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Introdução à
Química e
Sistemas
Materiais
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Sistemas Químicos e Suas Transformações
Matéria: tudo o que tem massa e
ocupa lugar no espaço.
Ex: mármore, ouro, látex, madeira
Corpo: uma porção limitada da
matéria.
Objeto: corpo produzido pelo ser
humano para uma determinada
finalidade.
O Ar é matéria?
O ar ocupa lugar no espaço? O ar ocupa possui massa?
As moléculas presentes no ar (no
estado gasoso) estão em
constante movimento e ocupam
um volume que depende do
recipiente.
O ar é composto de matéria,
afinal é formado por diversos
gases, que por sua vez são
formados por átomos. Então, o ar
tem massa
Propriedades da Matéria
Físicas Químicas
Organolépticas
São aquelas que impressionam
nossos sentidos (odor, sabor, cor,
tato)
Características de cada substância.
(Ponto de Fusão e Ebulição,
densidade)
Estão relacionadas às reações
químicas que as substâncias podem
fazer: reatividade, toxicidade,
oxidação.
Relação entre Massa e Volume de uma substância. Esta propriedade mostra a compactação de um
material em relação ao outro, ou seja, em um determinado espaço (volume), quantas partículas estão
agrupadas (massa).
Densidade
unidades: g/cm³, mg/L
Densidade e volume são inversamente proporcionais,
ou seja, quanto maior o volume, menor a densidade e
vice-versa.
Densidade e volume são diretamente proporcionais,
ou seja, quanto maior a massa, maior também a
densidade.
Quem “pesa” mais: 1kg de chumbo ou 1 kg de algodão?
d algodão = 170 kg/m³ d chumbo = 11340 kg/m³
Observe que a massa é a mesma, porém o volume de algodão é muito
maior em relação ao volume do chumbo. Observe os valores de densidade.
https://www.youtube.com/watch?v=T8YF_VriD-M&t=6s
Afunda ou não
afunda?
A densidade da água é 1 g/cm³.
Se o sólido colocado tiver densidade igual a 1 g/cm³ observaremos o que
acontece no recipiente A.
Se o sólido colocado tiver densidade menor de 1 g/cm³ observaremos o
que acontece no recipiente B.
Se o sólido colocado tiver densidade maior que 1 g/cm³ observaremos o
que acontece no recipiente C.
Para sólidos com formatos irregulares: O volume do sólido é determinado pelo volume do líquido
deslocado.
Neste caso o volume do sólido é determinado pelo
volume de água deslocado. Deve-se fazer a diferença
dos volumes
Vsólido = Vfinal - Vinicial
Essas questões costumam cair muito em
provas do ENEM!!
ENEM 2021
Resolução
Mudanças de Estados Físicos da Matéria
Substâncias e misturas
Substância pura
- Quando há somente uma
substância química em um
recipiente, seja esta substância
simples ou composta.
Termos científicos importantes:
• Água potável e água pura não
são a mesma coisa;
• Água pura é a água
destilada/deionizada.
• A água mineral é uma mistura
(ela contém sais minerais,
como cálcio, sódio, flúor,
cloreto, bicarbonato.)
Curva de aquecimento de uma substância pura
 Propriedades físicas (PF, PE, densidade)
constante.
 Na mudança de estado físico (aquecimento ou
resfriamento) a temperatura de fusão/ebulição
ou condensação/solidificação permanece
CONSTANTE;
Misturas
As bancadas de cozinha ou pias
podem ser de granito, um sólido
trifásico que contêm quartzo,
feldspato e mica.
As misturas são compostas pela união de
substâncias puras diferentes. Apresentam as
seguintes propriedades:
 Composição e propriedades variáveis
 Não apresentam fórmula
Curva de aquecimento de uma mistura
 Não apresentam propriedades físicas (PF, PE,
densidade...) constantes.
 Na mudança de estado físico (aquecimento ou
resfriamento) a temperatura de fusão/ebulição ou
condensação/solidificação são VARIÁVEIS.
