Química e Física (Grupo 1) Conceitos Matéria: é tudo aquilo que

Química e Física (Grupo 1)
Conceitos
Matéria: é tudo aquilo que possui massa (pode ser medido). A luz não é
matéria, pois não possui massa e não pode ser medida.
Corpo: é uma porção limitada da matéria.
Objeto: é um corpo com uma finalidade específica.
* Exemplo: Ferro – Barra de Ferro – Portão de Ferro.
Transformações: Física + Química
Física: não muda a natureza da matéria. (água – gelo)
Química: muda a natureza da matéria. (digestão dos alimentos).
Fenômeno: é tudo aquilo que acontece na natureza, transformações.
* A física e a química são fenômenos.
Substância: matéria com propriedades bem definidas. (será explicado
com mais detalhes a seguir)
Molécula: a menor parte da substância, porém, ela ainda possui as
propriedades do material. Se partirmos as moléculas, teremos os
átomos.
Átomos: partícula de uma molécula é indivisível e ele já não possui mais
as propriedades da matéria.
Explicação
Água Doce
Água Salgada
Se a gente pegar uma gota de uma água doce e formos dividindo ela
chegaremos a uma molécula de água doce, e depois, um átomo.
Agora, se pegarmos uma gota de água salgada e formos dividindo ela,
chegaremos a uma molécula não só de água, mais de outras
substâncias, como sal.
Conclusão: a substância é a matéria pura, sem “mistura”, no caso, seria
a água doce.
Estados Físicos da Matéria:
- Sólido
- Líquido
- Gasoso
Vaporização
A vaporização pode ocorrer de três formas diferentes:
Ebulição: é quando a vaporização é forçada (ferver a água)
Evaporação: ocorre naturalmente, na temperatura ambiente.
Calefação: é de forma “violenta”.
Como ocorrem as transformações físicas da matéria?
Quando aquecemos o material sólido, as moléculas se separam um
pouco, passando para o estado líquido, e quando aquecemos o material
líquido, as moléculas se separam ainda mais, passando para o estado
gasoso.
Ponto de Fusão: temperatura ideal para o processo de fusão (durante o
processo de fusão, a temperatura é a mesma).
Exemplo: se a gente tirar um gelo de -12ºC e colocarmos em um copo,
ele vai aquecer naturalmente, e quando atingir a temperatura de 0ºC o
gelo vai começar a derreter, e enquanto ele estiver derretendo, a
temperatura permanecerá em oºC, só quando ele atingir o estado líquido
que a temperatura voltará a aumentar. Isso só acontece com o material
puro (água doce), se o material não for puro, a temperatura varia durante
o processo.
Ponto de Ebulição: temperatura ideal para o processo de ebulição
(durante o processo de ebulição, a temperatura é a mesma).
Exemplo: se colocarmos água para ferver, ela vai esquentar e aumentar
sua temperatura, mas só quando ela atingir 100ºC a água vai começar a
ferver, e quando ela estiver fervendo, a temperatura vai ser a mesmo, só
quando ela começar a evaporar, a temperatura irá aumentar. Isso só
acontece com o material puro (água doce), se o material não for puro, a
temperatura varia durante o processo.
Algumas coisas podem ser acrescentadas, alguma dúvida? Deixe suas
perguntas, abaixo, nos comentários, que responderemos em breve!
Substâncias Puras e Misturas (Grupo 2)
Substância pura: é formada por partículas iguais.
- simples: partículas formadasd por átomos iguais.
- composta: partículas formadas por átomos diferentes.
Mistura: formada por partículas diferentes.
- homogênea (solução): possui apenas uma fase (monofásia) quando
observada a oho nu. Solução = soluto + solvente (água…).
- heterogênea: possui mais de uma fase (polifásia) quando observadas a
olho nu.
Solução saturada -> é quando o soluto está em sua quantidade máxima,
a ponto de sobrar no fundo (solução insaturada é o contrário…).
