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Prof. Mozaniel Barroso Química Geral Bibliografia Básica ATKINS, P.; LORETA, J. Química – A Matéria e Suas Transformações, v. 2. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2005. BROWN, T. L.; LEMAY Jr., H. E.; BURSTEN, B. E. A Ciência Central. São Paulo: Pearson/Prentice Hall, 2006. SPENCER, J. N.; BODNER, G. M.; RICKARD, L. H. Química: Estrutura e Dinâmica, 3. ed., v.2. Rio de Janeiro: livros Técnicos e Científicos, 2007. Complementar ATKINS, P.; LORETA, J. Princípios da Química – Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Porto Alegre: Editora Bookman, 2004. BRADY, F. E.; RUSSEL, J. W.; HOLUM, J. R. A Matéria e Suas Transformações, v. 1. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2002. BRADY, F. E.; RUSSEL, J. W.; HOLUM, J. R. A Matéria e Suas Transformações, v. 2. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2005. FARIAS, R. F. Práticas de Química Inorgânica. Campinas: Átomos, 2004. LENZI e et al. Química Geral Experimental. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 2004. Princípios Elementares da Química para Engenharia Conceitos Básicos de Produção Química É a ciência que estuda a natureza, a composição, as propriedades e as transformações da matéria (mudanças de fase, de energia, etc). Importância da Química Tecidos Materiais Medicamentos Combustíveis Indústria Alimentação Propriedades Especificas da Matéria Físicas: são certos valores constantes, encontrados experimentalmente, para o comportamento de cada tipo de matéria, quando submetida a determinadas condições. Essas condições não alteram a constituição da matéria, por mais adversas que sejam. O QUE É MATÉRIA? É tudo o que tem massa. Exemplos: MATÉRIA E SUAS PROPRIEDADES 8 O QUE NÃO É MATÉRIA ? O movimento de carros e pessoas, por exemplo. O movimento dos corpos não é matéria e sim um FENÔMENO que ocorre com ela. Exemplo de fenômenos: o ar pode ser comprimido; a água pode virar gelo; o gelo pode derreter; a madeira pode queimar; o ferro pode fundir; FENÔMENOS que ocorrem com a MATÉRIA O QUE É UM FENÔMENO PARA CIÊNCIAS? É qualquer acontecimento que possa ser observado e que ocorra na natureza ou seja provocado experimentalmente. O QUE É UM FENÔMENO? Tudo o que nos parece extraordinário. São fenômenos: O derretimento de uma pedra de gelo; o som do rádio; as imagens da televisão; os raios; um helicóptero voando; uma folha de árvore caindo; o fogo queimando o pavio de uma vela; Podemos classificar os fenômenos em : QUÍMICOS Alteram a estrutura ou a constituição da matéria, resultando na formação de novas substâncias; ex: queima de uma vela FÍSICOS Não alteram a estrutura ou a constituição da matéria, portanto não a transformam em outra substância; ex: corante na água uma porção limitada de matéria: com a madeira, o carpinteiro faz o cabo do martelo com o metal, se pode moldar uma chave as diferentes variedades de matéria. CORPO SUBSTÂNCIA O que forma as substâncias? ? ? ? ? A molécula é a menor porção possível de uma substância pura, formada por um conjunto de átomos num arranjo definido e mantidos juntos por forças especiais. Exemplo: água. A água apresenta algumas características: ao nível do mar e à temperatura de 30 0C, é : líquida, incolor, inodora e insípida. É formada por um conjunto de moléculas iguais, cada uma delas constituída por 3 átomos: 2 hidrogênios e 1 oxigênio. H O H Atração entre as partículas da matéria: Comportamento das partículas no ESTADO LÍQUIDO: estão mais livres Comportamento das partículas no ESTADO SÓLIDO: tem pouca liberdade de movimento Atração entre as partículas da matéria: Comportamento das partículas no ESTADO GASOSO: deslocam-se livremente Nos corpos sólidos: As partículas estão bem próximas umas das outras; Existe uma força de atração de grande intensidade entre elas; Elas tem movimentos apenas vibratórios; Ocupam, em geral, uma disposição regular, o que faz com que os sólidos apresentem uma estrutura bem organizada. Essas quatro características relacionadas determinam que os sólidos tenham FORMA e VOLUME bem definidos. Nos corpos líquidos: As partículas ficam mais distantes umas das outras do que nos corpos sólidos; Entre elas existe uma força de atração de pequena intensidade; Além da vibração, elas tem movimentos mais livres que nos corpos sólidos; Não ocupam disposição muito regular, já que o movimento é mais livre,o que faz com que os líquidos não apresentem uma estrutura muito organizada. Essas quatro características relacionadas determinam que os líquidos não tenham VOLUME bem definidos e FORMA variada. Nos corpos em estado gasoso: As partículas estão bem afastadas umas das outras; Entre elas quase não existe uma força de atração; Além da vibração, elas tem movimentos bastante desorganizados e aleatórios; Não ocupam posição regular, já que o movimento é aleatório: isso faz com que os gases apresentem uma estrutura desorganizada. Essas quatro características