aula 2

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‣ Conceitos fundamentais 
‣ Energia e matéria
‣ Medidas e sistema métrico
 Guilherme Bretz Lopes
Graduação em Química
Mestre em Engenharia Ambiental
Prof. da Estácio desde 2005.
 Correio Eletrônico:
prof.bretz@gmail.com
O que é Química?
É a ciência que estuda a composição da MATÉRIA, 
suas transformações e a ENERGIA envolvida.
Matéria é o material físico do universo. É definida 
como tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço.
Exemplos: um livro, as roupas que vestimos, o ar que 
respiramos, a água que bebemos...
A matéria é formada por elementos químicos e seus 
compostos.
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A química, como ciência, tem se desenvolvido por meio da 
interdisciplinaridade. Tradicionalmente, a química possui três 
principais ramos de estudo e pesquisa: 
✓ Química orgânica – estuda os compostos de carbono, como por 
exemplo a petroquímica, polímeros, solventes, fertilizantes, e na 
análise orgânica, por meio do estudo dos mecanismos de 
reações orgânicas;
✓ Química inorgânica – estuda os demais elementos e seus 
compostos. Conhecida também como a química mineral, estuda 
os elementos químicos e as substâncias que não possuem o 
carbono coordenado em cadeias: os ácidos inorgânicos, as 
bases, os sais e os óxidos.
✓ Físico-química – estuda os fenômenos físicos e químicos 
associados às propriedades da matéria, como a eletroquímica, 
pelo estudo de pilhas eletrolíticas e galvânicas, a termoquímica, 
quando estuda a energia das reações de combustão, ou a 
corrosão, quando estuda a oxidação de metais. 
Áreas da indústria em que a química está inserida:
✓ siderurgia;
✓ indústria da informática;
✓ construção civil;
✓ agricultura;
✓ indústria aeroespacial;
✓ medicamentos;
✓ geração de energia;
✓ produção de alimentos;
✓ purificação da água;
✓ fabricação automóveis, roupas, utensílios domésticos e 
artigos de higiene que estão no dia-a-dia da vida moderna;
✓ fabricação de novos materiais...
 É o material físico do Universo.
 Tudo o que existe é constituído de matéria.
 A matéria é constituída por poucos elementos.
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Matéria
Tudo o que 
ocupa lugar 
no espaço e 
tem massa
E a matéria é constituída do que?
Matéria
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Matéria
MATÉRIA
Substância pura Misturas
Reações químicas
Composição 
constante
Composição 
variável
Métodos de separação
2 ou mais 
fases
1 faseHCl, H2O, NaClH2, O2, Xe
HeterogêneasHomogêneasElementos Compostos
Não podem ser 
decompostos em 
substâncias mais 
simples
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Matéria
Substâncias puras e misturas
• Os elementos são formados por, apenas, um tipo de átomo.
• As moléculas podem ser formadas por um ou mais de um tipo 
de elemento.
– As moléculas podem ter apenas um tipo de átomo (um 
elemento). Ex.: O2, H2, Al, Fe.
– As moléculas podem ter mais de um tipo de átomo (um 
composto). Ex.: H2O, H2SO4, NaCl.
• Se mais de um átomo, elemento ou composto são encontrados 
juntos, então a substância é uma mistura.
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Matéria
Substâncias puras e misturas
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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.
• Se a matéria homogênea pode ser separada por meios 
físicos, então ela é uma mistura.
• Se a matéria homogênea não pode ser separada por meios 
físicos, então ela é uma substância pura.
• Se uma substância pura pode ser decomposta em algo 
mais, então ela é um composto.
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Matéria
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 átomos ou 
de diferentes tipos de átomos.
Química Geral - Introdução 13
Matéria
Materiais
Misturas
Substâncias
Compostos e elementos
Átomos
Química Geral - Introdução 14
Elementos
• Se uma substância pura não pode ser decomposta em algo 
mais, então ela é um elemento (ou substância simples).
• Existem 118 elementos conhecidos.
• A cada elemento é dado um único símbolo químico (com 
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.
Química Geral - Introdução 15
Elementos
Química Geral - Introdução 16
Elementos
• Os símbolos químicos com uma letra são escritos com 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, Fe, Al, Zn).
Compostos
• A maioria dos elementos interage entre si 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 
Definidas):
- A composição de um composto puro é sempre a mesma.
Química Geral - Introdução 17
Compostos
• Quando a água é decomposta, sempre haverá 
duas vezes mais gás hidrogênio formado do que 
gás oxigênio.
• As substâncias puras que não podem ser 
decompostas são elementos (substâncias simples).
Química Geral - Introdução 18
Misturas
• As misturas heterogêneas não são totalmente 
uniformes.
• As misturas homogêneas são totalmente 
uniformes.
• As misturas homogêneas são chamadas de 
soluções.
Química Geral - Introdução 19
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FUSÃO VAPORIZAÇÃO
CONDENSAÇÃOSOLIDIFICAÇÃO
SUBLIMAÇÃO
RESSUBLIMAÇÃO
Estados da matéria
• A matéria pode se apresentar em três estados físicos:
pode ser um gás, um líquido ou um sólido.
• Os gases não têm forma nem volume definidos; podem ser 
comprimidos para formarem líquidos.
• Os gases se expandem e tomam a forma e volume de onde 
estão contidos.
• Os líquidos não têm forma, mas têm volume.
• Os sólidos são rígidos e têm forma e volume definidos.
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Mudanças físicas e químicas
• Quando uma substância sofre uma mudança física, sua aparência 
física muda. 
– O derretimento do gelo: um sólido é convertido em um líquido.
• As mudanças físicas não resultam em uma mudança de composição.
• 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.
Química Geral - Introdução 22
Alterações físicas e químicas 
• As propriedades físicas intensivas não dependem da 
quantidade de substância presente.
– Exemplos: densidade, temperatura e ponto de fusão. 
• As propriedades físicas extensivas dependem da 
quantidade de substância presente.
– Exemplos: massa, volume e pressão.
23Química Geral - Introdução
Substâncias
Substâncias formadas por 
um só tipo de átomos
Substâncias formadas por 
dois ou mais tipos de 
átomos
Substância simples 
COMPOSTOS
24Química Geral - Introdução
Fórmulas químicas
Elas representam os átomos 
constituintes das substâncias e 
suas respectivas quantidades
N2 - gás nitrogênio
O2 – gás oxigênio
Fe – ferro metálico
Al – alumínio metálico
H2O - água
HCl – ácido clorídrico
H2SO4 – ácido sulfúrico
H3PO4 - ácido fosfórico
Química Geral - Introdução 25
Unidades de medidas – Unidades SI.
• Existem dois tipos de unidades:
– Unidades fundamentais (ou básicas);
– Unidades derivadas.
• Existem 7 unidades básicas no sistema SI.
Química Geral - Introdução 26
Unidades de medidas – Unidades SI.
• As potências de dez são utilizadas por conveniência com menoresou maiores unidades no sistema SI. 
Química Geral - Introdução 27
• 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.
Química Geral - Introdução 28
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:
 32-F
9
5
C    32C
5
9
F 
Química Geral - Introdução 29
Volume
• 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.
Química Geral - Introdução 31
Química Geral - Introdução
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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).