Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1. Classificação e propriedades da matéria. Separação de misturas; 2. Estrutura atômica, configuração eletrônica e tabela periódica; 3. Ligações químicas: iônica, metálica e covalente; polaridade e interações intermoleculares; 4. Reações químicas e estequiometria: equações químicas, mol e massa; 5. Funções inorgânicas: ácidos, bases, sais, óxidos e hidretos; 6. Equilíbrio químico: fatores que afetam o equilíbrio. 7. Cinética química: fatores que afetam a velocidade das reações; 8. Eletroquímica: reações de oxirredução, pilhas, eletrólise e corrosão; 9. Química dos materiais aplicados em Engenharia Civil. Química Geral Agosto de 2016 2 BIBLIOGRAFIA Básica: 1. ATKINS, Peter W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 2. BROWN, Lawrence S.; HOLME, Thomas A. Química geral aplicada à engenharia. São Paulo: Cengage Learning, 2010. 3. BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Complementar: 1. BRADY, James E.; HUMISTON, Gerard E. Química geral: volume 1. Rio de Janeiro: LTC, 1986. 2. BRADY, James E.; HUMISTON, Gerard E. Química geral: volume 2. Rio de Janeiro: LTC, 1986. 3. RUSSELL, John B. Química geral: volume 1. São Paulo: Makron Books, 2004. 4. RUSSELL, John B. Química geral: volume 2. São Paulo: Makron Books, 2004. 5. SPENCER, James N.; BODNER, George M.; RICKARD, Lyman H. Química Estrutura e dinâmica: volume 1. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 6. SPENCER, James N.; BODNER, George M.; RICKARD, Lyman H. Química Estrutura e dinâmica: volume 2. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 3 Matéria: classificação e propriedades. Substância, mistura e separação de misturas. BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Capítulo 1 KOTZ, John C.; TREICHEL, Paul M.; Weaver, Gabbriela C.; Química geral e reações químicas: volume 1. Rio de Janeiro: LTC, 2005. Capítulo 1 Agosto de 2016 O Estudo da Química Química http://www.escolakids.com/ponto-de-fusao-e-ponto-de-ebulicao.htm http://quimicaemacaao.blogspot.com.br/2012_05_01_archive.html http://pt.wikinoticia.com/cultura%20cient%C3%ADfica/ecologia%20e %20ambiente/62454-leste-da-haia-o-outono-planta-colorida http://www.servidda.com.br/cuidados-com-alimentacao-durante-o-verao/ http://curiosidadess.blogger.com.br/ 4 Fonte: http://www.cimentoitambe.com.br/ataques-por-ions-de-cloreto- custa-r-800-milhoes-por-ano-ao-brasil/ 5 Fonte: http://www.redefonte.com/sefaz-go-altera-regime- de-cobranca-de-icms-de-material-de-construcao/ Fonte: http://www.pereiraferroetelas.com.br/material- construcao-civil-zona-leste-sao-paulo.html Fonte:https://alemdainercia.wordpress.com/2015/12/16/mater iais-de-construcao-civil-ii-blocos-de-concreto/ O Estudo da Química Química na construção civil Fonte:http://www.tudoengcivil.com.br/2014/10/plasticos- materiais-de-construcao-civil.html Madeira Vidros Metais Cimento Concreto Cerâmicas: tijolos, telhas e pisos Polímeros (plásticos): tubulações, revestimentos, entre outros. Materiais Química Estuda as propriedades dos materiais e o comportamento da matéria. Material físico do universo; tudo que tem massa e ocupa espaço. O que é matéria? https://fernandasegolin.wordpress.com/cate gory/uncategorized/page/9/ https://www.google.com.br/search?q=torre+eiffel&espv=2&biw=13 66&bih=623&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=m2pbVf3kEcS -ggTxsIKABA&ved=0CBwQsAQ#imgrc=_ http://agentesbionicosdathatibione.zip.net/arc h2008-10-12_2008-10-18.html http://ruralpecuaria.com.br/tecnologia-e-manejo/abelhas/associacao- brasileira-de-estudo-das-abelhas-a-b-e-l-h-a-esta-lancando-o-e-book- undefinedagricultura-e-polinizadoresundefined.html http://bandup.tray.com.br/loja/produto-336527- 375-caneca_89fm_a_radio_rock_hey_ho_lets_go http://www.ciadosanduiche.com.br/quem-somos 6 As bactérias, os vírus, o ar que respiramos! As pulgas, os carrapatos... As células, os átomos, os elétrons!!! 