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FRENTE: QUÍMICA PROFESSOR: IGOR TORRES ASSUNTO: INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA QUÍMICA E DA MATÉRIA 022.125 – 147072/20 fariasbrito.com.br @fariasbrito canalfariasbrito@fariasbrito colegiofariasbrito NÚCLEO ALDEOTA (85) 3486.9000 NÚCLEO CENTRAL (85) 3464.7788 (85) 3064.2850 NÚCLEO SUL (85) 3260.6164 NÚCLEO EUSÉBIO (88) 3677.8000 NÚCLEO SOBRAL CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS FUNDAMENTOS AULA 1 Um breve estudo da Ciência Química Antiguidade O homem já tinha conhecimento da química desde civilizações antigas, como os egípcios que cozinhavam argila e os fenícios que tinham conhecimento sobre tintas extraídas de plantas e animais. Em 478 a.C., foi enunciada a primeira ideia sobre a existência dos átomos por Leucipo. Ele teve a suposição de que a matéria deveria ser como a observação da areia da praia, vista de longe ela parecia ser algo contínuo, mas ao chegarmos perto, percebíamos que ela era formada por pequenos grãos. As ideias de Leucipo foram propagadas por Demócrito, da cidade de Abdera. Demócrito imaginava os átomos como sendo corpúsculos indestrutíveis, duros com tamanho extremamente pequeno, os átomos existiriam em diferentes formas: redondas, pontiagudas, lisas... As especulações de Demócrito brotaram do puro pensamento intuitivo, não agregando a química valores de ciência, pois não havia experimentação. Por isso a primeira ideia sobre o átomo foi puramente filosófica. Alquimia Com a mistura do misticismo vindo do oriente e o conhecimento de processos químicos e aperfeiçoamento do estudo dos materiais, deram origem a Alquimia, uma mistura de ciência e religião que apresentava dois objetivos como geral: 1) Encontrar o Elixir da Longa vida, que curaria todas as doenças e garantiria ao homem a vida eterna; 2) Encontrar a Pedra filosofal, que transformaria todo qualquer metal em ouro. É claro que os objetivos dos alquimistas não foram alcançados, porém suas incessantes buscas por estes materiais deram origem a vários materiais como a pólvora e a descoberta de novos processos metalúrgicos. Até hoje alguns equipamentos desenvolvidos pelos alquimistas são utilizados em laboratórios de química. O Surgimento da Química Em 1661, o irlandês Robert Boyle publicou o livro The sceptical chemist (O químico cético). Boyle afirmava em seu livro que o químico deveria ir em busca da verdade, provando suas afirmações com experimentos e não apenas suposições. Há outro cientista que marcou a visão do mundo científico e impulsionou o desenvolvimento da ciência química, Antonie Laurent Lavoisier, ganhou o mérito de ser conhecido como pai da química moderna. Lavoisier realizava experimentações seguindo de forma criteriosa suas medidas das massas e volumes dos materiais envolvidos nos processos químicos. No século XIX, os trabalhos de vários cientistas como Dalton, Wöhler, Avogadro, Kekulé e outros formaram a Química como a ciência que estuda a matéria e suas transformações, seguindo sempre o método investigativo, com experimentos para confirmar suas hipóteses em consequência formularem teorias e leis. Matéria Definimos como matéria tudo aquilo que apresenta massa e ocupa lugar no espaço. São exemplos de matéria: água, ferro, o ar, a madeira... Quando temos uma porção limitada da matéria definimos essa porção como corpo e quando esse pedaço de matéria é trabalhado e apresenta finalidades para o homem definimos essa matéria como objeto. Ex.: Ferro (matéria), um pedaço de ferro (corpo), um alicate de ferro (objeto). Argila (matéria), um pedaço de argila (corpo), um vaso de argila (objeto). 2 022.125 – 147072/20 MÓDULO DE ESTUDO Então, perceba que o campo de estudo da química é vasto, pois existem vários tipos de matéria e que ocupam estados de agregação e composição muito diferentes uns dos outros. Energia Definir energia é algo complicado porque nós a definimos pela sua manifestação na forma de trabalho ou calor. A melhor definição da energia é: “Energia é a capacidade de realizar trabalho”. Então, podemos entender que a energia é a capacidade de modificar a matéria. São várias as classificações da energia, a energia pode ser química (presente nos alimentos), cinética (associada ao movimento), potencial gravitacional (relacionada a gravidade), eólica (associada ao vento), radioativa (emissão da radiação)... A energia flui entre os diferentes tipos de matéria constantemente sendo modificada em outras formas de energia. Estados físicos da matéria e suas transformações Os estados físicos podem ser sólido, líquido e gasoso. Vamos definir cada uma desses estados e as suas propriedades. Sólido O estado sólido é identificado pela forma e volume constante ao longo do tempo, porém o que define o estado sólido é a presença do retículo cristalino. No estado sólido as partículas se encontram coesas com baixa vibração. Líquido O estado líquido apresenta forma variável e volume constante. No estado líquido as partículas apresentam certa liberdade de movimento, o estado líquido tem coesão menor que no estado sólido. Gasoso No estado gasoso a matéria apresenta forma e volume variáveis. As partículas se encontram em movimento caótico e aleatório colidindo com as paredes do recipiente. Transformações de estado físico Fusão Processo de passagem do estado sólido para o estado líquido com absorção de energia, quando a substância é pura a passagem de estado físico ocorre com a temperatura constante, quando o processo de fusão ocorre com um sólido que apresenta várias substâncias o processo de derretimento ocorre com uma leve mudança de temperatura. 