Mistura eutética: FUSÃO CONSTANTE Mistura azeotrópica: EBULIÇÃO CONSTANTE
FASE X COMPONENTE
O que se vê O que se têm
Toda mistura de gases é HOMOGÊNEA, mesmo que sejam de cores ou aspectos
diferentes entre si, já que todo componente gasoso se espalha uniformemente
pelo recipiente que o contêm.
GRANITO  trifásico: Quartzo, feldspato e mica
Toda mistura entre sólidos é HETEROGÊNEA, exceto as ligas metálicas.
Exemplos de ligas: Bronze (Cu e Sn), Ouro 18K (75% Au, 25% Cu, Ag), Latão (Cu
e Zn)
Misturas entre líquidos podem ser homogêneas ou heterogêneas,
dependendo da sua POLARIDADE.
Misturas heterogêneas
Sólido-sólido
Catação
Empregada quando a operação pode ser
efetuada manualmente, como na “escolha do
feijão” antes de ser cozido.
Um exemplo muito comum é a separação de
impurezas do feijão.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Ventilação
Nesse método, usa-se uma corrente de
ar que arrasta os sólidos mais leves,
separando-os dos sólidos mais pesados.
Um exemplo de ventilação é a retirada
das cascas de arroz dos grãos.
Levigação
Ocorre quando uma corrente de um líquido
arrasta o componente menos
denso, enquanto o componente mais
denso permanece no recipiente.
Exemplo: separação do ouro nos garimpos.
Flotação
É realizada adicionando-se um
líquido de densidade intermediária
entre dois sólidos.
Outra aplicação importante é a
flotação no tratamento de água e
esgoto. Em determinada etapa desse
tratamento, são adicionados à água
coagulantes químicos. Um exemplo é
o sulfato de alumínio, que forma
flóculos ao reagir com o hidróxido de
cálcio. Esses flóculos incorporam-se
à sujeira da água (lama, argila e
micro-organismos) em um processo
chamado de floculação.
Nesse caso, se adicionarmos água, o enxofre continuará no
estado sólido e poderá ser removido por filtração, enquanto no filtrado (ou seja, água +
sal de cozinha) poderemos fazer
uma evaporação, eliminando a água.
Dissolução fracionada
Pode ser usada de duas formas, dependendo da mistura. A primeira, com adição
de um solvente capaz de dissolver apenas um dos componentes.
Água
Dissulfeto de
carbono
NaCl
(sal de cozinha)
Solúvel Insolúvel
Enxofre Insolúvel Solúvel
A segunda forma de dissolução fracionada ocorrerá quando os sólidos tiverem
solubilidades diferentes em temperaturas diferentes.
Fusão fracionada
É feita quando os sólidos apresentam pontos de
fusão diferentes. O sólido com menor ponto de
fusão se torna líquido e pode ser separado por
decantação.
Um exemplo de fusão fracionada é na
separação dos metais presentes em ligas
metálicas.
Cristalização fracionada
O método está baseado em diferenças de
solubilidade. Se duas ou mais substâncias são
dissolvidas em um solvente, elas irão cristalizar
na solução precipitando-se a diferentes
velocidades. Método usado nas salinas para a
separação
dos componentes sólidos que estão dissolvidos
na água do mar.
Peneiração ou tamisação
Nesse caso, os sólidos
a serem separados apresentam tamanhos
diferentes. Esse sistema é usado na
construção civil para separar os cascalhos
que estão misturados
na areia.
Na culinária, a farinha é peneirada para
separar partículas maiores.
Separação magnética
É realizada quando um dos componentes
sofre ação de um ímã (como os metais
ferro, cobalto e níquel – chamados
de metais
ferromagnéticos).
Sublimação fracionada
Pode ser usada quando um dos sólidos sofre
sublimação, como o iodo ou a naftalina e é
permitida a separação de outro sólido como
areia ou enxofre.
