Ficha1-Classificação da Química e da Matéria(1)(1)

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Química Básica Conceitos fundamentais 
Filomeno Inroga, FCNM, UP-Maputo. 2020 
 
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1.1. CLASSIFICAÇÃO E IMPORTÂNCIA DA QUÍMICA 
O ser humano, movido pela sua curiosidade natural, tentou sempre conhecer cada vez melhor o mundo em que 
vive; ao mesmo tempo verificou também que podia aproveitar os mais diversos materiais para aumentar o seu 
bem estar. 
Química 
 É a ciência que estuda os materiais, suas transformações químicas e as variações de energia que 
acompanham essas transformações, (FELTRE, R. 1991:41). 
 Ciência da natureza que estuda o mundo que nos rodeia, riquezas naturais e suas formas e 
variedades de fenómenos que nela ocorrem, (GLINKA-1; 198:11); 
 Ciência sobre a transformação das substâncias. Estuda a composição e estrutura das substâncias, 
suas propriedades em função da sua composição e estrutura, as condições e os meios de 
transformação de uma substância noutra; 
 Ciência que estuda as propriedades das substâncias e a forma como as substâncias reagem umas 
com as outras, (CHANG R. 1994:49) 
A Química é uma ciência activa e em evolução constante, e de importância vital no nosso mundo, tanto 
domínio natural como no domínio social. Apesar de ter raízes muito antigas é uma ciência experimental 
é moderna em todos os seus aspectos. 
 
O método científico 
A Química como ciência da natureza é uma ciência experimental, portanto tem como método científico 
– a experimentação 
 
Estudo da Química 
A Química experimental pode ser encarada como um processo que ocorre em três fases sucessivas: 
observação, representação e interpretação. 
 
a) Observação. O Químico observa o que se passa durante a experiência: uma subida de 
temperatura, uma mudança de cor, a libertação de um gás, etc. 
b) Representação. A experiência é descrita e representada em linguagem científica, recorrendo-se 
a símbolos e equações. Esta notação simbólica contribui para simplificar a descrição e 
proporciona uma base de comunicação comum a todos os químicos. 
c) Interpretação. O químico procura explicar o fenómeno observado. 
 
A Química faz simultaneamente uma abordagem a nível macroscópico e microscópico: 
 Na abordagem da química a nível macroscópica, são observadas directamente as coisas, 
tocando-as, pesando-as, etc., ou seja, os dados experimentais das observações provêm, 
sobretudo, dos fenómenos físicos; 
 Ao nível microscópico, faz-se abordagem sobre o comportamento dos átomos e moléculas 
constituintes das substâncias intervenientes; ou seja, as teorias explicativas baseiam-se 
normalmente no mundo dos átomos e moléculas, invisível e em parte imaginado. 
 
São também considerados: 
 O método científico (base da investigação em Química e qualquer outra ciência); 
 Processos de medição usados no laboratório; 
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Descritiva 
(descreva as propriedades 
das substâncias ou grupo 
de substâncias) 
 
Química Geral 
(estuda propriedades 
e leis aplicadas a 
todas as substâncias) 
Química 
mineral/Inorgânica 
(estuda todos os 
demais elementos) 
 
Química Especial 
(Estuda 
propriedades de 
uma determinada 
substância ou grupo 
de substâncias) 
Química 
Pura 
Química Orgânica 
(estuda compostos 
orgânicos ou compostos 
de carbono) 
 
Analítica 
(caracterização da 
natureza da substância) 
Química aplicada 
Aplicação prática da Química na agricultura, 
indústria, Biologia, Medicina, bioquímica, 
petroquímica, bromatologia (estudo dos alimentos), 
Química industrial (estuda os processos de elaboração de 
substâncias necessárias a indústria e ao consumo), 
Radioquímica (estudo e aplicação de substâncias radioactivas) 
 
Qualitativa 
(determina a natureza 
dos elementos na 
substância) 
Quantitativa 
(determina em que 
proporção estão 
presentes os elementos 
constituintes de uma 
determinada 
substância) 
Química 
mineral/Inorgânica 
(estuda todos os 
demais elementos) 
 
Química 
mineral/Inorgânica 
(estuda todos os 
demais elementos) 
 
 Tratamento dos dados numéricos resultantes de medições químicas; 
 Resolução de problemas numéricos 
 
 
Classificação da Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Química e outras ciências 
Diz-se com frequência que a química é a “ciência central”, pois são essenciais os conhecimentos 
básicos, da mesma, para o estudo da Biologia, Física, Geologia, Ecologia, e de muitas outras áres 
cientificam. 
 
