TRABALHO QUIMICA

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
DE RONDÔNIA
LUCAS HENRIQUE DUARTE DOS PASSOS
TRABALHO DE QUIMICA
PORTO VELHO, 2021
Transformações da matéria
Constantemente a matéria que nos cerca sofre transformações. Em algumas transformações somente o estado ou a agregação do material são alterados, caracterizando uma transformação física da matéria. Em outros casos essas transformações resultam na produção de um novo material, com características diferentes do inicial.
As transformações químicas ocorrem quando há alteração na constituição do material, formando assim novas substâncias.
Chamamos de sistema o conjunto de materiais isolados para estudo. Uma maneira de comprovar a existência de uma transformação química é através da comparação do estado inicial e final do sistema. Algumas evidências podem ser observadas, permitindo verificar a ocorrência dessas transformações, como modificação na cor, cheiro, estado físico e temperatura.
 - fenômenos físicos e químicos
Um fenômeno é simplesmente uma transformação sofrida pela matéria. Basicamente existem dois tipos principais de fenômenos, os físicos e os químicos.
Os fenômenos físicos são aqueles em que a constituição do material não muda. Por exemplo, digamos que você amasse um papel. Nesse caso, ele sofreu uma transformação na sua forma, tamanho e aparência, mas continua sendo um papel. Esse é, portanto, um fenômeno físico.
O mesmo ocorre quando a água está no estado sólido e derrete (fusão), ela continua sendo constituída de moléculas de H2O, o que muda é o arranjo no espaço dessas moléculas. O diagrama abaixo nos mostra isso, pois em qualquer um dos seus três estados de agregação (sólido, líquido e gasoso), a constituição é a mesma. Porém, no estado sólido, as moléculas estão mais próximas umas às outras; no estado líquido, estão mais afastadas, e, no gasoso, estão mais distantes ainda. Isso resulta nas diferenças de características macroscópicas que observamos, tais como o volume e a forma, mas são apenas diferenças físicas.
Por outro lado, os fenômenos químicos são aqueles em que a constituição do material muda. Por exemplo, se agora pegarmos o papel mencionado anteriormente e o queimarmos, ele não será mais papel, pois antes ele era constituído de celulose, mas reagiu com o oxigênio presente no ar e originou gás carbônico e vapor de água, na fumaça, além de carvão (cinzas do papel). Assim, a natureza da matéria foi alterada.
Portanto, todo fenômeno químico corresponde, na verdade, a uma reação química, em que os materiais iniciais são chamados de reagentes e os finais são chamados de produtos.
 - substâncias simples e compostas
As substâncias são aqueles materiais com composição química constante e que possuem suas propriedades físicas bem definidas, tais como os pontos de fusão e ebulição e a densidade, não variando em determinada temperatura e pressão.
Substâncias simples
São aquelas cujas moléculas são formadas apenas por um único tipo de elemento químico. Os átomos dos elementos podem aparecer na forma isolada, sendo substâncias monoatômicas, ou formar moléculas diatômicas e triatômicas.
Substâncias compostas
São aquelas cujas moléculas, ou aglomerados iônicos, são formados por dois ou mais elementos químicos ou íons. A água, o álcool e o cloreto de sódio, mencionados anteriormente, são todos classificados como substâncias compostas ou compostos químicos, pois eles são formados por diferentes elementos (hidrogênio, oxigênio, carbono, sódio e cloro).
– Distribuição eletrônica
Com os aperfeiçoamentos feitos na Tabela Periódica ao longo dos anos, e com o aumento de elementos químicos conhecidos, passou-se a utiliza-la de modo a prever o comportamento dos elementos nela contidos no que diz respeito às suas propriedades e características, contudo, existem exceções, tornando a tabela falível nas previsões de propriedades desses elementos. Por esse motivo iniciou-se estudos quânticos relacionados aos elementos, os átomos e principalmente sobre o posicionamento dos elétrons na eletrosfera.
A distribuição eletrônica, ou como também é conhecida, princípio da configuração eletrônica nada mais é que a disposição dos elétrons de forma que o átomo fique em seu estado fundamental.
