Capítulo 03 matéria; transformações e estrutura
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Capítulo 03 matéria; transformações e estrutura
- 1. Capítulo 03: 3.1 – Transformações da matéria
- 2. Diferenciação Transformações da matéria Transformações Transformações físicas químicas
- 3. Transformações químicas e físicas • Fenômenos Físicos: - Uma substância muda seu estado físico ou forma, mas sua composição continua a mesma
- 4. Transformações químicas e físicas
- 5. Transformações químicas e físicas
- 6. Transformações químicas e físicas • Fenômenos Químicos: - Uma ou mais substâncias se transformam em compostos diferentes - Ocorre uma reação química
- 10. Descrevendo as transformações da matéria • Usamos os termos estado inicial e estado final para descrever as fases da transformação
- 11. Transformação Estado Inicial Estado Final Fusão do gelo Sólido transparente Líquido incolor Formação de capa Parafuso de ferro Sólido cinza marrom- exposto ao ar e brilhante avermelhada sobre umidade o sólido Escurecimento do pavio, redução do Pavio envolto em tamanho da vela, Queima da vela parafina emissão de energias térmica e luminosa e produção de fumaça
- 12. Transformações químicas e físicas • Existem dois tipos de reação química: - Endotérmica: absorve calor - Exotérmica: que libera calor
- 14. 3.2 – A combustão e as representações químicas
- 15. Combustão • Combustão ou queima é uma reação química exotérmica • Ocorre entre uma substância (o combustível) e um comburente (geralmente o oxigênio), para liberar calor e luz • É necessária uma energia de ativação para ocorrer combustão
- 16. Antes de continuarmos, vamos entender o conceito de uma representação química!!!!
- 17. Representação química • Uma representação química é a forma como vamos mostrar no papel, o que acontece na reação: •Ex: magnésio(s) + oxigênio(g) óxido de magnésio(s)
- 18. Representação química • Uma representação química é a forma como vamos mostrar no papel, o que acontece na reação: •Ex: nome da substância magnésio(s) + oxigênio(g) óxido de magnésio(s) estado físico da substância (sólido, líquido, gasoso, aquoso)
- 19. Representação química • Uma representação química é a forma como vamos mostrar no papel, o que acontece na reação: •Ex: Produto (s) magnésio(s) + oxigênio(g) óxido de magnésio(s) Reagente (s)
- 20. Agora sim, podemos voltar à combustão!!!
- 21. Combustão de compostos de carbono • Quando falamos de combustão de carbono, devemos levar em conta dois tipos: - Completa Ex: gasolina(l) + oxigênio(g) gás carbônico (g) + água(g) - Incompleta Ex: gasolina(l) + oxigênio(g) monóxido de carbono(g) + água(g)
- 22. Flogisto x Lavoisier • Flogisto = substância inflamável liberada durante a combustão, pode ter massa positiva (levando à diminuição da massa) ou negativa (levando ao ganho de massa) Ou seja, a massa dos compostos é variável • Lavoisier = lei da conservação das massas, a massa dos produtos tem que ser igual à massa dos reagentes “na natureza nada se perde nada se cria, tudo se transforma”
- 23. Flogisto x Lavoisier • Então, uma reação química, em um sistema fechado, sempre terá sua massa mantida • ou seja, se somarmos as massas dos reagentes, elas têm que ser iguais às massas dos produtos • ex:
- 24. Flogisto x Lavoisier • ex: álcool etílico(l) + oxigênio(g) gás carbônico(g) + água(g) Massa dos reagentes = 46g + ? Massa dos produtos = 54g + 88g = 142g Então: 46g + massa de oxigênio = 142g Massa de oxigênio = 142g – 46g Massa de oxigênio = 96g
- 25. 3.3 – o nível microscópico da matéria
- 26. Partículas, substâncias e cinética • As substâncias são feitas de partículas (moléculas ou átomos) as quais não conseguimos enxergar • para representarmos essas substâncias, utilizamos modelos (representações gráficas ou numéricas) • podemos usar modelos para explicarmos algo que não pode ser visto a olho nu
- 27. Partículas, substâncias e cinética • os modelos são montados a partir de várias observações acerca daquilo que queremos explicar • como por exemplo os estados físicos da matéria (que são explicados pela teoria cinética): de acordo com essa teoria, “as partículas estão sempre em movimento, e se atraem com forças que variam de uma substância para outra”
