APOSTILA 01 INTRODUÇÃO À QUÍMICA, ESTUDO DA MATÉRIA E SUAS TRANFORMAÇÕES

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Introdução à química- Estudo da matéria e 
suas transformações- Substâncias x misturas- 
Análise imediata 
 
 
 
 
PROF. HELAN CARLOS
 
 
 
 
 
 
 
 
ATENÇÃO: Não sou o detentor dos direitos e também não tenho a 
intenção de violá-los de nenhuma imagem, exemplo prático ou 
material de terceiros que porventura venham a ser utilizados neste ou 
em qualquer outro material. 
 
 
INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA QUÍMICA 
1- Qual conceito de química? É uma ciência que 
estuda a matéria e suas transformações 
2- O que é matéria? É tudo aqui que possui 
massa e ocupa um lugar no espaço 
3- Como é formada a matéria? Pequenas 
partículas denominadas de átomos 
4- O que é um átomo? A menor partícula que 
compõem um elemento químico 
5- O que é um elemento químico? Conjunto 
formado por átomos de mesmo número 
atômico. O ferro é um elemento química e 
nele se encontra vários átomos chamados de 
“átomos de ferro” 
6- E o que é substância? É qualquer espécie de 
matéria formada por átomos de elementos 
específicos em proporções específicas. 
Exemplo: Á água é uma substância formada 
por dois átomos de hidrogênio e um átomo 
de oxigênio. 
Substância pura simples: Suas moléculas são 
formadas por átomos do mesmo elemento químico. 
EX: H2, N2, F2, Cl2, Br2, O2. 
Substâncias puras compostas: Suas moléculas 
(Menor porção de uma substância formada por 
átomos, H2O) ou aglomerados iônicos (Menor 
porção de uma substância formada por íons ( NaCl). 
Transformações da matéria: Qualquer 
transformação sofrida pela matéria é considerada 
um fenômeno, que pode ser classificado em 
fenômeno físico ou fenômeno químico. 
Transformação química: Altera a natureza da 
matéria, isto é, há a formação de substâncias com 
propriedades diferentes. (Ex: Queima do papel) 
Transformação física: Não altera a natureza da 
matéria, isto é, a sua composição. (Ex: Gelo -> Água 
líquida) 
 
Considerações importantes: 
1- Sólido: Tem forme e volumes constantes. 
(Coesão > repulsão) 
 
 Apresenta uma estrutura interna organiza -> 
Retículo cristalino 
 As partículas estão muito organizadas e 
agregadas, movendo-se com pouca 
facilidade. 
OBS: Aspecto sólido, ausência de retículo cristalino 
(Sólido amorfo, ex: Vidro, borracha). 
 
2- Líquido: As partículas estão menos 
organizadas -> escoamento -> muda de 
forma -> Volume constante. (Coesão = 
repulsão) 
 As moléculas mudam de posição, mas 
permanecem com a distância média entre 
elas inalterada. 
3- Gasosa: Tem moléculas livres, em 
movimento desordenado, retilíneo e 
continuo. (Coesão < repulsão) 
 O termo gás é aplicado para uma substância 
que ocorre normalmente no estado gasoso. 
Ex: CO2, O2, H2. 
CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA: SUBSTÂNCIAS X 
MISTURAS: 
Substância são todas as espécies de matérias 
formadas por átomos (metais e gases nobres), 
moléculas ou aglomerados iônicos quimicamente 
iguais entre si. Possui como características 
composição química fixa e invariável, tem 
constantes físicas como ponto e ebulição e fusão bem 
definidas. 
Substância pura simples: Suas moléculas são 
formadas por átomos do mesmo elemento químico. 
EX: H2, N2, F2, Cl2, Br2, O2. 
Observação: As substâncias puras simples ou 
espécies químicas simples não podem ser 
desdobradas em duas ou mais substâncias 
diferentes por processos químicos. 
Substâncias puras compostas: Suas moléculas ou 
aglomerados iônicos são formados por átomos ou 
íons de elementos químicos diferentes. EX: H2O, CO, 
NaCl, H2SO4, H2S . 
Observação: As substâncias puras compostas 
podem ser desdobradas em duas ou mais 
substâncias diferentes por processos químicos. 
ATOMICIDADE: É o número de átomos que formam 
a molécula de uma substância pura simples. 
ALOTROPIA: É a propriedade que os átomos têm de 
originar uma ou mais substâncias simples e 
diferentes, através do compartilhamento de 
elétrons. Esta variação recebe o nome de variedades 
 
