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RESUMO - CIÊNCIAS – PROFESSORA ANNA - NONO AN0 AULA 1 - INTRODUÇÃO À QUÍMICA e FÍSICA - Livro Araribá Mais Ciências - Unidade 1 – Tema 1 e 2– Página 12 a 21. QUÍMICA E FÍSICA • Química: Investiga a estrutura, composição, propriedades e transformações da matéria. Matéria – tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço. o Fenômeno químico: é todo aquele que ocorre com a formação de novas substâncias. Há formação de substancias com propriedades diferentes. Geralmente são notadas pela mudança de cor, formação de gases, sólidos e aparecimento de chamas ou luz. Exemplo: ferrugem, fotossíntese, combustão. • Física: investiga as propriedades da matéria, com o foco em suas transformações, e na interação da matéria e certos fenômenos como calor e eletricidade. o Fenômenos físicos: é toda transformação da matéria que ocorre sem a alteração de sua composição química. Pode alterar forma, tamanho e aparência, mas não altera a natureza da matéria. Exemplo: gelo para água liquida. Propriedades da matéria Propriedades gerais e especifica • Massa: é frequentemente associada ao peso dos objetos. A massa é a magnitude física que permite exprimir a quantidade de matéria contida num corpo. • Volume: é a quantidade de espaço ocupada por esse corpo. • Impenetrabilidade: é a qualidade da matéria pela qual dois corpos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. • Densidade: é a relação existente entre a massa e o volume de um material, a uma dada pressão e temperatura. Essa relação pode ser expressa pela fórmula: Densidade = massa / volume No SI (Sistema Internacional de Unidades), a unidade de densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). No entanto, os mais utilizados são g/cm3 e o g/mL, lembrando que 1 cm3 equivale a 1 mL. Propriedades especifica: • Dureza • Ductilidade e maleabilidade • Elasticidade • Resistência ou tenacidade • Volatilidade (apenas em líquidos) • Viscosidade (apenas em líquidos) • Forma e volume (no estado gasoso) AULA 2 – MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO - Livro Araribá Mais Ciências - Unidade 1 – Tema 2– Página 21 a 25. A variação de temperatura pode provocar a mudança de estado físico da matéria. https://pt.wikipedia.org/wiki/Peso A temperatura de ebulição é aquela em que ocorre a mudança do estado líquido para o gasoso e equivale a temperatura de condensação. A temperatura de ebulição da água pura, ao nível do mar, é 100°C. A pressão atmosférica diminui à medida que aumenta a altitude. Na tabela abaixo, apresentamos os valores aproximados de altitude de três municípios em relação ao nível do mar, da pressão atmosférica nesses locais e das respectivas temperaturas de ebulição da água pura. AULA – 3 TEMPERATURA E CALOR - Livro Araribá Mais Ciências - Unidade 1 – Tema 4– Página 26 a 34. No dia a dia, utilizamos as palavras temperatura e calor quase como sinônimos; entretanto, a Ciência atribui diferentes significados a elas. Temperatura - A temperatura de um corpo é entendida como a medida da intensidade de agitação térmica de suas partículas. Calor - Chama-se calor a energia térmica transferida em razão da diferença de temperatura; logo, calor é a energia térmica em movimento, passando de um corpo a outro. Equilíbrio térmico - Com o passar do tempo, o chá transfere para o ambiente uma parte de sua energia térmica e sua temperatura diminui. Esse processo termina apenas quando os dois corpos atingem a mesma temperatura. Dizemos que, nesse caso, eles estão em equilíbrio térmico. As trocas de calor entre os corpos respeitam a conservação de energia. Durante a mudança de estado físico, a temperatura de substância não se altera. Corpos com maior temperatura → para → corpos com menor temperatura. AULA 4- MODELOS ATÔMICOS - LIVRO ARARIBÁ MAIS CIÊNCIAS - UNIDADE 2 – TEMA 1– PÁGINA 36 A 41. TEORIA - Conjuntos de leis estabelecidas e aceitas pelos cientistas onde explica o que está sendo observado. MODELO - Representação parcial de fenômenos que auxiliam a compreensão e a construção de uma teoria. CONCEITOS IMPORTANTES Partículas - Termo usado para designar qualquer porção da