- 28. O estado sólido • Materiais sólidos possuem forma definida • A atração entre suas partículas é muito grande, portanto, ficam “fixas”e agrupadas • Apenas vibram em suas posições
- 30. O estado líquido • A atração entre suas partículas é grande, porém as partículas não assumem uma posição fixa • Materiais líquidos não possuem forma definida • As partículas escorregam umas sobre as outras
- 32. O estado gasoso • A atração entre as partículas é muito pequena • Materiais gasosos não possuem forma definida • As partículas movimentam-se aleatoriamente no espaço que ocupam • Por causa desse espaço pode haver uma grande compressão
- 34. 3.4 – Os primeiros modelos sobre a matéria
- 35. Teoria atômica de Dalton • átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes entre si; •átomos de um mesmo elemento possuem propriedades iguais e massa invariável; •átomo é a menor porção da matéria, e são esferas maciças e indivisíveis;
- 36. Teoria atômica de Dalton • nas reações químicas, os átomos permanecem inalterados; • o peso total de um composto é igual à soma dos pesos dos átomos dos elementos que o constituem.
- 37. A teoria de Dalton e as fórmulas químicas • De acordo com Dalton, as partículas que constituem as substâncias são denominadas agregados atômicos (que também podem ser chamados de moléculas) • Ex: Carbono Oxigênio Hidrogênio
- 38. Gás Água Hidrogênio Gás Carbônico Gás Oxigênio
- 39. A teoria de Dalton e as reações químicas • Segundo Dalton, em uma reação química os átomos não são gerados nem destruídos, apenas se rearranjam formando agregados diferentes • Ex: Cálcio Carbono Oxigênio Hidrogênio
- 41. Equações químicas e balanceamento
- 42. Equações químicas • Equações químicas são representações que usam os símbolos dos elementos e as fórmulas das substâncias • Ex: CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
- 43. Equações químicas • Mas uma equação química desse jeito está de acordo com a lei de Lavoisier?? • Ex: H2O (s) O2 (g) + H2 (g)
- 44. Equações químicas • Para acertar utilizamos os coeficientes estequiométricos que são números colocados antes das fórmulas e que multiplicam toda a fórmula • Ex: 2 H2O (s) O2 (g) + 2 H2 (g)
- 45. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O
- 46. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O
- 47. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2
- 48. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2
- 49. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2
- 50. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1
- 51. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1 S=1
- 52. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1 S=1
- 53. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1 S=1 O=5
- 54. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1 S=1 O=5 O=5
- 55. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1 S=1 O=5 O=5
- 56. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1 S=1 O=5 O=5 Cu = 2
- 57. Balanceamento de Equações Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O H=2 H=2 S=1 S=1 O=5 O=5 Cu = 2 Cu = 2
- 58. Balanceamento de Equações Regra Segunda: Se a equação não estiver balanceada, siga os 5 passos essenciais:
- 59. Balanceamento de Equações 1- ESCREVER AS FÓRMULAS CORRETAS DE REAGENTES E PRODUTOS
- 60. Balanceamento de Equações 1- ESCREVER AS FÓRMULAS CORRETAS DE REAGENTES E PRODUTOS 2- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE CARBONO
- 61. Balanceamento de Equações 1- ESCREVER AS FÓRMULAS CORRETAS DE REAGENTES E PRODUTOS 2- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE CARBONO Dica: Comece sempre pelo elemento com menor número de átomos
- 62. Balanceamento de Equações 3- BALANCEAR Nº DE ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO
- 63. Balanceamento de Equações 3- BALANCEAR Nº DE ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO 4- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE OXIGÊNIO
- 64. Balanceamento de Equações 3- BALANCEAR Nº DE ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO 4- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE OXIGÊNIO 5- VERIFICAR SE TODOS OS ELEMENTOS ESTÃO BALANCEADOS.