alotrópicas do elemento. 
As formas alotrópicas de 
um elemento químico podem, pois, diferir uma da 
outra pela atomicidade ou então pela estrutura 
cristalina. 
Considerações importantes: 
1- Como são formadas pelo mesmo elemento, 
as formas alotrópicas possuem 
propriedades químicas semelhantes. 
2- As propriedades físicas, porém, são muito 
diferentes devido a diferença da estrutura e 
na massa dos alótropos. 
3- Uma das formas alotrópicas sempre é mais 
estável que a outra. A forma alotrópica mais 
instável, isto é, a mais energética 
(metaestável) tende a se transformar, 
espontaneamente, na forma mais simples em 
um processo que ocorre com liberação de 
energia 
CARBONO: O carbono possui quatro formas 
alotrópicas: A grafite (Cn), o diamante (Cn), fulerenos 
(C60 ou C70) e nanotubos. A diferença entre as duas 
primeiras formas alotrópicas está na estrutura 
cristalina ( n apresenta um número muito grande e 
indeterminado). Por sua vez, a diferença com relação 
à terceira forma alotrópica está também na 
atomicidade. 
GRAFITE: É formado por hexágonos. Cada átomo de 
carbono encontra-se ligado a três outros átomos de 
carbono, sofrendo hibridação sp2 e formando 
lâminas que são mantidas juntas por foças de Van 
der Waals. Presente na ponta do lápis, é a forma mais 
estável do carbono, constitui um sólido macio e 
cinza, é um bom condutor de calor e eletricidade. 
DIAMANTE: Apresenta cada átomo de carbono 
ligado tetraedricamente a quatro outros átomos de 
carbno por ligações covalentes, sofrendo hibridação 
sp3. O diamante, por sua vez, é um isolante elétrico 
e térmico, transparente e duro. 
FULERENOS: devido à sua forma tridimensional 
com ligações insaturadas, apresenta propriedades 
físicas e químicas únicas que podem ser exploradas 
em várias áreas da bioquímica e da medicina. 
Nanotubos: Os nanotubos de carbono, NTC (CNT, 
do inglês carbon nanotube), são cilindros ou tubos 
ocos formados por alótropos do carbono com 
proporções nanométricas (1 nanômetro é igual à 
bilionésima parte de um metro (10-9 m)). Para você 
ter uma ideia, é como se fosse uma folha de papel 
enrolada, mas é formada por átomos de carbono e 
tem a espessura de apenas um átomo. Eles são 100 
mil vezes mais finos que um fio de cabelo e invisíveis 
até para microscópios ópticos. 
apresentam extraordinárias 
propriedades 
 
mecânicas pois são bastante resistentes à ruptura 
sob tração, ótima condução térmica, podendo ser 
usados em processos de conservação e transmissão 
de energia, como a energia solar, sendo muito mais 
eficientes que as células fotovotaicas que são usadas 
hoje em dia.Os nanotubos também possuem um 
enorme potencial de utilização na medicina. Por 
serem extremamente pequenos e leves, podem 
chegar ao interior de uma célula para serem 
utilizados como sensores para diagnósticos e 
tratamentos médicos. Entretanto, um fator que 
atrapalha essa aplicação dos nanotubos é que eles 
matam as células com as quais têm contato. Para 
impedir isso, alguns cientistas estão propondo que 
os nanotubos sejam recobertos com um polímero 
sintético capaz de imitar uma substância da 
superfície celular, a mucina. 
 
