Aula de Quimica basica

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QUÍMICA
Profª. Ma. Cláudia Virgínia Gomes Guerra Miranda
- Identificar e indicar o material mais adequado para uso em determinados processos, de acordo com as suas características e propriedades químicas e físicas.
- Desenvolver ensaios que atestem a compatibilidade do uso de materiais na Engenharia.
- Aplicar corretamente os conhecimentos teóricos dos fenômenos químicos e físico-químicos em questões inerentes à Engenharia.
Objetivos
Conteúdo
1. Estrutura do átomo e ligações químicas.
1.1.1. Átomos, elementos químicos, íons e moléculas.
1.1.2. Periodicidade química.
1.1.3. Interações em química.
1.1.4. Tecnologia orgânica, inorgânica e nuclear.
2. Substâncias químicas e reações químicas.
2.1. As leis ponderais com estequiometria.
2.2. Fases de agregação e mudanças de fases.
2.3. Funções químicas (inorgânicas e orgânicas).
3. Equilíbrio químico e iônico.
3.1. Leis de equilíbrio, princípios de Le Chatelier.
3.2. Conceitos de soluções e unidades de concentração.
3.3. Acidez, basicidade e pH.
3.4. Solubilidade.
4. Cinética química.
4.1. Velocidades das reações e mecanismos.
4.2. Fatores que afetam as velocidades das reações.
4.3. Catalisadores.
5. Termoquímica.
5.1. Leis da termodinâmica.
5.2. Equações termoquímicas, combustíveis e combustão.
6. Eletroquímica.
6.1. Células eletroquímicas e potenciais de eletrodos.
6.2. Corrosão e prevenção da corrosão.
7. Radioatividade e química nuclear.
7.1. Radioatividade.
7.2. Velocidade de decaimento radiativo.
7.3. Fissão e fusão nuclear.
Bibliografia básica
MAHAN, B. M.; MYRES, R. J. Química: um curso universitário. São Paulo: Edgard Blucher, 2003.
RUSSEL, John B. Química geral. São Paulo: Pearson, 1994. 2V.
BRADY, James E.; HUMISTON, Gerard E. Química geral. Vol.1. Rio de Janeiro: LTC, 2006.
Bibliografia complementar
ATKINS, Peter; CARACELI, Ignez; JUNES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2006.
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. Química e reações químicas. Vol. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2002.
BROWN, Laurence; BROWNLEE, Nevil. Química geral: aplicada à engenharia. São Paulo: Cengage, 2010.
BROWN, T. L.; BURSTEN JR, E.; LEMAY,H. E. Química, a ciência central. São Paulo: Pearson, 2005.
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. Química e reações químicas. Vol. 1. Rio de Janeiro: LTC, 2002.
Cronograma de atividades
Obrigatoriedade da Aula de laboratório
Utilização do jaleco de manga comprida 
Utilização de sapato fechado
Cabelo presos
Pontualidade 
Não pode comer ou beber durante a aula
Atender celular não será permitido
INSTRUÇÕES
Da Prova
O Início da prova de dará em seu respectivo período e horário determinado pelo professor da disciplina. Após o início a mesma terá duração de duas horas e meia (2,5hs).
A tolerância de entrada em sala de aula, por parte dos alunos atrasados, será de 30 minutos após o início da prova. Após esse tempo não será permitida a entrada em sala.
O tempo mínimo de execução da prova e permanência em sala será de uma hora (1h).
Não será permitido uso de telefones celulares e/ou similares, sendo a consulta ou comunicação através dos referidos aparelhos vetado e  ensejará a atribuição de grau 0 (ZERO) ao(s) aluno(s).
Consulta a quaisquer materiais de apoio só com autorização do professor.
A prova é INDIVIDUAL. A consulta ou comunicação a terceiros ensejará a atribuição de grau 0 (ZERO) ao(s) aluno(s). 
Das Respostas
Serão corrigidas apenas as questões respondidas na Folha de Respostas.
Preencha a prova com caneta azul ou preta. Respostas preenchidas a lápis não serão consideradas na correção.
As questões objetivas respondidas sem a justificativa ou com a justificativa incorreta não farão jus à pontuação máxima, mesmo que haja marcação da alternativa correta.
Ocorrendo erro no preenchimento de respostas dissertativas ou justificativas, risque a parte errada, coloque-a entre parênteses e, a seguir, escreva a resposta correta. NÃO UTILIZE TINTA OU FITA CORRETIVA, pois se o fizer sua resposta não será considerada na correção. 
Exemplo: ...isto (pôsto) posto podemos concluir que...
As respostas deverão ser fundamentadas e primar pela clareza, coesão, coerência. Esses elementos serão considerados na atribuição da pontuação da questão.
Qual a importância da química para a sua formação acadêmica? 
Porque estudamos química, se a formação é engenharia? 
TABELA PERIÓDICA
Família
Período
Representativo
Transição Externa
Transição Interna
s
p
d
f
Obs.: A tabela foi desenvolvida pelo cientista Mendelev. Ele organizou de acordo com o crescente número atômico.
1s2
Período, camada ou nível
Quantidade máxima de elétrons
Subnível
+ 10
Camada de valência
Nível mais energético
Diagrama de Linus Pauling
Propriedades
da
Tabela Períodica
Propriedades Periódicas
O volume atômico sempre se refere ao volume ocupado por massa do Avogrado átomos e pode ser calculado relacionando-se a massa desse número de átomos com sua densidade. Assim temos:
Volume Atômico = massa de 6,02 . 10²³(Avogrado) átomos do elemento x densidade do elemento no estado sólido
Propriedades Aperiódicas
Substâncias Químicas
Substância química é cada uma das espécies de matéria que constitui o universo.