O estado fundamental de um átomo é aquele onde todos os seus elétrons estão dispostos nos níveis mais baixos de energia que estão disponíveis. O estado fundamental também é conhecido como estado estacionário, e nesse estado o átomo possui os seus elétrons em um estado de mínima energia possível.
Camadas eletrônicas
A partir do modelo atômico de Bohr, que é um aperfeiçoamento do modelo atômico de Rutherford, tornou-se possível a compreensão de alguns fenômenos que os modelos atômicos anteriores não conseguiam explicar com eficácia. Através de um experimento que se baseou na emissão de luz utilizando átomos de apenas um elétron, o postulado de Bohr mostrou que os elétrons estão confinados em determinados níveis de energia quando em seu estado estacionário, e cada estado estacionário está relacionado à um nível de energia, descrito pelo número quântico principal (n) que varia de 1 a 7, também chamados de camadas K, L, M, N, O, P e Q, e representado por uma órbita localizada ao redor do núcleo do átomo. Para que o elétron migre de um nível para o outro é necessário que haja absorção de energia.
Tabela periódica
 - Propriedades periódica e aperiódicas
A tabela periódica existe para organizar os elementos que têm propriedades químicas e físicas semelhantes. Os metais, semimetais, não-metais e gases nobres formam grupos subdivididos para facilitar a localização.
Mas a Tabela Periódica não é útil apenas para saber sobre a massa atômica, número atômico e distribuição eletrônica dos átomos, podemos usá-la para observar as propriedades periódicas e aperiódicas que são usadas para relacionar as características dos elementos com suas estruturas atômicas.
Propriedades periódicas: ocorrem à medida que o número atômico de um elemento químico aumenta, ou seja, assume valores que crescem e decrescem em cada período da Tabela Periódica.
Entre as propriedades periódicas temos: raio atômico, energia de ionização, eletroafinidade, eletronegatividade, densidade, temperatura de fusão e ebulição e volume atômico.
Demonstração: a propriedade periódica eletronegatividade cresce de baixo para cima e da esquerda para a direita da Tabela, uma vez que quanto menor um átomo maior será sua eletronegatividade.
Propriedades aperiódicas: os valores desta propriedade variam à medida que o número atômico aumenta, mas não obedecem à posição na Tabela, ou seja, não se repetem em períodos regulares.
Exemplos de propriedades aperiódicas: calor específico, índice de refração, dureza e massa atômica. É válido ressaltar que a massa atômica sempre aumenta de acordo com o número atômico do elemento, e não diz respeito à posição deste elemento na Tabela.
– Ligações química
 - iônica e covalente
As ligações químicas correspondem à união dos átomos para a formação das substâncias químicas.
Em outras palavras, as ligações químicas acontecem quando os átomos dos elementos químicos se combinam uns com os outros e os principais tipos são:
Ligações iônicas: transferência de elétrons;
Ligações covalentes: compartilhamento de elétrons;
Ligações metálicas: existência de elétrons livres.
Ligação Iônica
Também chamada de ligação eletrovalente, esse tipo de ligação é realizada entre íons (cátions e ânions), daí o termo "ligação iônica".
Para ocorrer uma ligação iônica os átomos envolvidos apresentam tendências opostas: um átomo deve ter a capacidade de perder elétrons enquanto o outro tende a recebê-los.
Portanto, um ânion, de carga negativa, se une com um cátion, de carga positiva, formando um composto iônico por meio da interação eletrostática existente entre eles.
Exemplo: Na+Cl- = NaCl (cloreto de sódio ou sal de cozinha). Nesse composto, o sódio (Na) doa um elétron para o cloro (Cl) e se torna um cátion (carga positiva), enquanto o cloro torna-se um ânion (carga negativa).Ligação Covalente
Também chamada de ligação molecular, as ligações covalentes são ligações em que ocorre o compartilhamento de elétrons para a formação de moléculas estáveis, segundo a Teoria do Octeto; diferentemente das ligações iônicas em que há perda ou ganho de elétrons.