Sólido-líquido
Filtração:
É usada para separar sólidos que
não são solúveis em um líquido,
como água e areia.
Sólido-gás
Filtração:
A separação ocorre através de
um filtro que retém as partículas
no estado sólido, separando-as
da fase gasosa. Ex: aspirador de
pó
Sólido-líquido
Decantação:
É um método que faz uso da ação da
gravidade, por isso ocorre quando
deixamos uma mistura em repouso até
que todo o sólido se deposite no fundo
do recipiente. Para separarmos os
componentes, podemos entornar o
recipiente, deixando o líquido escoar em
outro recipiente, ou usar uma mangueira
e efetuar uma sifonação.
Líquido-líquido
Decantação com funil de bromo (ou de decantação):
Usada para separar líquidos imiscíveis com densidades
diferentes, como água e óleo.
Centrifugação:
Trata-se de uma decantação
acelerada por um equipamento
denominado centrífuga.
O sólido deposita-se no fundo
do tubo por inércia. Esse
método é usado para separar os
componentes do sangue.
Misturas homogêneas
Sólido-líquido
Destilação simples:
Usada para separar misturas
homogêneas de sólidos e líquidos, por
exemplo, uma solução de sal de
cozinha em água.
 A mistura é aquecida até o líquido entrar
em ebulição.
 Este líquido é condensado e retirado em
um outro recipiente.
 Lembre-se: na destilação simples, tanto o
sólido quanto o líquido são recuperados
ao final.
 Se o líquido não for recuperado podemos
chamar de EVAPORAÇÃO
Misturas homogêneas
Líquido-líquido
Destilação fracionada:
Misturas homogêneas de líquidos
com pontos de ebulição diferentes
podem ser separadas por um tipo
especial de destilação: a destilação
fracionada.
 A separação de líquidos com
diferentes pontos de ebulição.
 O líquido é aquecido até que os
componentes de menores pontos
de ebulição vaporizem, sendo
condensados nas torres de
destilação.
 Esta técnica é utilizada para
separar as frações do
PETRÓLEO.
 ATENÇÃO: não é utilizada esta
técnica para separar misturas
azeotrópicas (pois a ebulição é
constante).

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  • 2. Sistemas Químicos e Suas Transformações Matéria: tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço. Ex: mármore, ouro, látex, madeira Corpo: uma porção limitada da matéria. Objeto: corpo produzido pelo ser humano para uma determinada finalidade.
  • 3. O Ar é matéria? O ar ocupa lugar no espaço? O ar ocupa possui massa? As moléculas presentes no ar (no estado gasoso) estão em constante movimento e ocupam um volume que depende do recipiente. O ar é composto de matéria, afinal é formado por diversos gases, que por sua vez são formados por átomos. Então, o ar tem massa
  • 4.
  • 5. Propriedades da Matéria Físicas Químicas Organolépticas São aquelas que impressionam nossos sentidos (odor, sabor, cor, tato) Características de cada substância. (Ponto de Fusão e Ebulição, densidade) Estão relacionadas às reações químicas que as substâncias podem fazer: reatividade, toxicidade, oxidação.
  • 6. Relação entre Massa e Volume de uma substância. Esta propriedade mostra a compactação de um material em relação ao outro, ou seja, em um determinado espaço (volume), quantas partículas estão agrupadas (massa). Densidade unidades: g/cm³, mg/L Densidade e volume são inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior o volume, menor a densidade e vice-versa. Densidade e volume são diretamente proporcionais, ou seja, quanto maior a massa, maior também a densidade.
  • 7. Quem “pesa” mais: 1kg de chumbo ou 1 kg de algodão? d algodão = 170 kg/m³ d chumbo = 11340 kg/m³ Observe que a massa é a mesma, porém o volume de algodão é muito maior em relação ao volume do chumbo. Observe os valores de densidade. https://www.youtube.com/watch?v=T8YF_VriD-M&t=6s
  • 8. Afunda ou não afunda? A densidade da água é 1 g/cm³. Se o sólido colocado tiver densidade igual a 1 g/cm³ observaremos o que acontece no recipiente A. Se o sólido colocado tiver densidade menor de 1 g/cm³ observaremos o que acontece no recipiente B. Se o sólido colocado tiver densidade maior que 1 g/cm³ observaremos o que acontece no recipiente C.
