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QUÍMICA E PREPARO DE SOLUÇÕES QUÍMICA E PREPARO DE SOLUÇÕES INTRODUÇÃO À QUÍMICA OB O QUE É QUÍMICA? A química é o estudo da matéria e suas propriedades, bem como das transformações que ela sofre. Essa ciência fundamental nos ajuda a entender o mundo ao nosso redor. Química é uma Ciência Experimental que estuda a estrutura, composição e a transformação da matéria. P a la v ra ... https://gamma.app/?utm_source=made-with-gamma Então... ...Compreender a química é crucial para diversos campos, como medicina, agricultura, indústria e meio ambiente. Ela nos equipa para solucionar problemas e criar soluções inovadoras. Em uma visão panoramica das áreas de atuação da Química: A química abrange diversas áreas, cada uma com foco específico, Química orgânica, Química Inorgânica, Bioquímica, Química Analítica, Físico-Química e Química Ambiental são exemplos de especialidades. ESTRUTURA DA MATÉRIA A matéria é formada por moléculas, que por sua vez são formadas por partículas minúsculas chamadas de átomos. Elementos Químicos Átomos Nome Símbolo Natureza O. Nomes Ferro Fe Fe3O4 Óxido de Ferro Cálcio Ca CaCO3 Carbonato de Cálcio Prata Ag (Argentum) Ag Prata Oxigênio O O2 Oxigênio Átomos & Moléculas H + H H H H H H + H + Átomos O O Moléculas Composta Homogênea Heterogênea Mistura Sistemas Materiais Substância Pura Simples Substâncias Puras SIMPLES COMPOSTA MISTURAS HETEROGÊNEAHOMOGÊNEA solução ÁGUA + AREIAAR CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA SISTEMAS HOMOGÊNEOS SISTEMAS HETEROGÊNEOS SUBSTÂNCIAS PURAS MISTURAS DE UMA FASE MISTURAS DE MAIS DE UMA FASE SUBSTÂNCIAS EM MUDANÇA DE ESTADO ...OUTROS CONCEITOS: ❖ ATOMICIDADE ❖ VARIEDADE ALOTRÓPICA ❖ FENÔMENOS (Transform.): QUÍMICOS E FÍSICOS Na Introdução a Química, temos... ATOMICIDADE Atomicidade Substâncias Monoatômica He, Ne, Ar, Kr Diatômica H2, N2, HCl, CO Tetratômica P4 (fósforo branco) Indeterminada P(verm), C(graf), metais ❖ Atomicidade se refere ao número de átomos que compõem uma substância VARIEDADE ALOTRÓPICA Estrutura Amorfa Estrutura Cristalina ❖Variação na arrumação dos átomos C(grafite) C(diamante) ❖ Variação na atomicidade O2 (Oxigênio) O3 (Ozônio) FENÔMENO QUÍMICO Combustão do álcool etílico H3C- CH2- OH + 3O2 Reagentes → 2CO2 + 3H2O Produtos ❖O fenômeno químico transforma a natureza íntima da matéria. FENÔMENO FÍSICO SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO ❖O fenômeno físico não altera a natureza da matéria SUBLIMAÇÃO FUSÃO CONDENSAÇÃO VAPORIZAÇÃO SOLIDIFICAÇÃO Estados físicos da matéria EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 1. Considere os sistemas a seguir, em que os átomos são representados por esferas: Determine onde encontramos: a) Substância pura; b) Mistura; c) Somente substância simples; d) Somente substância composta. Considere apenas o sistema III, determine: a) O número de átomos presentes? b) O número de elementos químicos? c) O número de moléculas? d) O número de substâncias? I II III IV 2. Observe a representação dos sistemas I, II e III e seus componentes. O número de fases em cada um é, respectivamente: a) 3, 2 e 4. b) 3, 3 e 4. c) 2, 2 e 4. d) 3, 2 e 5. e) 3, 3 e 6 3. Observe os seguintes fatos: I. Uma pedra de naftalina deixada no armário. II. Uma vasilha com água deixada no freezer. III. Uma vasilha com água deixada no fogo. IV. O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido. - Nestes fatos estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos: a) I – sublimação, II – solidificação, III – fusão, IV –vaporização. b) I – fusão, II – sublimação, III –vaporização, IV – solidificação. c) I – sublimação, II – solidificação, III – vaporização, IV – fusão. d) I – vaporização, II- solidificação, III – fusão, IV – sublimação. e) I – vaporização, II – sublimação, II –fusão, IV – solidificação. 