Ciências da Natureza e suasTecnologias – QuímicaEnsino Médio – 1ª SérieSUBSTÂNCIAS PURAS, SUBSTÂNCIAS SIMPLES, MISTURAS:CO...
Substâncias Químicas• Átomos ligados entre si sãochamados de moléculas, erepresentam substâncias químicas.• Cada molécula ...
Substância simples e substânciacomposta – qual a diferença?• O gás hélio, o gásoxigênio, o gásozônio e o sólidofósforo são...
Substância simples e substânciacomposta – Qual a diferença?• A água é uma substânciaformada por dois tipos deelementos quí...
Substâncias• As substâncias apresentam um conjunto bem definidoe constante de propriedades, e têm composição fixa.• Propri...
Propriedades: densidade• Corresponde à relaçãomassa/volume de uma amostrade um material.• É uma propriedadecaracterística ...
Propriedades: solubilidade• A solubilização é umfenômeno regido pelasinterações intermolecularesentre as moléculas do solu...
Propriedades: ponto de ebulição• É a temperatura na qual um líquidovence a pressão atmosférica, passandopara o estado gaso...
Propriedades: ponto de fusão• O ponto de fusão é a temperaturana qual uma substância passa doestado sólido ao estado líqui...
Misturas• Quando uma substância é adicionada à outra,forma-se então uma mistura.Mistura homogênea Mistura heterogêneaImage...
Alotropia• Um mesmo elemento químico é capaz de formarvárias substâncias simples com característicasestruturais e propried...
Alotropia do Oxigênio• O O2 (gás oxigênio) e O3 (gás ozônio) são formasalotrópicas do elemento oxigênio.• O O2 (oxigênio) ...
Alotropia do Oxigênio• O O3 - gás presente na camada deozônio - é o responsável por nosproteger da radiação ultravioleta.•...
Alotropia do Fósforo• Diversas são as variedadesalotrópicas do Fósforo e asprincipais são o fósforo branco, overmelho e o ...
Alotropia do fósforo• O fósforo vermelho não queimaespontaneamente e não é tãoperigoso quanto a variedadebranca.• Seu manu...
Alotropia do Enxofre• O enxofre elementar é um sólido amarelo, insípido, quaseinodoro e insolúvel (7).• Seus alótropos mai...
Alótropos do Carbono: importânciaFaz parte da composição de:• Proteínas;• Ar atmosférico;• Seres vivos;• Petróleo.Imagem:P...
Alotropia do CarbonoSão conhecidas 5 formas alotrópicas principais:NANOTUBOGRAFITE DIAMANTEFULERENOImagens:(a),(b)e(c)Mstr...
Carbono Amorfo• É mais conhecido comofuligem e faz parte dacomposição do carvãomineral.• É resultado da combustãoincomplet...
Carbono Amorfo: Coque• O coque é obtido pelacarbonização do carvão aaltas temperaturas, naausência do ar ou através dadest...
Carbono Grafite• Substância preta e macia,geralmente encontrada misturadacom mica, quartzo e silicatos;• Praticamente a me...
Carbono Grafite: aplicação• Como lubrificante, especialmenteem altas temperaturas, já queresiste a mais de 3.000°C antes d...
Carbono Diamante• Substância mais dura danatureza, risca qualquer outrasubstância.• A dureza do diamante resulta desua est...
Diamante: aplicações• Aproveitando sua dureza, odiamante é aproveitadoindustrialmente na fabricação debrocas ou abrasivos ...
Carbono Fulereno• Estrutura oca com 60 átomos decarbono, lembra uma bola de futebol,constituída de 20 hexágonos e 12pentág...
Fulereno: aplicação• Em líquidos, por suas propriedadeslubrificantes.• Em revestimento de bolas de boliche,devido à sua ba...
Nanotubos de Carbono• Foram descobertos em 1991 porS. Iijima.• Apresenta forma de uma folha degrafite enrolada na forma de...
Nanotubos de Carbono• Apresentam aindaextraordináriaspropriedades, poispossuem a maiorresistência à ruptura sobtração já c...
Nanotubos: aplicação• Pontas de prova emmicroscópios de forçaatômica, para obter imagensde sistemas biológicos comalta res...
Nanotubos: aplicação• Fabricação de materiaispara absorção de gases, jáque conseguem absorveruma grande quantidade dehidro...
Nanotubos na medicina• Uma micrografia defluorescência mostracélulas cancerígenas deovário de um hamsterligadas a nanotubo...
• O grafeno é um materialencontrado na grafite e emoutros compostos decarbono.• Bastante abundante e deestrutura estável e...
