2 Introdução à química

Prévia do material em texto

Capítulo
Refletindo sobre os tópicosTópicos do capítulo
• O vestuário humano evoluiu? Houve aprimoramento no uso dos
materiais? De que forma?
• Como é gerada a energia necessária para movimentar os automóveis?
• O consumo de energia promove evoluções na humanidade? Como?
• Adubos, conservação de alimentos, tecidos: onde mais se encontra
a Química no cotidiano?
• Afinal, existe pão sem Química?
1 A matéria
2 As transformações da matéria
3 A energia que acompanha as
transformações da matéria
4 Conceito preliminar de
Química
5 A Química no cotidiano
6 A Química e a cidadania
Leitura – O planeta Terra
Desde o nosso pãozinho diário, passando pelo desenvolvimento dos materiais
que compõem os computadores, até o domínio da engenharia genética e suas
tecnologias aplicadas à medicina, agricultura e pecuária, tudo isso se baseia na
Química, que desempenha papel fundamental e indispensável no
desenvolvimento das nações.
No Brasil, o setor químico, incluindo as indústrias de transformação química,
faturou aproximadamente 174 bilhões de reais, ou 12% da riqueza nacional,
ficando atrás apenas do setor de alimentos e bebidas, que representou 17% da
riqueza nacional*.
O mundo que
nos rodeia1
� Produção de pães. � Produção de computadores. � Sequenciamento genético do DNA.
* Fonte: Abiquim. Disponível em http://www.abiquim.org.br, dados de 2004, acessado em 14/05/2005.
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Capítulo 1 • O MUNDO QUE NOS RODEIA
Você pode observar
1
Os uniformes dos nadadores diminuem o atrito com a água. Os uniformes dos bombeiros são resistentes a altas
temperaturas.
Desde o início da civilização até hoje, a humanidade observou que a natureza é formada por mate-
riais muito diferentes entre si. O solo em que pisamos pode ser de: terra vermelha, terra preta, areia,
pedras etc. Os vegetais também apresentam enorme variedade: existem desde os minúsculos trevos até
árvores gigantescas; a madeira pode ser mais mole ou mais dura; as flores têm cores muito diversificadas;
há grandes diferenças entre os frutos, e assim por diante. O mesmo ocorre com os animais: existem aves,
mamíferos, peixes etc. de formas, tamanhos e constituições muito diferentes entre si.
Todos esses materiais que nos rodeiam (a terra, as pedras, a água e os seres vivos) constituem o que
chamamos matéria. Daí dizemos que:
Matéria é tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço (isto é, tem volume).
Massa e volume são então propriedades gerais da matéria. É bom lembrar também que a maté-
ria pode se apresentar sólida (por exemplo, as pedras), líquida (por exemplo, a água) ou gasosa (por
exemplo, o ar que respiramos).
As pedras se apresentam na
forma sólida.
A água se apresenta na forma líquida. O ar se apresenta na forma
gasosa.
A MATÉRIA
Um automóvel é formado por muitos materiais diferentes: aço,
plástico, borracha, vidro etc.
A evolução da humanidade foi sempre acompanhada pela descoberta, transformação e utilização
de novos materiais, como, por exemplo:
• a cerâmica — desde os vasos pré-históricos até os modernos azulejos e supercondutores;
• os metais — desde o bronze primitivo até as modernas ligas metálicas;
• os medicamentos — desde as ervas colhidas pelos índios até os sofisticados medicamentos que
usamos atualmente;
• o vestuário — desde as peles de animais utilizadas para proteger os homens primitivos do frio até
os uniformes usados pelos astronautas.
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• Fundamentos da Química
A queima de palito de fósforo. A água se transformando em vapor ao
ser aquecida em uma chaleira.
A ferrugem formada em um barco.
2 AS TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA
Você pode observar
Para se movimentar, o automóvel queima combustível (gasolina, álcool ou
outro combustível), que é convertido em gases, que saem pelo escapamento.
Ao longo do tempo, a humanidade tem observado que, sob certas condições, a matéria se trans-
forma. A própria natureza se encarrega de muitas transformações. Assim, por exemplo: o frio intenso
transforma a água em gelo; o fogo transforma uma árvore em cinzas; com o tempo, os frutos apodre-
cem; o ferro enferruja; e até nosso corpo envelhece. Dizemos então que:
Transformação material é toda e qualquer alteração sofrida pela matéria.
As transformações da matéria são também chamadas de fenômenos materiais (ou simplesmente
fenômenos), sendo que, nessa expressão, a palavra ”fenômeno” significa apenas transformação, e
não se refere a nada de extraordinário, fantástico ou sobrenatural.
Exemplos de transformações ou fenômenos materiais
É muito importante lembrar também que os seres humanos têm provocado transformações na
matéria, em seu próprio interesse. Assim, por exemplo, conseguiu:
• assar a carne dos animais para melhorar sua alimentação;
• cozer vasos de barro para guardar água ou alimentos;
• extrair minérios e transformá-los em metais, como o cobre, o ferro e o chumbo para, por exemplo,
construir navios, automóveis, tubos e encanamentos etc.
A.C. johnny hart
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Capítulo 1 • O MUNDO QUE NOS RODEIA
A ENERGIA QUE ACOMPANHA
AS TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA
3
Você pode observar
No automóvel, é a transformação do combustível em gases que saem pelo
escapamento (ou queima do combustível), que gera a energia necessária à
movimentação do veículo.
A evolução da humanidade está ligada à descoberta e utilização de novas formas de energia.
A descoberta e o uso controlado do fogo surgiram quando o ser humano aprendeu a acender uma
fogueira na hora desejada. Nesse caso, a energia se apresenta nas formas de luz e calor. Com a luz, o
homem primitivo iluminou suas noites e afugentou os animais perigosos e, com o calor, aprendeu a
assar seus alimentos, a cozer o barro e, muitos séculos depois, a extrair os metais dos minérios.
Podemos citar também que os primeiros seres humanos dependiam de seus músculos para obter
energia. Mais tarde, animais foram domesticados e atrelados a moendas, a carroças, passando a ser
utilizados como fonte de energia.
Atualmente o consumo de energia é cada vez maior
e sua produção, crescentemente diversificada:
• a queima do carvão e dos derivados de petróleo
faz funcionar caldeiras, automóveis, aviões etc.;
• a energia elétrica, gerada pelas quedas-d’água nas
usinas hidrelétricas, ilumina nossas ruas e edifí-
cios e aciona um grande número de aparelhos
domésticos e industriais;
• a energia química de pilhas e baterias é funda-
mental para o funcionamento de aparelhos por-
táteis (rádios, telefones celulares etc.);
• a energia nuclear, defendida por alguns e combati-
da por outros, talvez se torne importante no futuro.
E, afinal, o que é energia? É difícil defini-la, por se
tratar de algo que não é material, mas nem por isso du-
vidamos de sua existência. De fato, até hoje ninguém
viu a energia elétrica passando por um fio, mas, mesmo
assim, evitamos o contato direto com fios desencapados.
Costuma-se dizer, de modo geral, que:
Energia é a propriedade de um siste-
ma que lhe permite realizar um trabalho.
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A usina hidrelétrica de Itaipu gera cerca de 25%
da energia elétrica brasileira.
Central nuclear localizada na Espanha.
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• Fundamentos da Química
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4
Enfim, reconhecemos a existência da energia pelo efeito (trabalho) que ela produz. Por exemplo:
• a energia térmica (calor) pode realizar o trabalho de mover turbinas;
• a energia elétrica (eletricidade) pode realizar o trabalho de movimentar um motor elétrico;
• a energia química de uma explosão pode realizar o trabalho de demolir um prédio.
CONCEITO PRELIMINAR DE QUÍMICA
Considerando os conceitos vistos nas páginas anteriores, podemos agora dizer que:
Química é o ramo da ciência que estuda:
• a matéria e suas propriedades;
• as transformações da matéria;
• a energia envolvida nessas transformações.
O estudo que iniciamos agora visa detalhar e aprofundar cada uma dessas ideias.
A QUÍMICA NO COTIDIANO
Atualmente a Química está presente em todas as situações do cotidiano. Grande parte dos avanços
tecnológicos obtidos pela civilização ocorreu graças à curiosidade e ao esforço em desenvolver novas técni-
cas para separar e transformar os materiais encontrados na natureza. Os cientistas experimentam novos
caminhos para transformar os materiais da natureza em produtos que permitem melhorar a qualidade de
vida das pessoas. Podemos então dizer que um dos conceitos de experiência em Química se refere às
tentativas de separar e reconhecer alguns materiais e, em seguida, tentar transformá-los em novos produtos.
Por meio dessas técnicas podemos fabricar:
• adubos, inseticidas e diversos insumos; todos esses materiais aumentam a produção agrícola;
• produtos que permitem conservar os alimentos por mais tempo;
• fibras e tecidos para produzir desde roupas delicadas até coletes à prova de bala;
• medicamentos específicos para o tratamento de inúmeras doenças;
• materiais variados para a construção de casas e edifícios.
REVISÃO
a) Matéria e tudo que tem e ocupa no espaço.
b) A matéria pode ser , ou .
c) Transformação material é qualquer sofrida pela .
d) As transformações materiais são também chamadas de ou simplesmente .
e) Energia é a de um sistema que lhe permite um .
Você pode pesquisar
1. Compare os rótulos de vários cremes dentais. Verifique se há componentes comuns
entre eles.
2. Por que há, nos postos, dois ou mais tipos de gasolina com preços diferentes?
3. Antigamente, eram usados tubos de ferro nas instalações de água residencial. Hoje
se utilizam tubos de plástico. Por quê?
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Capítulo 1 • O MUNDO QUE NOS RODEIA
6
É impossível exercer plenamente a cidadania sem termos conhe-
cimento dos fenômenos que ocorrem a nossa volta, pois corremos o
risco de ser tapeados por ideias falsas e propagandas enganosas.
