unidade 1 introducao a quimica geral

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Engenharias
Química Geral
 2017.1
Conceitos Iniciais - Revisão
Professora: Luciana Moreno
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QUÍMICA GERAL
Química é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, de suas características, de suas propriedades combinatórias, de processos de obtenção, de suas aplicações e de sua identificação.
Matéria - é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço.
 A matéria inclui os materiais que formam o Universo: as rochas, a água, o ar e a multiplicidade de coisas vivas. Tudo que é sólido, liquido ou gasoso é uma forma de matéria.
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Tabela: Estados físicos (fases) da matéria
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Átomo - O átomo é um conjunto de matéria constituído de um núcleo carregado positivamente e de elétrons em número suficiente para equilibrar a carga positiva do núcleo constituído de nêutrons e de prótons.
Elemento - Um elemento é um conjunto de átomos que tem o mesmo número de prótons no núcleo. Este número é conhecido como o número atômico do elemento. 
Por exemplo, todos átomos com seis prótons no núcleo são átomos do elemento carbono. 
O meio o mais eficaz de apresentar os elementos é a tabela periódica que agrupa os elementos segundo a suas propriedades.
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Composto químico - Um composto é uma substancia que tem uma razão fixa entre os elementos que determina sua composição, uma organização definida e suas propriedades químicas. Por exemplo, a água é um composto contendo hidrogênio e oxigênio numa razão de dois para um.
Molécula: é um conjunto de átomos, iguais ou diferentes; é a menor porção de uma substância que pode existir livremente, exibindo todas as propriedades dessa substância.
 A molécula é constituída de dois ou mais átomos ligados quimicamente.
 
Ideia Inicial de Moléculas: Em geral, os átomos não encontram isolados, mas se agrupam formando moléculas.
Exemplos:
2 átomos de H se reúnem e formam uma molécula do gás hidrogênio.
2 átomos de O se juntam e formam uma molécula do gás oxigênio.
2 átomos de H e 1 átomo de oxigênio se agrupam e formam uma molécula de água.
As moléculas é uma reunião de átomos que podem ser iguais ou diferentes.
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Substância- Todo tipo de matéria que apresenta características próprias. Exemplos: água, cloreto de sódio (sal de cozinha), bicarbonato de sódio, sacarose (açúcar comum), iodo, sulfato de cobre.
Tipos de substancia:
Cada substancia pode ser caracterizada pelo conjunto de átomos unidos numa determinada proporção; esse conjunto é denominado molécula ou, conforme o caso, reticulo cristalino.
De acordo com os elementos formados das substâncias, estas podem ser:
 Simples: quando formadas por átomos de um só elemento químico.
 Compostas: quando formadas por átomos de dois ou mais elementos químicos.
As substâncias são representadas, abreviadamente, por meio de fórmulas que indicam os elementos que as formam e a proporção entre seus átomos.
Substância Simples: é formada por um único elemento químico (um só tipo de átomo na molécula). Exemplos:
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Substância simples: as moléculas são formadas por átomos de um mesmo elemento. Exemplos: H2, O2, O3, P4, S8.
Substância composta: as moléculas são formadas por átomos de elementos diferentes. 
Exemplos: H2O, CO2, H2SO4
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Substância Composta (ou composto): É formada por átomos de mais de um elemento químico (mais de um tipo de átomo na molécula). Exemplos:
Diferença entre substância simples e substância composta:
Substância Simples  Átomos iguais nas moléculas (todas moléculas iguais)
Substância Compostas  Átomos diferentes nas moléculas (todas moléculas iguais)
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Mistura de Substâncias
Mistura é um sistema formado por duas ou mais espécie de substâncias. Pode ser homogênea (água e sal dissolvido) ou heterogênea(água e areia).
Exemplos:
Deve-se observa que elemento químico tem como representação: o símbolo.
Substância pura (simples ou composta) tem como representação: a fórmula.
No entanto, mistura não tem representação específica. Normalmente é indicada pelos seus componentes.
Exemplos:
Mistura de água e açúcar, mistura de nitrogênio e gás carbônico, mistura de iodo e clorofórmio.
Há, no entanto, misturas que têm nomes conhecidos: 
Ar atmosférico (N2, O2 e outros gases).