matéria. Ex grão de areia. Modelo de partícula - Invisível a olho nú, menor partícula que forma a matéria. Matéria - Formada por partículas extremamente pequenas e indivisíveis chamadas átomos. Átomos - Palavra de origem grega que significa indivisível, e hoje já se sabe que ele não é indivisível. MODELO ATÔMICO DE DALTON O cientista John Dalton, por volta do ano de 1808, elaborou sua teoria sobre a matéria. • Toda a matéria é formada de átomos; • Os átomos eram maciços e não poderiam ser criados e nem destruídos, eles eram permanentes e indivisíveis; • Um composto químico é formado por átomos e caracterizam os elementos; • A forma do átomo, para Dalton, parecia uma bola de bilhar. SÍMBOLOS ATÔMICOS DE DALTON - Para Dalton, um elemento químico era formado por um conjunto de átomos com a mesma massa e o mesmo tamanho. MODELO ATÔMICO DE THOMSON • O cientista Joseph Thomsom, por volta do ano de 1897, refutou a proposta que o átomo era indestrutível. Através de seus experimentos, concluiu: • O átomo continua sendo uma esfera, mas não é maciça como a de Dalton. • O átomo é neutro, já que toda matéria é neutra; • Identificou partículas de cargas elétricas negativas (elétrons) e se são neutros, deve apresentar partículas positivas para que a carga final seja nula; • Os elétrons não estão fixos ou presos no átomo, podem passar de um átomo a outro. • Associou o seu modelo a um pudim de passas pois acreditava que tinha um fluido contínuo de cargas positivas e os elétrons estavam mergulhados nele. MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD – BOHR Em 1913, Rutherford e Bohr propuseram um modelo de átomo possuindo 2 regiões: núcleo e eletrosfera. • NÚCLEO - Região central, compacto, denso, com carga elétrica positiva (prótons) e os nêutrons. • ELETROSFERA - Região periférica, nela os elétrons descrevem sua órbita ao redor do núcleo que são chamadas de níveis de energia ou camadas eletrônicas. - EXPERIMENTOS DE RUTHERFORD – BOHR - Após as descobertas de Rutherford, Bohr complementou: • Quando ocorre o diferentes movimentações dos elétrons, e eles retornam à camada original e liberam luz como uma cor específica daquele elemento. • Que os átomos dos elementos químicos apresentam elétrons distribuídos em camadas ao redor do núcleo, com diferentes níveis de energia. Como resultado do trabalho, Bohr obteve quatro princípios: • Cada elétron apresenta uma quantidade específica de energia. • Os elétrons têm cada um uma órbita e ao liberar energia, o elétron salta para uma órbita mais distante do núcleo. • Quando consome energia, o nível de energia do elétron aumenta. Por outro lado, ela diminui quando o elétron produz energia. • Os níveis de energia, ou camadas eletrônicas, têm um número determinado e são representados pelas letras: K, L, M, N, O, P, Q. • O modelo apresenta o aspecto de um Sistema Solar, onde a eletrosfera representa a órbita dos planetas e o núcleo o Sol. AULA 5- ÁTOMOS - LIVRO ARARIBÁ MAIS CIÊNCIAS - UNIDADE 2 – TEMA 3– PÁGINA 46 A 50. Átomos são feitos de partículas sub-atômicas(elétrons, prótons e neutros). • Elétrons: carga negativa • Nêutrons: carga neutra (nula) • Prótons: carga positiva Eletrosfera - elétrons ficam distribuídos em níveis de energia ou camadas eletrônicas • Os níveis de energia, ou camadas eletrônicas, têm um número determinado e são representados pelas letra Núcleo → K,L,M,N,O,P,Q Quanto mais afastada maior é o espaço que pode ser ocupado por elétrons e menor é a força de atração do núcleo. - cada camada suporta um número máximo de elétrons. - A última camada recebe o nome de camada de valência e não pode ter mais que 8 elétrons. NÚMERO ATÔMICO = Z • É o número de prótonsde um átomo e é representado pela letra Z. • Átomos com o mesmo numero atômico pertencem ao mesmo elemento químico. Ex: Elemento Sódio (Na) possui 11 prótons Z=11 Z = P • Um átomo é neutro quando o total de números de elétrons é igual ao número de prótons. Ex: Elemento cloro(Cl) Z=17, ele vai ter P=17 e e-=17 Portanto Z=P=e- em um átomo neutro. NÚMERO DE MASSA(A) É a soma do número de prótons(p) e de nêutrons(n). A=p+n. Ex: O elemento químico X possui 20 prótons e 48nêutrons. Qual o