Disciplina: Química
Profª: Alda Ernestina
07/05/2015
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Pré-Vestibular Samora Machel
Universidade Federal do Rio de Janeiro...
E novamente iremos falar de matéria...
•Tudo que existe é formado por MATÉRIA
•Matéria é tudo que tem massa e ocupa lugar ...
O que é um fenômeno?
Tudo que nos parece extraordinário
E para a ciências, o que é um fenômeno?
É qualquer acontecimento q...
FENÔMENOS QUÍMICOS
Alteram a composição da matéria, resultando na formação de
novas substâncias, ou seja, são as chamadas ...
FENÔMENOS FÍSICOS
NÃO alteram a composição da matéria, ou seja, não ocorre reação
química, alteram apenas a estrutura da m...
ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA
A matéria pode se apresentar sob diferentes estados físicos que são:
Sólido Líquido Gasoso
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MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS
Ao receber ou perder energia um estado pode ser convertido em outro, ocorrendo as
chamadas mud...
Vamos praticar?
À temperatura ambiente (25ºC) qual o estado físico de cada uma das
substâncias a seguir?
Ponto de fusão – ...
Vamos praticar?
Qual o estado físico das substâncias da tabela abaixo, quando as
mesmas se encontram no deserto da Arábia,...
MATÉRIA, CORPO E OBJETO
•Matéria - tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço
•Corpo – porção limitada da matéria
•Objeto ...
Matéria
Corpo
Objeto
Propriedades
da matéria
Gerais
Funcionais
Específicas
Propriedades GERAIS – são propriedades comuns a toda e qualquer espé...
Massa – refere-se a quantidade de matéria contida em um corpo ou objeto
Principais grandezas
Volume – espaço ocupado por u...
DENSIDADE
Por que o chumbo afunda e a madeira flutua na água?
Para responder a esta pergunta devemos observar qual a massa...
Um pouco mais sobre densidade
Por que um navio, mesmo sendo muito pesado não afunda?
Um navio apesar de ser muito pesado, ...
Exercícios sobre densidade
1. O bromo é um líquido vermelho acastanhado com densidade de 3,10 g/mL.
Que volume ocupa uma a...
Neste caso conhecemos a densidade e
a massa de cada uma das substâncias,
temos que saber qual o volume ocupado
por cada um...
CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA
MATÉRIA
Substância pura Mistura
Simples Composta
Homogênea
Heterogênea
Azeotrópica
Eutética
Subst...
Mas como são formadas as substâncias?
Átomo Elemento Molécula Substância
H
O
Conjunto de
átomos iguais
Unidade
fundamental...
SUBSTÂNCIAS PURAS
Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas,
e por este motivo a...
Misturas
Uma mistura é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominadas
componente.
O ar que respiramos é ...
Classificação das Misturas
De acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classificá-la em função do
seu número de...
Vamos praticar?
Classifique cada um dos sistemas abaixo quanto à composição.
Formado por átomos
de um mesmo elemento
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Vamos praticar?
Classifique cada uma das misturas a seguir, quanto ao número de fases.
1 fase
Mistura
Homogênea
2 fases
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Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura?
Substância pura – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA
permanec...
Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura?
Mistura comum – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA VARIA
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Dois tipos de misturas especiais
Existem algumas misturas com comportamento diferente do esperado, sua curva de
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Dois tipos de misturas especiais
Curva de aquecimento de uma mistura azeotrópica
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Vamos praticar?
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
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Centrifugação – é um processo que acelera a decantação dos component...
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Decantação em funil – é aplicada na separação da mistura entre líqui...
