Matéria e Energia

Prévia do material em texto

Maté󰈸󰈎󰇽 e En󰈩󰈸󰈈󰈏a
In󰉃󰈹od󰉉çã󰈢 à quí󰈚󰈎󰇸󰇽
Química ⇨ substâncias ⇨ matéria da qual as coisas
são feitas.
● A matéria é o material físico do universo;
● A matéria é constituída de relativamente
poucos elementos químicos;
● No nível microscópico, a matéria consiste de
átomos e moléculas;
● Os átomos se combinan para formar
moléculas;
● As moléculas podem consistir do mesmo tipo
ou de diferentes tipos de átomos.
A pe󰈸󰈼p󰈩󰇹󰉄󰈏va 󰈚󰈡󰈘󰇵cu󰈗󰈀󰈹 d󰇽 󰈫uí󰈛󰈎c󰇽
Química pode ser definida como o estudo da
composição, estrutura e propriedades das substâncias
e das transformações que elas sofrem.
Maté󰈸󰈎󰇽
➮ è tudo que tem massa e energia e ocupa um lugar
no espaço.
➮ Uma porção delimitada de matéria recebe o nome
de corpo. Ex: tronco de uma árvore.
➮ Quando o corpo é usado como o utensílio ou
ferramenta pelo homem temos um objeto. Ex: cadeira
feita pelo tronco da árvore.
➮Molécula é a menor porção de uma substância
pura que conserva as propriedades e a composição da
substância.
➮Moléculas
➮Átomo + ligações química
Pro󰈥󰈹󰈎󰇵da󰇷󰈩󰈼 d󰇽 󰈚a󰉄ér󰈎󰇽
As propriedades da matéria que podem ser
observadas em um corpo podem ser classificadas em:
Propriedades Gerais
Impenetrabilidade - dois corpos não podem ocupar,
simultaneamente, o mesmo lugar no espaço.
elasticidade - propriedade que a matéria tem de
retornar seu volume inicial - após cessada a força que
causa compressão.
indestrutibilidade - a matéria não pode ser criada nem
destruída, apenas transformada.
extensão - propriedade que a matéria tem de ocupar
um lugar no espaço. O volume mede a extensão de
um corpo.
massa -
inércia - propriedade que a matéria tem em
permanecer na situação em que se encontra, seja em
movimento, seja em repouso. Quanto maior for a
massa de um corpo, mais difícil alterar seu
movimento, e maior a inércia. A massa mede a
inércia de um corpo.
compressibilidade - propriedade da matéria que
consiste em ter volume reduzido quando submetida a
determinada pressão.
Divisibilidade - propriedade em que a matéria tem
que se reduzir-se em partículas extremamente
pequenas.
Propriedades Específicas
Organolépticas = sentidos (paladar, tato)
Químicas =
Físicas = ocorrem transformações, mas não ocorrem
mudanças na constituição do material
Propriedades específicas da matéria
São propriedades que variam conforme as
substâncias de que a matéria é feita.
- Cor, sabor, odor, estado de agregação, brilho
(organolépticas)
- Dureza: é definida pela resistência que a
superfície oferece quando riscada por outro
material. A substância mais dura que se
conhece é o diamante, usado para cortar e
riscar materiais como o vidro.
- Maleabilidade - propriedade que permite à
matéria ser moldada. Existem materiais
maleáveis e não-maleáveis
- Ductilidade: propriedade que permite
transformar materiais em fios. Um exemplo é
o cobre, usado em forma de fios em
instalações elétricas e o ferro na fabricação
de arames.
- Densidade: é também chamada de massa
específica de um substância, pela razão (d)
entre a massa dessa substância e o volume
por ela ocupado.
Densidade = massa / volume
- Magnetismo
- Brilho: é a propriedade que faz com que os
corpos refletem a luz de modo diferente.
Pro󰈥󰈹󰈎󰇵da󰇷󰈩 󰇶󰇽 Maté󰈸󰈎󰇽
Alterações físicas e químicas
● As propriedades físicas intensivas não
dependem da quantidade de matéria de
substância presente.