número de massaw p=20 n=48 A=? A=p+n → A=40+48 =68 AULA 6 – IDENTIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS - LIVRO ARARIBÁ MAIS CIÊNCIAS - UNIDADE 2 – TEMA 2– PÁGINA 42 A 45. Cada elemento químico é identificado por seu número atômico, seu nome e símbolo. • O número atômico(Z) e o numero de massa (A) é representado nos elementos químicos da seguinte maneira. • Origem do nome do elemento químico – grande parte dos nomes tem origem do latim; - o nome pode variar de um idioma para outro mas o símbolo é Universal. • É formado por uma letra maiúscula ou por duas letras sendo a primeira maiúscula e a segunda minúscula. ISÓTOPOS – São átomos que possuem o mesmo número de prótons ou número atômico e diferente numero de nêutrons e de massa. - pertencem ao mesmo elemento químico. ÍONS – um átomo é neutro quando o número de prótons é igual ao de elétrons. - os elétrons podem ser removidos de um átomo ou adquiridos por ele. - quando isso acontece ele passa a ser chamado de íon. Ânion: átomo que recebe elétrons e fica carregado negativamente. Exemplos: N-3, Cl-, F-1, O-2. Cátion: átomo que perde elétrons e adquire carga positiva. AULA 7- RETOMADA DE CONTEÙDOS – AULA 1,2 E 3 AULA 8 - RETOMADA DE CONTEÚDOS – AULA 4, 5 E 6 AULA 9 - SUBSTÂNCIAS E MISTURAS – LIVRO ARARIBÁ MAIS CIÊNCIAS - UNIDADE 2 – TEMA 2– PÁGINA 62 A 65. Substâncias - são grupos de moléculas iguais. Cada molécula pode ser formada por um grupo de átomos de um mesmo elemento químico ou por elementos diferentes. Tipos de substâncias: • Puras ou Simples – Formadas por apenas um tipo de elemento químico. EX. Ouro - Au • Compostas – Formadas por mais de um tipo de elemento químico. Ex. Composta - H2O 2 x H + 1 x O A água, por exemplo, é uma substância composta cujas moléculas são formadas por dois átomos de Hidrogênio e um átomo de Oxigênio Misturas – são o produto da união mecânica de substâncias sem mudança na natureza química (ligações químicas), e portanto, cada constituinte retém suas propriedades. No entanto, as propriedades físico-químicas de uma mistura, tais como seu ponto de fusão e ebulição, podem diferir de seus componentes puros. Tipos de misturas: • Homogenia - São misturas formadas pela dissolução de um material (soluto) em outro (solvente), resultando em um sistema formado por uma única fase, ou seja, apenas o solvente pode ser visualizado. • Heterogenia - São misturas formadas por materiais que não se dissolvem um no outro, ou seja, ao olharmos para o recipiente onde eles estão, podemos visualizá-los facilmente. Essas misturas apresentam duas ou mais fases. Para entender melhor: pegue 2 copos transparentes e coloque água. Em um copo coloque também azeite. No outro coloque açúcar ou sal. No copo com água e azeite você verá duas fazes, água e óleo separados, nesse caso uma mistura heterogenia. No copo com água e açúcar ou sal, ou até mesmo os dois, você não verá separação entre água, açúcar e sal. Fica tudo igual, temos então uma mistura homogenia. Conteúdo – Aula 10 – Elementos químicos Elemento químico: é o conjunto de átomos que possuem o mesmo número atômico e ele é o constituinte básico de todas as substâncias. Número atômico: é a quantidade de prótons que o átomo possui em seu núcleo e é simbolizado pela letra “Z”. Cada elemento tem seu número atômico, ele é como se fosse o número da identidade dele. Como identificar um elemento químico na tabela periódica: Os elementos químicos podem ser classificados em 4 tipos: • Metais: possuem brilho, são maleáveis e condutores de calor e eletricidade. Ex.: Ouro. • Ametais: são o oposto dos metais. Ex.: Oxigênio. • Semimetais: possuem condutibilidade elétrica intermediária, brilho metálico moderado. Ex.: Silício. • Gases nobres: possuem alta estabilidade atômica. Ex.: Neônio. Isótopos: são átomos que possuem o mesmo número de prótons ou número atômico e diferentes números de nêutrons e de massa. Pertencem ao mesmo elemento químico. Isótonos: são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons e diferentes números de prótons e de massa. Pertencem a elementos diferentes. Para achar o número de nêutrons você deve subtrair o número de massa (A) do número