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Peneiração – consiste na separação de sólidos com tamanhos diferentes,
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Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria

  1. 1. Disciplina: Química Profª: Alda Ernestina 07/05/2015 1 Pré-Vestibular Samora Machel Universidade Federal do Rio de Janeiro Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria
  2. 2. E novamente iremos falar de matéria... •Tudo que existe é formado por MATÉRIA •Matéria é tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço (ou seja, tem volume) •Química é a ciência que estuda as propriedades e transformações da matéria Na 1ª aula vimos que: Na aula de hoje veremos: •Os estados físicos da matéria •Os tipos de transformações sofridos pela matéria • As propriedades da matéria •A classificação da matéria
  3. 3. O que é um fenômeno? Tudo que nos parece extraordinário E para a ciências, o que é um fenômeno? É qualquer acontecimento que possa ser observado e que ocorra na natureza ou seja provocado experimentalmente Exemplos de fenômenos naturais e artificiais Para a química, consideramos fenômeno como sendo as transformações da matéria: essas transformações podem ser QUÍMICAS ou FÍSICAS
  4. 4. FENÔMENOS QUÍMICOS Alteram a composição da matéria, resultando na formação de novas substâncias, ou seja, são as chamadas reações químicas A oxidação de um prego é um exemplo de fenômeno químico, pois é formada uma nova substância 4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3 A queima do carvão em uma churrasqueira também é um fenômeno químico, que consiste na reação do carvão (C) com O2 do ar, produzindo gás carbônico (CO2) C (s) + O2 (g) CO2 No interior de uma pilha ocorre uma reação química que produz energia elétrica Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2 Um fenômeno químico nada mais é que uma reação química qualquer
  5. 5. FENÔMENOS FÍSICOS NÃO alteram a composição da matéria, ou seja, não ocorre reação química, alteram apenas a estrutura da matéria O derretimento do gelo é um exemplo de fenômeno físico, pois após derreter o gelo continua sendo água Ao misturarmos água e sal ocorre um fenômeno físico, pois a água não reage com o sal, apenas o solubiliza A água evaporando em uma chaleira é um exemplo de fenômeno físico, pois não há reação química, a água não deixa de ser água, há apenas uma mudança de estado físico (de líquido para gasoso) Os fenômenos químicos são irreversíveis enquanto os fenômenos físicos são reversíveis
  6. 6. ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA A matéria pode se apresentar sob diferentes estados físicos que são: Sólido Líquido Gasoso Volume e forma definidos Alta organização das partículas Volume definido Forma variável Organização intermediária Volume e forma variáveis Máxima desorganização das partículas A água ocorre sob os três estados físicos Gelo – sólido Água líquida – líquido Vapor de água – gasoso
  7. 7. MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS Ao receber ou perder energia um estado pode ser convertido em outro, ocorrendo as chamadas mudanças de estados físicos, que são exemplos de fenômenos físicos Fusão – passagem do estado SÓLIDO para o LÍQUIDO Solidificação – passagem do estado LÍQUIDO para o SÓLIDO Vaporização – passagem do estado LÍQUIDO para o estado de VAPOR Condensação ou liquefação – passagem do estado GASOSO para o LÍQUIDO Sublimação – passagem do estado SÓLIDO para o GASOSO, sem passar pelo estado líquido
  8. 8. Vamos praticar? À temperatura ambiente (25ºC) qual o estado físico de cada uma das substâncias a seguir? Ponto de fusão – temperatura em que uma substância passa do estado sólido para o estado líquido. Ex: derretimento do gelo, ponto de fusão = 0 °C Ponto de ebulição – temperatura em que uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso. Ex: água fervendo em uma chaleira, ponto de ebulição = 100 °C Líquido Gasoso Líquido Sólido
  9. 9. Vamos praticar? Qual o estado físico das substâncias da tabela abaixo, quando as mesmas se encontram no deserto da Arábia, à temperatura de 50°C? Líquido Gasoso Líquido Líquido Gasoso
  10. 10. MATÉRIA, CORPO E OBJETO •Matéria - tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço •Corpo – porção limitada da matéria •Objeto – corpo com função definida
  11. 11. Matéria Corpo Objeto
  12. 12. Propriedades da matéria Gerais Funcionais Específicas Propriedades GERAIS – são propriedades comuns a toda e qualquer espécie de matéria, independente da substância que a compõe. Propriedades FUNCIONAIS – são propriedades observadas somente em determinados grupos de matéria. Propriedades ESPECÍFICAS – são propriedades que permitem identificar uma determinada espécie de matéria. Se dividem em 3 tipos. Massa Volume Dependem da função química Organolépticas Químicas Físicas ponto de fusão, ponto de ebulição densidade PROPRIEDADES DA MATÉRIA
  13. 13. Massa – refere-se a quantidade de matéria contida em um corpo ou objeto Principais grandezas Volume – espaço ocupado por um corpo ou objeto Densidade – razão entre a massa e o volume ocupado por um corpo ou objeto
  14. 14. DENSIDADE Por que o chumbo afunda e a madeira flutua na água? Para responder a esta pergunta devemos observar qual a massa contida em um volume igual das três substâncias d = 0,80 g/cm3 d = 1 g/cm3 d = 11,4 g/cm3 Neste caso, como temos volumes iguais, a substância que apresenta a maior massa, será a mais densa (apresenta maior densidade). d Chumbo > d Água > d madeira Unidade no SI = g/mL ou g/cm3
  15. 15. Um pouco mais sobre densidade Por que um navio, mesmo sendo muito pesado não afunda? Um navio apesar de ser muito pesado, tem sua massa distribuída em um volume muito grande e por isso apresenta densidade menor que a da água E por que um submarino afunda? Quando está vazio o submarino flutua, pois é menos denso que a água. Para que ele afunde é necessário aumentar seu peso, o que se consegue armazenando água em reservatórios em seu interior, tornando-o mais denso que a água. Por que o gelo flutua na água? O gelo apresenta menor densidade que a água líquida, devido à forma como as moléculas de água se organizam no estado sólido, há um aumento no volume e consequente diminuição da densidade.
