Energia e Matéria

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UNIDADE 2 - ENERGIA E MATÉRIA 
Maiara Fernanda
Sumário:
2.1. Definição de Energia e Matéria 
2.2. Composição da Matéria 
2.3. Elemento, substância pura e composto químico 
.2.4. Propriedades físicas e químicas da matéria 
2.5. Estados da Matéria 
2.6. Transformações Físicas e Químicas da e Energia Envolvida
QUESTÕES 
INICIAIS
Como é possível existirem tantos 
tipos de matéria diferentes além 
de diferentes formas da mesma 
matéria?
Por que temos mesma matéria 
com propriedades diferentes?
MATÉRIA E 
ENERGIA
Os estados da matéria são caracterizados pelas 
configurações macroscópicas que a matéria 
pode assumir. Eles dependem diretamente da 
velocidade do movimento das moléculas que a 
constituem.
Observem o aplicativo e se atentem a seguinte 
característica:
Microscopicamente falando como se distingue 
os estados da matéria?
MATÉRIA E 
ENERGIA
Percebemos então que:
O estado sólido retém sua forma e não fui;
Um líquido é fluido — apresenta a forma do recipiente que o contém e não 
tem forma definida. Porém, diferentemente dos gases, uma determinada 
quantidade de matéria mantém o mesmo volume, ainda que em recipientes 
diferentes;
Um gás é a forma mais fluida da matéria e capaz de ocupar todo o espaço 
do recipiente que o contém. Não tem forma nem volume fixos. ;
As propriedades dos estados da matéria podem ser entendidas em nível 
molecular, a partir da teoria cinético-molecular. Segundo essa teoria, 
qualquer matéria é formada por pequenas partículas — átomos (gases 
nobres) ou moléculas — que se movimentam constantemente.
COMPOSIÇÃO DA MATÉRIA
• Os materiais e as substâncias podem ser caracterizados com diferentes tipos 
de análise quando então é possível atribuir suas diferentes propriedades. 
• Exemplo:
COMPOSIÇÃO DA MATÉRIA
• Do que a matéria é constituída?
• Como diferenciamos uma da outra?
ELEMENTOS
• Um elemento é a forma mais simples de matéria química. Ele não pode ser
dividido em uma substância mais simples sem perder a identidade.
• Existem 90 elementos naturais, cada qual com propriedades físico-químicas
distintas.
• Cada elemento é identificado por uma letra, como O para oxigênio, C para
carbono, H para hidrogênio, N para nitrogênio e S para enxofre. Os símbolos
de todos os elementos podem ser encontrados na Tabela Periódica de
Elementos.
ÁTOMO
• Átomos são os menores componentes químicos de um elemento. Eles são as
estruturas que compõem um elemento e têm as mesmas propriedades desse
elemento.
MOLÉCULA
• Da mesma forma que as palavras são feitas combinando letras, as moléculas 
são criadas combinando átomos. Podem ser simples ou composta.
PROPRIEDADES FÍSICO-
QUÍMICAS DA 
MATÉRIA.
• Propriedades físicas são características que podem
ser determinadas sem uma reação química e não
envolvem uma mudança química na substância. Entre
as propriedades químicas temos cor, tamanho, peso,
dureza e brilho.
• Propriedades químicas são características que só
podem ser determinadas por meio de reação
química e mudança química na substância. Entre as
propriedades químicas temos a capacidade do ferro
de enferrujar, da madeira em queimar ou do cabelo
em mudar de cor com o uso de tintura e água
oxigenada.
Física x Química
SUBSTÂNCIA PURA X MISTURA
S O L U Ç Ã O
S U S P E N S Ã O
E M U L S Ã O
PROPRIEDADES FÍSICA DA 
MATÉRIA
• A análise das propriedades físicas e químicas é útil para 
determinar também:
• • se um determinado pedaço de matéria é uma substância 
pura ou um material (mistura);
• • verificar a ocorrência de transformação química com a 
determinação das propriedades do sistema no estado inicial 
e no estado final;
• • qual processo de separação de misturas é o mais 
adequado para obter as substâncias químicas, 
separadamente, de acordo com as propriedades do material 
e das substâncias.