- 65. Leis das Reações Químicas •As Leis Ponderais das Reações Químicas são um conjunto de postulados que regem a lógica das reações químicas, relacionando a massa dos produtos e reagentes e também fazendo menção à quantidade de matéria dos mesmos. •As leis mais conhecidas são: I. Lei de Lavoisier II. Lei de Proust
- 66. Leis das Reações Químicas •Lei de Lavoisier: • postulada por Lavoisier no final do século XVIII, diz o seguinte: numa reação química, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos. Ou seja, a massa é sempre conservada em qualquer reação química. • A partir disso, lembra-se da célebre frase dita por Lavoisier: “Na natureza nada se perde, nada se cria; tudo se transforma“.
- 67. Leis das Reações Químicas •Lei de Proust: I. Elaborada em 1797 pelo químico francês Joseph Louis Proust. Ele verificou que as massas dos reagentes e as massas dos produtos que participam da reação obedecem sempre a uma proporção constante. Essa proporção é característica de cada reação, isto é, independente da quantidade de reagentes utilizados.
- 68. Leis das Reações Químicas •Lei de Proust: PROPORÇÕES DEFINIDAS (PROUST, 1807) OS ELEMENTOS QUIMICOS, EM UM DADO COMPOSTO, ESTÃO SEMPRE COMBINADOS NA MESMA PROPORÇÃO EM MASSA DECOMPONDO-SE ZnS sempre se obtem 1,000 g de Zn para 0,490 g de S – a composição é constante
Notas do Editor
- a substância pela qual a matéria é formada não passa por transformação alguma, ou seja, não passa por mudanças. Sendo assim, sua forma, seu tamanho, sua aparência, podem mudar, mas não sua composição. Exemplo: Solidificação da água. A substância, no caso a água, estava no estado líquido e passou para o estado sólido, sua forma e tamanho mudaram, mas seus constituintes não.
- a substância pela qual a matéria é formada não passa por transformação alguma, ou seja, não passa por mudanças. Sendo assim, sua forma, seu tamanho, sua aparência, podem mudar, mas não sua composição. Exemplo: Solidificação da água. A substância, no caso a água, estava no estado líquido e passou para o estado sólido, sua forma e tamanho mudaram, mas seus constituintes não.
- Fenômenos Químicos : a composição da matéria passa por mudanças, ou seja, uma ou mais substâncias se alteram dando origem a compostos diferentes. Mas como saber se uma determinada matéria passou por alguma transformação química. A formação de uma nova substância pode ser identificada pelos seguintes fenômenos: No decurso das transformações químicas ou reações químicas em que se formam as novas substâncias, existem algumas evidências facilmente observáveis que permitem verificar a ocorrencia dessas transformações. Por exemplo: Uma mudança de cor. A libertação de um gás. A formação de um sólido. A formação de uma chama. O aparecimento de um cheiro característico. O desaparecimento das substâncias iniciais.