4. Qual dos fenômenos a seguir não envolve reações químicas? a) Digestão de alimentos. b) Combustão. c) Queima de vela. d) Fusão de gelo. e) Explosão de dinamite. a) b) c) d) e) 5. Em cinco recipientes encontramos misturas distintas, a saber: Em quais recipientes encontramos uma mistura homogênea? a) I, II, III e V; b) I e V; c) II, III e IV; d) II, III e V; e) II, III, IV e V. d) II, III e V; PROPRIEDADES DA MATÉRIA I. PROPRIEDADES GERAIS; II. PROPRIEDADES FUNCIONAIS; III. PROPRIEDADES ESPECÍFICAS; ❖ Massa ❖ Volume ❖ Inércia ❖ impenetrabilidade ❖ Dureza NOTA: As propriedades gerais são comuns a todos os materiais. I.PROPRIEDADES GERAIS ❖ Hidrocarbonetos são inflamáveis. ❖ Os ácidos têm sabor azedo. ❖ Os sais fundidos conduzem corrente elétrica. NOTA: As propriedades funcionais são aquelas apresentadas por um grupo de substâncias, chamado função química . II.PROPRIEDADES FUNCIONAIS 1. Ponto de Fusão / Solidificação 2. Ponto de Ebulição / Liquefação 3. Densidade ou Massa Específica 4. Coeficiente de Solubilidade III.PROPRIEDADES ESPECÍFICAS NOTA: As propriedades específicas caracterizam cada tipo de substância. ➢ Ponto de Fusão é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido. ➢ Ponto de Solidificação corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes. Obs.: O PF e o PS são obtidos em uma dada pressão, quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica (101,325 KPa). 1.PONTO DE FUSÃO / SOLIDIFICAÇÃO ➢ Ponto de Ebulição é a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso. ➢ Ponto de liquefação corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes. Obs.: O PE e o PL são obtidos em uma dada pressão, quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica (101,325 KPa). 2.PONTO DE EBULIÇÃO / LIQUEFAÇÃO S L e G G T°C 100 0 - 20 tempo L S e L CURVA DE AQUECIMENTO DA ÁGUA L e G T°C G 100 0 - 20 tempo S L S e L CURVA DE RESFRIAMENTO DA ÁGUA Aquecimento Resfriamento CURVAS DE MISTURAS COMUNS Resfriamento PS Aquecimento PF Mistura homogênea de elementos ou compostos químicos que se comporta como uma substância pura durante a fusão. EX: Mistura de mercúrio e prata, que derrete a -38.8 °C; as Ligas metálicas em geral. CURVAS DE MISTURAS EUTÉTICAS Aquecimento PE Resfriamento PL Misturas homogêneas de líquidos que têm um ponto de ebulição constante. EX: Mistura homogênea formada por 95,5% de água e 4,5 % de etanol / Destilação / Separação e purificação. Curvas de Misturas Azeotrópicas Influência da Pressão ❖ Quanto maior a pressão maior o Ponto de Ebulição P T >T >P ❖ Quanto maior a Altitude menor o Ponto de Ebulição > A T V2 > T > V P densidade INFLUÊNCIA DA PRESSÃO P >P INFLUÊNCIA DO ESTADO FÍSICO DA SUBSTÂNCIA sólido gasoso> líquido > Aumento do volume A DENSIDADE é maior quanto maior o estado de agregação da matéria. EXCEÇÕES A REGRA! ➢Água líquida é mais densa que o gelo. ➢Prata, Ferro e Bismuto, todos diminuem de volume quando fundidos, portanto fase líquida mais densa. TRANSFORMAÇÃO DE UNIDADES ❑ UNIDADE DE MASSA T Kg g mg X 103 X 103 X 103 ❑ UNIDADE DE VOLUME KL L mL µL X 103 m3 dm3 cm3 mm3 X 103 X 103 Exercícios de fixação: 1. Dada a tabela: PF PE Clorofórmio – 63°C 61°C Fenol 43°C 182°C Cloro – 101°C – 34,5°C Determine o estado físico de cada substância nas condições ambientes ( 25°C e 1 atm). Clorofórmio → Fenol → Cloro → + 20 + 10 0 10 25 35 50 tempo (min) (01) O gráfico representa o aquecimento de substância pura. (02) O ponto de fusão da substância é 85°C. (04) O ponto de solidificação da substância é 20°C. (08) Na temperatura ambiente (25°C) a substância é sólida. (16) Entre 35 e 50 minutos (intervalo DE) a substância formaum sistema bifásico. 