Novidade !• Os transistores de grafeno possuiriamapenas dois ou três átomos deespessura e poucas dezenas de átomosde compr...
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Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data doAcesso10 Egien / Creative Commons Atribuição 2.5Genéricahttp://commons.wikime...
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data doAcesso18c (c) Mstroeck / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unporte...
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Substâncias e misturas conceito, diferenciação através de suas propriedades. alotropia.

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Substâncias e misturas conceito, diferenciação através de suas propriedades. alotropia.

  1. 1. Ciências da Natureza e suasTecnologias – QuímicaEnsino Médio – 1ª SérieSUBSTÂNCIAS PURAS, SUBSTÂNCIAS SIMPLES, MISTURAS:CONCEITO, DIFERENCIAÇÃO ATRAVÉS DE SUASPROPRIEDADES. ALOTROPIA
  2. 2. Substâncias Químicas• Átomos ligados entre si sãochamados de moléculas, erepresentam substâncias químicas.• Cada molécula é identificada poruma fórmula química, por exemplo,a água é representada por H2O, queindica que sua composição é dedois átomos do elementohidrogênio e um átomo doelemento oxigênio (1).Imagem:Copocomágua/OlliNiemitalo/publicdomainImagem: Jecowa / Creative CommonsAttribution-Share Alike 2.5 Generic
  3. 3. Substância simples e substânciacomposta – qual a diferença?• O gás hélio, o gásoxigênio, o gásozônio e o sólidofósforo sãosubstâncias formadaspor um só tipo deelemento químico,por isso chamam-sesubstância simples.Imagem:SEE-PE,redesenhadoapartirdeilustraçãodeAutorDesconhecido.
  4. 4. Substância simples e substânciacomposta – Qual a diferença?• A água é uma substânciaformada por dois tipos deelementos químicos e, por essarazão, é chamada substânciacomposta.Imagem:DerekJensen/publicdomain
  5. 5. Substâncias• As substâncias apresentam um conjunto bem definidoe constante de propriedades, e têm composição fixa.• Propriedades que são usadas para identificar umasubstância:– densidade;– solubilidade;– ponto de fusão;– ponto de ebulição. Imagem: Recipientes químicos com líquidos de diferentes cores /zhouxuan12345678 /Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic
  6. 6. Propriedades: densidade• Corresponde à relaçãomassa/volume de uma amostrade um material.• É uma propriedadecaracterística de umasubstância, usada comoindicativo do grau de pureza deque é feito um dado material.• É indicada por: d ou ρ (rô) e aunidade usual é g/cm3 (2).Imagem: Zarko Drincic / Creative CommonsSemDerivados 2.0 GenéricaDensidade (p) = massavolume
  7. 7. Propriedades: solubilidade• A solubilização é umfenômeno regido pelasinterações intermolecularesentre as moléculas do soluto(o que é dissolvido) e asmoléculas do solvente (o quedissolve) (3).Imagem:SEE-PE,redesenhadoapartirdeilustraçãodeAutorDesconhecido.
  8. 8. Propriedades: ponto de ebulição• É a temperatura na qual um líquidovence a pressão atmosférica, passandopara o estado gasoso. Quanto maior aaltitude, menor é a pressão atmosférica,e menor é o ponto de ebulição (4).• Existe uma relação importante entre asinterações intermoleculares e o ponto deebulição, pois, quanto maior for ainteração entre as moléculas de umlíquido, maior será seu ponto deebulição.Imagem: Água fervendo / MarkusSchweiss / GNU FreeDocumentation License,Version 1.2 or any later version
  9. 9. Propriedades: ponto de fusão• O ponto de fusão é a temperaturana qual uma substância passa doestado sólido ao estado líquido.• No ponto de fusão coexistemsólido e líquido em equilíbrio.Imagem: Cubos de gelo / Kevin Saff / CreativeCommons Attribution-Share Alike 2.0 Generic
  10. 10. Misturas• Quando uma substância é adicionada à outra,forma-se então uma mistura.Mistura homogênea Mistura heterogêneaImagem:Egien/CreativeCommonsAtribuição2.5GenéricaImagem:Sorvetedemorango/Gudlyf/CreativeCommonsAtribuição2.0Genérica
  11. 11. Alotropia• Um mesmo elemento químico é capaz de formarvárias substâncias simples com característicasestruturais e propriedades diferentes (5).Carbono Imagem:Zimbres/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike2.0BrazilImagem:SteveJurvetson/CreativeCommonsatribuição2.0genérica
  12. 12. Alotropia do Oxigênio• O O2 (gás oxigênio) e O3 (gás ozônio) são formasalotrópicas do elemento oxigênio.• O O2 (oxigênio) é incolor, inodoro, possui grandeestabilidade e está presente no ar que respiramos.• O O3 (ozônio) é instável (pode assumir outras formas), decoloração azul e cheiro desagradável.