3 022.125 – 147072/20 MÓDULO DE ESTUDO Vaporização Processo de passagem do estado líquido para o estado gasoso com absorção de energia, as partículas apresentam um elevado grau de agitação no estado gasoso que é adquirida pelo aquecimento das partículas no estado líquido. A vaporização pode ser classificada em 3 tipos diferentes: ela pode ser conhecida como Evaporação (quando o processo ocorre lento e gradual), Ebulição (quando o processo de passagem de estado ocorre por aquecimento com formação de bolhas, a ebulição depende também da pressão atmosférica do local, no Everest a água ferve em temperaturas menores que a nível do mar), e Calefação (processo de passagem muito rápida do líquido para o gasoso, ocorre quando encostamos gotículas de água em superfícies com elevada temperatura). Condensação Transformação de estado físico do gasoso para o líquido, ocorre a partir do resfriamento de um vapor, quando o material for um gás é necessário fazer uma Liquefação (processo em que ocorre por redução da temperatura e aumento da pressão). Solidificação Ocorre com a passagem do estado líquido para o sólido por resfriamento, a água quando congela apresenta aumento do seu volume. Sublimação de precipitação ou ressublimação Ocorre quando um gás é resfriado e passa direto para o estado sólido sem passar pelo estado líquido, ocorre na natureza na formação das chuvas de granizo. Sublimação de vaporização Ocorre quando um sólido passa direto para o estado de vapor, ocorre com o gelo seco (dióxido de carbono no estado sólido), essa substância passa direto para estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. Classificação dos fenômenos físicos e químicos Fenômeno Químico Ocorre modificação na estrutura da matéria, quando ocorre um fenômeno químico a matéria é transformada em outros tipos de matérias. Todo fenômeno químico ocorre a partir de uma reação química. Exemplos: A queima da madeira, transformação do leite em queijo, formação da ferrugem. Fenômeno Físico A matéria não sofre modificação e mantém suas propriedades. As transformaçõesde estado físico são exemplos de fenômenos físicos. Exemplos: Passagem de corrente elétrica por um fio, derretimento do gelo, a formação das nuvens. 01. (Unicamp - Modificada) Icebergs flutuam na água do mar, assim como o gelo em um copo com água potável. Imagine a situação inicial de um copo com água e gelo, em equilíbrio térmico à temperatura de 0 °C. Com o passar do tempo o gelo vai derretendo. Enquanto houver gelo, a temperatura do sistema A) permanece constante, mas o volume do sistema aumenta. B) permanece constante, mas o volume do sistema diminui. C) diminui e o volume do sistema aumenta. D) diminui, assim como o volume do sistema. E) aumenta, assim como a o volume diminui. 02. (Famerp) Durante o ciclo hidrológico ocorrem diversas mudanças de estado físico da água. Um exemplo de mudança de estado denominada sublimação ocorre quando A) o vapor de água em elevadas altitudes transforma-se em neve. B) gotículas de água transformam-se em cristais de gelo no interior das nuvens. C) gotículas de água presentes nas nuvens transformam-se em gotas de chuva. D) o vapor de água em baixas altitudes transforma-se em neblina. E) o vapor de água em baixas altitudes transforma-se em orvalho. 03. (Unicamp) “Quem tem que suar é o chope, não você”. Esse é o slogan que um fabricante de chope encontrou para evidenciar as qualidades de seu produto. Uma das interpretações desse slogan é que o fabricante do chope recomenda que seu produto deve ser ingerido a uma temperatura bem baixa. Pode-se afirmar corretamente que o chope, ao suar, tem a sua temperatura A) diminuída, enquanto a evaporação do suor no corpo humano evita que sua temperatura aumente. B) aumentada, enquanto a evaporação do suor no corpo humano evita que sua temperatura diminua. C) diminuída, enquanto a evaporação do suor no corpo humano evita que sua temperatura diminua. D) aumentada, enquanto a evaporação do suor no corpo humano evita que sua temperatura aumente. 04. (Enem) Alguns fenômenos observados no cotidiano estão relacionados com as mudanças ocorridas no estado físico da matéria. Por exemplo, no sistema constituído por água em um recipiente de barro, a água mantém-se fresca mesmo em dias quentes. A explicação para o fenômeno descrito é que, nas proximidades da superfície do recipiente, a A) condensação do líquido libera energia para o meio. B) solidificação do líquido libera energia para o meio. C) evaporação do líquido retira energia do sistema. D) sublimação do sólido retira energia do sistema. E) fusão do sólido retira energia do sistema. 