As substâncias químicas podem ser classificadas de duas formas: quanto ao tipo de ligação que as forma e quanto ao número de elementos químicos que participam na ligação.
Quanto ao tipo de ligação as substâncias são classificadas em Iônicas,  Moleculares ou Metálicas. 
Quanto ao número de elementos químicos, as substâncias podem ser classificadas como simples ou compostas.
NaCl (cloreto de sódio)
NaNO2 (nitrito de sódio)
Ferro (Fe)
Cloreto de sódio (NaCl)
Fases de agregação e mudança de fases
Fusão
Ebulição
Condensação (T)
Liquefação (P)
Solidificação
Sublimação
Substâncias x Mistura
Substâncias químicas podem ser simples e compostos
Substância Pura
Misturas químicas podem ser Homogêneas e heterogêneas
Mistura
Mistura Eutética x Mistura Azeotrópica
Solda
Moedas de bronze
Cobre + estanho
Ligações Químicas 
 Relembrar
Regra do octeto
Estabilidade
Gases Nobres
8 elétrons ou a cama mais externa toda ocupada.
 ex.: 2 elétrons 
19K 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
34Se 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4
K+1
Se-2
Transferências de elétrons devido a diferença de eletronegatividade. 
Ocorre principalmente entre:
Metal e não metal
Hidrogênio e elemento da família 1
Exemplos:
K+1
Se-2
K2Se
Seleneto de potássio
Ca+2
O-2
Ca2O2
CaO
Óxido de cálcio
Ligação Iônica
Características dos compostos iônicos
Apresentam-se no estado sólido na CNTP (condições normais de temperatura e pressão).
Altas Temperatura de Fusão e Temperatura de Ebulição.
Não conduz eletricidade no estado sólido, mas nos estados líquido e gasoso essa condutividade é observada.
Forma Cristais. 
Formação dos compostos iônicos na engenharia
Materiais Cerâmicos
Corrosão
Ligação Covalente
Compartilhamento de elétrons por consequência da pouca diferença de eletronegatividade. 
Ocorre principalmente entre:
Carbono (C) e metal, como também não metal
Hidrogênio e metal, como também não metal
Exemplos:
C+4
O-2
C2O4
CO2
Dióxido de carbono
H+1
O-2
H2O
Água
Ligação Covalente Normal
Características dos compostos moleculares
Apresentam-se nos três estados físicos da matéria. 
Baixas Temperatura de Fusão e Temperatura de Ebulição.
Não conduz eletricidade em nenhum estado físico.
Forma moleculares por ligação covalente normal. 
Formação dos compostos moleculares na engenharia
Ligação Covalente Dativa
Ligações dativas ocorrem através de empréstimo de elétrons, porém esse empréstimo só ocorre após o compartilhamento de elétrons fazendo com que o elemento químico fique estabilizado. 
Exemplo:
Essa ligação ocorre basicamente por elemento com eletronegatividade significativa, ou seja, apresenta carga negativa (ânions)
S-2
O-2
-2
Tem maior eletronegatividade
S
δ+6
O
δ-2
S2O6
SO3
Ligação
Metálica
É a que se estabelece entre os metais. Os átomos metálicos possuem baixa eletronegatividade, e grande tendência a perderem elétrons da última camada, transformando-se em cátions. Em um sólido metálico, os átomos estão agrupados geometricamente ordenados, por células unitárias que se repetem ao longo da cadeia, formando um retículo cristalino. Os elétrons mais externos de um átomo, por estarem longe do núcleo, movimentam-se livremente, formando uma nuvem eletrônica dentro do retículo. A ligação metálica é o resultado da interação entre esses elétrons livres e os cátions fixos, ou seja, um aglomerado de cátions mergulhados em um mar de elétrons.
A existência de elétrons livres confere à estrutura cristalina dos metais propriedades características como:
Características dos compostos metálicos
Apresentam-se nos estado sólido, exceto mercúrio na CNTP. 
Altíssimas Temperatura de Fusão e Ebulição;
Boa condutibilidade elétrica e térmica;
Maleabilidade;
Ductibilidade (grau de deformação que um material suporta até o momento de sua fratura);
Resistência à tração;
Brilho metálico.
Formam ligas.
Química x Tecnologia 
INORGÂNICA
ORGÂNICA
NUCLEAR
Estuda os elementos químicos e seus compostos. (Reino mineral) 
Estuda os compostos hidrogenados do carbono (Reino animal e vegetal)
Estuda as reações entre os núcleos e as propriedades das espécies nucleares resultantes.
Fabricação e aplicação de produtos inorgânicos
Fabricação e aplicação de produtos orgânicos
Fabricação e aplicação de produtos radioativo
Reações Químicas
Equações químicas:
A + B  C
A + B  C
Reagente 
Produto
Reagente 
Produto
Exemplo:
CaO + H2O  Ca(OH)2
 H2O  H2 + ½O2
Leis Ponderais
Lei de Conservação das Massas ou Lei de Lavoisier
 H2O  H2 + ½O2
18g
2g
16g
Estequiometria
É o cálculo que permite relacionar quantidades de reagentes e produtos, que participam de uma reação química com o auxílio das equações químicas correspondentes.
Regras gerais para o cálculo estequiométrico
a) Escrever a equação química do processo.
Exemplo: Combustão do monóxido de carbono
CO + O2 → CO2 
b) Acertar os coeficientes estequiométricos da equação química.
Exemplo:
2CO + O2 → 2CO2
Assim você terá proporção das quantidades em mols entre os participantes. Esses coeficientes lhe darão uma ideia da relação segundo a qual as substâncias se combinam.
Exemplo:
2 mol de CO estão para 1 mol de O2 que está para 2 mol de CO2
2 : 1 : 2