos sãochamados de fases de agregação e dependem datemperatura e pressão. Para cada substância existe uma faixa de temperatura epressão na qual ela mantém suas características comoespécie, mudando apenas de fase de agregação. Exemplo: a substância água, à temperatura inferior ou igualà 0°C, submetida à pressão de 1atm, se encontra na fasesólida; entre 0°C e 100°C, submetida à mesma pressão, seencontra na fase líquida e a 100°C, também submetida àmesma pressão, passará para a forma de vapor de água, ouseja, fase gasosa.
    • Fase gasosa /Fase Líquida Nesta fase as partículas da substância estão com maior energia cinética. Elasficam muito distantes umas das outras. Movem-se com muita velocidade ecolidem entre si. Um gás qualquer colocado dentro de uma garrafa de 1litro adquire a forma dagarrafa e seu volume será de 1litro. Podemos dizer que uma substância na fasegasosa possui forma e volume variáveis. Por que os gases são compressíveis? Sabendo que os gases (ao contrário doslíquidos e sólidos) não têm volume fixo, com um aumento de pressão podemoscomprimi-los, ou reduzir o seu volume.Os gases são compressíveis porque há muito espaço entre as partículas que oscompõem. Na fase líquida as partículas estão um pouco mais unidas em relação às partículasda fase gasosa, mas não totalmente unidas. Não há nenhum arranjo definido. Aenergia cinética é intermediária entre a fase gasosa e a fase sólida. As partículas nos líquidos “deslizam” umas sobre as outras e se movem. Isto é oque proporciona a fluidez no líquido. Todos os líquidos podem fluir, e alguns maisque os outros. A água, por exemplo, flui com mais facilidade que o mel. Entãodizemos que a água tem baixa viscosidade e que o mel tem alta viscosidade. Os líquidos com baixa viscosidade oferecem menor resistência para fluir.
    • Fase Sólida Na fase sólida, as partículas que formam a substânciapossuem a menor energia cinética; elas permanecempraticamente imóveis, unidas por forças de atração mútuase dispostas, em geral, de acordo com um arranjogeométrico definido. No caso das moléculas de água, esse arranjo é em forma deanéis, no qual sempre há um átomo de hidrogênio entredois de oxigênio. O arranjo das moléculas de água, na fase sólida, é oresponsável pelo aumento do seu volume. Então, ao secongelar, a água se expande, formando o gelo que é menosdenso que a água na fase líquida.Um bloco de mármore, sobre uma mesa, muda de forma evolume com o passar do tempo? Podemos concluir queuma substância sólida possui forma e volume próprios.
    • MUDANÇA DE FASES E GRÁFICOS No nosso dia a dia observamos que o gelo sederrete sob a ação do calor transformando-seem água. A água ferve sob calor mais intensotransformando-se em vapor de água. A água,neste caso, apresenta três estados: sólido,líquido e gasoso. São também chamado deestados físicos ou estado de agregação damatéria. Quando se transformam de um estadopara o outro chamamos de Mudança de EstadosFísicos. Cada transformação recebe um nome.
    • VEJA !!! Solida liquida vapor
    • Fenômenos Fusão – mudança do estado sólido para olíquido.Vaporização – mudança do estado líquidopara o gasoso.Liquefação ou Condensação – mudança doestado gasoso para o líquido.Solidificação – mudança do estado líquidopara o sólido.Sublimação – mudança do estado sólido parao gasoso e vice-versa.
    • Ilustrando ...
    • A fusão obedece a algumas leis: - uma determinada substância funde-se sempre na mesma temperatura,em determinada pressão. Essa temperatura é o ponto de fusão (PF)A água se funde a 0ºC e o ferro a 1500°C. durante a fusão, a temperatura permanece constante, ou seja, não éalterada.- durante a fusão, as substâncias aumentam de volume, exceto a água,ferro e a prata. A temperatura em que uma substância começa a se solidificar é amesma que ela começa a se fundir.O ponto de solidificação é o mesmoque o ponto de fusão. A mudança da fase líquida para gasosa é dada de três maneiras. Aevaporação é um processo mais lento que ocorre sem temperatura epressão determinada. A ebulição é um processo rápido e depende decada substância que possui a sua temperatura e pressão já determinada.É caracterizada pelo aparecimento de grande quantidade de bolhas.
    • A ebulição obedece à algumasleis: - As substâncias entram em ebulição sempre namesma temperatura.- durante a ebulição, a temperatura segueinalterada. Usamos o termo liquefação para indicar oaumento de pressão, transformando o sólido emgás. A sublimação é um processo desencadeado apartir de uma temperatura e pressãodeterminadas e não passa pela fase líquida.
