Materiais/Quimica - Aula 1

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Professora Beatriz
Aula 1
Engenharias de Produção
Controle e Automação 
Civil
Materiais e 
Química Tecnológica 
Matéria e 
 Propriedades Físicas da Matéria
1.1. Matéria
	Estamos sempre observando fenômenos físicos e químicos ao nosso redor. A chuva, a condensação do vapor nos vidros do lado interno do carro, o cozimento de um alimento, uma roupa secando ao Sol, etc. 
	Por que esses fenômenos acontecem? 
	Que explicação científica podemos dar a eles?
		
1.1. Matéria
Para considerar científica a interpretação de um fenômeno, é preciso ter em conta que a Ciência consiste na observação, experimentação, explicação e, principalmente, nas relações que se estabelecem entre os fenômenos da natureza e as leis, hipóteses e teorias criadas pelo homem.
	
1.1. Matéria
A Química é o ramo da Ciência que estuda os materiais e suas transformações. Por isso, ela está ao nosso redor e, ao mesmo tempo, faz parte de nós mesmos.
Para interpretar os fenômenos do ponto de vista científico, é importante conhecermos as propriedades da matéria.
1.1. Matéria
Quase tudo aquilo que nos cerca é considerado matéria: o ar que respiramos, a água, o solo, o ferro, o ouro, etc.
Matéria: é tudo que tem massa e ocupa espaço no Universo.
Os átomos ligados quimicamente formam as moléculas e o conjunto de moléculas formam as substâncias.
Os materiais são formados, muitas vezes, pela união de muitas substâncias.
1.2. Substância
1.3. Os átomos e a matéria
Os átomos são estruturas extremamente pequenas com as quais são formados todos os materiais do Universo.
Com exceção dos gases nobres, que são materiais constituídos por átomos isolados, todos os outros materiais são formados pela união de átomos.
1.3. Os átomos e a matéria
Considere o exemplo: 
Quantas palavras existem? Milhares. E quantas letras conhecemos? Nosso alfabeto é composto por apenas 23 letras. A diferença entre as palavras consiste apenas na seleção e arranjo das letras. 
A formação das substâncias a partir da combinação dos átomos é semelhante. De cada arranjo de átomos obtemos uma substância diferente.
Se unirmos dois átomos de Hidrogênio a um átomo de Oxigênio, teremos a substância água. 
Unindo apenas dois átomos de Oxigênio, teremos o gás Oxigênio. 
Se um átomo de Hidrogênio e um de Cloro se unirem, teremos o Cloreto de Hidrogênio. 
É dessa forma que os átomos vão formando todas as substâncias.
1.3. Os átomos e a matéria
1.4. Estados físicos da matéria
Na natureza, a matéria encontra-se em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. 
O que determina o estado físico de um material é a intensidade das forças de interação entre as partículas que o formam.
1.4. Estados físicos da matéria
Estado sólido
As forças de interação entre as partículas (átomos, moléculas) é muito intensa e por esse motivo, o espaço entre elas é mínimo. 
Devido a essa união os sólidos apresentam grande resistência à fragmentação, além de possuírem forma e volume definidos.
Estado líquido
As forças de interação entre as partículas são menos intensas que no estado sólido, por isso, o espaço entre elas é maior. As partículas apresentam-se relativamente distantes entre si. 
1.4. Estados físicos da matéria
Estado gasoso
Nesse estado, as forças de interação entre as partículas são muito pequenas, por isso elas estão relativamente afastadas umas das outras. 
1.4. Estados físicos da matéria
1.4. Estados físicos da matéria
1.5. Transformações da matéria
Fenômenos físicos e químicos
Fenômeno: qualquer mudança que ocorra com a matéria, alterando seu estado físico ou transformando sua estrutura interna (composição química).
1.5. Transformações da matéria
Fenômeno físico
Fenômeno físico: ocorre sem que haja transformação na composição do material. As alterações de estado físico são consideradas fenômenos físicos. 
Exemplos: solidificação da água. As moléculas de água no estado sólido (gelo) apenas se organizam de forma diferente da água no estado líquido, mas o material não deixa de ser água.
1.5. Transformações da matéria
Fenômeno físico
Ao misturarmos água e sal, por exemplo, podemos separá-los posteriormente e obter novamente água e sal. 
Colocar um cubo de gelo fora do congelador e deixá-lo à temperatura ambiente, faz apenas com que a substância água modifique seu estado físico mas não deixe por isso de ser água.
Fenômeno químico: é a transformação que altera a estrutura química da matéria, isto é, sua constituição. Normalmente, as transformações químicas apresentam caráter irreversível. 
Exemplos: queima de uma folha de papel. Mesmo apagando-se o fogo, a porção de papel queimada não se recompõe. Os fenômenos químicos também são chamados de reações químicas. 
1.5. Transformações da matéria
Fenômeno químico
As reações químicas podem ser representadas por equações químicas. 
Por exemplo, quando o etanol, álcool comum, sofre combustão:
1.5. Transformações da matéria
Fenômeno químico
		C2H5OH
		+
		3O2
		(
		2CO2
		+
		3H2O
		etanol
		
		gás oxigênio
		
		dióxido de carbono
		
		água
O etanol e o gás oxigênio são reagentes enquanto o dióxido de carbono e a água são produtos. 
A equação representa uma transformação pois, o etanol e o gás oxigênio possuem propriedades físicas e químicas completamente diferentes das propriedades do dióxido de carbono e da água.
1.5. Transformações da matéria
Fenômeno químico
		C2H5OH
		+
		3O2
		(
		2CO2
		+
		3H2O
		etanol
		
		gás oxigênio
		
		dióxido de carbono
		
		água
Podemos representar uma transformação química pela seguinte equação genérica:
aA + bB → cC + dD
reagentes produtos
1.5. Transformações da matéria
Equação química
A e B são reagentes, substâncias que serão colocadas em contato para que reajam entre si. Não são necessariamente apenas dois reagentes envolvidos. Podemos ter reações com apenas um ou com vários reagentes.
C e D são produtos, substâncias obtidas após a transformação, que também não são necessariamente duas.
a, b, c e d são coeficientes da equação, isto é, são os menores números inteiros que demonstram que os átomos não desapareceram nem foram criados na transformação.
1.5. Transformações da matéria
Equação química
Os materiais podem mudar de estado físico, motivados pela variação da pressão ou da temperatura. 
Exemplo: a água no estado sólido pode passar ao estado líquido por meio de um processo de aquecimento. Aquecendo-se ainda mais, ela mudará novamente de estado, desta vez do estado líquido para o gasoso.
2. Mudanças de estado físico da matéria
2.1. Fusão: passagem do estado sólido para o estado líquido.
2.2. Solidificação: passagem do estado líquido para o estado sólido.
2.3. Vaporização: passagem do estado líquido para o estado gasoso.
2.4. Condensação: passagem do estado gasoso para o estado líquido.
2.5. Sublimação: passagem do estado sólido para o estado gasoso (ou vice-versa), sem passar pelo estado líquido.
2. Mudanças de estado físico da matéria