Temática: Relações da Química com as Tecnologias, a Sociedade e

Temática: Relações da Química com
as Tecnologias, a Sociedade e o
Meio Ambiente
Conceitos Fundamentais
• Matéria, corpo e objeto;
• Classificação dos sistemas;
Conceitos Fundamentais
• PROPRIEDADES DA MATÉRIA
PROPRIEDADES GERAIS
Massa;
Extensão;
Inércia;
Impenetrabilidade;
Divisibilidade;
Compressibilidade;
Elasticidade;
Porosidade.
PROPRIEDADES ESPECIFICAS
Cor
Brilho
Sabor
Odor
Ponto de fusão
Ponto de ebulição
Calor específico
Densidade
Dureza
MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS
ABSORÇÃO DE ENERGIA (Temperatura aumenta)
FUSÃO
VAPORIZAÇÃO
EVAPORAÇÃO
LÍQUIDO
SÓLIDO
EBULIÇÃO
CALEFAÇÃO
SOLIDIFICAÇÃO
LIQUEFAÇÃO
SUBLIMAÇÃO
LIBERAÇÃO DE ENERGIA (Temperatura diminui)
GASOSO
ESTUDO DAS SUBSTÂNCIAS E
MISTURAS
• SUBSTÂNCIA: material formado por
moléculas quimicamente iguais
• Substância simples: é constituída de
uma molécula formada por átomos do
mesmo elemento químico (mesmo tipo de
átomo).
.
Substância simples
Substância
Fórmula
Gás
hidrogênio
H2
Gás oxigênio
O2
Gás ozônio
O3
Representação
ALOTROPIA: fenômeno onde um único elemento
químico forma duas ou mais substâncias diferentes,
denominadas variedades alotrópicas do elemento
ENXOFRE
Cristal de enxofre rômbico
(mais comum)
Cristais amarelos e
transparentes.
A diferença entre as variedades
alotrópicas é o arranjo
molecular que formam cristais
diferentes (veja as figuras
abaixo).
Cristal de enxofre monoclínico
Cristais opacos com formato de
agulhas encontradas em
regiões vulcânicas.
CARBONO
Diamante: cada átomo de
carbono está ligado a quatro
outros átomos de carbono. O
diamante é a substância mais
dura da natureza de acordo
com a escala de MOHS.
Grafita: os átomos de
carbonos se ligam de modo a
formar lâminas com
hexágonos de carbono.
Fulerenos: são variedades
descobertas em 1984. Têm
formas esféricas que a
características de lubrificantes
FÓSFORO
Fósforo branco: é constituído por
pequenas moléculas formadas por quatro
átomos. Sua fórmula é P4. O P4 é um
sólido branco cristalino que, ao entrar em
contato com o oxigênio do ar, queima
espontaneamente. Por ser altamente
reativo deve ser guardado dentro d’água.
Fósforo vermelho: não apresenta
estrutura determinada, mas
existem evidências de que ele é
constituído por uma cadeia longa,
por isso sua fórmula é Pn (n:
número indeterminado.
Substância composta: é constituída por uma
molécula formada por mais de um elemento
químico.
Substância
Água
Sal de cozinha
Açúcar
Fórmula
H 2O
NaCl
C12H22O11
Representação
Mistura: é formada por duas, ou mais, substâncias,
sendo cada uma destas denominada componente.
CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS
Fase: em uma mistura, é cada uma das porções que
apresenta aspecto homogêneo ou uniforme.
Mistura homogênea: toda mistura que apresenta uma
única fase.
Mistura heterogênea: toda mistura que apresenta pelo
menos duas fases.
EXEMPLO:
Água (H2O) + açúcar
dissolvido (C12H22O11)
Aspecto visual contínuo:
uma única fase
Óleo(CxHy) + água
(H2O)
Aspecto visual
descontínuo: duas
fases
Água
gaseificada
Aspecto visual
descontínuo:
duas fases
Nome
Componentes principais
Amálgama
Mercúrio (Hg) + outros metais
Vinagre
Água (H2O)
(CH3COOH)
Latão
Cobre (Cu) + zinco (Zn)
Bronze
Cobre (Cu) + estanho (Sn)
Aço
Ferro (Fe) + carbono (C)
Álcool
hidratado
Etanol (CH3OH) + água (H2O)
+
ácido
acético
Sistema: tudo o que é objeto da observação humana.
