Tópico 1 INTRODUÇÃO MATÉRIA, MEDIDAS E ENERGIA 2018

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Disciplina de Química Fundamental I – Licenciatura em Química - (1o semestre 2018)- Pires, AM. 
Disciplina: 
QUÍMICA FUNDAMENTAL I
AULA 1
INTRODUÇÃO : 
MATÉRIA, MEDIDAS E ENERGIA
Profa. Dra. ANA MARIA PIRES
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•ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química:
questionando a vida moderna e o meio ambiente,
tradução técnica: Ricardo Bicca de Alencastro. 5ª Ed.
Porto Alegre; São Paulo: Bookman, 2012. 922p.
BIBLIOGRAFIA:
•MAHAN, B. H.; MEYERS, R. J. Química: um curso
Universitário. São Paulo: Edgard Blucher, 1998. 582p.
Tradução da 4ª ed. Americana
•BROWN; LeMAY; BURSTEN. Química a ciência Central.
9a ed. São Paulo, Pearson, 2007. 972p.
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•ROSENBERG, J. L. Química geral. 6 ed. São Paulo:
McGraw-Hill do Brasil, 1982. 351p.
•ROZENBERG, I. M. Química geral. 4.ed. São Paulo:
Nobe,l 1983. 351p.
•RUSSEL, J. B. Química geral. 2.ed. São Paulo: McGraw-
Hill do Brasil, 1994. 2v.
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Critério de Avaliação
2
21 PP
FINALMÉDIA


Prova Substitutiva: 1 Prova da matéria toda – Substitui a menor nota.
Mediante entrega de todas as listas de exercícios conforme prazo
estipulado pela Docente, o aluno terá 0,5 ponto somado à média final.
Entregas parciais terão valores proporcionais.
Será considerado aprovado, ao final do semestre, o aluno que obtiver
média igual ou superior a 5,0 e frequência de 70%.
Para quem não atingir a média mínima (nota inferior a 5,0 e frequência
superior a 70%) terá direito a aplicação de um EXAME (exame com
matéria de todo o semestre).
A MÉDIA FINAL será:
, onde MF = Média Final, MS = Média do Semestre e NE = Nota do Exame.
(Será considerado aprovado, ao final o aluno que obtiver MF igual ou superior a 5,0 e
frequência 70%).
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• Transição da Idade da Pedra para a Idade dos 
Metais (Cobre, Bronze e Ferro).
A Química é dividida em 3 níveis:
1. Nível Macroscópico – matéria e suas transformações;
2. Nível Microscópico (submundo) – rearranjo dos
átomos;
3. Nível Simbólico – descrição dos fenômenos por
símbolos e equações matemáticas.
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O estudo da química
A perspectiva molecular da química
• A matéria é o material físico do universo.
• A matéria é constituída de relativamente poucos
elementos.
• No nível microscópico, a matéria consiste de átomos e 
moléculas.
• Os átomos se combinam para formar moléculas.
• As moléculas podem consistir do mesmo tipo de átomo
ou de diferentes tipos de átomos.
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A perspectiva molecular da química
O estudo da química
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Por que estudar química ????
• A química é essencial para a 
compreensão de outras ciências.
• A química também é encontrada em
nossa vida diária.
O estudo da química
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A QUÍMICA ESTÁ PRESENTE NO NOSSO COTIDIANO?
?
?? ?
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Estados da matéria
• A matéria pode ser um gás, um líquido ou um sólido.
• Esses são os três estados da matéria.
• Os gases não têm forma nem volume definidos.
• Os gases podem ser comprimidos para formarem líquidos.
• Os líquidos não têm forma, mas têm volume.
• Os sólidos são rígidos e têm forma e volume definidos.
Classificações da matéria
http://zeus.qui.ufmg.br
/~qgeral/?attachment_i
d=490
http://www.mundoeducacao.com/upload/conteudo_legenda/1f00a396289a4e1436a7c02093207a40.jpg
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Substâncias puras e misturas
• Os átomos consistem de apenas um tipo de elemento.
• As moléculas podem consistir de mais de um tipo de
elemento.
– As moléculas podem ter apenas um tipo de átomo (um
elemento).