- A teoria do flogisto (ou do flogístico) foi desenvolvida pelo químico e médico alemão Georg Ernst Stahl entre 1703 e 1731. Segundo Stahl os corpos combustíveis possuiriam uma matéria chamada flogisto, liberada ao ar durante os processos de combustão (material orgânico) ou de calcinação (metais). "Flogisto" vem do grego e significa "inflamável", "passado pela chama" ou "queimado". A absorção dos flogistos do ar seria feita pelas plantas. Apesar de de alguns químicos da época terem sido fascinados pela teoria e esta ter perdurado até o final do século XVIII, foi então fortemente atacada pelo famoso químico francês Antoine Lavoisier. A teoria do flogisto foi sendo posta em causa, quase desde que foi anunciada pela primeira vez, porque enquanto no caso da combustão de compostos orgânicos existia a perda de massa, o mesmo não acontecia no caso dos metais. Segundo a teoria, os metais deveriam perder flogisto quando fossem expostos ao aquecimento, mas de acordo com os próprios defensores da teoria, esses ganhavam peso. Lavoisier foi um dos vários cientistas que comprovou este facto através das suas experiências (apresentadas em 1772) sobre a calcinação do fósforo e do enxofre). o que o levou a refletir sobre o que haveria acontecido com o elusivo flogisto. Este facto não constituia um problema para Stahl, que considerava o flogisto como uma essência, que não tinha forçosamente de ter massa. Stahl considerava que o flogisto era uma espécie de essência que podia fluir entre materiais. Lavoisier levou muitos anos tentando derrubar definitivamente essa teoria, mas somente com a descoberta acidental do oxigênio feita por Joseph Priestley (batizado por Priestley de ar desflogisticado) no dia 1 de agosto de 1774 é que se teve base para enfrentar a teoria do flogisto. Dois anos antes da visita de Priestley, em 1792, havia declarado que estava disposto a causar uma revolução na física e na química. Ao contrário de Priesley, percebeu que o "ar desflogisticado" não era um elemento e sim um componente do ar que vinha procurando. Com isso, Priesley havia trazido a peça que faltava no quebra-cabeça. Através de intensas investigações repetindo os experimentos de Priesley entre os anos de 1775 a 1780, Lavoisier estava convencido de que o ar de Priesley era o princípio ativo da atmosfera. Realizando vários experimentos brilhantes, Lavoisier mostrou que o ar contém 20 por cento de oxigênio e que a combustão é devida a combinação de uma substância combustível com o oxigênio. Ficou provado também o seu papel na respiração. Em 1789, Lavoisier batizou a substância de oxigênio, nome que vem da palavra grega e significa "formador de ácido", porque ele acreditava que todos os ácidos continham oxigênio, o que mais tarde provou-se não ser verdade.
- John Dalton , em 1803, tentando explicar o comportamento dos diversos gases da atmosfera e das misturas gasosas, retomou a hipótese atômica. Assim como Leucipo, Demócrito e Epicuro, Dalton acreditava que a matéria seria constituída por átomos indivisíveis e espaços vazios. Ele imaginou o átomo como uma pequena esfera, com massa definida e propriedades características. Dessa forma, todas as transformações químicas podiam ser explicadas pelo arranjo de átomos. Toda matéria é constituída por átomos. Esses são as menores partículas que a constituem; são indivisíveis e indestrutíveis, e não podem ser transformados em outros, nem mesmo durante os fenômenos químicos. Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em massa e se comportam igualmente em transformações químicas. As transformações químicas ocorrem por separação e união de átomos. Isto é, os átomos de uma substância que estão combinados de um certo modo, separam-se, unindo-se novamente de uma outra maneira.
- John Dalton , em 1803, tentando explicar o comportamento dos diversos gases da atmosfera e das misturas gasosas, retomou a hipótese atômica. Assim como Leucipo, Demócrito e Epicuro, Dalton acreditava que a matéria seria constituída por átomos indivisíveis e espaços vazios. Ele imaginou o átomo como uma pequena esfera, com massa definida e propriedades características. Dessa forma, todas as transformações químicas podiam ser explicadas pelo arranjo de átomos. Toda matéria é constituída por átomos. Esses são as menores partículas que a constituem; são indivisíveis e indestrutíveis, e não podem ser transformados em outros, nem mesmo durante os fenômenos químicos. Os átomos de um mesmo elemento químico são idênticos em massa e se comportam igualmente em transformações químicas. As transformações químicas ocorrem por separação e união de átomos. Isto é, os átomos de uma substância que estão combinados de um certo modo, separam-se, unindo-se novamente de uma outra maneira.