OXIGÊNIO: O elemento oxigênio (O) forma duas 
variedades alotrópicas; uma delas, mais abundantes, 
é o oxigênio comum (O2) e a outra, o ozônio (O3). As 
duas formas alotrópicas (O3, O2) estão no estado 
gasoso e constituem gases presentes na atmosfera 
terrestre. 
Gás oxigênio: é o mais estável e está presente no ar 
que respiramos, se apresenta como um gás incolor e 
inodoro. 
Gás ozônio: é mais instávele nos protege da radiação 
ultravioleta, através da chamada “camada de 
ozônio”. Características físicas: possui coloração 
azul e um cheiro desagradável. Além de ser 
altamente bactericida. 
FÓSFORO: O fósforo possui várias formas 
alotrópicas, mas as mais comuns são o fósforo 
branco, o fósforo vermelho (foto) e o fósforo negro. 
 
Fósforo branco: Leva esse nome por ser branco. 
Possui fórmula molecular P4, pois é constituído de 
pequenas moléculas com 4 átomos. É instável 
porque ao entrar em contato com o oxigênio do ar 
 
entra em combustão, 
sendo por isso 
conservado dentro de recipientes com água. Em 
razão dessa propriedade, é usado em bombas 
incendiárias e granadas luminosas. Tem cheiro de 
alho, é fosforescente e altamente tóxico. Se for 
aquecido, pode se transformar na sua variedade 
alotrópica: o fósforo vermelho. 
Fósforo vermelho: É mais estável, menos reativo. 
Não possui estrutura definida, porém cada grão de 
pó é formado por milhões de moléculas unidas, 
dando origem a uma molécula de cadeia longa. É 
representado pela fórmula Pn. Não é venenoso e é 
vermelho escuro. É encontrado na superfície de 
atrito nas laterais das caixas de fósforo, não se 
encontra nos palitos por segurança (um poderia 
atritar com outro dentro da caixa e todos pegariam 
fogo. Caso estivesse no bolso de alguém, por 
exemplo, poderia causar uma fatalidade). Existem 
alguns palitos que um simples atritar faz com que 
eles acendam. Nesse caso, o fósforo está na cabeça 
do palito na forma de P4S3. 
Fósforo negro ou fósforo metálico: é obtido 
aquecendo o fósforo branco a altas pressões. 
OBS: Nenhuma dessas variedades alotrópicas do 
fósforo é encontrada na natureza, é necessário 
realizar processos industriais com minerais 
denominados fosfatos para sua obtenção. 
ENXOFRE: O enxofre é o elemento que possui a 
maior variedade de formas alotrópicas ( já se teve 
notícia de mais de 30 formas diferentes). As mais 
importantes são: Enxofre rômbico, S8, ou a (alfa), e 
enxofre monoclínico, S8, ou b (beta). Enxofre 
rômbico: Essa é a forma alotrópica mais estável do 
enxofre e, portanto, a mais comum. Aparece na 
forma de cristais amarelos e transparentes. 
Enxofre monoclínico: Esse alótropo do enxofre 
apresenta-se na forma de agulhas finas e opacas, 
como mostra a figura abaixo. É menos estável que o 
enxofre rômbico, seu ponto de fusão é maior (119 ºC 
) e possui o mesmo ponto de ebulição (444,6ºC). 
Misturas: De forma resumida podemos dizer que 
seria a reunião de duas ou mais substância que não 
reage entre si, suas principais características são de 
não possuir composição químicas físicas, não 
tem constantes físicas definidas entre outras. 
 As misturas podem ser classificadas 
em homogêneas e heterogêneas. A diferença 
entre elas é que a mistura homogênea é uma 
solução que apresenta uma única fase 
enquanto a heterogênea pode apresentar 
duas ou mais fases. Fase é cada porção que 
apresenta aspecto visual uniforme. 
Exemplos de misturas homogêneas: as águas 
salgadas, o ar, apresentam uma única fase. A água do 
mar contém, além de água, uma quantidade 
 
enorme de sais minerais. O ar é uma mistura de 
nitrogênio e oxigênio que apresenta aspecto 
homogêneo. 
 
Exemplos de misturas heterogêneas: água e óleo, 
granito. A água e o óleo não se misturam, sendo 
assim, é um sistema que apresenta duas fases e cada 
uma é composta por uma substância diferente. O 
granito é uma pedra cuja composição é feita por uma 
mistura heterogênea de quartzo, feldspato e mica, 
podemos ver pela diferença de cor de cada pedra 
DIAGRAMA DE MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO 
Sabe-se que uma substância pura, como a água, 
apresenta em seu diagrama de mudanças de estado 
físico dois patamares. Um indica o Ponto de Fusão e 
o outro, o Ponto de Ebulição. 
 