Importância e áreas de investigação 
Embora a química seja em grande medida uma ciência experimental, os químicos: 
 Estudam propriedades e estruturas das moléculas; 
 Analizam poluentes em emissão de escapes ou substâncias tóxicas em solos e água (utilizando 
equipamento electrónico sufisticado). 
 
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A química tem aplicação em inumesras outras áreas de investigação como por exemplo: 
 Parte da investigação médica e biológica de ponta faz-se o nível atómico e molecular; 
 Desenvolvimento de novos medicamentos; 
 Investigação agricola; 
 Procura de solução para a poluição ambiental; 
 Procura de fontes de energia alternativas; 
 A maioria das industrias, independentimente do seu produto final, dependo do trabalho químico 
(sintetização de polimeros) que são utilizados em vestuário, utencílios de cozinha, brinquedos, 
etc. 
 
 
1.2. CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA 
Matéria 
De forma simplificada pode-se definir a matéria como sendo tudo aquilo que tem massa, volume e 
ocupa espaço 
 
Substância 
Forma isolada da matéria com composição definida e propriedades próprias. Ex, água, amoniaco, 
açúcar (sacarose), oxigénio, etc. 
 
Substância química 
É a qualidade que compõe os corpos 
 
Corpo 
Porção limitada da matéria que tem massa e ocupa lugar no espaço. Tem uma certa forma. 
 
Matéria Corpo Objecto 
Madeira Tábua de madeira Massa de madeira 
Ferro (minério) Barra de ferro (depois 
da fundição) 
Grade de ferro 
 
Substância pura 
Qualquer substância simples ou composta, formada por átomos, moléculas ou aglomerados iónicos 
todos iguais entre si, com propriedades características bem definidas e composição química constante. 
 
Substância composta 
São substâncias puras cujos componentes (diferentes átomos) combinam-se em proporções fixas e não 
se mantêm as propriedades individuais das substâncias que a originaram. 
 
Molécula 
Agregado de pelo menos dois átomos num dado arranjo, ligados uns aos outros por forças especiais. 
 
Substância elementar 
São substâncias puras, constituídas pelo mesmo elemento químico e são indecomponíveis noutras 
substâncias. Ex: Fe; N2; O3; S8; etc. 
 
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 Separação por métodos 
 Físicos 
 
 
 
 Separação por 
 Métodos químicos 
 
 
 
 
 
 
 - Óxido - Alcanos 
 - Ácido - Alquenos 
 - Inorgânicos - Bases - Alquinos 
 - Sais - Alcadienos 
 - Cicloalcanos 
 - Hidrocarbonetos - Cicloalquenos- Compostos aromáticos 
 - Orgânicos (tem anel aromático) 
 
 - Álcoois (Tem o grupo –OH ligado ao carbono saturado) 
 - Fenóis (Tem o grupo –OH ligado ao anel benzenico) 
 - Aldeídos (grupo carbonila ligado ao carbono saturado ) 
 - Cetona 
 - Ácido carboxílico 
 - Esteres 
 - Aletos organicos 
 - Compostos de nitrogénio (Aminas, amidas, iminas, imidas, nitrilos) 
 
 
Substância elementar composta 
É substancia elementar constituída por pelo menos dois átomos do mesmo elemento químico; Ex: Cl2; 
N2; O2, etc. 
 
Substância elementar simples 
É constituída por um tipo de átomos domo mesmo elemento químico; Ex: Cu; S; Si. 
 