7 Matéria Classificação da matéria Estado físico Composição Propriedades da matéria Físicas Químicas Extensivas Intensivas Mudanças ou transformações da matéria Físicas Químicas Classificações da matéria Estados Físicos gás sólido líquido Fonte: http://www.mundoeducacao.com/fisica/mudacas-fases.htm Fonte: http://recantoadormecido.com.br/2013/04/12/canal-nat-geo-estreia-filme-que-levou-premio-de-melhor-fotografia-no-festival-de-sundance-de-2012/ Não tem volume nem forma definida Tem volume mas não tem uma forma definida Tem tanto a forma quanto o volume definidos 8 A matéria pode ser classificada principalmente de acordo com sua composição e seu estado físico. Estado físico Gases podem ser comprimidos ou expandidos. Líquidos e sólidos não podem ser comprimidos ou expandidos em escala apreciável. Elementos: somente um tipo de átomo. Ex: Hidrogênio (H) Oxigênio (O) Ferro (Fe) Sódio (Na) Cloro (Cl) Hélio (He) Elementos não podem ser decompostos em substâncias mais simples. Cada elemento é composto de somente um tipo de átomo. Classificações da matéria Composição Abundância dos elementos na crosta terrestre Abundância dos elementos no corpo humano 9 BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Elementos, substâncias (puras) e misturas. % em massa • Maioria elementos não existem isolados. Rochas e minerais 65% água 10 Fonte: http://observador.pt/2016/01/04/adicionados-quatro-novos-elementos-tabela-periodica/ Substância (pura): é a matéria que tem propriedades distintas e uma composição que não varia de amostra para amostra. Classificações da matéria Composição 11 Substância (pura) Substância simples Substância composta Hidrogênio (H) Oxigênio (O) Ferro (Fe) Sódio (Na) Cloro (Cl) Hélio (He) Elementos Gases nobres: monoatômicos. *Maioria dos elementos não existem isolados. H2, O2, Fe(s), Na(s), Cl2, He H2O, Fe2O3, NaCl Somente um tipo de átomo Substância composta (compostos): constituída de dois ou mais elementos Contém dois ou mais tipos de átomos 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O(g) 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g) Combustão Decomposição por eletrólise Lei da composição definida (lei de Proust): a composição elementar de um composto puro é sempre a mesma H2O 11% de hidrogênio e 89% de oxigênio em massa 12 Dois elementos interagem Qual a composição química do Na no NaCl (% em massa)? Classificações da matéria Composição Classificações da matéria Composição Misturas Fonte:http://www.polyvore.com/mistura_homog%C3%AAnea_heterog%C3%AA nea_educador_brasil/thing?id=42504141 Fonte: http://www.tuasaude.com/receita-de-soro-caseiro/ Água com óleo de soja Soro caseiro Componentes da mistura A maioria das matérias que encontramos consiste de misturas de diferentes substâncias. Cada substância em uma mistura mantém sua própria identidade química. Não ocorre reação!!! 13 Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica/separacao-misturas.htm Misturas homogêneas e heterogêneas Misturas heterogêneas Granito Mistura de quartzo, feldspato e mica 14 Águae óleo 2 fases Água, óleo e areia 3 fases Não possuem a mesma composição, propriedades e aparência em toda sua extensão. 2 ou mais fases Misturas homogêneas H2O H2O + NaCl H2O + sacarose Fonte: http://www.infopedia.pt/$solucao Fonte:http://produto.mercadolivre.com.br/ MLB-642581618-sulfato-de-cobre-adubo- soluvel-soluco-nutritiva-1-kg-_JM Sulfato de cobre em água Ar atmosférico Fonte: http://www.reisman.com.br/duvidas-gerais- aliancas-ouro.htm Fonte: http://cuspocuspos.blogspot.com.br/ Ouro 18 K (Ouro + prata + cobre) Componentes estão misturados uniformemente em nível molecular Única fase Misturas homogêneas e heterogêneas 15 Soluções: misturas homogêneas Estado da solução Estado do solvente Estado do soluto Exemplo Gás Gás Gás Ar Líquido Líquido Gás Oxigênio em água Líquido Líquido Líquido Álcool em água Líquido Líquido Sólido Sal em água Sólido Sólido Gás Hidrogênio em paládio Sólido Sólido Líquido Mercúrio em prata Sólido Sólido Sólido Prata em ouro Tabela 1. Exemplos de soluções Componentes da solução Soluto Solvente Menor quantidade Maior quantidade * Soluções aquosas Soluções 16 BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. 