Química Geral Aplicada a Engenharia1º. Sem./2011 Engenharias
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Separação de misturas
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Unidades de medida    Unidades SI
Unidades de medida   Massa (g)                     X 1000       X 1000                kg            g            mg      ...
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Unidades de medida   Pressão (atm)                                   P(pressão) = F(força)                               ...
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Incerteza na medida               A incerteza na medida• Todas as medidas científicas estão sujeitas a erro.• Esses erros ...
Incerteza na medida Precisão e exatidão
Notação Científica        Notação exponencial e científica• Maneira de representar números muito grandes ou muitos  pequen...
Na Próxima Aula Veremos ...Aula 3 – Seleção de Materiais (16.02)       Estudo Independente    Caso: Quadros de Bicicletas ...
Estudo Independente             Caso: Quadros de Bicicletas• Qual o melhor material ? Liga de aço, alumínio ou titânio ?• ...
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Estudo Independente             Caso: Quadros de Bicicletas• Tabela - Módulo elásticos, força de rendimento e densidade Ma...
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  1. 1. Química Geral Aplicada a Engenharia1º. Sem./2011 Engenharias
  2. 2. O que vamos aprender ?I UNIDADE• Aulas Teóricas• Ferramentas da Química• Estrutura dos Átomos e Moléculas• O Estado da Matéria• Química e Energia• Aulas Práticas• Teste de Chama• Propriedades Oxidantes e Redutoras 2
  3. 3. Na Próxima Aula Veremos ... Aula 2 – Ferramentas da Química (09.02) Estudo IndependentePesquisar no site brasileiro que promove o AnoInternacional da Química - www.quimica2011.org.br esugerir na próxima aula temas da química que tenhaminteresse e/ou curiosidade em conhecer melhor. 3
  4. 4. Nosso Curso 4
  5. 5. Nesta Aula Veremos ...• Estudo de Caso - Alumínio• Classificação da Matéria• Elementos e Átomos• Compostos e Moléculas• Propriedades Físicas• Transformações Físicas e Químicas• Medindo a Matéria• A Matemática da Química
  6. 6. Processo Hall 5t 2t 1t bauxita alumina alumínio100 kg criolita + 0,4 t de C 17.000 kwh 2 Al2O3(s) + 3 C(s) = 4 Al(l) + 3 CO2(g) Produção: 1 mol Al (27g) = 297 kJ Reciclagem (660 0C): 1 mol = 26,1 kJ (8,8%)
  7. 7. Você sabia?• Um bebê = 25 toneladas de lixo 8
  8. 8. O estudo da químicaA perspectiva molecular da química• De que é constituída a matéria ?• Quantos elementos constituem a matéria.• No nível microscópico de que é constituída a matéria ?.
  9. 9. O estudo da químicaA perspectiva molecular da química
  10. 10. Estados da matériaO que é quedetermina oestado físicoda matéria? ... é a proximidade das partículas que a constitui. Essa característica obedece a fatores como: Força de Atração: as moléculas se aproximem umas das outras. Força de Repulsão: as moléculas se afastem umas das outras.
  11. 11. Classificação da matéria Elementos• Se uma substância pura não pode ser decomposta em algo mais, então ela é um elemento.• Existem 114 elementos conhecidos.• A cada elemento é dado um único símbolo químico (uma ou duas letras).• Os elementos são a base de constituição da matéria.• A crosta terrestre consiste de 5 elementos principais.• O corpo humano consiste basicamente de 3 elementos principais.
  12. 12. Classificação da matéria Elementos
  13. 13. Classificação da matéria Elementos• Os símbolos químicos com uma letra têm aquela letra maiúscula (por exemplo, H, B, C, N, etc.)• Os símbolos químicos com duas letras têm apenas a primeira letra maiúscula (por exemplo, He, Be).• Site recomendado: www.webelements.com
  14. 14. Classificação da matéria
  15. 15. Classificação da matéria A=Z+N Z = e- “átomo neutro”A  NÚMERO DE MASSA: representa a massa aproximada de um átomo.Z  NÚMERO ATÔMICO: é o número de prótons que um átomo possui.N NÚMERO DE NÉUTRONS: é o número de néutrons que o átomo possui. 16
  16. 16. Propriedades da matéria Transformações físicas e químicas• Quando uma substância sofre uma transformação física, sua aparência física muda. – O derretimento do gelo: um sólido é convertido em um líquido.• As transformações físicas não resultam em uma mudança de composição.• Quando uma substância muda sua composição, ela sofre uma transformação química: – Quando o hidrogênio puro e o oxigênio puro reagem completamente, eles formam água pura. No frasco contendo água não há sobra de oxigênio nem de hidrogênio.
  17. 17. Propriedades da matériaQual o tipo de transformação física ou química ?
  18. 18. Propriedades da matéria Transformações físicas e químicas• As propriedades físicas extensivas dependem da quantidade de substância presente. – Exemplos: massa, volume e pressão.• As propriedades físicas intensivas não dependem da quantidade de substância presente. – Exemplos: densidade, temperature e ponto de fusão.
  19. 19. Propriedades da matéria Separação de misturas• As misturas podem ser separadas se suas propriedades físicas são diferentes.• Os sólidos podem ser separados dos líquidos através de filtração.• O sólido é coletado em papel de filtro, e a solução, chamada de filtrado, passa pelo papel de filtro e é coletada em um frasco.