Composto químico 
São todas as substâncias compostas e também substâncias elementares 
MATÉRIA 
Misturas Substâncias puras 
Misturas 
Homogéneas 
(Soluções) 
Misturas 
heterogéneas 
Substância 
composta 
(Composto) 
Substância 
Elementar 
Substância 
Elementar 
simples 
Substância 
Elementar 
Composta 
Compostos 
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É uma substância constituída por átomos de dois ou mais elementos unidos quimicamente em 
proporções bem definidas e constantes. 
 
Elemento químico 
É a substância que, por meios químicos, não pode ser decomposta em substâncias mais simples. É 
caracterizado exclusivamente pelo seu número de carga nuclear (Z). 
 
Elemento é conceito sub microscópico. A caracterização do elemento químico na sua existência 
material trata-se duma “ substância elementar simples”. 
 
Átomo 
Partícula mais pequena da substância que ainda mantêm as propriedades da substância e é constituída 
por um núcleo (com p+ e n0) e uma electrosfera com (electrões) 
 
Alotropia 
Fenómeno a partir do qual um dado elemento químico existe sub a forma de diversas substâncias 
simples. Ex: Fosforo (P) P P4 
 
O fenómeno da alotropia é condicionado pela existência de moléculas de diferentes formas alotrópicas 
e pela diferença a nível da estrutura de seus cristais. 
 
As formas alotrópicas ou alótropos do elemento, geralmente diferem entre si na estrutura e nas 
propriedades físicas e químicas. 
Ex: Carbono, carbine, grafite 
Ex2: Oxigénio, ozono 
 
 
2.4. MISTURAS 
 
Mistura é uma combinação de duas ou mais substâncias em que estas mantêm a sua identidade própria 
e os componentes podem intervir em proporções variáveis. Ex: Ar, refrigerante, cimento, etc. 
 
Misturas homogéneas. Apresentam um aspecto uniforme, não se podem distinguir as partículas das 
substâncias que se encontram misturadas. Ex: água do mar, areia, etc. 
 
Misturas heterogenias. Não apresentam aspecto uniforme, sendo possível distinguir as partículas dos 
diferentes materiais que a constituem. Ex: Granito (quartzo, feldspato e mica); água e areia, etc. 
 
Mistura coloidal. Constituída por partículas menores que os das misturas heterogéneas e homogéneas 
e só são observadas ao microscópio. Ex: tintas, colas, gelatinas, queijo, manteiga, maionese, pasta 
dentífrica, etc. 
 
Classificação das misturas 
a) Misturas homogéneas 
Gasoso – liquido. Ex: água (aquecimento e agitação) 
Liquido – liquido. Ex: líquidos misciveis (destilação fraccionada) 
Sólido – liquido. Ex: solução (evaporação, secagem, destilação) 
Gasoso – gasoso. Ex: Ar atmosférico (liquefacção fraccionada e adsorção) 
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b) Misturas heterogéneas 
Sólido – sólido. Ex: limalha de ferro e areia (catação, ventilação, atracção magnética, flotação, 
peneiração, dissolução fraccionada, sublimação) 
Sólido – liquido. Ex: Areia e água (filtração) 
Solido – gás. Ex: poeira no ar (decantação, câmara de poeira, filtração) 
Liquido – gás. Ex: gás carbónico em bebidas gaseificadas (aquecimento e agitação) 
Líquido – liquido. Ex: vinagre com azeite (funil de separação) 
 
Métodos de separação de misturas 
Quando um Químico se depara com um material desconhecido, por exemplo, uma amostra de pedra 
lunar ou um meteorito ou ainda de um material encontrado em uma caverna que esta sendo está sendo 
explorada, ele procura, através de diversas técnicas físicas e químicas, encontrar a composição desse 
material, ou seja, saber de que substâncias e elementos ele é formado. 
A primeira providência é fazer a análise imediata do material, isto é, separar através dos processos 
puramente físicos as diversas substâncias presentes na amostra. 
Esses processos se baseiam no facto de que o conjunto de características físicas, como ponto de fusão, 
ponto de ebulição, densidade, solubilidade, é diferente para cada uma das substâncias e, manejando 
criteriosamente essas diferenças, consegue-se separa-las uma a uma. 
A separação dos compostos de uma mistura é realizada por meio de diversos processos e técnicas, que 
dependem de uma série de factores como estado físico e propriedades da mistura; Tais processos 
podem ser: 
1. Catação. Concite na escolha com base no tamanho das partículas. Este processo é manual (com 
ajuda de uma pinça). Ex: eliminação de corpos estranho do arroz entes de cozinhar. 
 