Já uma mistura comum, como de água com açúcar 
não apresenta nenhum patamar, pois esta mistura 
não apresenta nenhuma temperatura específica de 
mudança de estado físico. 
 
No entanto, existem misturas que apresentam 
apenas um patamar, indicando que elas possuem um 
ponto de fusão ou um ponto de ebulição fixo. Estas 
misturas são as misturas eutéticas e azeotrópicas. 
Mistura Eutética: É uma substância que se 
comporta como se fosse uma substância pura 
somente durante o ponto de solidificação ou fusão*. 
Exemplos: Liga metálica feita de 40% de cádmio e 
 
60% de bismuto forma 
uma mistura eutética com 
ponto de fusão constante igual a 140°C, estanho e 
chumbo (solda), sal de cozinha e gelo. 
Mistura Azeotrópica: Mistura de composição 
definida que possui ponto de ebulição ou de 
condensação constante, comportando-se neste 
ponto como uma substância pura. Exemplo: mistura 
de 96% de álcool etílico e 4% de água (álcool 
hidratado) possui ponto de ebulição constante de 
78,2°C 
Representando graficamente: 
Os gráficos a seguir representam misturas com 
pontos de fusão e ebulição (PF e PE) constantes 
indicados pelo tracejado. 
Mistura azeotrópica: PF varia e PE permanece 
constante. O intervalo de fusão é indicado após o 
líquido passar pelo estado sólido. 
 
Observação: Se a curva apresentasse variação nos 
dois pontos (PF e PE), ela representaria uma mistura 
comum. Mas como apenas um dos pontos apresenta 
variação, no caso a temperatura de fusão, essa 
mistura recebe o nome de azeotrópica. 
 
Mistura eutética: PF constante e PE variando. 
Repare que o intervalo de ebulição é indicado pela 
ascensão da reta, ou seja, a temperatura aumenta 
(varia), enquanto que o ponto de fusão é indicado 
pelo traço linear (constante). 
ANÁLISE IMEDIATA: consiste em isolar as espécies 
que constituem o material, esse isolamento pode ser 
feito manualmente. Por exemplo, se queremos 
analisar uma amostra sólida e esta estiver inserida 
em um meio líquido, é preciso retirar este sólido do 
meio aquoso; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MISTURAS HOMOGÊNEAS 
 
ESTADOS 
FÍSICOS 
NOME NO QUE SE BASEIA COMO É FEITO EXEMPLO 
SÓLIDO 
LÍQUIDO 
EVAPORAÇÃO Diferença na 
temperatura de 
ebulição. 
Consiste em deixar a 
mistura em ambiente 
aberto ou aquecê-la até 
que o líquido (componente 
mais volátil) sofra 
evaporação. O método, 
entretanto, apresenta um 
inconveniente: a perda do 
componente líquido. 
Empregado nas 
salinas e consiste em 
bombear água do 
mar para tanques 
rasos, deixando 
evaporar por ação 
do calor do sol e do 
vento. 
DESTILAÇÃO 
SIMPLES 
Diferença na 
temperatura de 
ebulição. 
Segue o mesmo princípio 
da evaporação. Esse 
processo é utilizado 
quando se quer aproveitar 
o sólido e o líquido. 
Separação do sal 
dissolvido em água 
LÍQUIDO 
LÍQUIDO 
DESTILAÇÃO 
FRACIONADA 
Diferença na 
temperatura de 
ebulição. 
É utilizado quando se quer 
separar os componentes 
de um sistema formado 
por vários líquidos 
homogêneos. Com o 
aquecimento do sistema, 
os líquidos vão-se 
destilando um a um, 
conforme sejam atingidos 
os respectivos pontos de 
ebulição. 
Alambiques- 
Preparo de bebidas 
alcoólicas. 
 
Refinarias- 
Fracionamento do 
petróleo.