É comum encontrarmos propagandas que anunciam produtos
naturais sem Química, como, por exemplo, pães, doces, cremes de
beleza, geleias (foto ao lado) etc. Isso é totalmente incoerente, pois
todos os materiais apresentam composição química. Para anunciar
um alimento saudável, por exemplo, o correto seria dizer “alimento
fabricado sem a adição de produtos nocivos à saúde”.
Lembre-se de que, além de defender seus direitos, como cidadão
você tem o dever de agir corretamente no seu dia-a-dia. Um exemplo
importante de exercício de cidadania é o de não agredir o meio am-
biente, por isso:
• não desperdice água, alimentos, materiais domésticos etc. Isso
reduzirá a quantidade de lixo a ser recolhido pela prefeitura;
• recicle papel, vidro, metais e plásticos. Com essa atitude, reapro-
veitamos materiais e economizamos energia;
• não polua, descartando corretamente materiais nocivos ou peri-
gosos, como, por exemplo, as pilhas elétricas.
Você pode observar
Cotidianamente somos enganados por propagandas que anunciam vendas
a prazo “sem juros”; regimes milagrosos para emagrecer; ginásticas que nos
tornam “fortes sem fazer força” etc.
GARFIELD JIM DAVIS
A QUÍMICA E A CIDADANIA
Em um lixão, podem ser encontrados
restos de comida, materiais
recicláveis e materiais tóxicos.
Recipientes de coleta seletiva para
material reciclável.
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Reduzir o desperdício de água por meio da
racionalização do seu consumo é vital para a
sobrevivência da humanidade.
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• Fundamentos da Química
1 Cite três materiais comuns retirados do solo.
2 Cite três materiais gasosos que você conhece.
3 Mencione um metal empregado na fabricação de:
a) lata de refrigerante; c) condutor elétrico.
b) joia;
4 De que modo o fogo foi utilizado pelos seres humanos
primitivos?
5 Mencione uma forma de produção de energia e uma de
suas aplicações.
6 Quais são os combustíveis usados no Brasil para a movi-
mentação de veículos?
7 Cite três produtos normalmente encontrados no lixo
domiciliar.
8 (Mackenzie-SP) Assinale, dentre os materiais abaixo, aque-
le que, se for depositado em lixões, não contaminará o
solo ou o lençol freático.
a) Bateria de celular. d) Lixo hospitalar.
b) Vidro incolor. e) Lâmpada de mercúrio.
c) Pilha comum.
9 (Enem-MEC) A produção agrícola brasileira evoluiu, na
última década, de forma diferenciada. No caso da cultu-
ra de grãos, por exemplo, verifica-se nos últimos anos
um crescimento significativo da produção da soja e do
milho, como mostra o gráfico.
a) A Química estuda a e suas , as da matéria e a envolvida nessas transformações.
b) Um dos conceitos de em Química refere-se às tentativas de e alguns materiais e 
em novos produtos.
c) Duas atitudes importantes para reduzir a agressão ao meio ambiente são não e os materiais.
REVISÃO
Você pode pesquisar
1. Procure saber se há ingredientes nocivos usados na fabricação de pães.
2. Pesquise um tipo de poluição ambiental e descreva as medidas para reduzi-la.
EXERCÍCIOS
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Fonte: Ministério de Agricultura e Produção Agropecuária.
Soja Milho Arroz Feijão
b) a produção de feijão foi a maior entre as diversas cul-
turas de grãos.
c) a cultura do milho teve taxa de crescimento superior
à da soja.
d) as culturas voltadas para o mercado mundial decres-
ceram.
e) as culturas voltadas para a produção de ração animal
não se alteraram.
10 (Enem-MEC) No verão de 2000 foram realizadas, para
análise, duas coletas do lixo deixado pelos frequentadores
em uma praia no litoral brasileiro. O lixo foi pesado, se-
parado e classificado. Os resultados das coletas feitas es-
tão na tabela a seguir.
Pelos dados do gráfico é possível verificar que, no perío-
do considerado:
a) a produção de alimentos básicos dos brasileiros cres-
ceu muito pouco.
DADOS OBTIDOS (em área de cerca de 1.900 m2)
COLETA DE LIXO 1a coleta 2a coleta
PESO TOTAL 8,3 kg 3,2 kg
Itens de plástico 399 (86,4%) 174 (88,8%)
Itens de vidro 10 (2,1%) 3 (1,6%)
Itens de metal 14 (3,0%) 7 (3,6%)
Itens de papel 17 (3,7%) 6 (3,0%)
Número de pessoas na praia 270 80
Adaptado de Ciência Hoje.
Embora fosse grande a venda de bebidas em latas nessa
praia, não se encontrou a quantidade esperada dessas em-
balagens no lixo coletado, o que foi atribuído à existência
de um bom mercado para a reciclagem de alumínio. Consi-
derada essa hipótese, para reduziro lixo nessa praia, a inicia-
tiva que mais diretamente atende à variedade de interesses
envolvidos, respeitando a preservação ambiental, seria:
a) proibir o consumo de bebidas e de outros alimentos
nas praias.
b) realizar a coleta de lixo somente no período noturno.
c) proibir a comercialização apenas de produtos com em-
balagem.
d) substituir embalagens plásticas por embalagens de vidro.
e) incentivar a reciclagem de plásticos, estimulando seu
recolhimento.
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Capítulo 1 • O MUNDO QUE NOS RODEIA
LEITURA
O PLANETA TERRA
Todos os seres vivos habitam apenas uma
“película” da Terra, que se assemelha, em pro-
porções, à casca de uma maçã. Essa película é
uma região denominada biosfera (do grego:
bios, vida; sphaira, esfera). É importante tam-
bém notar que todos os seres vivos só sobrevi-
vem à custa do que é retirado do ar (atmosfe-
ra), da água (hidrosfera) e do envoltório sóli-
do (litosfera). Do espaço exterior, porém, nos
chega a energia solar, sem a qual não existiria
na Terra a vida tal qual a conhecemos.
A atmosfera é formada principalmente por
nitrogênio e oxigênio. A hidrosfera é a “capa”
de água que envolve a Terra. Encontra-se na for-
ma sólida (gelo, nas altas montanhas, nas ge-
leiras, nos icebergs etc.), na forma líquida (ocea-
nos, rios, lagos, água subterrânea etc.) ou na
forma gasosa (como na umidade do ar, por
exemplo). A litosfera ou crosta terrestre é co-
nhecida, com relativa precisão, somente até
poucos quilômetros de profundidade. É forma-
da por rochas, minerais, minérios etc., onde apa-
recem, em maior quantidade, o oxigênio, o silí-
cio, o alumínio e o ferro.
Isso é tudo de que a humanidade dispõe
para sobreviver. Portanto é fundamental não
explorar excessivamente os recursos naturais
e reduzir a poluição.
Atmosfera (ar)
Hidrosfera
(a água cobre 75%
da superfície terrestre)
Litosfera
(crosta terrestre)
Atmosfera
Manto (rochas)
Crosta (litosfera)
+ 800 km
Superfície
– 30 km
– 5.000 km
– 6.300 km
Núcleo
(Fe, Ni)
11 O que é biosfera?
12 De onde são retirados todos os materiais necessários à
vida humana?
13 Qual é a fonte de energia mais importante para a huma-
nidade?
14 (Enem-MEC) Se compararmos a idade do planeta Terra,
avaliada em quatro e meio bilhões de anos (4,5 � 109 anos),
com a de uma pessoa de 45 anos, então, quando co-
meçaram a florescer os primeiros vegetais, a Terra já te-
ria 42 anos. Ela só conviveu com o homem moderno nas
últimas quatro horas e, há cerca de uma hora, viu-o co-
meçar a plantar e a colher. Há menos de um minuto per-
cebeu o ruído de máquinas e de indústrias e, como de-
nuncia uma ONG de defesa do meio ambiente, foi nes-
ses últimos sessenta segundos que se produziu todo o
lixo do planeta!
I. O texto acima, ao estabelecer um paralelo entre a ida-
de da Terra e a de uma pessoa, pretende mostrar que:
a) a agricultura surgiu logo em seguida aos vegetais, per-
turbando desde então seu desenvolvimento.
Questões sobre a leitura
b) o ser humano só se tornou moderno ao dominar a
agricultura e a indústria, em suma, ao poluir.
c) desde o surgimento da Terra, são devidas ao ser hu-
mano todas as transformações e perturbações.
d) o surgimento do ser humano e da poluição é cerca de
dez vezes mais recente que o do nosso planeta.
e) a industrialização tem sido um processo vertiginoso,
sem precedentes em termos de dano ambiental.
II. O texto permite concluir que a agricultura começou
a ser praticada há cerca de:
a) 365 anos d) 10.000 anos
b) 460 anos e) 460.000 anos
c) 900 anos
III. Na teoria do Big Bang, o Universo surgiu há cerca de
15 bilhões de anos, a partir da explosão e expansão
de uma densíssima gota. De acordo com a escala pro-
posta no texto, essa teoria situaria o início do Univer-
so há cerca de:
a) 100 anos d) 1.500 anos
b) 150 anos e) 2.000 anos
c) 1.000 anos
Capítulo
Refletindo sobre os tópicosTópicos do capítulo
• Água com muito sal se transforma em gelo? Por quê?
• Por que os icebergs flutuam na água do mar?
• Existe química quando fazemos um bolo ou preparamos um café?
• O que o coador de café, o aspirador de pó e o filtro de água têm
em comum?
• Como se obtém o sal da água do mar?
• É possível obter ar líquido?