  • 9. Para sólidos com formatos irregulares: O volume do sólido é determinado pelo volume do líquido deslocado. Neste caso o volume do sólido é determinado pelo volume de água deslocado. Deve-se fazer a diferença dos volumes Vsólido = Vfinal - Vinicial Essas questões costumam cair muito em provas do ENEM!!
  • 11. Mudanças de Estados Físicos da Matéria
  • 12.
  • 13. Substâncias e misturas Substância pura - Quando há somente uma substância química em um recipiente, seja esta substância simples ou composta. Termos científicos importantes: • Água potável e água pura não são a mesma coisa; • Água pura é a água destilada/deionizada. • A água mineral é uma mistura (ela contém sais minerais, como cálcio, sódio, flúor, cloreto, bicarbonato.)
  • 14. Curva de aquecimento de uma substância pura  Propriedades físicas (PF, PE, densidade) constante.  Na mudança de estado físico (aquecimento ou resfriamento) a temperatura de fusão/ebulição ou condensação/solidificação permanece CONSTANTE;
  • 15. Misturas As bancadas de cozinha ou pias podem ser de granito, um sólido trifásico que contêm quartzo, feldspato e mica. As misturas são compostas pela união de substâncias puras diferentes. Apresentam as seguintes propriedades:  Composição e propriedades variáveis  Não apresentam fórmula
  • 16. Curva de aquecimento de uma mistura  Não apresentam propriedades físicas (PF, PE, densidade...) constantes.  Na mudança de estado físico (aquecimento ou resfriamento) a temperatura de fusão/ebulição ou condensação/solidificação são VARIÁVEIS.
  • 17. Mistura eutética: FUSÃO CONSTANTE Mistura azeotrópica: EBULIÇÃO CONSTANTE
  • 18. FASE X COMPONENTE O que se vê O que se têm
  • 19.
  • 20. Toda mistura de gases é HOMOGÊNEA, mesmo que sejam de cores ou aspectos diferentes entre si, já que todo componente gasoso se espalha uniformemente pelo recipiente que o contêm. GRANITO  trifásico: Quartzo, feldspato e mica Toda mistura entre sólidos é HETEROGÊNEA, exceto as ligas metálicas. Exemplos de ligas: Bronze (Cu e Sn), Ouro 18K (75% Au, 25% Cu, Ag), Latão (Cu e Zn)
  • 21. Misturas entre líquidos podem ser homogêneas ou heterogêneas, dependendo da sua POLARIDADE.
  • 22. Misturas heterogêneas Sólido-sólido Catação Empregada quando a operação pode ser efetuada manualmente, como na “escolha do feijão” antes de ser cozido. Um exemplo muito comum é a separação de impurezas do feijão. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
  • 23. Ventilação Nesse método, usa-se uma corrente de ar que arrasta os sólidos mais leves, separando-os dos sólidos mais pesados. Um exemplo de ventilação é a retirada das cascas de arroz dos grãos.
  • 24. Levigação Ocorre quando uma corrente de um líquido arrasta o componente menos denso, enquanto o componente mais denso permanece no recipiente. Exemplo: separação do ouro nos garimpos.
  • 25. Flotação É realizada adicionando-se um líquido de densidade intermediária entre dois sólidos. Outra aplicação importante é a flotação no tratamento de água e esgoto. Em determinada etapa desse tratamento, são adicionados à água coagulantes químicos. Um exemplo é o sulfato de alumínio, que forma flóculos ao reagir com o hidróxido de cálcio. Esses flóculos incorporam-se à sujeira da água (lama, argila e micro-organismos) em um processo chamado de floculação.