Além disso, pares eletrônicos é o nome dado aos elétrons cedidos por cada um dos núcleos, figurando o compartilhamento dos elétrons das ligações covalentes.
Exemplo: H2O: H - O - H (molécula de água) formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Cada traço corresponde a um par de elétrons compartilhado formando um molécula neutra, uma vez que não há perda nem ganho de elétrons nesse tipo de ligação.
As ligações covalentes podem ser classificadas em polares ou apolares. No caso da água temos uma ligação covalente polar, pois os átomos que compõem a molécula apresentam diferentes eletronegatividades. Já o oxigênio (O2) apresenta uma ligação covalente apolar, pois é formado por átomos de um único elemento químico e, por isso, não apresenta diferença de eletronegatividade.
Ligação Metálica
É a ligação que ocorre entre os metais, elementos considerados eletropositivos e bons condutores térmico e elétrico. Para tanto, alguns metais perdem elétrons da sua última camada chamados de "elétrons livres" formando assim, os cátions.
A partir disso, os elétrons liberados na ligação metálica formam uma "nuvem eletrônica", também chamada de "mar de elétrons" que produz uma força fazendo com que os átomos do metal permaneçam unidos.
xemplos de metais: Ouro (Au), Cobre (Cu), Prata (Ag), Ferro (Fe), Níquel (Ni), Alumínio (Al), Chumbo (Pb), Zinco (Zn), entre outros.
Os metais apresentam estado físico sólido em temperatura ambiente, com exceção do mercúrio, o único metal líquido nessas condições. As substâncias metálicas são boas condutoras de calor e eletricidade e, além disso, apresentam um brilho característico.
– Reações químicas
 - Classificação das reações químicas
Para que aconteça uma reação química, as ligações entre átomos e moléculas devem ser rompidas e devem ser restabelecidas de outra maneira. O que evidencia uma reação é a transformação que ocorre nas substâncias em relação ao seu estado inicial, essas modificações dependem do tipo de reação pela qual os reagentes irão passar.
Existem vários critérios para classificar reações químicas, iremos citar apenas quatro tipos de reações que relacionam o número de substâncias que reagem e o número de substâncias produzidas. Para melhor exemplificá-las iremos utilizar as letras: A, B, C, D.
Reação de análise ou decomposição: nessa reação uma única substância gera dois ou mais produtos.
AB → A + B
Exemplo: Os airbags são dispositivos de segurança presentes em vários automóveis. Quando acionamos esse dispositivo, a rápida decomposição do composto de sódio NaN3(s) origina N2(g), gás nitrogênio que faz inflar os airbags. Veja a reação:
2 NaN3(s) → 3 N2(g) + 2 Na(s)
Reação de simples troca ou deslocamento: ocorre quando uma substância simples reage com uma composta, originando novas substâncias: uma simples e outra composta.
A + BC → AC + B
Exemplo: Quando uma lâmina de zinco é introduzida em uma solução aquosa de ácido clorídrico, vai ocorrer a formação de cloreto de zinco e o gás hidrogênio vai ser liberado.
Zn (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl2(aq) + H2 (g)
Observe que o Zinco deslocou o Hidrogênio, daí o porquê do nome reação de deslocamento.
Reação de síntese ou adição: são aquelas que duas ou mais substâncias originam um único produto.
A + B → AB
A produção de magnésio é um exemplo dessa reação, quando o magnésio reage com o oxigênio do ar:
2 Mg(s) + 1 O2(g) → 2 MgO(s)
Essa reação se faz presente em flashes fotográficos descartáveis e foguetes sinalizadores.
Reação de dupla troca: dois reagentes reagem formando dois produtos, ou seja, se duas substâncias compostas reagirem dando origem a novas substâncias compostas recebem essa denominação.
AB + CD → AD + BC
Exemplo: a reação entre o ácido sulfúrico com hidróxido de bário produz água e sulfato de bário.
H2SO4 (aq) + Ba(OH)2 (aq) → 2 H2O(l) + BaSO4(s)
O produto sulfato de bário: BaSO4(s) é um sal branco insolúvel.