17 http://vivoverde.com.br/solucoes-sustentaveis-que-esta-mudando-a-rotina-dos-empreendimentos/ Amálgama de prata Soluções 18 Sistema Homogêneo Heterogêneo Substância (pura) Substância (pura) Mistura homogênea Mistura heterogênea Simples Composta Estados físicos diferentes H2 H2O H2O + etanol Solução H2O(l) + H2O(s) H2O + óleo Classificações da matéria Composição Qualquer substância pura ou mistura a ser estudada. ou elementar Propriedades da matéria Propriedades físicas e químicas Propriedades Físicas Propriedades químicas 19 Podem ser medidas sem alterar a identidade e a composição das substâncias. Ex: Cor, odor, densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição, dureza, estado físico, solubilidade, condutividade elétrica, viscosidade, maleabilidade, ductibilidade, etc. Referem-se a uma capacidade que uma substância tem de transformar-se em outra por meio de reações químicas. Água Hidrogênio Oxigênio Estado a Líquido Gás Gás Ponto de ebulição normal 100ºC -253ºC -183ºC Densidade a 1,00 g/mL 0,084 g/L 1,33 g/L *Combustão Não Sim Não a À temperatura ambiente e pressão atmosférica *Propriedade química BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Ex: poder de corrosão, combustibilidade, efervescência, redução, etc. Propriedades organolépticas 20 Propriedades extensivas e intensivas Propriedades da matéria BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2005. Propriedades intensivas Propriedades extensivas Ponto de ebulição Massa Ponto de fusão Volume Densidade Energia Propriedades intensivas: não dependem da quantidade amostra analisada. Usadas para identificar substâncias Propriedades extensivas: dependem da quantidade amostra. Quantidade de substância presente Massa e volume: dependem da quantidade de substância. Béquer com líquido incolor no laboratório. O que é??? Quais propriedades podem ser usadas para identificação? Gelo derrete a 0ºC independente da quantidade. Densidade da água é a mesma em100 mL ou em 1000 L. Densidade do ouro é a mesma em um anel ou em uma pepita. Substâncias puras 21 Propriedades da matéria Composição: tipos de átomos que ela contém Estrutura: arranjos destes átomos Exemplo: Grafite Diamante Fonte: http://www.infopedia.pt/$grafite Fonte:http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/ alotropia-oxigenio-e-ozonio-grafite-e-diamante-etc.htm Sistema cristalino hexagonal. Preto, opaco, poroso, macio. Densidade: 2,15 g/cm3 Condutor de eletricidade. Sistema cristalino cúbico. Incolor (transparente), duro. Densidade: 3,48 g/cm3 Isolante elétrico. Apenas átomos de carbono Alótropos 22 Fonte: https://ipemsp.wordpress.com/tag/densidade/ Fonte: http://engenharia-quimica.blogspot.com.br/2013/08/sobre- arquimedes-densidade-e-o-ouro.html Eureka!!!!! Propriedades da matéria Densidade Arquimedes Grau de concentração de massa em determinado volume. d = densidade (g/cm3) m = massa (g) V = volume (cm3) d = m V Densidade Procedimento utilizado por Arquimedes. Comparação 100 mL chumbo ou água. 23 Casos interessantes Propriedades da matéria Densidade Fonte: http://gloriaerenato.blogspot.com.br/2012/08/o-mar-morto.html Por que conseguimos flutuar em água? Por que em águas do mar morto a facilidade de flutuar é ainda maior? Por que alguns líquidos são vendidos por massa e outros por volume? Mar morto: 360 g de sal/ litro de água Salvador: 37 g de sal/ litro de água d = m V d m V Clorofórmio: d = 1,4 g/mL (vendido por massa) Éter etílico: d = 0,8 g/mL (vendido por volume) Se ambos são líquidos, por que um é comprado por massa e o outro por volume? H2O d = 1,0 g/mL Líquidos menos densos que a água costumam ser vendidos por volume, e líquidos com densidades maiores que da água são vendidos por massa. densidade empuxo Força que empurra o corpo para cima 24 Portanto, mesmo sendo líquidos, muitos produtos são vendidos pela sua massa (e não pelo seu volume) evitando, por exemplo, problemas no comércio internacional. Casos interessantes Propriedades da matéria Densidade “Se as transações comerciais forem realizadas por litros, corre-se o risco de receber um volume maior ou menor do aquele comprado, dependendo da temperatura no país de origem do líquido estar mais fria ou mais quente do que no local de entrega do produto.” Densidade depende da temperatura: T V d Fonte: http://rede.novaescolaclube.org.br/planos-de-aula/massa-volume-e-porcentagem Um navio é carregado com 50.000 toneladas de azeite, na Grécia, sob uma temperatura de 42ºC e é descarregado num dia frio em Porto Alegre, sob temperatura de 2ºC. Quantos litros teriam "sumido" nessa negociação? ? 