1 As mudanças de estado físico
2 As medições na vida diária e na
ciência
3 Substâncias puras
4 Misturas
5 Separação dos componentes
de uma mistura
6 Equipamentos de laboratório
7 A segurança nos laboratórios
de Química
Leitura – O tratamento da água
A matéria e suas
transformações2
� Indústria de refino de petróleo. � Combustíveis que movem o mundo. � As indústrias de transformação fabricam
os componentes dos automóveis.
* Fonte: CNI. Disponível em http://www.cni.org.br, acessado em 14/05/2005.
** Fonte: CEMPRE. Disponível em http://www.cempre.org.br, acessado em 04/08/2005.
� Usina de reciclagem de plásticos.
No Brasil, 17,5% da quantidade de
plásticos fabricada anualmente é
reciclada. Este índice é próximo ao da
comunidade europeia, que é de 22%**.
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TAO domínio das técnicas de refino do petróleo possibilitou
a utilização dos combustíveis, como a gasolina, o diesel e o
querosene, bem como o extraordinário desenvolvimento
de novos materiais nas indústrias de transformação
(plásticos, espumas, fios sintéticos etc.).
No Brasil, em 2003, o refino de petróleo, somado à
produção de álcool, plásticos e borrachas, totalizou
aproximadamente 348 mil empregos diretos*. Essas
tecnologias garantem um grande conforto à sociedade,
porém o enorme desafio, hoje e sempre, é o consumo
responsável da energia e a reciclagem de materiais.
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
1 AS MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Os estados sólidos (exemplo: gelo), líquido (exemplo: água) e gasoso (exemplo: vapor de água)
são chamados de estados físicos ou estados de agregação da matéria.
Você pode observar
O gelo se derrete quando o tiramos da geladeira, transformando-se em
água. A água ferve numa chaleira aquecida no fogão, transformando-se em va-
por de água.
1.1. As mudanças de estado físico da água
As mudanças de estado físico, ou seja, as passagens de um estado físico para outro, podem ser
representadas pelo seguinte esquema:
O esquema resume as seguintes definições:
• Fusão é a passagem do estado sólido para o líquido.
• Solidificação é a passagem do estado líquido para o sólido.
• Vaporização é a passagem do estado líquido para o gás ou vapor.
• Evaporação é a vaporização lenta, que ocorre na superfície do líquido, sem agitação nem
surgimento de bolhas.
• Ebulição é a vaporização rápida, com agitação do líquido e aparecimento de bolhas.
• Liquefação é a passagem do gás para o estado líquido.
• Condensação é a passagem do vapor para o estado líquido.
• Sublimação é a passagem do estado sólido diretamente para o gasoso ou do estado gasoso
diretamente para o sólido.
SÓLIDO
(ex.: gelo)
LÍQUIDO
(ex.: água)
Fusão
Solidificação
GÁS ou VAPOR
(ex.: vapor de água)
Sublimação
Liquefação
(condensação)
Vaporização
(evaporação)
(ebulição)
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• Fundamentos da Química
1.2. O diagrama de mudanças de estado físico
Os cientistas acompanham as mudanças de estado físico com mais cuidados, usando um termô-
metro, de acordo com o seguinte esquema:
� calor � calor
Gelo Água líquida Água em ebulição
Aquecimento lento e gradativo, com o passar do tempo
Se essa experiência for realizada ao nível do mar, com variaçãolenta da temperatura e usando-se
água pura, iremos verificar que o gelo se derrete a 0 °C e a água ferve a 100 °C.
Se essas observações forem transportadas para um gráfico, teremos o chamado diagrama de
mudanças de estado físico:
Nesse gráfico, notamos dois trechos horizontais
(dois patamares). O primeiro patamar do gráfico ex-
prime o fato de que a fusão do gelo ocorre à tempera-
tura constante de 0 °C, que é a temperatura de fusão
ou ponto de fusão (PF) do gelo. Do mesmo modo, o
segundo patamar indica que a ebulição da água ocor-
re à temperatura constante de 100 °C, que é a tempe-
ratura de ebulição ou ponto de ebulição (PE) da água.
Essas mudanças de estado que acontecem com a
água valem também para outros materiais puros, e
ao nível do mar de acordo com a tabela ao lado.
1.3. Os cuidados na ciência
Tudo o que foi dito no item anterior não vale se a água (ou outro material) não for pura. Assim,
por exemplo, a água contendo muito sal dificilmente irá solidificar numa geladeira doméstica, pois a
solidificação só ocorrerá bem abaixo de 0 °C. E essa mesma água só irá ferver acima de 100 °C ao nível
do mar. No gráfico da página seguinte podemos constatar que, nesses casos, não haverá os patamares
verificados no diagrama de mudanças de estado físico.
Temperatura (°C)
Neste trecho
só existe
gelo (sólido),
cuja temperatura
está subindo.
Trecho de
fusão:
coexistem
gelo e água
à temperatura
constante (0 °C).
Neste trecho
só existe
água (líquido),
cuja temperatura
está subindo.
Trecho de
ebulição:
coexistem
água e vapor
à temperatura
constante
(100 °C).
Neste trecho
só existe
vapor de água,
cuja temperatura
está subindo.
Ge
lo
Gelo + água
Ág
ua
Água + vapor Va
por
 de
 ág
ua
Tempo
Iníci
o da
 fusã
o (0 
°C)
Fim 
da e
buliç
ão (1
00 °C
)
Iníci
o da
 ebu
lição
 (100
 °C)
Fim 
da fu
são (
0 °C)
PE = 100 °C
(temperatura
de ebulição)
PF = 0 °C
(temperatura
de fusão)
Álcool �114,1 �78,5
Acetona �94,0 �56,5
Chumbo �327,0 �1.740,0
Ferro �1.535,0 �2.750,0
Cromo �1.097,0 �2.671,0
Níquel �1.453,0 �2.732,0
Material
puro
Ponto de ebulição (°C)
a 1 atm
Fonte: Disponível em www.if.ufrj.br (acessado em 11/05/2005).
Ponto de
fusão (°C)
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
É necessário salientar também que
a água pura irá ferver a temperaturas in-
feriores a 100 °C se a experiência for rea-
lizada em localidades acima do nível do
mar. Isso acontece porque a ebulição de-
pende da pressão do ar atmosférico
exercida sobre o material em estudo.
Por isso os cientistas têm o cui-
dado de considerar todas as condições
e fatores que possam interferir no es-
tudo de qualquer fenômeno e alterar
seus resultados.
Temperatura
Final da ebulição
Final da fusão
Tempo
Faixa de fusão
Faixa de
ebulição
Início da fusão
Início da ebulição
a) Estado físico (ou de agregação) é a forma na qual a matéria se apresenta, a saber: , ou .
b) Mudança de estado físico (ou de agregação) é qualquer uma das passagens entre os estados , 
ou .
c) Fusão é a mudança de para .
d) Vaporização é a mudança de para ou .
e) Liquefação é a mudança de ou para .
f) Solidificação é a mudança de para .
g) Sublimação é a mudança do estado para o estado ou vice-versa.
REVISÃO
Você pode pesquisar
1. Quais são os pontos de fusão e de ebulição
dos seguintes materiais a 1 atm:
a) gás carbônico; d) alumínio;
b) benzeno; e) cobre;
c) nitrogênio; f) ouro.
Qual é o estado físico de cada um desses ma-
teriais à temperatura de 20 °C.
EXERCÍCIOS
1 (UGF-RJ) O aquecimento global já apresenta sinais vi-
síveis em alguns pontos do planeta. Numa ilha do
Alasca, na aldeia de Shishmaret, por exemplo, as ge-
leiras já demoram mais a congelar, no inverno; des-
congelam mais rápido, na primavera; e há mais
icebergs. Desde 1971, a temperatura aumentou, em
média, 2 °C.
As mudanças de estados descritas no texto, são, respecti-
vamente:
a) solidificação e fusão.
b) solidificação e condensação.
c) sublimação e solidificação.
2. Quais são os pontos de ebulição da água:
a) em São Paulo, onde a pressão atmosféri-
ca é igual a 700 mmHg;
b) na Cidade do México, com pressão atmos-
férica de 580 mmHg;
c) no monte Everest, com pressão atmosfé-
rica de 240 mmHg.
d) solidificação e ebulição.
e) fusão e condensação.
2 (Univali-SC) Resfriando-se progressivamente água desti-
lada, quando começar a passagem do estado líquido para
o sólido, a temperatura:
a) permanecerá constante, enquanto houver líquido
presente.
b) permanecerá constante, sendo igual ao ponto de
condensação da substância.
c) diminuirá gradativamente.
d) permanecerá constante, mesmo depois de todo o lí-
quido desaparecer.
e) aumentará gradativamente.
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• Fundamentos da Química
Você pode observar
A vida diária é repleta de medições. Medimos o comprimento de um tecido;
a distância entre cidades; a área de um terreno; o volume de água gasto em
nossa casa etc.
2 AS MEDIÇÕES NA VIDA DIÁRIA E NA CIÊNCIA
3 (Cesgranrio-RJ) Um cientista recebeu uma substância des-
conhecida, no estado sólido, para ser analisada. O gráfi-
co abaixo representa o processo de aquecimento de uma
amostra dessa substância.
Temperatura (°C)
Tempo (min)
20
40
60
80
100
20 6040
10
0
30
50
70
90
10 30 50
Temperatura (°C)
Tempo (min)
80
60
40
20
0 20 40 60 80
A B
Temperatura
40 °C
(temperatura
dada)
Etanol Éter etílico
PE � 34 °C
PE � 78 °C
PF � �116 °C
PF � �117 °C
G
as
os
o
G
as
os
o
Lí
q
ui
do
Lí
q
ui
do
Só
lid
o
Só
lid
o
Pela análise dos dados da tabela, medidos a 1 atm,
podemos afirmar que, à temperatura de 40 °C e 1 atm:
a) o éter e o etanol encontram-se na fase gasosa.
b) o éter encontra-se na fase gasosa e o etanol na
fase líquida.
c) ambos encontram-se na fase líquida.
d) o éter encontra-se na fase líquida e o etanol na
fase gasosa.
e) ambos encontram-se na fase sólida.