– As moléculas podem ter mais de um tipo de átomo (um
composto).
• Se mais de um átomo, elemento ou composto são
encontrados juntos, então a substância é uma MISTURA.
Classificações da matéria
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Substâncias puras e misturas
Classificações da matéria
O2(l)
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heterogeneous-mixture-water-oil-and-sand-
178604435.jpg
Classificações da matéria
Substâncias puras e misturas
Se a matéria não é 
totalmente uniforme, 
então ela é uma mistura 
heterogênea.
• Se a matéria é 
totalmente uniforme, 
ela é homogênea.
https://image.slidesharecdn.com/puresubstancesandmixtures-
160422080949/95/pure-substances-and-mixtures-4-
638.jpg?cb=1461312604
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d%3A26939b5fb3047507693732f2091c
6409a73863cc42cb9e1a05049793%2BI
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• Se a matéria homogênea pode ser separada por meios
físicos, então ela é uma mistura.
http://www.estudopratico.com.br/wp-content/uploads/2013/04/separacao-de-misturas-homogeneas-decantacao.jpg
• Se a matéria homogênea não pode ser separada por
meios físicos, então ela é uma substância pura.
https://qph.ec.quoracdn.net/main-qimg-10d6cae330ffa26f1e1620688390187c-c
http://www.thepurewaterwindowcleaningcompany.co.uk/images/332-pure-water.jpg
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• Se uma substância pura pode ser 
decomposta em algo mais, então ela é 
um composto.
Glicose
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Elementos
• Se uma substância pura não pode ser decomposta em algo
mais, então ela é um elemento.
• Existem 118 elementos conhecidos.
• A cada elemento é dado um único símbolo químico (uma
ou duas letras).
• Os elementos são a base de constituição da matéria.
• A crosta terrestre consiste de 5 elementos principais.
• O corpo humano consiste basicamente de 3 elementos
principais.
Classificações da matéria
http://www.sciencemag.org/news/sifter/four-new-elements-officially-added-periodic-table
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Elementos
Classificações da matéria
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Elementos
• Os símbolos químicos com uma letra têm aquela letra
maiúscula (por exemplo, H, B, C, N, etc.)
• Os símbolos químicos com duas letras têm apenas a
primeira letra maiúscula (por exemplo, He, Be).
Classificações da matéria
http://www.sciencequiz.net/jcscience/jcchemistry/matching/elements_smart.htm
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Compostos
• A maioriados elementos se interagem para formar
compostos.
• As proporções de elementos em compostos são as
mesmas, independentemente de como o composto foi
formado.
• Lei da Composição Constante (ou Lei das Proporções
Definitivas):
– A composição de um composto puro é sempre a
mesma.
Classificações da matéria
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Compostos
• Quando a água é decomposta, sempre haverá duas vezes
mais gás hidrogênio formado do que gás oxigênio.
Classificações da matéria
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http://coolsciencegifs.tumblr.com/post/79152953684/e
lectrolysis-of-water-an-easy-way-to-remember
• As substâncias puras que não podem ser decompostas são
elementos.
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Misturas
• As misturas heterogêneas não são totalmente uniformes.
Classificações da matéria
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As misturas homogêneas são totalmente uniformes.
As misturas homogêneas são chamadas de soluções.
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_matterprop_graphik_7.png
http://study.com/cimages/multimages/16/brass_and_steel.png
http://www.alunosonline.com.br/quim
ica/composicao-ar.html
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Mistura Homogênea
ar
NaCl(aq)
Latão 
(liga cobre e zinco)
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Mistura homogênea = solução 
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Mudanças físicas e químicas
• Quando uma substância sofre uma mudança
física, sua aparência física muda. 
Propriedades da matéria
Exemplo: O derretimento do gelo: um sólido é 
convertido em um líquido.
•As mudanças físicas
não resultam
em uma mudança
de composição
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Mudanças físicas e químicas
Propriedades da matéria
• Quando uma substância muda sua composição, ela sofre uma
alteração química:
– Quando o hidrogênio puro e o oxigênio puro reagem
completamente, eles formam água pura. No frasco contendo
água não há sobra de oxigênio nem de hidrogênio.