  20. 20. Propriedades da matéria Separação de misturas• As misturas homogêneas de líquidos podem ser separadas através de destilação.• A destilação necessita que os diferentes líquidos tenham pontos de ebulição diferentes.• Basicamente, cada componente da mistura é fervido e coletado.• A fração com ponto de ebulição mais baixo é coletada primeiro.
  21. 21. Separação de misturas
  22. 22. Propriedades da matéria Separação de misturas• A cromatografia pode ser utilizada para separar misturas que têm diferentes habilidades para aderirem a superfícies sólidas.• Quanto maior a atração do componente pela superfície (papel), mais lentamente ele se move.• Quanto maior a atração do componente pelo líquido, mais rapidamente ele se move.• A cromatografia pode ser utilizada para separar as diferentes cores de tinta de uma caneta.
  23. 23. Unidades de medida Unidades SI• As potências de dez são utilizadas por conveniência com menores ou maiores unidades no sistema SI.
  24. 24. Unidades de medida Unidades SI
  25. 25. Unidades de medida Massa (g) X 1000 X 1000 kg g mg ÷ 1000 ÷ 1000
  26. 26. Unidades de medida Corresponde ao espaço ocupado por uma porção de Volume (L) matéria X 1000 X 1000 L mL m3 dm3 cm3 ÷ 1000 ÷ 1000
  27. 27. Unidades de medida Afere a grau de agitação das moléculas Temperatura (K) Temperatura ≠ Calor (Energia) Importante: Em Química, temperatura sempre em Kelvin (K) T(K) = T(°C) + 273,15
  28. 28. Unidades de medida Pressão (atm) P(pressão) = F(força) [N/m2] A(área) 1atm – 760mmHg – 101,3kPa H1 H2 H3
  29. 29. Unidades de medida Densidade• Usada para caracterizar as substâncias.• Definida como massa dividida por volume:• Unidades: g/cm3.
  30. 30. Incerteza na medida A incerteza na medida• Todas as medidas científicas estão sujeitas a erro.• Esses erros são refletidos no número de algarismos informados para a medida.• Esses erros também são refletidos na observação de que duas medidas sucessivas da mesma quantidade são diferentes. Precisão e exatidão• As medidas que estão próximas do valor “correto” são exatas.• As medidas que estão próximas entre si são precisas.
  31. 31. Incerteza na medida Precisão e exatidão
  32. 32. Notação Científica Notação exponencial e científica• Maneira de representar números muito grandes ou muitos pequenos de uma forma compacta e consistente que simplifica os cálculos• Largamente usadas em ciências e engenharia• Exemplo: 1.234 = ?• 1.234 = 1,234 x 101 x 101 x 101 = 1,234 x 103• Exemplo: 0,01234 = ?• 0,01234 = 1,234 : (101 x 101) = 1,234 x 10-1 x 10-1 = 1,234 x 10-2
  33. 33. Na Próxima Aula Veremos ...Aula 3 – Seleção de Materiais (16.02) Estudo Independente Caso: Quadros de Bicicletas 35
  34. 34. Estudo Independente Caso: Quadros de Bicicletas• Qual o melhor material ? Liga de aço, alumínio ou titânio ?• Quais as propriedades que um engenheiro deve considerar na escolha dos materiais ? 36
  35. 35. Estudo Independente Caso: Quadros de Bicicletas• O material vai depender da sua finalidade, por que afetará o custo final !• As propriedades são: firmeza, resistência e densidade• Firmeza  propriedade “módulo elástico”, mede a quantidade de estiramento ou de compressão que um material experimenta quando é precionado. Obs.: esta relacionado a aproximidade e forças em que os átomos de um material estão conectados.• Força de rendimento  mede a resistência de um material, mede a quantidade de força necessária para produzir uma deformação específica do material• Densidade  m/V, quanto mais leve melhor 37
  36. 36. Estudo Independente Caso: Quadros de Bicicletas• Tabela - Módulo elásticos, força de rendimento e densidade Material Módulo Faixa de força de Densidade elástico (psi) rendimento (psi) (g/cm3) Alumínio 10,0 x 106 5,0x103 – 6,0x104 2,699 Aço 30,0 x 106 4,5x104 – 1,6x105 7,87 Titânio 16,0 x 106 4,0x104 – 1,2x105 4,507 http://www.convertworld.com/pt/ 38
  37. 37. Estudo Independente Caso: Quadros de Bicicletas• Utilize a intrenete para poesquisar o custo relativo de quadros de alumínio, titânio e aço para bicicletas. Descubra quanto do custo relativo é devido ao custo dos materiais em si• Classifique alumínio, aço e titânio em ordem crescente de firmeza• Explique a nível atómico as diferenças da propriedade “firmeza” (módulo elástico) entre os materiais aço, alumínio e titânio. 39
  38. 38. Conteúdo da Apresentação Conteúdo baseado no Livro Texto Click na imagem para visitar o site do livroBROWN, Theodore L - Química A Ciência Central (9ª.Edição) – Pearson – Cap. 01 – Introdução: matéria e medidas
  39. 39. Obrigado 41

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