Resolução
Vamos transportar os dados do problema para um
esquema representando a temperatura dada (40 °C)
e os pontos de fusão e de ebulição do etanol e do
éter etílico.
Analisando o gráfico, podemos concluir que a amostra
apresenta:
a) duração da ebulição de 10 minutos.
b) duração da fusão de 40 minutos.
c) ponto de fusão de 40 °C.
d) ponto de fusão de 70 °C.
e) ponto de ebulição de 50 °C.
4 (Fatec-SP) Com base no diagrama abaixo, que represen-
ta as curvas de aquecimento de duas amostras sólidas,
ao longo do tempo, é correto afirmar que:
a) sob pressão de 1 atm, a amostra A poderia ser a água
pura.
b) as amostras A e B são substâncias puras.
c) o ponto de ebulição das amostras A e B é igual.
d) nas temperaturas de fusão de A ou de B temos mistu-
ras de sólido e líquido.
e) o ponto de fusão da substância A é superior a 75 °C.
EXERCÍCIO RESOLVIDO
5 (Mackenzie-SP)
Etanol �117 78
Éter etílico �116 34
Ponto de
ebulição (°C)
Ponto de
fusão (°C)Substância
Veja que a linha tracejada horizontal corresponden-
te a 40 °C corta a linha do etanol na região do líqui-
do e a linha do éter etílico na região do gasoso.
Alternativa b
6 (Fuvest-SP) Considere a tabela a seguir:
Qual é o estado físico dessas substâncias à temperatura
ambiente?
Observação: considere 20 °C como a temperatura am-
biente.
Ponto de fusão (°C) Ponto de ebulição (°C)
Oxigênio �218,4 �183
Fenol 43 182
Pentano �130 36,1
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
2.1. As medições na ciência
No campo da ciência, as medições são muito importantes. Medimos massa, volume, temperaturas
e inúmeras outras grandezas. Portanto:
Grandeza é tudo aquilo que pode ser medido.
Lembre-se também de que, na experiência de fusão do gelo e vaporizaçãoda água, as temperatu-
ras foram medidas com o auxílio da unidade graus Celsius (°C). Generalizando, dizemos que:
Unidade é uma grandeza escolhida arbitrariamente como padrão.
Em ciência são usadas, de preferência, as unidades do chamado Sistema Internacional de Unida-
des (SI). O sistema métrico decimal, adotado no Brasil, está incluído no SI.
Veja alguns exemplos de unidades do SI:
• a unidade de tempo é o segundo (s): seus múltiplos são o minuto (1 minuto � 60 segundos), a
hora (1 hora � 60 minutos) etc.;
• a unidade de massa é o quilograma (kg): um múltiplo usual é a tonelada (1 tonelada � 1.000 kg);
dois submúltiplos usuais são o grama (1 grama � 0,001 kg ou 10�3 kg) e o miligrama (1 miligra-
ma � 0,001 g ou 10�3 g).
• a unidade de comprimento é o metro (m): um múltiplo usual é o quilômetro (1 quilôme-
tro � 1.000 m ou 103 m); um submúltiplo usual é o centímetro (1 centímetro � 0,01 m ou 10�2 m).
São unidades derivadas do comprimento:
• área: por exemplo, 1 metro quadrado (1 m2);
• volume: por exemplo, 1 centímetro cúbico (1 cm3).
No caso das medidas de volume, também usamos o litro
(1 L � 1.000 cm3) e o mililitro (1 mL � 1 cm3 � 0,001 L).
Por fim, lembramos que as medições na ciência devem ser cui-
dadosas, exigindo, portanto, aparelhos (instrumentos) de medida
cada vez mais precisos.
1 m
1 m
1 m2
1 cm
1 cm
1 cm
1 cm3
Esta balança de precisão permite
realizar medições de massa com
precisão de centésimos de grama.
Este cronômetro permite realizar
medições de tempo com precisão
de centésimos de segundo.
Este microscópio eletrônico permite realizar
medições de comprimento com precisão da
ordem da bilionésima parte do metro.
O MAGO DE ID PARKER & HART
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Unidades de área e de volume
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• Fundamentos da Química
2.2. Uma medição importante: a densidade
Para satisfazer às exigências da vida diária (e também da ciência), novas medições foram criadas ao
longo do tempo. Comumente dizemos, por exemplo, que o chumbo “pesa” mais do que a madeira.
Porém, enquanto 1 kg de chumbo afunda na água, 1 kg de madeira flutua. É fácil perceber, porém, que
tal comparação só se torna justa e racional quando feita entre volumes iguais:
1 cm3 de madeira tem
massa entre 0,60 g e 0,80 g.
1 cm3 de água
tem massa de 1 g.
1 cm3 de ferro
tem massa de 7,86 g.
1 cm3 de chumbo
tem massa de 11,34 g.
Dessa comparação surge o conceito de densidade dos materiais, entendida como a massa dos
“pedaços” iguais (volumes iguais) dos vários materiais (no exemplo acima, pequenos cubos de volume
igual a 1 cm3). Matematicamente, essa ideia corresponde à seguinte definição:
Densidade é o quociente da massa pelo volume do material (a uma dada temperatura).
Essa definição é expressa pela seguinte fórmula:
É importante ainda observar que a densidade varia
com a temperatura, pois o volume de um corpo muda de
acordo com a temperatura, embora a massa permaneça a
mesma. Por isso é fundamental que, em informações cien-
tíficas, se expresse, por exemplo, que a densidade do chum-
bo é de 11,34 g/cm3, a 20 °C.
O conceito de densidade explica o fenômeno de flu-
tuação dos corpos nos líquidos. Assim, por exemplo, um
iceberg (como o da foto A) flutua no mar porque a densi-
dade do gelo (0,92 g/cm3) é menor do que a densidade da
água do mar (1,03 g/cm3).
A medição das densidades dos líquidos é feita pelo
densímetro (figura B) — tubo de vidro graduado, cuja parte
inferior é mais larga e “pesada” do que a superior. Coloca-
do num líquido, o densímetro afunda mais ou menos, e a
graduação da haste, que coincide com o nível líquido, nos
dá a densidade do líquido.
Os densímetros são usados, por exemplo, em postos
de gasolina, para medir a densidade do álcool vendido, e
em cooperativas de leite, para comprovar a qualidade do
leite negociado.
2.3. A importância dos gráficos no dia-a-dia
É muito comum e importante expressar o resultado das
medições por meio de gráficos. Veja, por exemplo, ao lado, o
gráfico que mostra a variação da densidade da água com a
temperatura. É interessante notar que o maior valor da densi-
dade para a água ocorre quando a temperatura é de 4 °C.
Diariamente encontramos, em jornais e revistas, uma
série de gráficos mostrando relações entre fatos do cotidia-
no. Observe os exemplos a seguir.
Água
d � 1,0 g/cm3
31
21
11
01
90
Densidade (g/cm3)
Temperatura (°C)
1,0000
0,9999
0,9998
0,9997
0,9996
0 2 4 6 8 10
Iceberg na Antártida.
Densímetro.
A
B
M
U
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O
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O
B
R
E
D
O
 / 
C
ID
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V
 �
m � massa da substância (em g)
sendo V � volume da substância (em cm3 ou mL)
d � densidade (em g/cm3 ou g/mL)
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
Você pode fazer
Não cheire nem experimente o gosto de substâncias desconhecidas.
Cuidado com as substâncias tóxicas e/ou inflamáveis.
Cuidado com respingos na pele e nos olhos.
Volume inicial (Vi)
Água
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE
DE UM SÓLIDO
Material necessário:
• uma balança para determinar a massa de ob-
jetos pequenos;
• um cilindro de vidro graduado em cm3 (ou
um recipiente doméstico com graduação de
volume);
• alguns materiais sólidos e maciços, como, por
exemplo, um parafuso de ferro, um pedaço
de granito, uma bola de gude etc.
Observação: Não use materiais sólidos menos
densos que a água ou que se dissolvam nela.
Procedimento:
• Determine, com cuidado, a massa de cada
objeto sólido escolhido.
• Coloque água no cilindro graduado até cerca
de 1
3
 de sua capacidade e leia o volume
atingido, na graduação do cilindro. Esse será
o volume inicial Vi.
1990
Fonte: Embratur.
1991
1,1
1,2 1,7
1,8 1,9
2,0 2,7
2,9
4,8
5,1 5,3
4,9
3,8
1992 1993 1994 1995
Entrada de turistas no Brasil
Em milhões
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
4,1
4,7
Dívida externa do Brasil
250
200
150
100
50
0
Em bilhões de dólares
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
Fonte: Banco Central do Brasil.
Volume final (Vf)
Objeto sólido
Água
• Coloque o objeto sólido no cilindro com cui-
dado. Você perceberá que o nível da água irá
subir. A seguir, leia o novo volume atingido
pela água. Esse será o volume final Vf.
Cálculos:
A diferença entre os volumes final e inicial
(Vf � Vi) indica o volume do sólido usado.
Como sua massa já foi determinada, podemos
encontrar a densidade desse sólido por meio
da fórmula:
d m
V V
 
 f i
�
�
Questões:
1. Quais são os valores de densidade para cada
um dos materiais sólidos que você escolheu?
2. Compare, por meio de uma pesquisa, os va-
lores obtidos na questão anterior com valo-
res fornecidos em uma tabela de densidade.
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• Fundamentos da Química
EXERCÍCIO RESOLVIDO
EXERCÍCIO RESOLVIDO
EXERCÍCIOS
EXERCÍCIO RESOLVIDO
7 Uma lata contém 450 gramas (g) de leite em pó.
Qual a massa do produto em quilogramas (kg)?