Sistemas heterogêneos
Sistemas
homogêneos
Substância
pura
Água
Mistura
Substância pura
Mistura
Álcool
hidratado
Gelo: H2O(sól) +
Água: H2O(líq)
Água + óleo
O leite é, então, considerado uma mistura heterogênea.
Aspecto homogêneo a
Aspecto heterogêneo
olho nu
ao microscópio
Copo de leite
Líquido
branco
com
gotículas
de gordura
Diagrama de mudança de estado
SUBSTÂNCIA PURA
temperatura (graus Celsius)
100
água
0
gelo
gelo
água
vapor
d'água
+
vapor
d'água
+
água
estado
sólido
fusão
solidificação
estado
líquido
ebulição
condensação
estado
gasoso
Diagrama de mudança de estado
Mistura
Temperatura
L+G
G
PE = 100º C
S+L
L
PF = 0º C
S
Tempo
Diagrama de mudança de estado
Misturas
Temperatura
G
L+G
PE = 100º C
Misturas Azeotrópicas
Ponto de Ebulição constante.
S+L
PF = 0º C
L
Misturas Eutéticas
Ponto de Fusão constante.
S
Tempo
EXEMPLOS DE MISTURAS
Mistura eutética
Ponto de fusão
Chumbo (37%) + estanho (63%)
183°C
Chumbo (87%) + antimônio (13%)
246°C
Bismuto (58%) + estanho (42%)
133°C
Mistura azeotrópica
Ponto de ebulição
Acetona (86,5%) + metanol (13,5%)
56°C
Álcool etílico (7%) + clorofórmio (93%)
60°C
Álcool fórmico (77,5%) + água (22,5%)
107,3°C
Vamos treinar um pouco...
01. Verifica-se que em um tipo de solda, uma liga metálica formada por 63% de
estanho e 37% de chumbo, mantem-se constante na temperatura no ponto de fusão,
desde o início até a mudança de estado. No entanto, a sua temperatura de ebulição
varia. Essa situação indica um exemplo de uma:
A) Mistura eutética.
B) Mistura azeotrópica.
C) Substância composta.
D) Substância simples.
E) Mistura homogênea.
02. O éter foi utilizado inicialmente como anestésico, foi abandonado pelo risco de
explosão e dependência. Ele possui P.F.= -116oC e P.E.= 34oC; já a água possui P.F.= 0oC
e P.E.= 100oC à pressão de um atmosfera (ao nível do mar). Em qual estado físico se
encontram o éter e a água em São Paulo, onde a temperatura ambiente é 26oC?
A) éter= sólido e água= líquido
B) éter= sólido e água= gás
C) éter= líquido e água= líquido
D) éter= sólido e água= sólido
E) éter= gás e água= gás
03. Observe a imagem abaixo. O principal aspecto abordado nessa ilustração se refere
as:
A) misturas heterogêneas.
B) reações químicas.
C) substancias simples.
D) fontes naturais de calorias.
E) misturas homogêneas.
04. Observe atentamente os processos cotidianos abaixo:
I. A secagem da roupa no varal.
II. A fabricação caseira do pão.
III. A filtração da água pela vela do filtro.
IV. O avermelhamento do bombril
umedecido.
V. A formação da chama do fogão, a partir
do gás de cozinha.
Constituem fenômenos químicos:
a) II e IV apenas.
b) II, IV e V apenas.
c) I, III e IV apenas.
d) I, II e III apenas.
e) todos.
05. Na fabricação de qualquer objeto metálico, seja um parafuso, uma panela, uma jóia, um
carro ou um foguete, a metalurgia está presente na extração de metais a partir dos minérios
correspondentes, na sua transformação e sua moldagem. Muitos dos processos metalúrgicos
atuais têm em sua base conhecimentos desenvolvidos há milhares de anos, como mostra o
quadro:
Podemos observar que a extração e o uso de diferentes metais ocorreram a partir de
diferentes épocas. Uma das razões para que a extração e o uso do ferro tenham ocorrido
após a do cobre ou estanho é
A) a inexistência do uso de fogo que permitisse sua moldagem.
B) a necessidade de temperaturas mais elevadas para sua extração e moldagem.
C) o desconhecimento de técnicas para a extração de metais a partir de minérios.
D) a necessidade do uso do cobre na fabricação do ferro.
E) seu emprego na cunhagem de moedas, em substituição ao ouro.