  16. 16. Exercícios sobre densidade 1. O bromo é um líquido vermelho acastanhado com densidade de 3,10 g/mL. Que volume ocupa uma amostra de 88,5 g de bromo? d = 3,1 g/mL m = 88,5 g V = ? d = m/V 3.1 = 88,5 / V 3.1 x V = 88,5 V = 28.5 mL 2. A densidade do selênio é 4,79 g/cm3 . Qual a massa em kg contida em de 6,5 cm3 de selênio? d = 4,79 g/cm3 V = 6,5 cm3 m = ? d = m/V 4,79 = m / 6,5 m = 4,79 x 6,5 m = 31, 1 g : 1000 m =0,0311 3. Um bloco de ferro com d = 7,6 g/cm3 tem as seguintes dimensões: 20cm x 30cm x 15cm. Determine a massa, em kg, do bloco. d = 7,6 g/cm3 V = 20 x 30 x 15 = 900 cm3 m = ? d = m/V 7,6 = m / 900 m = 7,6 x 900 m = 6840 g : 1000 m =6,84 kg V = 900 cm3 Volume de um bloco retangular = comp. X larg. X alt.
  17. 17. Neste caso conhecemos a densidade e a massa de cada uma das substâncias, temos que saber qual o volume ocupado por cada uma delas. Suponha que 1g seja a massa de cada substância adicionada ao tubo. Vamos calcular o volume que seria ocupado em cada caso? Água d = m/v 1 = 1/v V = 1 mL Acetona d = m/v 0,8 = 1/v V = 1,25 mL Clorofórmio d = m/v 1,4 = 1/v V = 0,71 mLAo invés de se fazer esses cálculos pode-se simplesmente considerar que quanto MAIOR o volume, MENOR será a densidade
  18. 18. CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA MATÉRIA Substância pura Mistura Simples Composta Homogênea Heterogênea Azeotrópica Eutética Substância pura – como o próprio nome sugere é uma substância pura, isenta de outras substâncias e que apresenta propriedades físicas bem definidas. Mistura – é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominadas componente. A matéria se divide em dois tipos diferentes: Substância pura e Mistura
  19. 19. Mas como são formadas as substâncias? Átomo Elemento Molécula Substância H O Conjunto de átomos iguais Unidade fundamental da matéria Formada após a combinação dos elementos H e O Conjunto de moléculas iguais Letras Sílabas Palavra Para ficar mais fácil de entender, podemos fazer uma analogia: Frase Átomo Elemento Molécula Substância
  20. 20. SUBSTÂNCIAS PURAS Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas, e por este motivo apresentam propriedades químicas e físicas próprias. Substâncias simples – formada por um ou mais átomos do mesmo elemento H2, O2, O3, N2, C (graf.) Substâncias compostas – formada por dois ou mais elementos diferentes H2O HCl CO2 HNO3
  21. 21. Misturas Uma mistura é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominadas componente. O ar que respiramos é uma mistura formada por ... gás nitrogênio (N2) = 78% gás oxigênio (O2) = 20% gás argônio (Ar) ≅ 1% gás carbônico (CO2) ≅ 0,03 % Cada um desses gases é chamado de componente da mistura O ouro 18 quilates é uma mistura formada por 3 componentes ouro (Au) = 75% prata (Ag) = 20% cobre (Cu) = 5% O combustível etanol é uma mistura formada por 2 componentes etanol (C2H6O) ≅ 93% água (H2O) ≅ 7% Neste caso temos uma mistura formada por 3 substâncias simples Neste caso temos uma mistura formada por 2 substâncias compostas
  22. 22. Classificação das Misturas De acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classificá-la em função do seu número de fases. FASE – cada uma das porções que conseguimos ver (a olho nu ou não) na mistura água + sal dissolvido 1 fase óleo água 2 fases Em função do número de fases, as misturas são classificadas em: HOMOGÊNEA – toda mistura que apresenta uma única fase. São denominadas soluções HETEROGÊNEA – toda mistura que apresenta duas ou mais fases Ex: água com açúcar, ar, água mineral Ex: água e óleo; água e gelo; granito; areia e terra Uma mistura formada por gases será sempre HOMOGÊNEA
  23. 23. Vamos praticar? Classifique cada um dos sistemas abaixo quanto à composição. Formado por átomos de um mesmo elemento Formado por átomos de elementos diferentes Formado por substâncias diferentes Substância simples Substância composta Mistura
  24. 24. Vamos praticar? Classifique cada uma das misturas a seguir, quanto ao número de fases. 1 fase Mistura Homogênea 2 fases Mistura Heterogênea 1 fase Mistura Homogênea 2 fases Mistura Heterogênea 2 fases Mistura Heterogênea Indique quantos componentes, quantas fases e qual o tipo de mistura. água + açúcar água + giz água + óleo + sal água + sal + granito + açúcar 2 componentes 1 fase Mistura HOMOGÊNEA 2 componentes 2 fases Mistura HETEROGÊNEA 3 componentes 2 fases Mistura HETEROGÊNEA 4 componentes 2 fases Mistura HETEROGÊNEA