Resolução
Sabendo que 1 kg equivale a 1.000 g, temos:
8 Um caminhão carrega 12 toneladas de carga. A quantos
quilogramas corresponde essa carga?
9 Qual é a massa em miligramas (mg) de um transistor de
massa igual a 2 � 10�2 grama?
1.000 g 1kg
450 g x
x � 0,450 kg
10 A quantos mL (ou cm3) corresponde o volume de
3,5 litros de água?
Resolução
Sabendo que 1 litro (L) corresponde a 1.000 mL
(ou cm3), temos:
1 L 1.000 mL
3,5 L x
x � 3.500 mL
11 Um vagão de trem transporta 5,5 m3 de gás natural.
A quantos litros corresponde esse volume?
12 A quantos litros corresponde um copo de refrigerante de
350cm3?
13 (FMU/Fiam-Faam/Fisp-SP) Um vidro contém 200 cm3
de mercúrio de densidade 13,6 g/cm3. A massa de
mercúrio contido no vidro é:
a) 0,80 kg d) 27,2 kg
b) 0,68 kg e) 6,8 kg
c) 2,72 kg
Resolução
Dizer que a densidade do mercúrio é 13,6 g/cm3
significa dizer que 1 cm3 de mercúrio pesa 13,6 g.
Daí surge a relação:
Alternativa c
1 cm3 13,6 g
200 cm3 x
x � 2.720 g
ou 2,72 kg
14 Um cubo de cobre tem aresta igual a 2,5 cm. Sua massa
é igual a 140 g. Qual é a densidade do cobre?
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
15 (UFPE) Para identificar três líquidos — de densidades 0,8,
1,0 e 1,2 — o analista dispõe de uma pequena bola de
densidade 1,0. Conforme a posição das bolas apresenta-
das no desenho a seguir, podemos afirmar que:
1 2 3
a) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam
densidades 0,8, 1,0 e 1,2.
b) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam
densidades 1,2, 0,8 e 1,0.
c) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam
densidades 1,0, 0,8 e 1,2.
2a etapa → mistura II
Na mistura obtida, dissol-
veram-se três colheres de
açúcar.
2a observação
A semente subiu para a
superfície do líquido.
1a etapa → mistura I
Ao se espremer o limão
sobre a água, uma semen-
te escapou e caiu no copo.
1a observação
A semente imediatamen-
te afundou na mistura.
d) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam
densidades 1,2, 1,0 e 0,8.
e) os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam
densidades 1,0, 1,2 e 0,8.
16 (Mackenzie-SP) No preparo de uma limonada em duas
etapas, foram feitas as seguintes observações:
a) Grandeza é tudo que pode ser .
b) Unidade é uma escolhida arbitrariamente como .
c) No Sistema Internacional de Unidades (SI), o tempo é medido em , a massa em e o comprimen-
to em .
d) São unidades usuais de volume o e o ou .
e) Densidade é o quociente da pelo do material.
REVISÃO
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
3
Das observações 1 e 2, pode-se concluir que a densidade
da semente é:
a) menor que a densidade do suco de limão mais água.
b) menor que a densidade do suco de limão mais água e
açúcar.
c) igual à densidade do suco de limão.
d) maior que a densidade do suco de limão mais água e
açúcar.
e) igual à densidade da água mais açúcar.
17 (Fatec-SP) O volume ocupado
por qualquer amostra de água
depende da temperatura da
amostra. O gráfico ao lado re-
presenta a variação do volume
de certa amostra de água em
função da sua temperatura.
Analisando-se o gráfico, pode-
-se concluir que a densidade
da água:
a) cresce com o aumento do volume.
b) varia linearmente com a temperatura.
Volume (mL)
Temperatura (�C)
0 1 2 3 4 5 6 7
c) não varia com a temperatura.
d) é mínima a 0 °C.
e) é máxima a 4 °C.
18 (Enem-MEC) A gasolina é vendida por litro, mas, em sua
utilização como combustível, a massa é o que importa.
Um aumento da temperatura do ambiente leva a um au-
mento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos
práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina
são subterrâneos. Se os tanques não fossem subterrâneos:
I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora
mais quente do dia, pois estaria comprando mais massa
por litro de combustível.
II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você
estaria comprando mais massa de combustível para
cada litro.
III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro,
o problema comercial decorrente da dilatação da ga-
solina estaria resolvido.
Dessas considerações, somente:
a) III é correta. c) I está correta.
b) II e III são corretas. d) I e II são corretas.
SUBSTÂNCIAS PURAS
Na ciência, a definição de substância pura deve ser precisa. Recorre-se então às chamadas proprie-
dades específicas, que são particulares e exclusivas de cada material, como, por exemplo, ponto de
fusão, ponto de ebulição e densidade. As medidas dessas propriedades específicas, como têm valores
fixos e constantes para cada material, são denominadas constantes físicas. Muitas outras constantes
físicas ajudam a identificar, com mais precisão, cada material, como, por exemplo:
• calor específico — quantidade de calor necessária para aumentar em 1 °C a temperatura de 1 g
do material (1 g de água, por exemplo, necessita de 1 caloria para ter sua temperatura aumenta-
da 1 °C; dizemos, então, que o calor específico da água é 1 cal/g � °C);
• solubilidade — a maior massa (por exemplo, em gramas) de material que podemos dissolver em
dada quantidade de um líquido (geralmente expressa em litros), a determinada temperatura
(por exemplo, podem-se dissolver, no máximo, 365 g de sal comum em 1 L de água a 20 °C).
Quando um material apresenta constantes físicas bem definidas e invariáveis e não contém outros
materiais, ele é denominado substância pura.
Substância pura (ou simplesmente substância) é um material único, que não contém
outros materiais e que apresenta constantes físicas bem definidas.
A água e o sal são exemplos de substância pura, pois apresentam constantes físicas bem definidas. Veja:
Você pode observar
As ideias de puro e impuro (ou poluído) estão sempre presentes em nosso
cotidiano. Assim, dizemos: o ar da montanha é puro; a água está poluída, pois
tem um gosto estranho etc.
Identificação da água
Líquido incolor
Ponto de fusão � 0 °C
Ponto de ebulição � 100 °C ao nível do mar
Densidade � 1 g/cm3 a 4 °C ao nível do mar
Calor específico � 1 cal/g � °C
Identificação do sal comum (cloreto de sódio)
Sólido branco, inodoro, sabor peculiar
Ponto de fusão � 801 °C
Ponto de ebulição � 1.460 °C
Densidade � 2,18 g/cm3
Solubilidade � 365 g do sal por litro de água a 20 °C
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• Fundamentos da Química
4 MISTURAS
Você pode observar
O ato de misturar é comum em nosso dia-a-dia. Misturamos vários ingredien-
tes para fazer um bolo. Dissolvemos açúcar no café. A própria natureza apresenta
materiais misturados como a água do mar e as rochas que encontramos no solo.
As constantes físicas são catalogadas em livros e tabelas especiais. Os químicos se baseiam nelas
tanto para identificar as substâncias como também para constatar sua pureza. Por esse motivo se diz
que as constantes físicas são utilizadas como critérios de pureza das substâncias químicas.
a) Propriedade específica é a propriedade de um material.
b) Calor específico é a quantidade de necessária para aumentar em a temperatura de 
do material.
c) Solubilidade é a maior de material que podemos em uma dada quantidade de um , a
uma certa .
d) Substância (pura) é o material que apresenta constantes bem .
e) Quando testamos a pureza de uma substância, as constantes físicas são utilizadas como .
REVISÃO
19 (UFMG) Uma amostra de uma substância pura X teve
algumas de suas propriedades determinadas. Todas as
alternativas apresentam propriedades que são úteis para
identificar essa substância, exceto:
a) densidade. d) temperatura de ebulição.
b) massa da amostra. e) temperatura de fusão.
c) solubilidade em água.
20 (Fuvest-SP) Quais das propriedades a seguir são as mais
indicadas para verificar se é pura uma certa amostra sóli-
da de uma substância conhecida?
a) Cor e densidade.
b) Cor e dureza.
EXERCÍCIOS
c) Ponto de fusão e densidade.
d) Cor e ponto de fusão.
e) Densidade e dureza.
21 (Mackenzie-SP) O valor do ponto de ebulição determi-
nado experimentalmente numa amostra de uma certa
substância mostrou-se maior do que o valor encontrado
em tabelas. Essa diferença pode ser atribuída ao fato de
que, no experimento, usou-se:
a) um combustível de alto poder calorífico.
b) uma quantidade de substância muito grande.
c) uma quantidade de substância muito pequena.
d) uma substância composta.
e) uma substância contendo impurezas.
4.1. O conceito de mistura
Podemos dizer que:
Mistura é a associação de duas ou mais substâncias.Cada substância que compõe uma mistura é denominada compo-
nente. Assim, por exemplo, num copo com água açucarada existem
dois componentes — a água e o açúcar.
Numa mistura, como a de água e açúcar, por exemplo, pode-se
dissolver mais ou menos açúcar na água (até certo limite). Isso mostra
que as misturas não têm composição fixa; consequentemente não apre-
sentam constantes físicas definidas (como ponto de fusão, ponto de
ebulição, densidade etc.), como acontece com as substâncias puras.
Na água mineral existem várias
substâncias dissolvidas, como
cálcio, magnésio e o potássio.
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
4.2. Tipos de misturas
As misturas podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas, de acordo com as defini-
ções a seguir.
Mistura homogênea é a que apresenta aspecto uniforme e propriedades iguais em
todos os seus pontos.