25 1. (Unicamp-SP) Três frascos de vidro transparentes, fechados, de formas e dimensões iguais, contêm cada um a mesma massa de líquidos diferentes. Um contém água, o outro, clorofórmio e o terceiro, etanol. Os três líquidos são incolores e não preenchem totalmente os frascos, os quais não têm nenhuma identificação. Sem abrir os frascos, como você faria para identificar as substâncias? A densidade (d) de cada um dos líquidos, à temperatura ambiente, é: d(água) = 1,0 g/cm 3 d(clorofórmio) = 1,4 g/cm 3 d(etanol) = 0,8 g/cm 3 Exercícios 2. O número de componentes de um sistema é sempre igual ao número de fases? 26 3. O granito é uma rocha na qual existem três fases sólidas. Uma delas geralmente esbranquiçada é formada pela substância quartzo. Outra cinzenta ou bege, é formada pela substância feldspato. E uma terceira fase, geralmente preta, é constituída pela substância mica. a) O granito é uma substância ou uma mistura? Justifique. b) O granito é uma solução? Por que? Mudanças, transformações ou fenômenos da matéria Mudanças físicas 27 https://sentindoquimica.wordpress.com/tag/temperatura/ Sólido Líquido Gasoso Sublimação Fusão Vaporização Ebulição EvaporaçãoCondensação Liquefação Solidificação Não há alteração na composição da substância, apenas alteração da aparência. 28 Mudanças, transformações ou fenômenos da matéria Mudanças físicas Composição fixa Propriedades constantes PF: 0ºC PE: 100ºC Densidade = 1,0 g/cm³ Composição variável Propriedades variáveis PF: intervalo de fusão PE: intervalo de ebulição Densidade = ...... g/cm³ Características dos gráficos de aquecimento de substâncias puras e misturas (homogêneas). Substância (pura) Mistura 29 Mudanças Químicas Reações químicas Durante uma mudança química, uma ou mais substâncias são transformadas em uma ou mais substâncias diferentes. + energia + energia Mudanças, transformações ou fenômenos da matéria 30 Como cada componente de uma mistura mantém suas propriedades, pode-se separar estes componentes, tirando vantagem das diferenças de suas propriedades. Processo físico Separação de misturas 31 Separação de misturas Mudança ou processo físico Separação de misturas heterogêneas Decantação Peneiração Levigação Dissolução fracionada Filtração simples Filtração à pressão reduzida Sifonação Separação magnética Flotação ou flutuação Extração sólido-líquido Mudança estado físico homogêneas Mudança estado físico Extração líquido-líquido Destilação simples Destilação fracionada 32 Separação de misturas heterogêneas Decantação Sedimentação Fonte:http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia15.php Centrifugação Plasma Leucócitos e plaquetas Eritrócitos Fonte:http://www.splabor.com.br/blog/tag/centrifuga/ Sólido-líquido Ex: Areia e água Sólido-Líquido e Líquido-Líquido Ex: sangue Diferença densidade Separação de misturas heterogêneas de sólido-líquido, líquido-líquido e gás- líquido, através da diferença de densidade. Fonte: http://pt.slideshare.net/marcossuendel/capitulo-02-processo-de-separao-de-misturas-11785022 Câmara de poeira 33 Fonte:http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia15.ph p Fonte: http://www2.fc.unesp.br/lvq/prexp02.htm Funil de decantação Separação de misturas heterogêneas Diferença densidade Líquido-Líquido Ex: óleo e água Sólido-Gás Ex: ar com poeira Peneiração: sólidos com granulometrias diferentes 34 Separação de misturas heterogêneas Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/ef/misturas/p1.php Fonte: http://www.alunosonline.com.br/quimica/metodos-separacao-misturas-comuns-no-cotidiano.html