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Alterações físicas e químicas
• As propriedades físicas intensivas: não
dependem da quantidade de substância presente.
– Exemplos: densidade, temperatura e ponto de fusão.
Propriedades da matéria
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genda/2fde10002dfb912cf1d3d034af86f9d2.jpg
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nt/heat/pure-ice-melting-point.jpeg
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• As propriedades físicas extensivas: dependem
da quantidade de substância presente.
Exemplos: massa, volume e pressão.
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elements/scales.jpg
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Separação de misturas
• As misturas podem ser separadas se suas propriedades
físicas são diferentes.
• Os sólidos podem ser separados dos líquidos através de
filtração.
• O sólido é coletado em papel de filtro, e a solução,
chamada de filtrado, passa pelo papel de filtro e é coletada
em um frasco.
Propriedades da matéria
http://www.explicatorium.com/
documentos/imagens/montagem
-de-filtracao.jpg
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Separação de misturas
• As misturas homogêneas de líquidos podem ser
separadas através de destilação.
• A destilação necessita que os diferentes líquidos tenham
pontos de ebulição diferentes.
• Basicamente, cada componente da mistura é fervido e
coletado.
• A fração com ponto de ebulição mais baixo é coletada
primeiro.
Propriedades da matéria
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Separação de misturas
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Separação de misturas
• A cromatografia pode ser utilizada para separar misturas
que têm diferentes habilidades para aderirem a
superfícies sólidas.
• Quanto maior a atração do componente pela superfície
(papel), mais lentamente ele se move.
• Quanto maior a atração do componente pelo líquido,
mais rapidamente ele se move.
• A cromatografia pode ser utilizada para separar as
diferentes cores de tinta de uma caneta.
Propriedades da matéria
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Cromatografia em papel
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http://orgchem.colorado.edu/Technique/Procedures/Columnchrom/Images/Flash21.jpg
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_that_feeling/
Cromatografia 
em coluna
http://www.ebah.com.br/content/AB
AAAfd-kAK/relatorio-
cromatografia-coluna
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Esquema de uma cromatografia de fase gasosaCromatografia gasosa em coluna
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Unidades SI
• Existem dois tipos de unidades:
–Unidades fundamentais (ou básicas);
–Unidades derivadas.
• Existem 7 unidades básicas no sistema SI.
Unidades de medida
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• As potências de dez são utilizadas por conveniência com menores ou maiores unidades no sistema SI. 
Unidades de medida
Unidades SI
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Unidades SI
Unidades de medida
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Unidades SI
• Observe que a unidade SI para comprimento é o metro (m), 
enquanto a unidade SI para massa é o quilograma (kg).
– 1 kg tem 2,2046 lb. 
Temperatura
Existem três escalas de temperatura:
• Escala Kelvin
– Usada em ciência.
– Mesmo incremento de temperatura como escala Celsius.
– A menor temperatura possível (zero absoluto) é o zero 
Kelvin. 
– Zero absoluto: 0 K = -273,15 oC.
Unidades de medida
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Temperatura
• Escala Celsius
– Também utilizada em ciência.
– A água congela a 0 oC e entra em ebulição a 100 oC.
– Para converter:K = oC + 273,15. 
• Escala Fahrenheit
– Geralmente não é utilizada em ciência.
– A água congela a 32 oF e entra em ebulição a 212 oF.
– Para converter:
    32F
9
5
C  atemperaturaTemperatur
    32C
5
9
F 





 atemperaturaTemperatur
Unidades de medida
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– Exemplo: converter 25 oC para oF:
  Fo7732C25
5
9
F 
  Co8,6232-F145
9
5
C 
– Exemplo: converter 145 oF para oC:
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Temperatura
Unidades de medida
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Volume
Unidades de medida
• As unidades de volume 
são dadas por (unidades
de comprimento)3.
–A unidade SI de 
volume é o 1 m3.
• Normalmente usamos
1 mL = 1 cm3.
• Outras unidades de 
volume:
– 1 L = 1 dm3 = 1000 
cm3 = 1000 mL.
Unidades de medida
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Volume
Unidades de medida
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Densidade
• Usada para caracterizar as substâncias.
• Definida como massa dividida por volume:
• Unidades: g/cm3.