As misturas homogêneas são também chamadas de soluções. É o que acontece com a mistura da
água com o açúcar — é límpida, transparente, uniforme e tem o mesmo gosto açucarado em qualquer
um de seus pontos.
Mistura heterogênea é a que apresenta aspecto não uniforme e propriedades variá-
veis de um ponto a outro.
É o que ocorre num copo com água e óleo. A camada de óleo apre-
senta propriedades específicas diferentes em relação à água.
É importante notar que o critério de diferenciação entre mistura
homogênea e mistura heterogênea é relativo, pois depende da maneira
como as observamos. Por exemplo, o leite possui aspecto homogêneo
quando visto a olho nu, mas mostra-se heterogêneo quando visto ao
microscópio, pois é possível ver gotículas amarelas de gordura flutuando
num líquido branco. Outro exemplo pode ser o de uma gota de sangue
que, quando vista a olho nu, parece homogênea, porém se mostra hete-
rogênea quando vista ao microscópio (ver foto ao lado).
Assim, à medida que vão sendo construídos microscópios mais poten-
tes, vamos notando que muitos sistemas que nos pareciam homogêneos a
olho nu são, na realidade, heterogêneos. Agora você já começa a compreen-
der por que a ciência exige, muitas vezes, o uso de aparelhos sofisticados.
4.3. O conceito de sistema material
O conceito de sistema material ou simplesmente sistema, visa reunir em uma única ideia todos os
tipos de materiais — tanto as substâncias puras como as misturas. Portanto:
Sistema é qualquer porção limitada de matéria que vai ser submetida a um estudo.
Exemplificando, se vamos estudar uma barra de ferro (sua cor, sua
resistência etc.), dizemos que a barra é o sistema em estudo, e todo o
universo fora dessa barra passa a ser chamado de meio ambiente (ou
ambiente exterior, ou simplesmente ambiente). É importante que entre
o sistema e o meio ambiente existam fronteiras de separação bem defini-
das. Em nosso exemplo, o meio ambiente é o ar que envolve a barra, e a
fronteira de separação é a própria superfície da barra de ferro.
Os sistemas materiais também se classificam em homogêneos e hete-
rogêneos, de acordo com os mesmos critérios já utilizados para as misturas.
Existem misturas especiais que acabam se comportando como se fossem susbtâncias puras, diante dos
fenômenos de fusão/solidificação ou de ebulição/condensação. No primeiro caso, temos uma mistura
eutética (ou, simplesmente, um eutético), que se funde/solidifica à temperatura constante (como no
caso da liga metálica que contém, em massa, 62% de estanho e 38% de chumbo, que se funde à tempe-
ratura constante de 183 °C); no segundo caso, temos uma mistura azeotrópica (ou, simplesmente, um
azeótropo), que ferve/se condensa à temperatura constante (como ocorre com a mistura contendo, em
volume, 96% de álcool comum e 4% de água, que ferve à temperatura constante de 78,1 °C).
OBSERVAÇÃO
Sangue humano visto ao
microscópio eletrônico de
varredura. Nesta imagem há um
glóbulo branco e glóbulos
vermelhos. Imagem colorizada
artificialmente com aumento
aproximado de 2.300 vezes.
Meio ambiente
(ar)
Sistema em estudo
(barra de ferro)
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• Fundamentos da Química
• É muito importante não confundir as fases com os componentes
existentes em um sistema. Assim, no exemplo ao lado, há:
a) três fases — uma fase sólida, que é o gelo; outra fase sólida, que
é o sal não dissolvido; e uma fase líquida, formada pelo sal dissol-
vido e pela própria água;
b) apenas dois componentes — a água (líquida e na forma de
gelo) e o sal (dissolvido ou depositado no fundo do recipiente).
• É também importante notar que uma fase pode estar subdividida
em muitas porções. Se houver, por exemplo, um sistema formado
por água líquida e cinco pedaços de gelo, existirá, mesmo assim, ape-
nas duas fases: uma líquida (a água) e outra sólida (que é o gelo),
fragmentada em cinco pedaços.
OBSERVAÇÕES
4.4. Fases de um sistema material
Por definição:
Fase é cada uma das porções homogêneas de um siste-
ma heterogêneo. A fase pode ser contínua ou fragmentada.
Considere estes exemplos:
• o sistema água/óleo apresenta duas fases líquidas (a água e o óleo),
portanto é um sistema bifásico;
• o granito tem três fases sólidas (o conjunto das regiões brilhantes,
o conjunto das regiões escuras e a massa acizentada), portanto é
um sistema trifásico.
Assim, quanto ao número de fases, os sistemas são classificados em:
• sistemas monofásicos — têm uma única fase (logo são siste-
mas homogêneos);
• sistemas polifásicos — possuem mais de uma fase (portanto, são
sempre sistemas heterogêneos).
Os sistemas polifásicos podem ser bifásicos (formados por duas
fases, como o sistema água/óleo), trifásicos (como o granito), e assim
por diante.
Se você observar cuidadosamente
um pedaço de granito, verá três
porções sólidas e homogêneas.
Óleo de cozinha flutuando sobre
água (há duas porções líquidas
e homogêneas).
Resumindo o que foi estudado até agora, chegamos ao seguinte esquema:
Matéria
Sistema homogêneo
(uma só fase)
Substância pura
(um só componente)
Mistura homogênea
ou solução (mais de
um componente)
Mistura heterogênea
Substância pura (um
só componente)
Sistema heterogêneo
(mais de uma fase)
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Água
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
a) Mistura é a de duas ou mais .
b) Mistura homogênea apresenta aspecto e propriedades em todos os seus pontos.
c) Mistura heterogênea apresenta aspecto e propriedades de um ponto a outro.
d) Soluções são misturas .
e) Sistema é qualquer limitada de , que será submetida a um .
f) Fase é cada uma das porções , que formam um sistema . A fase pode ser ou .
g) Sistemas com uma, duas, três ou mais fases são chamados, respectivamente, de , , e .
REVISÃO
22 (Ufac) A mistura de água e álcool é:
a) homogênea gasosa.
b) heterogênea líquida.
c) homogênea líquida.
d) heterogênea sólida-líquida.
e) simples.
23 (UFSM-RS) Considere as misturas:
I. areia e água;
II. sangue;
III. água e acetona;
IV. iodo dissolvido em álcool etílico.
Classificam-se como homogêneas:
a) apenas I e II. d) apenas III e IV.
b) apenas I e III. e) apenas I, II e III.
c) apenas II e IV.
24 (UFRGS) Açúcar comum (sacarose) e café passado, tão
comuns em nosso dia-a-dia, são exemplos, respectiva-
mente, de
a) substância pura e mistura homogênea.
b) substância composta e mistura heterogênea.
EXERCÍCIOS
c) substância simples e mistura homogênea.
d) substância pura e mistura heterogênea.
e) mistura heterogênea e mistura homogênea.
25 (Ufes) Em um sistema, bem misturado,constituído de
areia, sal, açúcar, água e gasolina, o número de fases é:
a) 2 c) 4 e) 6
b) 3 d) 5
26 (Ufes) Observe a representação dos sistemas I, II e III e
seus componentes. O número de fases em cada um é,
respectivamente:
I IIIII
Óleo, água e
gelo
Água gaseificada
e gelo
Óleo, gelo, água
salgada e granito
a) 3, 2 e 4 c) 2, 2 e 4 e) 3, 3 e 6
b) 3, 3 e 4 d) 3, 2 e 5
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
27 (UCDB-MS) Em um laboratório de Química foram prepa-
radas as seguintes misturas:
I. água /gasolina IV. gasolina/sal
II. água/sal V. gasolina/areia
III. água/areia
Quais dessas misturas são homogêneas?
a) Nenhuma. d) I e II.
b) Somente II. e) II e IV.
c) II e III.
28 (Mackenzie-SP) Constitui um sistema heterogêneo a mis-
tura formada de:
a) cubos de gelo e solução aquosa de açúcar (glicose).
b) gases N2 e CO2.
c) água e acetona.
d) água e xarope de groselha.
e) querosene e óleo diesel.
Observação: Os gases sempre formam misturas homo-
gêneas.
29 Misturando, agitando bem e deixando um certo tempo
em repouso, diga quantas fases surgirão em cada um
dos sistemas:
a) água e álcool.
b) água e éter.
c) água, álcool e acetona.
d) água, álcool e mercúrio.
e) água, gasolina e areia.
30 (UGF-GO) No sistema representado pela figura a seguir, os
números de fases e componentes são, respectivamente:
a) 2 e 2
b) 2 e 3
c) 3 e 2
d) 3 e 3
e) 3 e 4
Óleo
Cubos de gelo
Água
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• Fundamentos da Química
SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES
DE UMA MISTURA
Nos laboratórios e também nas indústrias químicas é fundamental separar os componentes das
misturas até que cada substância pura fique totalmente isolada das demais. Essa separação se chama
desdobramento ou fracionamento ou análise imediata da mistura. Por exemplo:
Você pode observar
Diariamente separamos materiais. Ao escolhermos o feijão, separamos os
grãos de suas impurezas; com um coador, separamos o pó do café; o pedreiro
separa a areia dos pedregulhos com uma peneira; o garimpeiro separa os dia-
mantes do cascalho existente no fundo do rio.
5
No final de desdobramento, devemos verificar se as substâncias foram realmente bem separa-
das. Para essa verificação, usamos as constantes físicas, como já foi explicado na página 19. No
exemplo acima, se a água ficou realmente pura, ela deverá, ao nível do mar, congelar-se a 0 °C,
ferver a 100 °C etc.
Vejamos agora os principais processos de separação de misturas.
5.1. Decantação
A. Decantação de um sólido presente num líquido
Tomemos como exemplo a areia que está em suspensão na água. Essa areia vai, lentamente, se
depositando no fundo do recipiente (processo chamado sedimentação); no final, a água pode ser
separada ou por inclinação cuidadosa do recipiente (processo de decantação) ou, então, por aspiração
com auxílio de um sifão (processo de sifonação).