2) Com relação ao gráfico, indique as proposições verdadeiras: T°C + 85 Exercícios de fixação: 3) Responda a essa questão considerando três frascos contendo massas iguais de líquidos diferentes, A, B e C, cujos valores de densidade em g/mL são respectivamente: 0,8; 1,0; 1,2. I – II – III – A alternativa que indica cada frasco com seu respectivo líquido é: b) I – A, II – B, III – C. c) I – A, II – C, III – B. d) I – B, II – C, III – A. e) I – B, II – A, III – C. f) I – C, II – B, III – A. Exercícios de fixação: ➢ Em geral é considerada como sendo a MASSA em gramas possível de ser solubilizada em 100 g de água, em uma dada Temperatura e pressão. Obs: Quando a temperatura / pressão não são indicadas, considera-se a temperatura de 25°C e pressão de 1 atm (101,325 KPa). 4. COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE - CS 1L de água a 0°C 1L de água a 0°C 1L de água a 0°C •CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H2O •CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H2O 200 g de NaCl 357 g de NaCl 400 g de NaCl SOLUÇÕES MISTURAS HOMOGÊNEAS Saturada Saturada com corpo de fundo insaturada 1L de água a 0°C 1L de água a 25°C 1L de água a 0°C 400 g de NaCl • A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C. CURVAS DE SOLUBILIDADE CS (g/100g de água) Comportamento normal Comportamento anormal CS1 T1 T°C 1) A 18°C a solubilidade de uma substância X é de 60g/100mL de água. Nessa temperatura 150g de X foram misturados em 200mL de água . O sistema obtido é: a) Heterogêneo com uma fase. b) Homogêneo com duas fases. c) Uma solução aquosa com corpo de fundo. d) Heterogêneo com três substâncias. e) Apenas uma solução aquosa. 2) 160g de uma solução saturada de sacarose (C12H22O11) a 30°C é resfriada a 0°C. Qual a massa de açúcar cristalizada? Temperatura °C Solubilidade da sacarose g/ 100g de água) 0° 220 30° 260 Dados: ➢ Classificação dos processos: Mecânicos: Separações que não envolvem transformações físicas ou químicas. Físicos: Processos que envolvem mudanças de estados físicos das substâncias. Normalmente indicados nas separações de misturas homogêneas. ANÁLISE IMEDIATA DEFINIÇÃO: Processos de separação de uma mistura nos seus constituintes. ❖Misturas Heterogêneas: ❑ Sólido/sólido ❑ Sólido/líquido ❑ Sólido/gás ❑ Líquido/líquido ANÁLISE IMEDIATA ❖Misturas Homogêneas: ❑ Sólido/sólido ❑ Sólido/líquido ❑ Sólido/gás ❑ Líquido/líquido MATERIAIS ESSENCIAIS DE LABORATÓRIO: o Tubo de Ensaio o Béquer o Erlenmeyer o Balão de Fundo Chato o Balão Volumétrico Balão de Destilação o Condensador o Funil de Decantação o Funil de Filtração o Funil Liso o Funil de Büchner o Kitassato o Proveta o Pipeta Volumétrica o Pipeta Graduada o Bureta o Dessecador o Vidro de Relógio o Almofariz o Pistilo Cápsula de Evaporação o Cadinho de Porcelana o Cadinho de Platina Piscete o Espátula Suporte de Ferro o Garras o Tripé de Ferro o Tela de Amianto o Bastão de Vidro o Frasco de Reagente MATERIAIS ESSENCIAIS DE LABORATÓRIO: NORMAS DE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO Uso de Equipamentos de Proteção Individual (EPI) Óculos de proteção, luvas, jalecos e outros EPIs são essenciais para a segurança. Manuseio Adequado de Produtos Químicos Seguir as instruções do fabricante e evitar contato direto com os produtos. Ventilação e Disposição de Resíduos Manter o ambiente ventilado e descartar os resíduos de acordo com as normas. https://gamma.app/?utm_source=made-with-gamma TÉCNICAS CORRETAS DE PREPARO DE SOLUÇÕES Cálculos Estequiométricos Calcular a massa ou volume do soluto necessário para preparar a solução desejada. 1 Dissolução do Soluto Dissolver o soluto no solvente escolhido, agitando cuidadosamente. 2 Ajuste de Volume Completar o volume da solução com solvente até atingir a concentração desejada. 3 https://gamma.app/?utm_source=made-with-gamma BOAS PRÁTICAS LABORATORIAIS E ÉTICA PROFISSIONAL Org anização e Limpeza Manter o ambiente de trabalho org anizado e limpo para evitar erros e g arantir a seg urança. Registro de Resultados Anotar cuidadosamente todos os dados, procedimentos e observações durante os experimentos. Integridade Científica Evitar falsificação de dados e g arantir a confiabilidade dos resultados. https://gamma.app/?utm_source=made-with-gamma