  • 26. Nesse caso, se adicionarmos água, o enxofre continuará no estado sólido e poderá ser removido por filtração, enquanto no filtrado (ou seja, água + sal de cozinha) poderemos fazer uma evaporação, eliminando a água. Dissolução fracionada Pode ser usada de duas formas, dependendo da mistura. A primeira, com adição de um solvente capaz de dissolver apenas um dos componentes. Água Dissulfeto de carbono NaCl (sal de cozinha) Solúvel Insolúvel Enxofre Insolúvel Solúvel A segunda forma de dissolução fracionada ocorrerá quando os sólidos tiverem solubilidades diferentes em temperaturas diferentes.
  • 27. Fusão fracionada É feita quando os sólidos apresentam pontos de fusão diferentes. O sólido com menor ponto de fusão se torna líquido e pode ser separado por decantação. Um exemplo de fusão fracionada é na separação dos metais presentes em ligas metálicas.
  • 28. Cristalização fracionada O método está baseado em diferenças de solubilidade. Se duas ou mais substâncias são dissolvidas em um solvente, elas irão cristalizar na solução precipitando-se a diferentes velocidades. Método usado nas salinas para a separação dos componentes sólidos que estão dissolvidos na água do mar.
  • 29. Peneiração ou tamisação Nesse caso, os sólidos a serem separados apresentam tamanhos diferentes. Esse sistema é usado na construção civil para separar os cascalhos que estão misturados na areia. Na culinária, a farinha é peneirada para separar partículas maiores.
  • 30. Separação magnética É realizada quando um dos componentes sofre ação de um ímã (como os metais ferro, cobalto e níquel – chamados de metais ferromagnéticos).
  • 31. Sublimação fracionada Pode ser usada quando um dos sólidos sofre sublimação, como o iodo ou a naftalina e é permitida a separação de outro sólido como areia ou enxofre.
  • 32. Sólido-líquido Filtração: É usada para separar sólidos que não são solúveis em um líquido, como água e areia. Sólido-gás Filtração: A separação ocorre através de um filtro que retém as partículas no estado sólido, separando-as da fase gasosa. Ex: aspirador de pó
  • 33. Sólido-líquido Decantação: É um método que faz uso da ação da gravidade, por isso ocorre quando deixamos uma mistura em repouso até que todo o sólido se deposite no fundo do recipiente. Para separarmos os componentes, podemos entornar o recipiente, deixando o líquido escoar em outro recipiente, ou usar uma mangueira e efetuar uma sifonação.
  • 34. Líquido-líquido Decantação com funil de bromo (ou de decantação): Usada para separar líquidos imiscíveis com densidades diferentes, como água e óleo.
  • 35. Centrifugação: Trata-se de uma decantação acelerada por um equipamento denominado centrífuga. O sólido deposita-se no fundo do tubo por inércia. Esse método é usado para separar os componentes do sangue.
  • 36. Misturas homogêneas Sólido-líquido Destilação simples: Usada para separar misturas homogêneas de sólidos e líquidos, por exemplo, uma solução de sal de cozinha em água.
  • 37.  A mistura é aquecida até o líquido entrar em ebulição.  Este líquido é condensado e retirado em um outro recipiente.  Lembre-se: na destilação simples, tanto o sólido quanto o líquido são recuperados ao final.  Se o líquido não for recuperado podemos chamar de EVAPORAÇÃO
  • 38. Misturas homogêneas Líquido-líquido Destilação fracionada: Misturas homogêneas de líquidos com pontos de ebulição diferentes podem ser separadas por um tipo especial de destilação: a destilação fracionada.
  • 39.  A separação de líquidos com diferentes pontos de ebulição.  O líquido é aquecido até que os componentes de menores pontos de ebulição vaporizem, sendo condensados nas torres de destilação.  Esta técnica é utilizada para separar as frações do PETRÓLEO.  ATENÇÃO: não é utilizada esta técnica para separar misturas azeotrópicas (pois a ebulição é constante).