Água e sal
Sal puro
(somente NaCl)
Desdobramento ou
Água pura
(somente H2O)
fracionamento ou
análise imediata
Sedimentação
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Sifonação
Sifão
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
Pode-se também acelerar o processo da sedimentação com o uso da centrifugação; uma
centrífuga imprime rotação rápida ao recipiente em que está o sistema de um sólido em suspensão
em um líquido; com a aceleração provocada pela rotação, as partículas sólidas sedimentam mais
depressa.
Sólido
+
líquido
Fase
sólida
Fase
líquida
Tubos em repouso Tubos em rotação
Esquema de funcionamento de centrífuga
Centrífuga de laboratório.
B. Decantação de líquidos
Nos laboratórios, empregam-se os funis de se-
paração (ou de decantação, ou de bromo) para
separar líquidos imiscíveis de densidades diferen-
tes; após a separação espontânea, abre-se a tornei-
ra e escoa-se apenas o líquido mais denso.
Líquido menos denso
Líquido mais denso
Torneira
Funil de decantação
Béquer
Suporte
metálico
OBSERVAÇÃO
Preste sempre atenção nos nomes dos apare-
lhos e equipamentos usados nos processos de
laboratório que ora estamos descrevendo.
5.2. Filtração
A filtração é um processo mecânico que serve para desdobrar misturas heterogêneas de um sólido
disperso num líquido ou num gás. Por exemplo:
O filtro de água retém as partículas de terra que vêm
suspensas na água.
O coador de café retém as
partículas sólidas do café.
O aspirador de pó filtra o ar,
retendo a poeira.
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• Fundamentos da Química
Nos laboratórios são usados dois processos de filtração:
Destilação do ar líquido
Um exemplo importante de destilação
fracionada é a do ar líquido. O ar é submetido a
sucessivas compressões e resfriamentos até que
ele chegue ao estado líquido, o que ocorre a
cerca de 200 °C abaixo de zero. A seguir, desti-
la-se o ar líquido. Inicialmente ferve o nitrogê-
nio (�195,8 °C) e a seguir o oxigênio (�183 °C).
Esquematicamente, temos:
Ar Ar puro Ar líquido
Eliminação
de poeira
e CO2
Pressão e
resfriamento
Destilação
fracionada
N2
O2
Filtração a vácuoFiltração simples
O sólido é recolhido no papel de filtro; o líquido
é recolhido no béquer.
A sucção de ar diminui a pressão interna no frasco de
Kitasato, tornando a filtração mais rápida.
Sólido separado
Vácuo
Sucção de ar
Líquido separado
Funil de
Buckner
(porcelana)
Rolha de
borracha
Frasco de
Kitasato
(vidro)
Mistura
(sólido + líquido)
Papel de filtro
Sólido separado
Líquido separadoBéquer
Bastão de vidro
(bagueta)
Funil
5.3. Destilação
A destilação é um processo físico que serve para desdobrar as misturas homogêneas, como as soluções
de sólidos em líquidos (destilação simples) ou as soluções de dois ou mais líquidos (destilação fracionada).
Em laboratório, a aparelhagem normalmente utilizada é a seguinte:
Termômetro
Mistura a ser fracionada
(digamos dois líquidos
miscíveis entre si)
Tela de aquecimento
(tela metálica revestida
com amianto) Bico de
Bunsen
Suportes
de ferro
Entrada
de água de
resfriamento
Líquido mais
volátil que já
se destilou (C)
Garras de ferro
Condensador (B)
Saída de água
de resfriamento
Balão de
destilação (A)
Nesse caso, um líquido mais volátil é evaporado no balão (A), a seguir, é condensado ao passar
pelo condensador (B ) e goteja, já purificado, no recipiente (C ). A separação é possível sempre que exista
em A um líquido mais volátil que as demais substâncias e que possa, então, destilar em primeiro lugar.
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
5.4. Cristalização
A cristalização é um processo físico que serve
para separar e purificar sólidos. Por exemplo, a água
do mar contém vários sais; entretanto, numa salina,
com a evaporação lenta da água, o sal comum
(cloreto de sódio) cristaliza-se antes dos outros sais
e é separado.
O que acontece numa salina você mesmo pode
verificar. Basta dissolver o máximo possível de sal de
cozinha em água, colocar a mistura num pires e aguar-
dar um ou dois dias. Separação do sal da água em uma salina.
6 EQUIPAMENTOS DE LABORATÓRIO
Além dos equipamentos que já foram mencionados nos processos de separação das substâncias,
alguns outros importantes utensílios de vidro encontrados em diversos tamanhos são:
Proveta ou cilindro graduado. Para
medir e transferir volumes de líquidos
e soluções (não é de muita precisão).
Tubo de ensaio. Usado para testar
reações com pequenas quantidades
de reagentes.
Vidro de relógio. Utilizado para pesar
pequenas quantidades de substâncias,
para evaporar pequenas quantidades
de soluçõese para cobrir béqueres e
outros recipientes.
Erlenmeyer. Usado para preparar e
guardar soluções.
Balão de fundo chato. Utilizado para
aquecer, preparar soluções e realizar
reações com desprendimento de gases.
Balão de fundo redondo. De uso se-
melhante ao anterior, porém mais apro-
priado aos processos de destilação.
O MAGO DE ID PARKER & HART
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• Fundamentos da Química
a) A separação dos componentes de uma mistura é chamada ou ou .
b) Na decantação da areia na água, o componente mais sofre uma e o menos é retirado
por ou por .
c) A filtração serve para separar partículas de um dispersas em um ou .
d) A destilação simples é utilizada para separar um de um . Na destilação fracionada, separam-se
vários .
e) Na cristalização, um componente separa-se após a evaporação do .
REVISÃO
7 A SEGURANÇA NOS LABORATÓRIOS DE QUÍMICA
Os laboratórios de Química são construídos de acordo com as experiências que se pretende realizar e
contam com instalações adequadas de água, gás, eletricidade, ar comprimido, sistemas de exaustão de gases
venenosos etc. Devido ao perigo oferecido por certas substâncias e suas reações, deve sempre apresentar:
• placas de sinalização
Corrosivo Tóxico Altamente inflamável Material radioativo
• regras de segurança
— Use sempre aparelhagem limpa, que não esteja quebrada nem rachada.
— Conheça as propriedades das substâncias que vai usar.
— Não pegue com as mãos, não cheire, não prove os produtos químicos.
— Use sempre óculos de proteção.
— Não deixe frascos abertos ou em locais de onde possam cair.
— Use sistema de exaustão para gases venenosos.
— Tenha sempre extintor de incêndio apropriado à mão.
— Cuidado ao descartar (no lixo, na pia etc.) produtos perigosos.
— Lave bem as mãos logo após cada experiência.
EXERCÍCIOS
31 (UFMG) Indique a alternativa que apresenta uma mistu-
ra separável por filtração.
a) Água e carvão. c) Cloreto de sódio e areia.
b) Azeite e vinagre. d) Gasolina e álcool etílico.
32 (UFRGS-RS) Qual dos métodos de separação seguintes se
baseia na diferença de densidades?
a) Decantação. d) Cristalização.
b) Destilação fracionada. e) Sublimação.
c) Peneiração.
33 (FEI-SP) Os sistemas água-óleo e água-areia podem ser
separados, respectivamente, por:
a) filtração e decantação.
b) imantação e decantação.
c) decantação e filtração.
d) sedimentação fracionada e destilação.
e) destilação e filtração.
34 (PUC-RS) A filtração simples é o processo utilizado quan-
do se quer:
a) escolher feijão.
b) coar café.
c) extrair o cloreto de sódio da água do mar.
d) separar o álcool do vinho.
e) separar as frações do petróleo.
35 (Mackenzie-SP) Uma mistura, após ser agi-
tada, foi colocada em um funil de decanta-
ção, conforme o esquema ao lado. Se uma
das substâncias for a água, a outra pode ser:
a) etanol.
b) petróleo.
c) vinagre.
d) uma solução concentrada de cloreto de
sódio.
e) uma solução diluída de ácido clorídrico.
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
36 (Uece) Marque a sequência correta de procedimentos
usados na separação dos componentes de uma mistura
de azeite, água e sal de cozinha.
a) Decantação e destilação simples.
b) Decantação e fusão fracionada.
c) Cristalização e destilação simples.
d) Condensação e decantação.
37 (Mackenzie-SP) Numa destilação simples, o material de
laboratório usado para transformar vapor em líquido é
chamado de:
a) erlenmeyer. d) balão de destilação.
b) béquer. e) funil de decantação.
c) condensador.
38 (Esef-Jundiaí-SP) O papel de filtro pode ser utilizado para
separar os componentes do sistema:
a) homogêneo, gás/gás.
b) heterogêneo, líquido/líquido.
c) homogêneo, sólido/líquido.
d) heterogêneo, sólido/líquido.
e) homogêneo, sólido/sólido.
39 (Ceeteps-SP) O esquema a seguir representa a técnica, usa-
da comumente em navios, para dessalinizar a água do mar.
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
Trata-se da:
a) evaporação. c) destilação. e) filtração.
b) condensação. d) sifonação.
40 (UFR-RJ) Com a adição de uma solução aquosa de açúcar
a uma mistura contendo querosene e areia, são vistas
claramente três fases. Para separar cada componente da
mistura final, a melhor sequência é:
a) destilação, filtração e decantação.
b) cristalização, decantação e destilação.
c) filtração, cristalização e destilação.
d) filtração, decantação e destilação.
e) centrifugação, filtração e decantação.
LEITURA
O TRATAMENTO DA ÁGUA
No tratamento (purificação) da água para
consumo público são utilizados vários proces-
sos de separação para tornar a água potável.