Solubilidade -> é a quantidade máxima de soluto que se dissolve em
água (solvente) em uma determinada temperatura.
Colóides -> misturas que parecem homogêneas, mas no mundo
microscópico são heterogêneas.
Líquido miscível -> que se mistura, dissolve.
Líquido imiscível -> que não se mistura, insolúvel.
Processos de Separação
Para separar misturas heterogêneas de sólido + sólido:
1) Catação: usar a mão ou a pinça para separar dois sólidos.
2) Ventilação: usar corrente de ar para separar dois sólidos.
3) Levigação: usar corrente de água para separar dois sólidos.
4) Separação magnética: utilizar um imã para separar qualquer minério.
5) Peneiração: usar a peneira para separar dois sólidos de diferentes
tamanhos.
6) Flotação: utilização de um líquido de densidade intermediária e que
não dissolva nenhum dos sólidos para separá-los.
7) Dissolução: acrescentar um líquido para dissolver um dos componetes
sólidos.
Para separar misturas heterogêneas de sólido + líquido ou de dois
líquidos imiscíveis:
1) Decantação: a mistura fica em repouso e, com
a ação da gravidade, o componente mais denso
fica no fundo.
2) Centrifugação: utilizado para separar líquido de
sólido. Com o uso de uma centrífuga (veja foto ao
lado), para acelerar a decantação. Esse aparelho
faz um movimento de rotação rápido e forte, fazendo com que a parte
sólida da mistura se deposite no fundo. (muito utilizado para separar as
partes sólidas e líquidas do sangue).
3) Filtração: podendo ser simples (com o filtro) ou a vácuo.
Para separar misturas homogêneas de sólido + líquido:
1) Cristalização: é o mesmo que evaporação. Como exemplo podemos
citar a separação do sal da água do mar.
2) Destilação simples: aquece-se
a mistura e espera-se o líquido
entrar em ebulição. Sendo mais
leve, o vapor sobe e chega ao
condensador, onde voltará para o
estado líquido. (veja o esquema)
Para
separar
misturas
homogêneas de líquido + líquido:
1) Destilação fracionada: é o mesmo processo. Aquece-se a mistura e o
líquido mais volátil entra em ebulição primeiro. Atenção: esse tipo de
destilação só pode ser usada para separar líquidos com diferentes
pontos de ebulição!
Fenômeno físico: não altera a identidade química da matéria, só o
formato.
Fenômeno químico: altera a identidade
Cracterísticas de uma reação química:
química
da
matéria.
- formação de gases, efervecência;
- mudança de cor …
Energia:
Existe a energia térmica (calor), liberada na queima do carvão, e
a energia luminosa (luz), liberada na combustão de uma vela. Em
qualquer transformação, seja ela química ou física, há liberação ou
absorção de energia.
Formação da Matéria (átomos) (Grupo 3)
Em 478 a.C, Demócrito e Leucipo questionaram a teoria de Aristóteles.
Eles acreditavam que a matéria maciça poderia ser dividida em átomos,
partes menores.
Ex: se você pegar uma pedra e quebrá-la em pedaços menores, ela
continuasendo pedra! Mas é claro que, naquela época, essa teoria não
foi aceita.
Porém, em 1808, Dalton desenvolveu a mesma teoria e concretizou-a.
Modelo atômico de Dalton:
Os átomos são esféricos, maciços e indivisíveis.
Modelo atômico de
Thomson:
Ele propôs um modelo em que o átomo seria formado por uma esfera de
carga elétrica positiva, possuindo, em sua superfície, elétrons negativos
incrustados. Esse modelo é conhecido como pudim de passas.
Modelo atômico de Rutherford:
Ele previa que o átomo teria uma organização semelhante à do sistema
solar: os elétrons estariam girando ao redor do núcleo como os planetas
ao redor do Sol.
E com aquele experimento
de
lâmina
de
ouro,
Rutherford descobriu que:
- o átomo não é compacto,
não é maciço;
- o átomo possui
mais
espaços vazios do que
cheios;
- o átomo é divisível em: núcleo e eletrosfera (área onde se localizam os
elétrons).