atômico (Z). Vamos ver: B = 11 – 5 = 6 e Be = 10 – 4 = 6. Isóbaros: São átomos que possuem o mesmo número de massa e diferentes números de nêutrons e de prótons. Pertencem a elementos diferentes. Conteúdo – Aula 11 – Separação de misturas • Mistura homogênea: apenas uma fase visível. Ex.: mistura de água e açúcar, você sabe que tem o açúcar, mas não o vê. • Mistura heterogênea: mais de uma fase visível. Ex.: água e óleo, você identifica as duas substâncias. Existe a separação de misturas homogêneas e heterogêneas. Vamos ver a partir de agora. Separação de misturas homogêneas • Fusão/sublimação/cristalização/liquefação fracionada: é usada para separar sólidos cujos pontos de fusão são muito diferentes. • Destilação simples: é o método que separa o sólido dissolvido em um líquido. • Destilação fracionada: é um método de fracionamento de misturas que se baseia na diferença do ponto de ebulição dos líquidos presentes em uma mistura. • Evaporação: é usada para separar misturas, quando apenas a fase sólida é de interesse. O sal de cozinha é extraído da água do mar por evaporação. Separação de misturas heterogêneas • Catação: o processo de separação manual dos diferentes componentes (ou fases) que compõem uma mistura. • Levigação: é a separação de substâncias sólidas de diferentes densidades, considerando a propriedade de cada fase. Se submetermos a mistura a uma corrente de água, teremos os componentes separados por densidade. • Ventilação: é a separação de sólidos granulados com densidades sensivelmente diferentes. Nesse caso, passa-se uma forte corrente de ar pela mistura e o menos denso é arrastado pelo vento e separado dos mais densos. • Decantação: é um método de separação e possui dois tipos: líquido + sólido e líquidos imiscíveis. Essa técnica se baseia na diferença de densidade entre os componentes da mistura. • Flotação: é um método de inserir bolhas de ar no líquido, nas quais um dos elementos se adere e acaba se separando do outro elemento no qual estava misturado. • Dissolução fracionada: é um método que consiste apenas em adicionar um solvente (orgânico ou inorgânico) à mistura para que um dos componentes seja dissolvido. • Filtração: é um método que consiste em passar a mistura de interesse através de um meio filtrante que é alocado em um funil, onde a fração sólida da mistura fica retida no meio filtrante. • Centrifugação: é um método onde um corpo mais denso da mistura sólido-líquida deposita-se no fundo do recipiente devido à ação da gravidade. • Filtração a vácuo: é um método usado para acelerar o processo de separação e consiste na rarefação do ar abaixo do filtro. Conteúdo – Aula 13 – Equações químicas e balanceamento das equações • Reagentes são substâncias com a finalidade de transformar uma em outra por conta de uma reação química. • E o produto é o resultado final da ação dos reagentes. • Reação química é a transformação da matéria, onde ocorre mudanças na composição química de uma ou mais substâncias, que são os reagentes, resultando em um ou mais produtos. Onde: C --> 1 átomo de carbono, O--> 1 átomo de oxigênio e CO2 --> 1 átomo de carbono e dois átomos de oxigênio formando o dióxido de carbono. H2O2 --> 2 átomos de hidrogênio e 2 átomos de oxigênio formando a água oxigenada; O2 --> 2 átomos de oxigênio formando gás oxigênio e H2O --> 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio formando a molécula de água. 1. Identificar o(s) reagente(s) e o(s) produto(s): 1. Contar o número de átomos de cada reagente: 2. Contar o número de átomos de cada produto: 4. Cuidado para não alterar as moléculas: 5. Alterar a quantidade de reagente(s) ou de produto(s) até encontrar as proporções corretas: 6. Refazer a contagem de átomos no reagente e no produto: Conteúdo – Aula 14 – Cálculo da Massa de Reagentes Massa atômica- unidade de medida é u.m. (unidade de massa). Vamos entender com a seguinte reação. Aqui você terá os seguintes valores das massas de cada elemento, ou seja, sua massa atômica: Carbono: 12 u.m. Oxigênio: 16 u.m. Agora vamos aprender como achar a massa molecular, ou seja, a massa da substância total. Sabemos que o valor do átomo de Carbono é 12 u.m. e do