2. Peneiração. Tem como base o tamanho de granulação das partículas. Ex: Peneirar arroz ou milho; 
 
3. Separação magnética. Tem como base as propriedades magnéticas. Este processo é aplicável a 
mistura de sólidos, quando um dos componentes é atraídos pelo Íman. 
 
4. Ventilação. Tem como base a densidade dos componentes da mistura. Consiste na passagem da 
corrente de ar sobre a mistura. Esta arrasta os componentes menos densos. Ex: Processo que ocorre 
na maquina de descasque de arroz; Lavrador no cafezal (separação do grão da palha com ajuda do 
vento). 
5. Flotação. Processo de separação de dois sólidos de densidades diferentes 
com o emprego de um líquido de densidade intermediária, e que não 
dissolve nenhum dos sólidos. 
 
6. Dissolução fraccionada. Tem como base as diferentes solubilidades dos 
compostos, ou seja, visa separar solúveis de insolúveis colocando a 
mistura em solvente apropriado. Ex mistura de sal e areia. 
 
7. Fusão fraccionada. Consiste na fusão de um sólido antes que o outro sub 
aquecimento. 
 
 
Filtração 
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8. Sublimação. Consiste na passagem directa de um dos componentes do estado sólido para gasoso 
ou vice-versa. Ex: Sublimação da canfora. 
 
9. Filtração. Consiste na separação de partículas sólidas em suspensão 
num líquido, fazendo este atravessar um material poroso (papel de 
filtro, cerâmica, etc.). Ex: filtração da água para beber. 
 
10. Decantação. Consiste na separação de misturas com base na força 
gravitacional na qual uma das substâncias tem peso específico maior 
que a outra; ou seja, é a separação de um líquido sobrenatante de outro 
líquido ou sólido. Ex: Separação de água e arroz; separação de água e 
azeite. 
 
11. Centrifugação. Consiste na separação de materiais de uma mistura, pela aplicação de um 
movimento de rotação. 
 
Para fazer uma centrifugação é precisa uma centrifugadora. Esta máquina faz rodar a mistura (na qual 
uma das partes tem que ser líquida) a alta velocidade, provocando a separação pela acção da força que 
é aplicada (do centro para fora). A separação dá-se devido às diferenças de densidades dos materiais. 
Normalmente uma centrifugação é seguida de uma decantação. 
 
Ex: Este processo é utilizado: no fabrico da manteiga para separar a nata do leite; nos laboratórios de 
análise bioquímicas, para separar os glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo e para conseguir um 
sedimento de urina.12. Cristalização. Consiste na obtenção de cristais a partir de uma solução, por evaporação do 
solvente. Ex: Obtenção do sal a partir da água do mar. 
 
13. Destilação. Consiste em separar, por acção do calor, os componentes de uma mistura: 
a) Destilação simples. Quando os componentes da mistura apresentam pontos de ebulição 
afastados. Ex: produção de aguardente. 
 
b) Destilação fraccionada. Quando os componentes da mistura apresentam pontos de ebulição 
muito próximos. Ex: Separação dos componentes do petróleo. 
 
14. Cromatografia. Processo de separação dos componentes de uma mistura corada através de um 
material poroso e de um solvente apropriado. A cromatografia é geralmente utilizada para pequenas 
quantidades de amostra. 
 
15. Extracção por solvente. Consiste em separar um ou mais componentes de uma mistura usando um 
solvente apropriado que apenas dissolve parte da mistura. Ex: Extracção de substâncias vegetais 
usando água ou álcool; extracção da substância corante do chá, usando vapor de água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Decantação