Postulados de Bohr:
1º: postulado: os elétrons descrevem 7 órbitas circulares ao redor do
núcleo.
2º: postulado: fornecendo energia a um átomo, um ou mais elétrons a
absorvem e saltam para níveis mais afastados do núcleo. Ao voltarem às
órbitas originais, devolvem a energia recebida em forma de luz.
Número máximo de elétrons por órbita:
K
L
M
N
O
P
Q
2
8
18
32
32
18
8
Número atômico (Z) – é a quantidade prótons existente no núcleo.
Número de massa (A) – é a quantidade de prótons e nêutrons.
Elementos da tabela periódica:
Metais: formam lâminas e fios, conduzem bem o calor e a eletricidade,
possuem brilho, possuem alto ponto de fusão, são sólidos na
temperatura ambiente (com exceção do mercúrio). Eles correspondem a
maior parte dos elementos presentes na tabela periódica.
Ametais ou não-metais: não são facilmente transformados em lâminas ou
fios, não conduzem bem calor e eletricidade e nas condições normais de
temperatura e pressão, existem no estado sólido, líquido e gasoso.
Gases nobres: são eles o hélio, o neônio, o argônio, o criptônio, o xenônio
e o radônio. São todos estáveis.
Íons
Íon é o átomo q perdeu ou ganhou elétrons. Quando perde elétrons,
recebe o nome de cátion e o sinal é positivo. Quando ganha elétrons,
recebe o nome de ânion e o sinal é negativo.
Isótopos
Isótopos são átomos de um mesmo elemento que possuem o mesmo
número atômico (Z) e o número de massa (A) diferente.
Isóbaros
São átomos com propriedades diferentes, com o nº atômico diferente e o
nº de massa igual.
Isótonos
São átomos com o nº atômico e o nº de massa diferentes, mas que
possuem o mesmo nº de nêutrons.
Explicação (Grupo 4)
A união entre átomos é chamada de ligação química. Há, porém,
substâncias formadas por átomos que não se combinam. Essas
substâncias são chamadas de gases nobres. São eles: hélio, neônio,
argônio, criptônio, xenônio e radônio. Estes átomos são considerados
estáveis, pois têm a última camada com o número máximo de elétrons
(dois ou oito) e não ganham nem perdem elétrons.
À procura de estabilidade, o átomo pode perder, ganhar ou compartilhar
elétrons da última camada. A camada mais externa de um átomo é
a camada de valência.
Classificação dos elementos:
Metais: átomos com 1, 2 ou 3 elétrons na última camada; tornam-se
estáveis quando perdem esses elétrons.
Não metais ou ametais: átomos com 5, 6 ou 7 elétrons; tendem a receber
elétrons e ficar com oito na última camada.
Ligação iônica ou eletrovalente:
É a ligação entre os íons, positivos (cátions) e negativos (ânion). Ocorre
entre metal e ametal e também entre metal e hidrogênio. A ligação iônica
é resultado da força de atração elétrica que mantém unidos íons com
cargas opostas.
Características dos compostos iônicos: são sólidos nas condições
ambientes, são duros e quebradiços, possuem altos pontos de fusão e
de ebulição e conduzem corrente elétrica quedo fundidos ou em solução
aquosa.
Ligações covalentes ou moleculares:
Nelas os elétrons são compartilhados: um elétron pode fazer tanto parte
de um átomo como de outro. A ligação covalente ocorre entre ametal e
ametal, ametal e hidrogênio e também entre hidrogênio e hidrogênio.
As características dos compostos moleculares são:
- baixa condução de corrente elétrica quando puras (com exceção do
grafite);
- podem se apresentar nos estados sólido, líquido e gasoso;
- apresentam baixas temperaturas de fusão e de ebulição (não resistem
ao calor).