4 022.125 – 147072/20 MÓDULO DE ESTUDO 05. (Upe-ssa 1) Analise a tirinha a seguir. Disponível em: <www.piraquara.pr.gov.br>. Os processos que ocorrem em cada um dos quadrinhos da tirinha, respectivamente, são A) fenômenos físicos, fusão e vaporização. B) fenômenos químicos, fusão e vaporização. C) fenômenos químicos, liquefação e evaporação. D) fenômenos físicos, condensação e evaporação. E) fenômenos químicos, sublimação e vaporização. 06. (G1 - col. naval) Ao aquecer o iodo num béquer coberto com o vidro de relógio, após certo tempo observa-se que seus vapores ficaram roxos. Esse fenômeno é uma mudança de estado físico chamada A) liquefação. B) fusão. C) sublimação. D) solidificação. E) ebulição. 07. (G1 – cftmg) Fenômenos químicos são aqueles que envolvem rearranjos dos átomos e, assim, formação de novas substâncias. Algumas vezes esses fenômenos são acompanhados de evidências experimentais, ou seja, alterações macroscópicas que podem dar indícios de transformações. Contudo deve-se tomar cuidado, pois são apenas indícios. Um exemplo cotidiano de alteração macroscópica química é A) a formação da cor verde após a mistura de tinta azul com tinta amarela. B) o surgimento da cor vermelha em uma chapa de ferro ao ser aquecida. C) a formação de bolhas após adição de açúcar a um copo de refrigerante. D) o surgimento da cor caramelo em panela contendo açúcar ao ser aquecido. 08. (G1 – cps) Leia o trecho da letra da música “Química”, de João Bosco e Vinícius. Desde o primeiro dia que a gente se viu Impressionante a química que nos uniu E o tempo foi tornando tão intenso o nosso amor Faróis iluminavam o meu coração Feito faísca que virou uma explosão E o tempo foi tornando tão intensa a nossa paixão Na segunda estrofe, a faísca desencadeia uma transformação A) química e exotérmica, pois há liberação de energia. B) química e endotérmica, pois há absorção de energia. C) física e exotérmica, pois há absorção de energia. D) física e endotérmica, pois há liberação de energia. E) física e sem variação de energia. 09. (G1 – col. naval) Considere os seguintes processos: I. Atração do ferro pelo imã; II. Combustão da gasolina; III. Desaparecimento de bolinhas de naftalina; IV.Enferrujamento de um prego. São processos químicos somente A) I e II. B) I e III. C) II e III. D) II e IV. E) III e IV. 10. (Puccamp) Uma revista traz a seguinte informação científica: O gás carbônico no estado sólido é também conhecido como “gelo seco”. Ao ser colocado na temperatura ambiente, ele sofre um fenômeno chamado sublimação, ou seja, passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso. É correto afirmar que a sublimação é um fenômeno A) químico, uma vez que o gás carbônico se transforma em água. B) físico, uma vez que ocorreu transformação de substância. C) físico, uma vez que não ocorreu transformação de substância. D) químico, uma vez que ocorreu transformação de substância. E) químico, uma vez que não ocorreu transformação de substância. SEU CASO DE PERSONALIDADE TRIPLA É REALMENTE MUITO SÉRIO! M A U R ÍC IO D E S O U S A P R O D U Ç Õ E S L T D A . 5 022.125 – 147072/20 MÓDULO DE ESTUDO GABARITOS 01 02 03 04 05 B A C A 06 07 08 09 10 C D A D C Resoluções 01. O gelo apresenta volume maior que o estado líquido, essa anomalia ocorre apenas para a água. Quando a água congela ocorre um aumento de volume e como consequência uma redução da sua densidade, por isso o gelo flutua na água. Resposta: B 02. A sublimação ocorre quando uma substância no estado gasoso se transforma em sólido. Resposta: A 03. No copo de um líquido resfriado ocorre aumento da temperatura, pois o líquido absorve o calor do meio externo fazendo com que o vapor de água que está ao redor do copo sofra condensação, porém o suor do nosso corpo ao evaporar rouba calor da nossa pele fazendo com que aja redução da temperatura. Resposta: ? 04. A água evapora roubando calor do recipiente, o que causa redução da temperatura do sistema. Resposta: C 05. O derretimento da água é chamado de fusão e o processo de transformação do líquido para o vapor é chamado de evaporação. As transformações de estado físico são fenômenos físicos. Resposta: A 06. Toda passagem do sólido para o gasoso é chamada de sublimação. Resposta: C 07. A mudança de cor do açúcar sobre o aquecimento ocorre devido a ocorrência de reações químicas, mudança de cor, liberação de gases e formação de precipitados são indicadores de reações químicas. Resposta: D 08. Toda combustão é um fenômeno químico exotérmico. Resposta: A 09. Os únicos fenômenos com modificação da estrutura da matéria são a combustão e o enferrujamento de um prego. Resposta: D 10. Ocorreu mudança apenas do estado físico. Resposta: C SUPERVISOR(A)/DIRETOR(A): MARCELO PENA – AUTOR(A): IGOR TORRES DIG.: SOFIA – REV.: CARLA ARAÚJO carla.araujoDestacar carla.araujo Máquina de Escrever carla.araujo Status A resposta seria C?
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