Levigação: separação de sólidos com densidades diferentes – através de uma corrente de água. (Ex: garimpo de ouro) Peneiração Levigação Sólido-Sólido Ex: ouro e areia Sólido-Sólido Ex: pedra e areia 35 Dissolução fracionada: separação de dois ou mais sólidos através da miscibilidade de um deles em solvente específico. Sal + areia Adição de água Areia Água + sal Filtração Vaporização Sal Dissolução fracionada Separação de misturas heterogêneas Sólido-Sólido Ex: NaCl e areia Solubilidade 36 Separação heterogênea onde as substâncias do café solúveis em água quente são extraídas passando em seguida por um processo de filtração. Fonte: http://marcelokatsuki.folha.blog.uol.com.br/arch2011-01-01_2011-01-31.html Separação de misturas heterogêneas Extração sólido-líquido Extração do café 37 Fonte: http://www.mundodastribos.com/aspirador-de-po-barato- marca-e-precos.html Fonte; http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia16.php Filtração simples Separação de misturas heterogêneas Aspirador de pó Filtros que retém a sujeira Sólido-Líquido Ex: água e areia água e café Sólido-Gás Ex: ar e poeira 38 Pesquisa indica filtro de barro brasileiro como mais eficiente do mundo para purificar a água Fonte: http://www.pragmatismopolitico.com.br/2013/05/filtro-de-barro- brasileiro-e-o-mais-eficiente-do-mundo.html “Segundo pesquisas norte-americanas, os filtros tradicionais de barro com câmara de filtragem de cerâmica são muito eficientes na retenção de cloro, pesticidas, ferro, alumínio, chumbo (95% de retenção) e ainda retém 99% de Criptosporidiose (parasita causador de doenças).” “Os estudos relacionados ao tema, que foram publicadas no livro The Drinking Water Book, também indicam que esses sistemas de filtro de barro do Brasil, considerados mais eficientes, são baseados na filtragem por gravidade, em que a água lentamente passa pelo filtro e goteja num reservatório inferior.” “Considerado um sistema ‘mais calmo’, ele garante que micro-organismos e sedimentos não passem pelo filtro devido a uma grande pressão exercida pelo fluxo de água.” “O processo lento é o que o diferencia dos filtros de forte pressão, que recebem água da torneira ou da tubulação, os quais são prejudicados exatamente pela força da água, o que pode fazer com que micro-organismos, sedimentos ou mesmo elementos químicos, como ferro e chumbo, cheguem ao copo do consumidor.” Fonte: http://www.pragmatismopolitico.com.br/2013/05/filtro-de-barro-brasileiro-e-o-mais-eficiente-do-mundo.html 39 Filtração à pressão reduzida Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/filtracaometodo-separacao-misturas.htm Separação de misturas heterogêneas Quando uma filtração é muito demorada, pode-se realizar a filtração a vácuo, também chamada de filtração por pressão reduzida, que acelera o processo. 40 Sifonação: separação de líquido- líquido e sólido- líquido. Transfere-se a substância menos densa do nível mais alto para o mais baixo. Separação de misturas heterogêneas Sifonação Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia14.php Densidade 41 Flotação ou flutuação: separação de sólidos com densidades diferentes através da adição de um líquido de densidade intermediária. Fonte: http://interna.coceducacao.com.br/ebook/pages/267.htm Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia14.php Flotação ou flutuação Separação de misturas heterogêneas Densidade Flotação pode também ser feita com adição de ar. Formação de microbolhas de ar que se aderem aos sólidos suspensos em um líquido deixando-os menos densos, sendo possível assim a separação. Separação magnética ou imantação: separação de sólido-líquido e sólido-sólido sendo que um dos sólidos possui propriedades magnéticas (geralmente compostos contendo ferro, níquel ou cobalto). Fonte: http://www.mundoeducacao.com/quimica/separacao-misturas.htm 42 Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/ef/misturas/p1.php Separação de misturas heterogêneas Separação magnética Fusão Evaporação Liquefação Solidificação Sublimação 43 Separação de misturas heterogêneas