    • GRAFICO DAS MUDANÇAS DE ESTADO
    • Alotropia é a propriedade que alguns elementos químicos têm de formar umaou mais substâncias simples diferentes.São alótropos: carbono, oxigênio, fósforo e enxofre. O carbono possui dois alótropos: o diamante e o grafite.Essas duas substâncias parecem não ter nada em comum. O grafite éum sólido macio e cinzento, com fraco brilho metálico, conduz bem aeletricidade e calor e tem densidade 2,25g/mL. O diamante é sólidoduro (o mais duro de todos), tem brilho adamantino, não conduzeletricidade nem calor e tem densidade 3,51g/mL. Mas as duas têmem comum a mesma composição química expressa pela fórmula Cn,sendo n um número muito grande e indeterminado.A principal diferença está no arranjo cristalino dos átomos decarbono. No grafite formam-se hexágonos. Cada átomo de carbono éligado a apenas três outros átomos de carbono, em lâminas planas,fracamente atraídas umas pelas outras. No diamante, cada átomo decarbono está ligado a quatro outros átomos também de carbono.
    • oxigênio tem dois alótropos, formando duas substâncias simples: o gás oxigênio (O2) e o gás ozônio (O3).O gás oxigênio é incolor e inodoro. Faz parte da atmosfera e é indispensável à vida dos seres aeróbicos. Asplantas o devolvem para a atmosfera ao realizar a fotossíntese.O gás ozônio é um gás azulado de cheiro forte e desagradável. Como agente bactericida, ele é usado napurificação da água nos chamados ozonizadores. O ozônio está presente na estratosfera, a mais ou menos 20Km a30Km da superfície da terrestre. Ele forma uma camada que absorve parte dos raios ultravioletas (UV) do Sol,impedindo que eles se tornem prejudiciais aos organismos vivos. OXIGENIO OZONIO
    • O fósforo tem duas formas alotrópicas principais: o fósforobranco e o fósforo vermelho. O fósforo branco (P4) é um sólido branco com aspecto igual ao da cera. É muitoreativo, tem densidade igual a 1,82g/mL e se funde a uma temperatura de 44°C eferve a 280°C. Se aquecermos a 300°C na ausência de ar ele se transforma emfósforo vermelho, que é mais estável (menos reativo).O fósforo vermelho é um pó vermelho-escuro, amorfo (que não tem estruturacristalina).Tem densidade igual a 2,38g/mL, ponto de fusão 590°C. Cada grão depó desta substância é formado por milhões de moléculas P4, unidas umas àsoutras originando uma molécula gigante ( P∞). O enxofre possui dois alótropos principais: o enxofre ortorrômbico ousimplesmente rômbico e o enxofre monocíclico. As duas formas são formadaspor moléculas em forma de anel com oito átomos de enxofre (S8). A diferençaestá no arranjo molecular no espaço. Produzem cristais diferentes.Os cristais rômbicos têm densidade 2,08g/mL e seu ponto de fusão é 112,8°C.Osmonocíclicos têm densidade igual a 1,96g/mL e o ponto de fusão é 119,2°C.Ambos alótropos do enxofre fervem a uma temperatura de 445°C. É um póamarelo, inodoro, insolúvel em água e muito solúvel em sulfeto de carbono(CS2).
    • CONCEITOS IMPORTANTES Mistura– são duas ou mais substâncias agrupadas, onde a composição évariável e suas propriedades também.Exemplo de misturas: sangue, leite, ar, madeira, granito, água comaçúcar.Algumas misturas são tão importantes que têm nome próprio. Sãoexemplos:- gasolina – mistura de hidrocarbonetos, que são substâncias formadaspor hidrogênio e carbono.- ar atmosférico – mistura de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1% deargônio e mais outros gases, como o gás carbônico.- álcool hidratado – mistura de 96% de álcool etílico mais 4% de água. Sistema – é uma parte do universo que se deseja observar, analisar. Porexemplo: um tubo de ensaio com água, um pedaço de ferro, umamistura de água e gasolina, etc. Fases – é o aspecto visual uniforme.
    • Tipos de mistura Mistura Homogênea – é formada por apenasuma fase. Não se consegue diferencias asubstância.Exemplos:- água + sal- água + álcool etílico- água + acetona- água + açúcar
    • Tipos de mistura Mistura Heterogênea – é formada por duasou mais fases. As substâncias podem serdiferenciadas a olho nu ou pelo microscópio.Exemplos:- água + óleo- granito- água + enxofre- água + areia + óleo
    • IMPORTANTE !!! . Os sistemas polifásicos são as misturas heterogêneas.Os sistemas homogêneos, quando formados por duas oumais substâncias miscíveis (que se misturam) umas nasoutras chamamos de soluções.São exemplos de soluções: água salgada, vinagre, álcoolhidratado.Os sistemas heterogêneos podem ser formados por umaúnica substância, porém em várias fases de agregação(estados físicos).Exemplo: água- líquida- sólida (gelo)- vapor
    • SEPARAÇÃO DE MISTURAS separação de Sólidos Para separar sólidos podemos utilizar o método da catação, levigação, flotação oudissolução, peneiração, separação magnética, ventilação e dissolução fracionada. - CATAÇÃO – consiste basicamente em recolher com as mãos ou uma pinça um doscomponentes da mistura.Exemplo: separar feijão das impurezas antes de cozinhá-los. - LEVIGAÇÃO – separa substâncias mais densas das menos densas usando águacorrente.Exemplo: processo usado por garimpeiros para separar ouro (mais denso) da areia(menos densa). - DISSOLUÇÃO OU FLOCULAÇÃO – consiste em dissolver a mistura em solvente comdensidade intermediária entre as densidades dos componentes das misturas.Exemplo: serragem + areiaAdiciona-se água na mistura. A areia fica no fundo e a serragem flutua na água. - PENEIRAÇÃO – separa sólidos maiores de sólidos menores ou ainda sólidos emsuspensão em líquidos.Exemplo: os pedreiros usam esta técnica para separar a areia mais fina de pedrinhas;para separar a polpa de uma fruta das suas sementes, como o maracujá.Este processo também é chamado de tamização.