  25. 25. Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura? Substância pura – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA permanece CONSTANTE t1 = início da fusão t2 = fim da fusão t3 = início da ebulição t4 = fim da ebulição Curva de aquecimento da água A curva de aquecimento de uma substância pura apresenta 2 patamares Uma substância pura diferencia-se de uma mistura pelos valores de suas propriedades específicas (ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade) que como o próprio nome sugere são específicos para cada substância
  26. 26. Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura? Mistura comum – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA VARIA t1 = início da fusão t2 = fim da fusão t3 = início da ebulição t4 = fim da ebulição Curva de aquecimento de uma mistura comum A curva de aquecimento de uma mistura comum NÃO apresenta patamares
  27. 27. Dois tipos de misturas especiais Existem algumas misturas com comportamento diferente do esperado, sua curva de aquecimento apresenta um patamar. São de dois tipos: Curva de aquecimento de uma mistura eutética Mistura eutética – ponto de fusão constante Misturas eutéticas – apesar de ser uma mistura, comportam-se como se fossem uma substância pura, pois durante a FUSÃO a temperatura permanece CONSTANTE Exemplo de mistura eutética Solda – liga metálica com 63% de estanho + 37% de chumbo
  28. 28. Dois tipos de misturas especiais Curva de aquecimento de uma mistura azeotrópica Mistura azeotrópica – ponto de ebulição constante Misturas azeotrópicas – apesar de ser uma mistura, comportam-se como se fossem uma substância pura, pois durante a EBULIÇÃO a temperatura permanece CONSTANTE Exemplo de mistura azeotrópica álcool hidratado – 96% de etanol + 4% de água
  29. 29. Vamos praticar? Observe as curvas de aquecimento e classifique cada um dos casos T tempo Substância pura Mistura comum Mistura azeotrópica Mistura eutética Tf e Te constante Tf e Te variáveis Te constante Tf variável Tf constante Te variável
  30. 30. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS Na natureza raramente encontramos substâncias puras. Desta forma, para obtermos uma determinada substância é necessário usar métodos de separação aplicáveis à misturas homogêneas ou heterogêneas, dependendo do caso Misturas Heterogêneas Sólido + Líquido Sólido + Gasoso Líquido + Líquido Sólido + Sólido Filtração Filtração Destilação fracionada Catação No caso das misturas heterogêneas os principais processos de separação que podem ser aplicados são: Decantação Centrifugação Decantação em funil Peneiração Separação magnética
  31. 31. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido – Líquido) Filtração – passa-se a mistura por um funil contendo papel filtro, onde o sólido ficará retido. Exemplos água + areia água + carvão A filtração é também usada na separação de misturas de substâncias sólidas e gasosas, mas neste caso ao invés de um funil, tem-se um filtro especial Exemplos ar + poeira O aspirador de pó é usado para separar a poeira do ar.
  32. 32. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido – Líquido) Centrifugação – é um processo que acelera a decantação dos componentes da mistura entre um líquido e um sólido Decantação – separa os componentes da mistura segundo sua densidade, onde o componente mais denso deposita-se no fundo do recipiente Exemplo Água + barro A centrifugação é muito utilizada em laboratórios. Um dos exemplos mais comuns é a centrifugação do sangue humano para a realização do hemograma Centrífuga
  33. 33. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Líquido– Líquido) Decantação em funil – é aplicada na separação da mistura entre líquidos imiscíveis Destilação fracionada – separa os líquidos de uma mistura com base em seus pontos de ebulição Exemplo água + álcool O líquido que evapora primeiro é o de menor ponto de ebulição, dizemos que ele é mais volátil Coloca-se a mistura no funil, agita-se vigorosamente e em seguida deixa em repouso, para que haja a decantação. Após a decantação abre-se a torneira e coleta-se cada um dos líquidos Exemplo água + óleo
  34. 34. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido-Sólido) Peneiração – consiste na separação de sólidos com tamanhos diferentes, através do uso de uma peneira Catação – consiste na separação manual dos sólidos de uma mistura, com base em seu tamanho A catação é um processo corriqueiro aplicado por exemplo na separação dos grãos de feijão Assim como a catação, a peneiração é um processo corriqueiro aplicado por exemplo na separação dos pedregulhos da areia. Sendo também utilizada no garimpo do ouro Separação magnética – consiste na separação de misturas que contém componente(s) magnético(s), utilizando-se um imã A separação magnética é também denominada imantação e para que funcione, pelo menos um dos componentes da mistura deve ser magnético e dos demais não.

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