e homogêneas Sublimação Fonte: http://zilvinas-fq.blogspot.com.br/2012/12/tipos-de-processos-de-separacoes-de.html Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAexhUAI/apostila- introducao-a-quimica?part=2 Laboratório experimento 44 Fusão fracionada: separação de sólidos com diferentes pontos de fusão. A princípio a mistura é aquecida até o ponto de fusão de algum dos seus componentes que assim atingirá o estado líquido. Após esse processo, esse componente pode ser separado pelo processo de decantação. Exemplos: separação de estanho (PF: 231ºC) e chumbo (PF: 327ºC); separação de ouro, cobre e prata no ouro 18 K. Fusão fracionada Separação de misturas heterogêneas ehomogêneas 45 Extração L-L: separação de líquidos através da diferença de miscibilidade. Separação de misturas homogêneas Extração líquido-líquido C A + B A + C A + B Solubilidade Ex: etanol e gasolina 46 Separação de misturas homogêneas Adsorção Absorver: recolher em si, aspirar, sorver, sugar, embeber-se de. Adesão (fixação) de moléculas de um fluido (gás ou líquido) a uma superfície sólida (o adsorvente). Absorver ≠ Adsorver Fonte:http://pt.dreamstime.com/foto-de-stock-as-m%C3%A3os-com- esponja-lavam-o-copo-de-caf%C3%A9-sob-%C3%A1gua-corrente-na- cozinha-image50917719 Na adsorção, as moléculas ou íons de uma substância ficam retidos (fixados) na superfície de sólidos por interações químicas e físicas. absorção Carvão ativado Estações de Tratamento de Água Adsorção (Retira impurezas) Água límpida e sem cheiro Filtros de água Tira cheiro forte de geladeira 47 Quando certas substâncias químicas passam próximas da superfície do carvão, unem-se a ele e ficam aprisionadas. Adsorção com carvão ativado Grande área superficial interna formada por milhares de poros. Fonte: http://www.naturaltec.com.br/Carvao-Ativado.html Alta porosidade Fonte: http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/LaCelula/LaCelula.htm Interações intermoleculares, eletrostáticas, ligações, etc Superfície (cm²): 96 192 384 Volume (cm³): 64 64 64 Área superficial: 1 cubo de 4 cm 8 cubo de 2 cm 64 cubos de 1 cm Destilação simples: separação de sólido-líquido ou líquido-líquido em mistura homogênea (solução). Passa-se água no condensador (a qual não entra em contato com a substância destilada) apenas para resfriar e forçar a condensação. 48 Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/destilacao-simples/ Destilação simples Separação de misturas homogêneas Ex: NaCl e água Sacarose e água Acetona e água H2O = 100ºC (PE) NaCl = 801ºC (PF) Sacarose = 160ºC (PF) Etanol = 78ºC (PE) Acetona = 56ºC (PE) 49 Fonte: http://www.tripadvisor.com.br/LocationPhotoDirectLink-g793338-d3226337-i111238942-Casa_da_Cachaca-Brotas_State_of_Sao_Paulo.html Alambique Destilação: cachaça Cana Caldo Bagaço Decantado Filtrado Levado à fermentação Destilado Separar componentes nocivos gerados durante a fermentação e elevar teor alcoólico 50 Destilação fracionada: separação de líquido-líquido em mistura homogênea (solução). Para haver uma boa separação os líquidos devem ter pontos de ebulição diferentes. Quanto maior a coluna de fracionamento maior o grau de pureza da substância destilada. Destilação fracionada Separação de misturas homogêneas 51 Fonte: http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=224&Itemid=415 Petróleo: combinação de hidrocarbonetos Moléculas orgânicas compostas de H e C. Massa Densidade Força da interação intermolecular Ponto de ebulição 52 Nº de C Hidrocarboneto Cadeia carbônica 1 Metano CH4 2 Etano CH3CH3 3 Propano CH3 CH2CH3 4 Butano CH3 CH2 CH2CH3 5 Pentano CH3 CH2 CH2 CH2CH3 6 Hexano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2CH3 7 Heptano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH3 8 Octano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH3 9 Nonano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH2CH3 10 Decano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH2 CH3 Hidrocarboneto: alcanos Alcanos, alcenos, alcinos, alcadienos Ciclanos, ciclenos Aromáticos Cadeia aberta ou fechada. Normal ou ramificada. 