Álcool 96° GL (96% de álcool e 4% de água)
Gasolina (misturas de hidrocarbonetos)
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Misturas Homogêneas
 
São aquelas que se apresentam como um todo uniforme, mesmo quando observadas através de microscópio. A porção uniforme de um sistema denomina-se fase. Assim, as misturas homogêneas são denominadas sistemas monofásicos.
Exemplo:
 Mistura de água e álcool comum;
 Sal dissolvido na água; 
 Açúcar dissolvido na água; 
 Ouro 18 quilates;
 Todas as misturas de substâncias gasosas; Etc.
As misturas homogêneas podem ser separadas em seus componentes por processos físicos (mudanças de estado agregação), tais como cristalização, destilação, liquefação fracionada e fusão fracionada.
Misturas Heterogêneas
 
São aquelas que apresentam duas fases ou mais, observando a olho nu ou com algum aparelho de aumento. As misturas heterogêneas quando apresenta 2 fases é chamada de bifásica, se apresenta 3 fases, trifásica, mais de 4 fases chamamos de polifásica.
Exemplo:
 Pó de carvão na água;
 Óleo na água;
 Sangue; Etc.
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Classificação da matéria
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As misturas heterogêneas podem ser separadas por processos mecânicos, tais como: peneiração, separação magnética, filtração, decantação, centrifugação entre outros.
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Flotação (Sedimentação fracionada)
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FUSÃO FRACIONADA
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CATAÇÃO
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PENEIRAÇÃO
 A peneiração (mecânica ou manual) é um processo que consiste na separação de partículas sólidas em frações de granulometria diferentes, por passagem através de peneiros.
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Ventilação
 O sólido mais leve é separado por uma corrente de ar. Ex: grãos de café e cascas.
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Levigação
 O sólido mais leve é separado por água corrente. Ex: ouro e areia. A areia, mais leve, é arrastada por um fluxo de água. 
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Sistema líquido – sólido
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 Filtração comum: 
 	É a retenção de um sólido através de uma superfície porosa (filtro). Utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido é relativamente grande em relação ao tamanho dos poros do papel de filtro. Ex: água e areia.
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Filtração a vácuo: 
 Quando o sólido e o líquido formam uma mistura de difícil filtração, como é o caso da água com farinha, pode-se acelerar o processo por meio da filtração a pressões reduzidas. Nesse processo utiliza-se o funil de Büchner e o Kitassato.
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 Decantação
 Quando a água barrenta é colocada em repouso, a terra tende a se depositar no fundo do recipiente. A decantação é o processo no qual as fases se separam devido a uma diferença de densidades.
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Decantação em funil de separação 
Ex: água e óleo, ou água e bromo.
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SEPARAÇÃO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS
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EVAPORAÇÃO
	Extração de NaCl da água do mar, nas salinas é um processo que envolve a evaporação seguida da cristalização fracionada
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DESTILAÇÃO SIMPLES
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	Destilação simples: 
	Funciona quando, no aquecimento de uma mistura homogênea de um líquido + um sólido, apenas o líquido vaporiza. Assim, os vapores atingem a região fria (condensador), ocorrendo a passagem para o estado líquido. Ex: água e sal de cozinha.
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	Destilação fracionada
	Á medida que os vapores sobem pela coluna de fracionamento, eles vão se tornando cada vez mais ricos no componente mais volátil, que será recolhido pelo condensador. Ex: destilação fracionada dos componentes da gasolina, destilação fracionada do ar liquefeito, etc.
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Sistemas de destilação
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DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO
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 Liquefação fracionada:
	 Para separar misturas nas quais todos os componentes encontram-se na fase gasosa. Ex:
mistura de gás amônia e gás oxigênio.
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Algumas substâncias têm a característica especial de reter outras substâncias em sua superfície. Esse processo recebe o nome de adsorção e ocorre com misturas gasosas. Um exemplo da adsorção ocorre nas máscaras contra gases tóxicos. As substâncias, presentes nas máscaras, absorvem os gases tóxicos e permitem a entrada de outros gases, como por exemplo, o oxigênio
ADSORÇÃO
Adsorção microbiológica
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Unidade III – Modelos Atômicos
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1.1 - Histórico
Estrutura da Matéria
Grécia Antiga: Existiam apenas quatro elementos ÁGUA, TERRA, AR e FOGO. 