  13. 13. Alotropia do Oxigênio• O O3 - gás presente na camada deozônio - é o responsável por nosproteger da radiação ultravioleta.• Por possuir propriedade germicida,também é usado em purificadorespara a obtenção de água potável.Imagem:Benjah-bmm27/DomínioPúblico.
  14. 14. Alotropia do Fósforo• Diversas são as variedadesalotrópicas do Fósforo e asprincipais são o fósforo branco, overmelho e o preto.• O fósforo comum (branco) tem aaparência de um sólido branco e,no estado puro, torna-se incolor.• A molécula tem 4 átomos (P4), e éinsolúvel em água.• Em contato com o ar, o Fósforoqueima espontaneamente,produzindo o pentóxido. Imagem: Fogos de artifício / El coleccionista de instantes /Creative Commons Atribuição 2.0 Genérica
  15. 15. Alotropia do fósforo• O fósforo vermelho não queimaespontaneamente e não é tãoperigoso quanto a variedadebranca.• Seu manuseio, entretanto,exige cuidado, pois ele emitefumaças tóxicas de óxidosquando aquecido (6).Imagem: Dnn87_GNU Free documentation License
  16. 16. Alotropia do Enxofre• O enxofre elementar é um sólido amarelo, insípido, quaseinodoro e insolúvel (7).• Seus alótropos mais comuns - enxofre monoclínico e enxofrerômbico - têm formas cristalinas.• O enxofre é comumente encontrado nos arredores devulcões ativos. Imagem:Amostradeenxofre/BenMills/domíniopúblicoImagem:Cristaisdeenxofre/RobLavinsky/CreativeCommonsAtribuição-PartilhanosTermosdaMesmaLicença3.0Unported
  17. 17. Alótropos do Carbono: importânciaFaz parte da composição de:• Proteínas;• Ar atmosférico;• Seres vivos;• Petróleo.Imagem:Plataformadepetróleo/AgênciaBrasil/CreativeCommonsAtribuição3.0BrasilImagem:Stahlkocher/GNUFreeDocumentationLicense
  18. 18. Alotropia do CarbonoSão conhecidas 5 formas alotrópicas principais:NANOTUBOGRAFITE DIAMANTEFULERENOImagens:(a),(b)e(c)Mstroeck/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike3.0Unporte,(d)Zimbres/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike2.0Brazile(e)SteveJurvetson/CreativeCommonsatribuição2.0genérica.AMORFO
  19. 19. Carbono Amorfo• É mais conhecido comofuligem e faz parte dacomposição do carvãomineral.• É resultado da combustãoincompleta dehidrocarbonetos.• Aplica-se na indústria daborracha e de tintas paraimpressão.Imagem: EPA / USA Public Domain
  20. 20. Carbono Amorfo: Coque• O coque é obtido pelacarbonização do carvão aaltas temperaturas, naausência do ar ou através dadestilação de óleos mineraispesados. É usado nametalúrgica do ferro e deoutros metais.Imagem: Marcus Vegas / Creative CommonsAttribution-Share Alike 2.0
  21. 21. Carbono Grafite• Substância preta e macia,geralmente encontrada misturadacom mica, quartzo e silicatos;• Praticamente a mesma quantidadede grafite minerada também podeser obtida artificialmente;Imagem: Juliancolton / Public Domain
  22. 22. Carbono Grafite: aplicação• Como lubrificante, especialmenteem altas temperaturas, já queresiste a mais de 3.000°C antes decomeçar a fundir.• Na indústria do aço, é usado comoeletrodo para fornos elétricosporque conduz corrente elétricasuficiente para fundir metais.• Como moderador nos reatores nucleares a gás,diminuindo a velocidade dos nêutrons.• Em lonas de freios e escovas para motores elétricos.Imagem: Lanzi / GNU Free DocumentationLicense
  23. 23. Carbono Diamante• Substância mais dura danatureza, risca qualquer outrasubstância.• A dureza do diamante resulta desua estrutura cristalina na qualcada átomo de carbono estáligado covalentemente a quatrooutros, em formato tetraédrico(8).• O diamante é empregadocomercialmente para a produçãode jóias.Imagem: Mario Sarto / GNU Free DocumentationLicense
  24. 24. Diamante: aplicações• Aproveitando sua dureza, odiamante é aproveitadoindustrialmente na fabricação debrocas ou abrasivos para corte epolimento.• Pode ser usado para cortar,tornear e furar alumina, quartzo,vidro e artigos cerâmicos.• O pó de diamante é usado parapolir aços e outras ligas.Imagem: SEE-PE, redesenhado a partir deilustração de Autor Desconhecido.