53 Tratamento de água Separação de misturas Peneiração Pré-cloração Flotação com ar Aeração e controle de acidez Fonte: http://www.pelotas.rs.gov.br/sanep/tratamento/ Obs: flotação com ar pode ser utilizada após a floculação (ao invés da decantação) para separar os flocos formados. Nesse processo há a formação de microbolhas de ar as quais se aderem aos flocos com as impurezas deixando-os menos densos, sendo possível assim a separação. • Coagulação: adição de sulfato de alumínio, Al2(SO4)3, e hidróxido de cálcio, Ca(OH)2 Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 gelatinoso • Floculação: leve agitação da água para agrupamento de partículas (formação de flocos). As partículas de sujeira se aderem ao 2Al(OH)3. 54 Tratamento de água Separação de misturas Areação, controle de acidez e fluoretação, esses processos não são obrigatórios, pode-se adicionar íons F-, responsáveis pela redução de cáries dentárias. • A decantação é responsável pela sedimentação dos flocos sólidos. • Filtração: passagem por um filtro composto por areia, que retêm todas as partículas sólidas que restaram. Peneiração Pré-cloração Flotação Aeração e controle de acidez Fonte: http://www.pelotas.rs.gov.br/sanep/tratamento/ 55 Exercícios 4. PUCCamp-SP (adaptada) Em garimpos onde o ouro é encontrado em pó, para separá-lo da areia acrescenta-se mercúrio líquido que forma uma liga metálica com ouro. Qual é o processo mais adequado para separação dessa liga metálica da areia? Após a separação da areia, para separar os dois metais a liga é aquecida até evaporação completa do mercúrio. Esse procedimento é possível porque dos dois metais, o mercúrio tem: a) Menor densidade b) Menor massa molar c) Menor temperatura de ebulição d) Maior temperatura de fusão e) Maior volume molar 56 5. Faça a associação correta entre as colunas, relacionando a(s) técnica(s) que deve(m) ser empregada(s) para separar os componentes de cada mistura a fim de obter todos os componentes: Coluna I Coluna II (1) Óleo + água a) Evaporação (2) Álcool + éter b) Filtração (3) Sal + água c) Destilação simples (4) Limalhas de ferro + areia d) Decantação (5) Areia + cascalho e) Destilação fracionada (6) Ar atmosférico f) Levigação (7) Sal de cozinha + iodeto de chumbo (insolúvel em água) + água g) Decantação e destilação (8) Óleo + água + sal h) Liquefação (9) Água + corante orgânico i) Separação magnética j) Peneiração k) Adsorção 57 6. Quais os procedimentos mais adequados para separar a mistura formada por óleo, água e sal de cozinha? Óleo Água Sal Óleo Água Sal Água Sal Procedimento 1 Procedimento 2 Observações: água e óleo são imiscíveis; sal de cozinha não é solúvel em óleo. 58 7. (UFG-GO) um químico precisava de uma substância X pura. Porém, com os poucos recursos destinados a pesquisa no país, só foi possível adquiri-la contaminada com Y. As propriedades físicas de X e Y são dadas na tabela: Substância Ponto de fusão (ºC) Ponto de ebulição (ºC) Densidade (g/cm³) Solubilidade em água a 25ºC X 20,0 120 1,1 Insolúvel Y 20,8 121 0,6 Solúvel a) Indique o método que, à temperatura do laboratório (25ºC), o pesquisador deveria utilizar para obter X puro. b) Justifique sua resposta baseado nos dados fornecidos na tabela. 59 8. Numa das etapas do tratamento de água que abastece uma cidade, a água é mantida durante um certo tempo em tanques para que os sólidos em suspensão se depositem no fundo. A essa operação denominamos: a) Filtração b) Sedimentação c) Sifonação e) Cristalização d) Centrifugação 9. O diagrama seguinte apresenta a preparação de 250 mL de café pelo processo tradicional: Com base no diagrama e nos conhecimentos sobre as substânciasenvolvidas, pode-se afirmar: 01 O café em pó é uma substância pura 02 Durante a adição de água quente ao café em pó, ocorre uma extração 04 A operação I é de filtração 08 A operação I é classificada como um processo químico 16 O sistema C é uma solução Sistema C (l) 250 mL Café (pó) Adicionar 300 mL de água quente Operação I Sistema A (s) Sistema B (l) Adicionar 10 g de açúcar
Compartilhar