    • SEPARAÇÃO DE MISTURAS SEPARAÇÃO MAGNÉTICA – usado quandoum dos componentes da mistura é ummaterial magnético. Com um ímã oueletroímã, o material é retirado.Exemplo: limalha de ferro + enxofre; areia +ferro
    • SEPARAÇÃO DE MISTURAS VENTILAÇÃO – usado para separar doiscomponentes sólidos com densidades diferentes. Éaplicado um jato de ar sobre a mistura.Exemplo: separar o amendoim torrado da sua cascajá solta; arroz + palha. - DISSOLUÇÃO FRACIONADA - consiste em separardois componentes sólidos utilizando um líquido quedissolva apenas um deles.Exemplo: sal + areiaDissolve-se o sal em água. A areia não se dissolve naágua. Pode-se filtrar a mistura separando a areia,que fica retida no filtro da água salgada. Pode-seevaporar a água, separando a água do sal.
    • separação de Sólidos eLíquidos SEDIMENTAÇÃO – consiste em deixar amistura em repouso até o sólido se depositarno fundo do recipiente.Exemplo: água + areia
    • Separação de Sólidos eLíquidos DECANTAÇÃO – é a remoção da partelíquida, virando cuidadosamente o recipiente.Pode-se utilizar um funil de decantação pararemover um dos componentes da mistura.Exemplo: água + óleo; água + areia
    • Separação de Sólidos eLíquidos CENTRIFUGAÇÃO – é o processo deaceleração da sedimentação. Utiliza-se umaparelho chamado centrífuga oucentrifugador, que pode ser elétrico oumanual.Exemplo: Para separar a água com barro.
    • Separação de Sólidos eLíquidos FILTRAÇÃO – processo mecânico que servepara separar mistura sólida dispersa com umlíquido ou gás. Utiliza-se uma superfícieporosa (filtro) para reter o sólido e deixarpassar o líquido. O filtro usado é um papel-filtro.
    • Separação de Sólidos e Líquidos EVAPORAÇÃO – consiste em evaporar o líquidoque está misturado com um sólido.Exemplo: água + sal de cozinha (cloreto desódio).Nas salinas, obtém-se o sal de cozinha por esteprocesso. Na realidade, as evaporações resultamem sal grosso, que se for purificado torna-se o salrefinado (sal de cozinha), que é uma mistura decloreto de sódio e outras substâncias que sãoadicionadas pela indústria.
    • Separação de Misturas Homogêneas Para separar os componentes das substâncias de misturas homogêneas usamos os métodoschamados de fracionamento, que se baseiam na constância da temperatura nas mudançasde estados físicos. São eles: destilação e fusão. - DESTILAÇÃO – consiste em separar líquidos e sólidos com pontos de ebulição diferentes.Os líquidos devem ser miscíveis entre si.Exemplo: água + álcool etílico; água + sal de cozinha O ponto de ebulição da água é 100°C e o ponto de ebulição do álcool etílico é 78°C. Seaquecermos esta mistura, o álcool ferve primeiro. No condensador, o vapor do álcool éresfriado e transformado em álcool líquido, passando para outro recipiente, que pode serum frasco coletor, um erlenmeyer ou um copo de béquer. E a água permanece no recipienteanterior, separando-se assim do álcool.Para essa técnica, usa-se o aparelho chamado destilador, que é um conjunto de vidrarias dolaboratório químico. Utiliza-se: termômetro, balão de destilação, haste metálica ou suporte,bico de Bunsen, condensador, mangueiras, agarradores e frasco coletor.Este método é a chamada Destilação Simples. Nas indústrias, principalmente de petróleo, usa-se a destilação fracionada para separarmisturas de dois ou mais líquidos. As torres de separação de petróleo fazem a sua divisãoproduzindo gasolina, óleo diesel, gás natural, querosene, piche.
    • Separação de MisturasHomogêneas FUSÃO FRACIONADA – separa componentesde misturas homogêneas de vários sólidos.Derrete-se a substância sólida até o seuponto de fusão, separando-se das demaissubstâncias.Exemplo: mistura sólida entre estanho echumbo.O estanho funde-se a 231°C e o chumbo, a327°C. Então, funde-se primeiramente oestanho.
    • OBRIGADA !!!