  25. 25. Carbono Fulereno• Estrutura oca com 60 átomos decarbono, lembra uma bola de futebol,constituída de 20 hexágonos e 12pentágonos arranjados (9).• Atualmente, a nanotecnologia temauxiliado as pesquisas e a obtençãodessas moléculas.• Em uso biomédico, fármacos ativospodem ser ligados à molécula de C60para, após introduzidos no corpohumano, serem lentamente libertados(10).Imagem:Mstroeck/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike3.0Unporte.
  26. 26. Fulereno: aplicação• Em líquidos, por suas propriedadeslubrificantes.• Em revestimento de bolas de boliche,devido à sua baixa compressibilidade,o que as torna mais resistentes (jácomercializadas no Japão).• Em Tacos de golfe de Titânio - C60.• Em painéis solares, dada a sua grandefacilidade em capturar elétrons.Imagem: Painel solar / David.Monniaux/ GNU Free Documentation License
  27. 27. Nanotubos de Carbono• Foram descobertos em 1991 porS. Iijima.• Apresenta forma de uma folha degrafite enrolada na forma de umcilindro, com diâmetro da ordemde 1 nm e comprimento daordem de micrômetros.• Têm atraído grande interesse por suas fantásticaspropriedades eletrônicas e mecânicas. Já sedemonstrou a possibilidade de usar arranjos denanotubos de carbono como nanomotores (11).Imagem:Mstroeck/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike3.0Unporte.
  28. 28. Nanotubos de Carbono• Apresentam aindaextraordináriaspropriedades, poispossuem a maiorresistência à ruptura sobtração já conhecida, naordem de 200 Gpa; 100vezes superior ao maisresistente aço com apenas1/6 de sua densidade (12).Imagem:Mstroeck/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike3.0Unporte.
  29. 29. Nanotubos: aplicação• Pontas de prova emmicroscópios de forçaatômica, para obter imagensde sistemas biológicos comalta resolução.• Condutores emmicrocircuitos.• Fibras para os mais diversosusos, uma vez que são maisleves e mais resistentes doque as fibras de carbonotradicionais.Imagem:Mstroeck/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike3.0Unporte.
  30. 30. Nanotubos: aplicação• Fabricação de materiaispara absorção de gases, jáque conseguem absorveruma grande quantidade dehidrogênio.• Na indústria da construção,a UFMG promove grandeinovação, pois desenvolveum “superconcreto” comnanotubos de carbono.Imagem:Mstroeck/CreativeCommonsAttribution-ShareAlike3.0Unporte.
  31. 31. Nanotubos na medicina• Uma micrografia defluorescência mostracélulas cancerígenas deovário de um hamsterligadas a nanotubos decarbono (13).• No desenvolvimento demúsculos artificiais ecarreadores de drogas.Imagem: Spitfire ch, Philippsen Lab, Biozentrum Basel /Micrografia de Fluorescência / Public Domain.
  32. 32. • O grafeno é um materialencontrado na grafite e emoutros compostos decarbono.• Bastante abundante e deestrutura estável eresistente, ele pode ser achave para a produção detransistores de apenas0,01 micrometro, indoalém do limite teórico de0,02 micrometros.Novidade !Nobel da Física de 2010 aocientista russo-britânicoKonstantin Novoselov.Imagem:Jynto/CreativeCommonsCC01.0UniversalPublicDomainDedication.
  33. 33. Novidade !• Os transistores de grafeno possuiriamapenas dois ou três átomos deespessura e poucas dezenas de átomosde comprimento, aproximando-se doslimites físicos da matéria.• Uso: em teoria, na construção de umprocessador, ou até mesmo um circuitointegrado que poderia chegar a mais de500 GHz.• Esses materiais têm sido apontadoscomo possíveis sucessores do silício nanova era da nanoeletrônica (14).Imagem: Jynto / Creative Commons CC01.0 Universal Public Domain Dedication.