“ O que acontece quando quebramos uma porção de matéria em pedaços cada vez menores?” 
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Alquimia: Grécia até 1100 d.C. Transmutação – conversão de um elemento em outro, por exemplo: converter chumbo em ouro. 
5- Os compostos são constituídos de átomos e elementos diferentes em proporções fixas; (3) 
Hipótese Atômica:
1- Todos a matéria é composta de partículas fundamentais, o átomos; 
2- Os átomos são permanentes e indivisíveis, não podem ser criados nem destruídos;
3- Todos os átomos de um certo elemento são idênticos em todas as suas propriedades e átomos de elementos diferentes tem propriedades diferentes;
4- Uma alteração química consiste em uma combinação, separação ou rearranjo de átomos;
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Toda a matéria é composta de várias combinações de formas simples da matéria chamadas de ELEMENTOS QUÍMICOS.
UM ELEMENTO É UMA SUBSTÂNCIA QUE CONSISTE DE UMA ÚNICA ESPÉCIE DE ÁTOMO. 
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Descoberta das Partículas Atômicas
Thomson e Rutherford (1897): Determinaram a relação carga (q) massa (m) das partículas dos RAIOS CATÓDICOS, verificando que q/m é uma constante.
Thomson chegou a conclusão que essas partículas, com carga negativa, estavam presentes em qualquer tipo de matéria e deu o nome para elas de ELÉTRONS.
Goldstein, Thomson e Rutherford (1897): Os RAIOS CANAIS são formados por partículas com carga positiva que chamaram de PRÓTONS.
ÁTOMO
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Entre 1896 à 1900, Becquerel, Rutherford, Curie e Villard: Observaram o surgimento dos raios α, β e ɣ. 
Partículas α: Partículas carregadas positivamente. Formadas por dois Prótons e dois Nêutrons. 
Partículas β: Partículas carregadas negativamente. Corresponde a um elétrons.
Partículas ɣ: Sem carga e
sem massa. Ondas eletromagnéticas. 
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Thomson (1904): Teoria sobre a estrutura Atômica. Segundo Thomson o átomo era uma esfera positiva que, para tornar-se netura, apresentava elétrons (partículas negativas) incrustadas na superfície. Esse modelo atômico ficou conhecido como Pudim de Ameixa. 
MODELO ATÔMICO DE THOMSON
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Rutherford (1911): Com a experiência de Rutherford foi possível definir a estrutura do átomo como NÚCLEO E ELETROSFERA. 
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MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD O ÁTOMO NUCLEAR 
Rutherford observou que a massa do núcleo era muito maior do que a sua carga. Desta forma, ele concluiu que no núcleo deveriam existir partículas sem carga elétrica e de massa igual a do próton, chamada de NÊUTRON.
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MODELO ATÔMICO DE BOHR
Bohr (1913): Elaborou a teoria sobre a distribuição e o movimento dos elétrons.
Postulados de Bohr
Postulado 1: Os elétrons descrevem ao redor do núcleo orbitas circulares com energia determinada; 
Postulado 2: Os elétrons movimentam-se nas orbitas estacionárias e, nesse movimento, não emitem energia espontaneamente;
Postulado 3: Quando um elétron recebe energia, ele tende a pular para outra órbita. Após ele receber esta energia ele tende a voltar a órbita original emitido a energia recebida; 
Postulados de Bohr
Postulados de Bohr
Postulados de Bohr
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Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld (1914): Admitiu que além da das orbitas circulares, o elétron descreve uma orbita elíptica ao redor do núcleo do átomos. Essas orbitas, circulares e elípticas, com diferentes excentricidade apresentam diferentes conteúdos de energia, CHAMADAS DE CAMADAS. 
“ É impossível determinar simultaneamente a posição exata e a velocidade de uma partícula onda num dado instante” 
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Erwin Schrödinger (1926): Propôs a teoria chamada de Mecânica Ondulatória. ESTABELECEU O CONCEITO DE ORBITAL. 
ORBITAL É O ESPCAÇO AO REDOR DO NÚCLEO EM QUE É MUITO GRANDE A PROPABILIDADE DE SE LOCALIZAR O ELÉTRON.
Ψv = [2/L]1/2 . sen [n πk/L]
n = NÚMERO QUÂNTICO n = 1, 2, 3... 
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