Ex: densidade, temperatura e ponto de fusão
e ebulição
● As propriedades físicas extensivas dependem
da quantidade de substância presente
Ex: massa, volume e pressão, energia,
entropia
Estados Físicos da matéria
- Gás, líquido e sólido
● Os gases não têm forma nem volume
definidos
● Os gases podem ser comprimidos para
formarem líquidos
● Os líquidos não têm forma, mas têm volume
● Os sólidos são rígidos e têm forma e volume
definidos
Sólido = forma e volume fixos
Líquido = forma variável e volume fixo
Gasosos = forma e volume variáveis
Transformações físicas da matéria
Ponto de fusão: temperatura na qual uma substância
passa do estado sólido para o líquido
Ponto de ebulição: temperatura na qual uma
substância passa do estado líquido para o gasoso.
Solubilidade: quantidade máxima de soluto que pode
ser dissolvido no solvente.
Ene󰈸󰈈󰈎󰇽
Energia não é matéria, mas é a energia que faz com
que a matéria seja sólida (como pedra), líquida (como
a água da torneira) e em vapor, como a água invisível
que sai do nariz durante a respiração. E também é
tudo aquilo capaz de realizar trabalho.
Energia cinética: é a energia do movimento
- térmica
- mecânica
- elétrica
- som
Energia potencial: é a energia que um objeto
possui em virtude de sua posição
- química
- gravitacional
- eletrostática
Classificação da matéria
● Se a matéria não é totalmente uniforme,
então ela é uma mistura
● Se a matéria é totalmente uniforme, ela é
homogênea
● Se a matéria homogênea pode ser separada
por meios físicos, então ela é uma mistura
● Se a matéria homogênea não pode ser
separada por meios físicos, então ela é uma
substância pura
● Se uma substância pura pode ser decomposta
em algo mais, então ela é um composto
Ele󰈚󰈩󰈞t󰈢󰈻
● Se uma substância pura não pode ser
decomposta em algo mais, então ela é um
elemento.
● Existem 118 elementos conhecidos
● A cada elemento é dado um único símbolo
químico
● 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
● A maioria dos elementos se interagem para
formar compostos
● As proporções de elementos em compostos
são as mesmas independentemente de como
o composto foi formado
● Lei da Composição Constante (ou Lei das
Proporções Definitivas)
A composição de um composto puro é
sempre a mesma.
● Quando a água é decomposta, sempre haverá
duas vezes mais gás hidrogênio formado do
que gás oxigênio.
● As substâncias puras que não podem ser
decompostas são elementos.
Mis󰉃󰉉󰈹󰇽s
● As heterogêneas não são totalmente
uniformes
● As homogêneas são totalmente uniformes ->
soluções
Mud󰈀󰈝ç󰇽󰈼 fí󰈻i󰇸󰈀s 󰇵 󰈫uí󰈛󰈎c󰇽󰈻
● Quando uma substância sofre uma mudança
física, sua aparência física muda.
● As mudanças físicas não resultam em uma
mudança de composição
● Quando uma substância muda sua
composição, ela sofre uma alteração
químicas
Alo󰉃󰈹󰈡p󰈏a
Fenômeno no qual um elemento químico forma
diversas substâncias simples diferentes.
Sep󰈀󰈸󰇽ção 󰇶󰈩 M󰈏s󰉃u󰈹󰈀s
● As misturas podem ser separadas se suas
propriedades físicas forem diferentes
● Os sólidos podem ser separadas 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.
Métodos de separação de misturas heterogêneas
⇢São constituídas por duas ou mais substâncias, que
podem ser visualmente distinguíveis, os
componentes ficam em fases diferentes. Ex: água +
óleo.