  34. 34. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data doAcesso2 Copo com água / Olli Niemitalo / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drinking_glass_fingerprint_FTIR.jpg?uselang=pt-br07/03/20122 Jecowa / Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 Generichttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:H2o_hq2_alpha.png07/03/20123 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração deAutor Desconhecido.Acervo SEE-PE 16/03/20124 Derek Jensen / public domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Glass-of-water.jpg07/03/20125 Recipientes químicos com líquidos dediferentes cores / zhouxuan12345678 /Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0Generichttp://www.flickr.com/photos/53921113@N02/5645102295/07/03/20126 Zarko Drincic / Creative CommonsSemDerivados 2.0 Genéricahttp://www.flickr.com/photos/9136641@N07/2117512295/07/03/20127 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração deAutor Desconhecido.Acervo SEE-PE 16/03/20128 Água fervendo / Markus Schweiss / GNU FreeDocumentation License, Version 1.2 or any laterversionhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kochendes_wasser02.jpg08/03/20129 Cubos de gelo / Kevin Saff / Creative Commons/ Attribution-Share Alike 2.0 Generichttp://www.flickr.com/photos/73998029@N00/242928199/09/03/2012Tabela de Imagens
  35. 35. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data doAcesso10 Egien / Creative Commons Atribuição 2.5Genéricahttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coffee_cup.jpg?uselang=pt-br09/03/201210 Sorvete de morango / Gudlyf / CreativeCommons Atribuição 2.0 Genéricahttp://www.flickr.com/photos/80093862@N00/4658225108/09/03/201213 Benjah-bmm27 / Domínio Público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ozone-montage.png?uselang=pt-br14/03/201214 Fogos de artifício / El coleccionista de instantes/ Creative Commons Atribuição 2.0 Genéricahttp://www.flickr.com/photos/31195974@N05/5041629649/09/03/201216 Amostra de enxofre / Ben Mills / domíniopúblicohttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sulfur-sample.jpg?uselang=pt-br09/03/201216 Cristais de enxofre / Rob Lavinsky / CreativeCommons Atribuição-Partilha nos Termos daMesma Licença 3.0 Unportedhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sulfur-es67b.jpg?uselang=pt-br09/03/201217 Stahlkocher / GNU Free DocumentationLicensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gelsenkirchen_Kraftwerk_Scholven.jpg?uselang=pt-br09/03/201217 Plataforma de petróleo / Agência Brasil /Creative Commons Atribuição 3.0 Brasilhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oil_platform_P-51_(Brazil).jpg09/03/201218a (a) Mstroeck / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unportehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eight_Allotropes_of_Carbon.png15/03/201218b (b)Mstroeck / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unportehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eight_Allotropes_of_Carbon.png15/03/2012Tabela de Imagens
  36. 36. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data doAcesso18c (c) Mstroeck / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unportehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eight_Allotropes_of_Carbon.png15/03/201218d (d) Steve Jurvetson / Creative Commonsatribuição 2.0 genéricahttp://www.flickr.com/photos/44124348109@N01/156830367/09/03/201218e (e) Zimbres / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Brazilhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:GrafitaEZ.jpg09/03/201219 EPA / USA Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diesel-smoke.jpg09/03/201220 Marcus Vegas / Creative CommonsAttribution-Share Alike 2.0http://www.flickr.com/photos/60168589@N00/709967957/09/03/201221 Juliancolton / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Closeup_of_pencil_graphite.JPG09/03/201222 Lanzi / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Graphite_mineral_aggregate.jpg?uselang=pt-br09/03/201223 Mario Sarto / GNU Free DocumentationLicensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Brillanten.jpg09/03/201224 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração deAutor Desconhecido.Acervo SEE-PE 16/03/201226 Painel solar / David.Monniaux / GNU FreeDocumentation Licensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mafate_Marla_solar_panel_dsc00633.jpg09/03/2012Tabela de Imagens
  37. 37. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data doAcesso27 Arnero / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon_nanoribbon_povray.PNG09/03/201228 Arnero / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon_nanoribbon_povray.PNG09/03/201229 Arnero / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon_nanoribbon_povray.PNG09/03/201230 Arnero / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbon_nanoribbon_povray.PNG09/03/201231 Spitfire ch, Philippsen Lab, Biozentrum Basel /Micrografia de Fluorescência / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:S_cerevisiae_septins.jpg15/03/201232 Imagem: Jynto / Creative Commons CC0 1.0Universal Public Domain Dedication.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Graphene-3D-balls.png15/03/201233 Imagem: Jynto / Creative Commons CC0 1.0Universal Public Domain Dedication.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Graphene-3D-balls.png15/03/2012Tabela de Imagens

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