determinam que os gases não tenham FORMA nem VOLUME definidos. Propriedades da matéria: GERAIS EXTENSÃO INÉRCIA MASSA IMPENETRABILIDADE COMPRESSIBILIDADE ELASTICIDADE DIVISIBILIDADE INDESTRUTIBILIDADE ESPECÍFICA COR ODOR SABOR BRILHO ESTADO FÍSICO OU DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA CONDUTIBILIDADE DUREZA EXTENSÃO – é a propriedade que a matéria tem de ocupar um lugar no espaço. INÉRCIA - é a propriedade que a matéria tem de permanecer na situação em que se encontra, seja de repouso, seja de movimento. MASSA – é a quantidade de matéria que um corpo possui. Para medí-la precisamos compará-la com uma medida padrão (quilograma) IMPENETRABILIDADE – dois corpos não podem ocupar, simultaneamente, um mesmo lugar no espaço. COMPRESSIBILIDADE – é a propriedade da matéria que consiste em ter o seu volume reduzido quando submetida a determinada pressão. Propriedades gerais da matéria: DIVISIBILIDADE – a propriedade que a matéria tem de reduzir-se a partículas extremamente pequenas. INDESTRUTIBILIDADE – a matéria não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. ELASTICIDADE - é a propriedade que a matéria tem de retomar seu volume inicial – após cessada a força que causa a compressão ESTADO FÍSICO OU DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA COR ODOR SABOR CONDUTIBILIDADE DUREZA BRILHO Sólido, líquido, gás Propriedades específicas da matéria: Propriedades Especificas da Matéria Químicas: são propriedades responsáveis pelos tipos de transformação que cada matéria é capaz de sofrer. Energia Não tem conceito Ideia: capacidade de realizar trabalho e tudo que pode modificar a matéria e provocar ou anular movimentos e causar deformações. energia mecânica energias potencial (de posição) cinética (de movimento) energia elétrica energia química energia nuclear e assim por diante. Átomos Conceito: são os blocos construtivos da matéria; são as menores unidades de um elemento que pode combinar com outro elemento. Ex: átomo de Carbono - 12C Ex: átomo de Hidrogênio – 1H Elementos Químicos Conceito: substância elementar constituída por um conjunto de átomos semelhantes. Representação: z E A CHUMBO FÓSFORO CLORO 82 Pb 207 15 P 31 17 Cl 35 Substâncias Químicas Conceito: possui composição uniforme, definida e característica Logo, apresenta propriedades também definidas. Ex: O2; Cl2; S8; H2 Ex: H2O; HCl; CO2; Composição Química HEMATITA Fe O Fe2O3 MATÉRIA ÁTOMOS - ELEMENTOS SUBSTÂNCIA Exemplos O2 O Oxigênio (Oxygenium) Ag Ag Prata (Argentum) CaCO3 Ca Cálcio (Calcium) Fe3O4 Fe Ferro (Ferrum) Natureza Símbolo Nome (Português-Latim)Substâncias Químicas Moléculas: formada por átomos ligados entre si por uma ligação covalente e eletricamente neutra. Ex: H2O; CO2 Aglomerados iônicos: formado por átomos ligados entre si por uma ligação iônica. Ex: NaCl; MgCl2 32 Moléculas Moléculas de Água Moléculas de Cloreto de sódio Fórmulas de Substâncias Simples Substância Fórmula Representação Gás hidrogênio H2 Gás oxigênio O2 Gás ozônio O3 Fórmulas de Substâncias Compostas Substância Fórmula Representação Água H2O Sal de cozinha NaCl Açúcar C12H22O11 Misturas Conceito: é formada por duas, ou mais, substâncias, sendo cada uma destas denominada componente. Mistura homogênea Conceito: toda mistura que apresenta uma única fase. Fase: em uma mistura, é cada uma das porções que apresenta aspecto homogêneo ou uniforme. Mistura heterogênea Conceito: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases. Nome Componentes principais Amálgama Mercúrio (Hg) + outros metais Vinagre Água (H2O) + ácido acético (CH3COOH) Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn) Bronze Cobre (Cu) + estanho (Sn) Aço Ferro (Fe) + carbono (C) Álcool hidratado Etanol (CH3OH) + água (H2O) Exemplificação HOMOGÊNEA solução HETEROGÊNEA O leite... O leite é, então, considerado uma mistura heterogênea. Síntese Simples Composta Substância Pura Homogênea Heterogênea Mistura Sistemas Materiais 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) Duas substâncias 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. Considere o sistema representado abaixo. Pode-se descrever o sistema em questão como constituído por: a) Três fases e um componente. b) Duas fases e dois componentes. c) Três fases e dois componentes. d) Três fases e três componentes. 3. Os diferentes tipos de matéria podem ser classificados em dois grupos: Substâncias puras e misturas. As substâncias puras podem ser simples e compostas. Considerando esse modo de classificação, julgue as afirmativas: O ar atmosférico é uma substância pura. A água é uma substância simples. O oxigênio e o ozônio são substâncias distintas, embora constituídas por átomos de um mesmo elemento. A matéria que contém três tipos de moléculas é uma substância composta. A matéria que contém apenas um tipo de molécula é uma substância simples, mesmo que cada molécula seja formada por dois átomos diferentes.
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