• Originalmente baseada em massa
(a densidade era definida como a massa de 1,00 g 
de água pura). 
Unidades de medida
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Exemplo 1: Densidade
O ouro é um metal precioso quimicamente inerte.
É usado essencialmente em joalheria, em próteses
dentárias e em equipamentos eletrônicos.
Um pedaço de lingote de ouro com massa de 301 g
tem um volume de 15,6 cm3.
Qual a sua densidade?
Resposta: 19,3 g/cm3
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Notação Científica
• Utilizada para simplificar a representação de números
muito grandes.
• Ex: em 1 g do elemento hidrogênio há cerca de
602.200.000.000.000.000.000.000 átomos de hidrogênio
A massa de cada átomo de hidrogênio é de apenas:
0,00000000000000000000000000166 g
Utilizando a notação científica, N x 10n
Em 1 g de H há 6,022 x 1023 átomos de H
A massa de 1 átomo de H tem 1,66 x 10-26 g
Lembretes: 
• (a) n = 0 é usado para números que não são expressos em
notação científica.
• Ex: 74,6 x 100 (n = 0) é equivalente a 74,6.
• (b) Na prática omite-se o expoente quando n = 1. Assim a
notação científica para 74,6 é 7,46 x 10 e não 7,46 x 101.
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Notação Científica
• Uso em Adição e Subtração
Ex: (7,4 x 103) + (2,1 x 103) = 9,5 x 103
(4,31 x 104) + (3,9 x 103) = (4,31 x 104) + (0,39 x 104) = 4,70 x 104
(4,31 x 104) - (3,9 x 103) = (4,31 x 104) - (0,39 x 104) = 3,92 x 104
• Uso em Multiplicação e Divisão
Ex: (8,0 x 104) x (5,0 x 102) = (8,0 x 5,0)(104+2) = 40 x 106
= 4,0 x 107
(6,9 x 107) 6,9
(3,0 x 10-5) 3,0
x 107-(-5)=
= 2,3 x 1012
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Algarismos significativos
• O número de dígitos informado em uma medida reflete a
exatidão da medida e a precisão do aparelho de
medição.
• Todos os algarismos conhecidos com certeza mais um
algarismo extra são chamados de algarismos
significativos.
• Em qualquer cálculo, os resultados são informados com
o menor número de algarismos significativos (para
multiplicação e divisão) ou com o menor número de
casas decimais (adição e subtração).
A incerteza na medida
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Algarismos significativos
• Números diferentes de zero são sempre significativos.
• Zeros entre números diferentes de zero são sempre
significativos.
• Zeros antes do primeiro dígito diferente de zero não são
significativos.
• (Exemplo: 0,0003 tem um algarismo significativo.)
• Zeros no final do número depois de uma casa decimal são
significativos. (por exemplo, 10,300 g tem 5 algarismos
significativos).
• Quando um número inteiro termina em zero pode ocorrer
ambiguidade (Exemplo: 400 pode ter 1, 2 ou 3
significativos, o ideal é colocar um ponto decimal para
especificar: 400. )
A incerteza na medida
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A incerteza na medida
• Todas as medidas científicas estão sujeitas a erro.
• Esses erros são refletidos no número de algarismos
informados para a medida.
• Esses erros também são refletidos na observação de que
duas medidas sucessivas da mesma quantidade são
diferentes.
Precisão e exatidão
• As medidas que estão próximas do valor
“correto” são exatas.
• As medidas que estão próximas entre si
são precisas.
A incerteza na medida
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Precisão e exatidão
A incerteza na medida
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Utilizando dois ou mais fatores
de conversão
• Em análise dimensional, sempre faça três perguntas:
– Quais dados nos são fornecidos?
– Qual a quantidade que precisamos?
– Quais fatores de conversão estão disponíveis para nos
levar a partir do que nos é fornecido ao que
precisamos?
Quantidade dada x fator de conversão = quantidade desejada
Unidade dada x unidade desejada = unidade desejada
unidade dada
Análise dimensional
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Exemplo 2: Conversão de massa em volume
Densidade do ouro = 19,3 g/cm3
Qual o volume equivalente à 100 kg de ouro?
Resposta: 5,18 x 103 cm3