Ventilação ➭ separação entre sólidos ➭ o material
mais denso é separado do menos denso através de
uma correntes de ar;
Filtração ➭ separação entre sólido - líquido ➭
passagem da mistura por um filtro
Ex: coar café
Separação magnética ➭ separação entre sólidos ➭
pelo menos um dos componentes da mistura deve
apresentar propriedades magnéticas;
Decantação ➭ separação de misturas do tipo líquido
- líquido e líquido - sólido➭ diferença de densidade
entre seus componentes e no fato de serem insolúveis
um no outro
Ex: água barrenta que ao colocar em repouso a
deposição do sólido no recipiente
Misturas homogêneas
⇢Misturas homogêneas apresentam-se de forma
uniforme, em apenas uma fase (monofásica), se
tornam uma SOLUÇÃO. Ex: água + sal.
Evaporação ➭ ao menos uma fase líquida e uma fase
sólida ➭ a fase sólida é a de interesse
Liquefação fracionada ➭ misturas gasosas ➭
resfria-se a mistura até que os gases componente
atinjam seu ponto de ebulição, passando para o
estado líquido;
Fusão fracionada ➭ composto por sólidos ➭ a
mistura sólida é aquecida até que um dos
componentes se funda (liquefazer) completamente.
Ex: enxofre e areiaDestilação simples ➭ mistura homogênea que
apresenta um sólido dissolvido em um líquido. Ex:
água e sal
Destilação fracionada ➭ mistura homogênea que
apresenta líquido dissolvido em outro líquido. Ex:
água e acetona
Separação de misturas líquido - líquido
● As misturas homogêneas de líquido podem
ser separadas através de destilação
● A destilação necessita que os diferentes
líquidos tenham pontos de ebulição
diferentes
● A fração com ponto de ebulição mais baixo é
coletada primeiro
● A cromatografia pode ser utilizada para
separar misturas que têm diferentes
habilidades que 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
Uni󰇷󰈀󰇶󰇵s 󰇷e 󰈛󰈩d󰈏󰇷a
● Existem dois tipos de unidades:
- Unidades fundamentais (ou básicas);
- Unidades derivadas.
● Existem 7 unidades básicas no sistema SI
Grandeza
física
Nome da
unidade
Abreviatura
Massa Quilograma kg
Comprimento Metro m
Tempo Segundo s
Temperatura Kelvin K
Quantidade de
matéria
Mol mol
Corrente
elétrica
Ampére A
Intensidade
luminosa
Candela cd
*Comprimento é o metro (m), Massa é o quilograma
(kg).
1kg tem 2,2046 lb
Temperatura
● Escala Kelvin
- Usada em ciências
- Mesmo incremento da temperatura como
escala Celsius.
- A menor temperatura possível (zero
absoluto) é o zero kelvin.
● Escala Celsius
- Também utilizada em ciência
- A água congela a 0 ºC e entra em ebulição a
100 ºC
- Para converter: K = ºC + 273,15
● Escala Fahrenheit
- Geralmente não é utilizada em ciência
- A água congela a 32 ºF e entra em ebulição a
212 ºF
Volume
● As unidades de volume são dadas por
(unidades de comprimento)³.
- A unidade SI de volume é o 1m³
● Normalmente usamos 1ml = 1cm³
● Outras unidades do volume
- 1L = 1dm³ = 1000cm³ = 1000mL
Densidade
● Usada para caracterizar as substâncias
● Definida como massa dividida por volume:
D = M/V
● Unidades: g/cm³
● Originalmente baseada em casa (a densidade
era definida como massa de 1,00g de água
pura)
A in󰇹󰈩󰈹t󰇵󰉛a 󰈞󰈀 m󰇵󰇷i󰇶󰈀
● Todas as medidas científicas estão sujeitas a
erro
● Esses erros são refletidos no número de
algarismos
● Esses erros também são refletidos na
observação de 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
Aná󰈗i󰈼󰈩 d󰈏󰈚e󰈞s󰈎󰈢󰈝a󰈘
Utilizando dois ou mais fatores de conversão
● Em análise dimensional, sempre faça três
perguntas:
- Quais dados nos são fornecidos?
- Qual a quantidade que precisamos?
- Quais fatores de conversão estão disponíveis
para nos levar a partir do que nos é fornecido
ao que precisamos?