Ligações metálicas:
Ocorrem entre átomos de metais. Nesse tipo de ligação os átomos se
mantêm unidos por grande força de atração, formando um retículo
metálico. Os metais tendem a doar seus elétrons da última camada,
assim, torna-se bons condutores de corrente elétrica, pois esses elétrons
livres podem se movimentar com facilidade entre os átomos que
compõem o material.
Ligas metálicas: são misturas sólidas de dois ou mais elementos, sendo,
em maior parte, feito de elementos metálicos. Exs: aço, bronze, latão etc.
Características:
- quando polidas, apresentam brilho;
- apresentam altos pontos de fusão e de ebulição;
- são maleáveis e dúcteis;
- são bons condutores de calor e eletricidade.
Reações Químicas (Grupo 5)
Reação química: uma coisa se transforma em outra.
A reações que liberam energia são chamadas de exotérmicas (como,
por exemplo, os fogos de artifício) e as que absorvem energia são
denominadas endotérmicas (como:
fotossíntese,
cozimento
de
alimentos…)
Uma reação química é representada por uma equação química. Em uma
equação química, há os reagentes (substâncias que irão se transformar)
e o produto (substância obtida ao final da reação).
As reações químicas se classificam em: síntese
decomposição ou análise, simples troca e dupla-troca.
ou
adição,
Síntese:
Duas
substâncias
Ex: A + B –> AB
se
unem
formando
uma
só.
Decomposição:
Uma substância composta e dividida em outras novas substâncias.
Ex: AB –> A + B
Simples troca:
Uma substância simples mais uma composta formam uma nova
substância
simples
e
uma
nova
composta.
Ex: AB + C –> AC + B
Dupla-troca:
Duas substâncias compostas reagem, formando duas novas substâncias,
também
Ex: AB + CD –> AD + BC
compostas.
Produtos sintéticos:
A
união
de
milhares
de
pequenas
moléculas
forma
as macromoléculas oupolímeros. As proteínas, os ácidos nucleicos e
até mesmo o nosso DNA, são exemplos macromoléculas.
O homem conseguiu elaborar novas moléculas, por meio do uso da
tecnologia, para atender as suas necessidades. São os produtos
sintéticos (ou artificiais). São exemplos de produtos sintéticos: o plástico,
a borracha sintética (que não vem da seringueira), o náilon, o poliéster, o
silicone, a lycra etc.
Mas essas macromoléculas sintéticas não são biodegradáveis, e podem
demorar até 500 anos para sumir na natureza (e em alguns casos, como
o pneu, o tempo é indeterminado). Para resolver esse problema, a opção
é, cada vez mais, reutilizar e reciclar o lixo.
Leis das combinações químicas:
Lei de Lavoisier ou Lei da conservação das massas: a qual define que, em
uma reação fechada, a massa total antes deve ser igual à massa total
após a reação.
Lei das proporções fixas ou Lei de Proust: a massa dos reagentes e dos
produtos aumentam e diminuem na mesma proporção. Por exemplo: se
eu aumentar 12g no meu primeiro reagente, eu terei que aumentar 12g
no meu segundo reagente e no meu produto.
Funções Químicas (Grupo 6)
Com base nas propriedades químicas comuns, as substâncias são
agrupadas em funções químicas. As principais funções inorgânicas
são: ácidos, bases, sais e óxidos.
A quebra da ligação covalente juntamente com a formação de íons e
chamada deionização. Quando as moléculas se separam, mas não há
formação de íons, denominamos esta transformação de dissociação.
Ácidos:
Características dos ácidos:
- possuem sabor azedo;
- estimulam a secreção salivar;
- formam soluções aquosas, condutoras de eletricidade;
- mudam de cor certas substâncias, como indicadores.
Arrhenius definiu o ácido como toda substância que, em solução aquosa,
sofre ionização, liberando como único cátion o hidrogênio (H+).
Hidrácidos: são ácidos que não contêm oxigênio (não oxigenados).
Oxiácidos: são os que contêm oxigênio (oxigenados).