Oxigênio é 16 u.m. Como vamos calcular a massa da molécula? É o que vamos ver abaixo: Agora vamos descobrir a massa da reação inteira, não esqueça que a massa do produto tem que ser igual do reagente. Você já descobriu do CO2 que é o produto, agora vamos ver dos reagentes. Preste atenção, anteriormente foi apresentado os valores das massas do Carbono e do Oxigênio, não é? Vamos olhar a reação novamente: Pronto, 152 u.m. para os reagentes e 152 u.m. para os produtos. Conteúdo – Aula 15 – Retomada das aulas 9, 10 e 11 Substâncias - são os materiais que possuem propriedades bem definidas e praticamente constantes. As substâncias podem ser classificadas em 2 tipos: • Substância pura: formada por apenas um tipo de elemento químico. Exemplo: oxigênio. • Substância composta: formada por mais de um tipo de elemento químico. Exemplo: gás carbônico. Misturas • Mistura homogênea: não é possível diferenciar as partículas dos componentes. Exemplo: água com açúcar. • Mistura heterogênea: quando é possível diferenciar os componentes. Exemplo: água e óleo. Elemento químico - é o conjunto de átomos que possuem o mesmo número atômico e ele é o constituinte básico de todas as substâncias. Número atômico - é a quantidade de prótons que o átomo possui em seu núcleo e é simbolizado pela letra “Z”. Cada elemento tem seu número atômico, ele é como se fosse o número da identidade dele. Os elementos também podem ser classificados em 4 tipos (metais, ametais, semimetais e gases nobres). - atômico (Z) -20 - número de massa (A) - 42 20Ca42 Isótopos: são átomos que possuem o mesmo número de prótons ou número atômico e diferentes números de nêutrons e de massa. Pertencem ao mesmo elemento químico. Isótonos: são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons e diferentes números de prótons e de massa. Pertencem a elementos diferentes. Isóbaros: São átomos que possuem o mesmo número de massa e diferentes números de nêutrons e de prótons. Pertencem a elementos diferentes. Número de massa A=P+N Separação de misturas Separação de misturas homogêneas • Fusão/sublimação/cristalização/liquefação fracionada: é usada para separar sólido cujos pontos de fusão são muito diferentes. • Destilação simples: é o método que separa o sólido dissolvido em um líquido. • Destilação fracionada: é um método de fracionamento de misturas que se baseia na diferença do ponto de ebulição dos líquidos presentes em uma mistura. • Evaporação: é usada para separar misturas, quando apenas a fase sólida é de interesse. O sal de cozinha é extraído da água do mar por evaporação. Separação de misturas heterogêneas • Catação: o processo de separação manual dos diferentes componentes (ou fases) que compõem uma mistura. • Levigação: é a separação de substâncias sólidas de diferentes densidades, considerando a propriedade de cada fase. Se submetermos a mistura a uma corrente de água, teremos os componentes separados por densidade. • Ventilação: é a separação de sólidos granulados com densidades sensivelmente diferentes. Nesse caso, passa-se uma forte corrente de ar pela mistura e o menos denso é arrastado pelo vento e separado dos mais densos. • Decantação: é um método de separação e possui dois tipos: líquido + sólido e líquidos imiscíveis. Essa técnica se baseia na diferença de densidade entre os componentes da mistura. • Flotação: é um método de inserir bolhas de ar no líquido, nas quais um dos elementos se adere e acaba se separando do outro elemento no qual estava misturado. • Dissolução fracionada: é um método que consiste apenas em adicionar um solvente (orgânico ou inorgânico) à mistura para que um dos componentes seja dissolvido. • Filtração: é um método que consiste em passar a mistura de interesse através de um meio filtrante que é alocado em um funil, onde a fração sólida da mistura fica retida no meio filtrante. • Centrifugação: é um método onde um corpo mais denso da mistura sólido-líquida deposita-se no fundo do recipiente devido à ação da gravidade. • Filtração a vácuo: é um método usado para acelerar o processo de separação e consiste na rarefação do ar abaixo do filtro.
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