PROPRIEDADES 
FÍSICAS DA 
MATÉRIA
Assim, algumas das propriedades físicas 
específicas das substâncias podem ser:
• densidade;
• pontos de fusão (PF) e ebulição (PE);
• solubilidade em água.
PROPRIEDADES 
QUÍMICA DA 
MATÉRIA
As propriedades químicas, por sua vez, relacionam-se à interação de 
uma substância com outra, permitindo saber se ocorre reação química 
em determinadas condições. Algumas dessas propriedades podem ser:
• queima ao ar;
• reação com água;
• reação com ácido;
• reação com base;
• transformação pela passagem de corrente elétrica.
SISTEMA
• Ao investigar a matéria e suas propriedades, precisamos 
definir, em primeiro lugar, em que parte do universo 
estamos interessados. A realidade é muito complexa para 
ser analisada na sua totalidade; então, escolhemos uma 
porção peculiar dela para iniciar um estudo. As respostas 
eventualmente obtidas com esses estudos podem ser, 
posteriormente, generalizadas para uma totalidade mais 
complexa, com as devidas ressalvas.
SISTEMA
• A pequena porção do universo que contém aquilo que estamos interessados
em observar num processo compõe um sistema. Sistema pode ser, por
exemplo, o conteúdo de um tubo de vidro no laboratório de Química, o corpo
humano ou apenas um órgão, uma célula ou uma organela de um ser vivo. Pode
ser ainda um lago ou um reator industrial.
T R A N S F O R M A Ç Õ E S 
F Í S I C A S E Q U Í M I C A S D A E 
E N E R G I A E N V O L V I D A
• Quais as evidências de 
transformação observadas? 
• Considerando que a 
transformação química se 
caracteriza pela formação de 
novo material, quais os eventos 
indicados na tabela que podem 
ser considerados 
transformações químicas? 
Justifique.
TRANSFORMAÇÕES E ENERGIA 
• A química se preocupa particularmente com o estudo das transformações que 
produzem novos materiais – transformações químicas. Neste caso, um ou mais 
dos materiais que compõem o estado inicial do sistema – os reagentes – são 
transformados, surgindo no estado final novos materiais – os produtos.
TRANSFORMAÇÃO E ENERGIA
• Como podemos descrever que uma substância reage com outra?
• Quanto de uma substância reage com outra? Ou seja, quanto de reagente gera 
quanto te produto?
• Em que proporção contribuem os reagentes em uma transformação química?
TRANSFORMAÇÃO E ENERGIA
• Uma série de estudos permitiu o estabelecimento de leis experimentais ou
empíricas relacionadas aos aspectos quantitativos das reações químicas. Essas
leis foram estabelecidas no século XVIII e marcam o início da Química
moderna:
• Leis Ponderais, que se referem às relações de massa e são representadas pela Lei 
da conservação da massa (ou da matéria) de Lavoisier, e pela Lei das proporções
definidas de Proust.
• Leis Volumétricas, que se referem aos volumes gasosos, e é representada pela Lei 
volumétrica de Gay-Lussac.
O EMPASSE DA ÉPOCA
Processo Massa 
inicial
Massa 
final
Variação
Queima do ferro 56 g 72 g + 16 g
Queima de carvão 15 g 2 g − 13 g
CONTROLE DE 
LAVOISIER
• Adicionalmente ao controle do sistema de reação, a melhora
nos sistemas de pesagem permitiu a determinação de valores
de massa mais precisos no estudo das transformações
químicas. Muitos dos esforços de Lavoisier concentravam-se
em estudar a combustão em sistemas fechados em que fosse
possível controlar e medir a quantidade de matéria durante
uma transformação química. Nessas condições, os dados
obtidos para os mesmos experimentos seriam algo do tipo:
Processo Massa inicial Massa final Variação
sólido gás sólido gás
Queima de ferro 56 g 16 g 72 g 0 0 g
Queima do 
carvão
15 g 32 g 2 g 45 g 0 g
LEIS DAS TRANSFORMAÇÕES 
QUÍMICAS. 
• A primeira delas foi postulada por A.L. 
Lavoisier, em 1774, e conhecida como lei da 
conservação das massas. 
• “Em um sistema isolado, a soma das 
massas dos reagentes é igual à soma 
das massas dos produtos de uma 
reação.”.
A SEGUNDA LEI DAS TRANSFORMAÇÕES 
QUÍMICAS
• Em 1779 Joseph Proust publica a Lei das proporções definidas, que nasce
da análise elementar das substâncias químicas. Esse trabalho corrobora e
aperfeiçoa a descrição quantitativados trabalhos de Lavoisier:
• “Amostras diferentes do mesmo composto contêm sempre a mesma
proporção em massa de seus elementos constituintes”.
LEI DE PROUST
• Em determinada reação química, a proporção entre 
as massas dos reagentes e dos produtos é 
constante.
Quantidade de 
gás
hidrogênio, g
Quantidade 
de gás
oxigênio, g
Quantidade de 
água, g
1 8 9
2 16 18
3 24 27
4,5 36 40,5
ENERGIA
Toda transformação que a matéria sofre 
envolve fundamentalmente a transferência de 
energia. Para que haja a fusão de um sólido, 
por exemplo, as moléculas, íons ou átomos da 
substância precisam absorver energia para 
que aumente a agitação e as distâncias entre 
si. 
MATÉRIA E 
ENERGIA
Energia: Energia de um sistema é a capacidade que o 
mesmo possui de realizar trabalho ou de transferir 
calor.
W= F x D
• EC: ½ m.v²
• EP: m.g.h
C ALOR
E T EMPERATURA
O que você entende por calor 
e temperatura?
É possível que um objeto 
receba calor e ainda assim a 
temperatura não seja alterada?
ANALISANDO 
O GRAFICO
• A transferência de energia
térmica também é importante
nas transformações químicas da
matéria. Em algumas situações,
as reações químicas necessitam
de energia térmica para
acontecer. Essas reações são
chamadas de endotérmicas. Por
outro lado, é possível que, ao
acontecerem, algumas reações
liberem energia térmica para o
ambiente. Chamamos esse tipo
de reação de exotérmica.
TRANSFORMAÇÕES DE ENERGIAS
PARA PENSAR E RESPONDER
1. Considere as seguintes transformações da matéria:
I) água líquida é obtida a partir do gelo após o fornecimento de energia sob a forma de calor para o mesmo .
II) as chuvas ácidas transformaram a superfície do mármore de estátuas em gesso macio sujeito a erosão.
III) uma porção de ferro reage com o oxigênio em presença de umidade, transformado-se em ferrugem.
É correto afirmar que os fenômenos ocorridos são identificados, respectivamente, como:
a) físico, químico e físico
b) físico, químico e químico.
c) físico, físico e químico.
d) químico, químico e físico.
e) químico, físico e físico
(FUVEST-SP)- Quais propriedades a seguir são as mais indicadas para verificar se 
é pura uma certa amostra sólida de uma substância conhecida?
a) Cor e ponto de fusão
b) Cor e densidade
c) Cor e dureza
d) Ponto de fusão e densidade
e) Densidade e dureza
LABORATÓRIO VIRTUAL
REFERÊNCIAS
• GEPEQ (Grupo de Pesquisa em Educação Química). Interações e 
Transformações III: A Química e a Sobrevivência: Fonte de Materiais: Química 
para o Ensino Médio: Livro do Aluno. São Paulo: EDUSP, 1998
• MARCONDES, M. E.R. et Al. Transformações Químicas: Reconhecimento, 
Representação e Modelos Explicativos. 
• Atkins, P.; Jones, L. Princípios De Química. Trad. 3. Ed. Porto Alegre: Editora 
Bookman, 2002.