Observe, a seguir, o que acontece em uma
estação de tratamento de água:
• a água é bombeada de um lago ou rio (I)
até um tanque (II), onde recebe produtos
químicos; em geral esses produtos químicos
são uma mistura de sulfato de alumínio e hi-
dróxido de cálcio;
• a água passa por uma câmara de floculação
(III), onde se completa a reação, com forma-
ção do hidróxido de alumínio. O hidróxido de
alumínio produzido forma flocos ou coágulos
gelatinosos e insolúveis em água; esses flocos
vão “agarrando” as partículas (terra em sus-
pensão, restos de folhas etc.) que estão sen-
do arrastadas pela água;
• a água vai então para um tanque de sedi-
mentação ou decantação (IV), onde circula
lentamente, dando tempo para que o
hidróxido de alumínio precipite, arrastando
consigo as partículas em suspensão existen-
tes na água;
• a seguir, a água passa por um filtro de areia
(V), que retém as partículas menores de
hidróxido de alumínio e outras impurezas;
• finalmente, a água passa por um clorador
(VI), onde é adicionado o cloro, que mata os
microrganismos.
Tanque para adição de
produtos químicos (II)
Lago ou
rio (I)
Câmara de
floculação (III)
Tanque de
sedimentação (IV)
Depósito de
água tratada
Saída de água
tratada e clorada
Filtro de areia (V)
Clorador (VI)
Bomba
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• Fundamentos da Química
41 De onde vem a água que bebemos?
42 No que consiste o tratamento da água para consumo
público?
43 (Enem-MEC) A falta de água doce no planeta será, possivel-
mente, um dos mais graves problemas deste século. Prevê-
-se que, nos próximos vinte anos, a quantidade de água doce
disponível para cada habitante será drasticamente reduzida.
Por meio de seus diferentes usos e consumos, as ativida-
des humanas interferem no ciclo da água, alterando:
a) a quantidade total, mas não a qualidade da água dis-
ponível no planeta.
b) a qualidade da água e sua quantidade disponível para
o consumo das populações.
c) a qualidade da água disponível, apenas no subsolo
terrestre.
d) apenas a disponibilidade de água superficial existente
nos rios e lagos.
e) o regime de chuvas, mas não a quantidade de água
disponível no planeta.
44 (Enem-MEC) Considerando os custos e a importância
da preservação dos recursos hídricos, uma indústria de-
cidiu purificar parte da água que consome para
reutilizá-la no processo industrial. De uma perspectiva
econômica e ambiental, a iniciativa é importante por-
que esse processo:
a) permite que toda água seja devolvida limpa aos ma-
nanciais.
b) diminui a quantidade de água adquirida e compro-
metida pelo uso industrial.
c) reduz o prejuízo ambiental, aumentando o consumo
de água.
d) torna menor a evaporação da água e mantém o ciclo
hidrológico inalterado.
e) recupera o rio onde são lançadas as águas utilizadas.
Questões sobre a leitura
Nas grandes cidades, a captação da água,
seu tratamento e sua distribuição estão se tor-
nando cada vez mais difíceis. Portanto não des-
perdice água— abra pouco as torneiras, tome
banhos rápidos, não dê descarga à toa, não lave
automóveis desnecessariamente etc. Com o au-
mento da população da Terra, dizem alguns téc-
nicos que, já no século XXI, possivelmente ha-
verá falta de água potável — o que poderá le-
var a humanidade a uma guerra pela água.
Vista aérea da estação de tratamento de água do
Guaraú. São Paulo-SP.
A Legião By Bill & Don Wilder
DESAFIO
Mistura Substância A Substância B
I água � álcool etílico
II água � sal de cozinha
III água � gasolina
IV O2 � CO2
V carvão � enxofre
45 (Ufes) Dada a tabela (temperatura � 25 °C): Resultam em soluções as misturas:
a) I, II e III d) II, IV e V
b) I, II e IV e) III, IV e V
c) I, II e V
46 (Unisinos-RS) A seguir, está esquematizado o fluxogra-
ma relativo à separação dos componentes de uma mis-
tura constituída por azeite, água e açúcar totalmente
dissolvido. Examinando o fluxograma apresentado,
você identifica os processos 1 e 2 como sendo, res-
pectivamente:
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Capítulo 2 • A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
a) destilação e filtração.
b) filtração e decantação.
c) decantação e destilação.
d) decantação e centrifugação.
e) filtração e centrifugação.
47 (UFV-MG) A figura abaixo mostra as curvas de tempera-
tura versus tempo para a mesma massa de três amostras
materiais A, B e C, partindo do estado sólido no tempo
zero. Observe a figura e marque a alternativa correta.
Substância
Temperatura Temperatura
de fusão (°C) de ebulição (°C)
I �218 �183
II �63 61
III 41 182
IV 801 1.473
V 1.535 2.885
Azeite � Água � Açúcar
Água � AçúcarAzeite
Água Açúcar
Processo 1
Processo 2
a) As amostras A, B e C são exemplos de substâncias puras.
b) A amostra C não constitui substância pura por não man-
ter as temperaturas de fusão e ebulição constantes.
c) À temperatura de 100 °C, a amostra A encontra-se no
estado líquido.
d) A amostra B aquece mais rápido do que a amostra A.
e) A amostra B apresenta temperatura de ebulição de
40 °C.
48 (Ufes) Dada a tabela a seguir, em relação ao estado físico
das substâncias (pressão � 1 atm), a alternativa correta é:
120
100
80
60
40
20
0
0 50 100 150 200
Tempo (s)
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (�
C
)
A B C
a) I é sólido a 30 °C. d) IV é líquido a 480 °C.
b) II é líquido a 100 °C. e) V é gasoso a 2.400 °C.
c) III é sólido a 25 °C.
49 (Unicamp-SP) Os gases nitrogênio, oxigênio e argônio,
principais componentes do ar, são obtidos industrialmente
através da destilação fracionada do ar liquefeito. Indique
a sequência de obtenção dessas substâncias nesse pro-
cesso de destilação fracionada. Justifique sua resposta.
Temperaturas de ebulição a 1 atm
Substância Temperatura (°C)
Argônio �186
Nitrogênio �196
Oxigênio �183
50 (Ceeteps-SP) Uma barra de certo metal, de massa igual a
37,8 g, foi introduzida num cilindro graduado contendo
água. O nível da água contida no cilindro, antes (1) e após
(2) a imersão da barra metálica, é mostrado na figura.
Analisando-se a figura, pode-se afirmar que o metal da
barra metálica é provavelmente o:
a) Ag, d � 10,50 g/cm3 d) Mg, d � 1,74 g/cm3
b) Al, d � 2,70 g/cm3 e) Pb, d � 11,30 g/cm3
c) Fe, d � 7,87 g/cm3
51 (UFRGS-RS) Um pequeno cubo de plástico (C ) é coloca-
do sucessivamente em três recipientes contendo líquidos
X, Y ou Z, diferentes entre si. Esse cubo fica em equilíbrio
mecânico nas posições ilustradas nas figuras:
25
20
15
10
5
25
20
15
10
5
(1) (2)
No que se refere às densidades desses líquidos, é correto
afirmar que:
a) o líquido X é o mais denso dos três.
b) o líquido Y tem densidade intermediária entre X e Z.
c) o líquido Z é o menos denso dos três.
d) os líquidos X e Z têm a mesma densidade.
e) os líquidos X e Y têm a mesma densidade.
52 (UFMG) Em um frasco de vidro transparente, um estu-
dante colocou 500 mL de água e, sobre ela, escorreu
vagarosamente, pelas paredes internas do recipiente,
50 mL de etanol. Em seguida, ele gotejou óleo vegetal
sobre esse sistema. As gotículas formadas posicionaram-
-se na região interfacial, conforme mostrado nesta figura:
C
Líquido X Líquido Y Líquido Z
C
C
Considerando-se esse experimento, é correto afirmar que:
a) a massa de água, no sistema, é 10 vezes maior que a
de etanol.
b) a densidade do etanol é maior que a do óleo.
c) a densidade da água é menor que a do etanol.
d) a densidade do óleo é menor que a da água.
Região
interfacial
Gotículas
de óleo
CapítuloCapítulo
Refletindo sobre os tópicosTópicos do capítulo
• Quem foram os alquimistas? Eles contribuíram para o desenvolvi-
mento da Química? Como?
• Que ideias provocaram o nascimento da Química?
• De que maneira a ciência atende aos interesses humanos?
• Onde é possível encontrar a Química dentro do atual universo
tecnológico?
• Afinal, o que é Química?
Explicando a
matéria e suas
transformações3
C
ID
1 Vale a pena explicar e entender
os fatos do cotidiano e da
ciência?
2 As tentativas de explicar a
matéria e suas transformações
3 O nascimento da Química
4 A teoria atômica de Dalton
5 Os elementos químicos e seus
símbolos
6 Explicando a matéria –
as substâncias químicas
7 Explicando a matéria –
as misturas
8 Explicando as transformações
materiais
9 A evolução da ciência
Leitura – O meio ambiente em perigo
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Ideias sobre
os fatos
A evolução da ciência ao longo dos tempos
foi estimulada pela curiosidade do ser humano,
pela observação dos fenômenos da natureza e
por suas simulações experimentais, que
constituem, até hoje, as bases do
desenvolvimento da Química. Podemos dizer
que o desenvolvimento da Química como
ciência passou a ser mais efetivo com o uso dos
conceitos de pesquisa calcados no Iluminismo
(século XVIII), conforme o esquema ao lado:
� Alquimista na Idade Média
(do século V ao XV).
� Cientista em seu laboratório
(final do século XIX).
� Química moderna: do início do século XX até
os dias atuais.
Diagrama simplicado que mostra as etapas
para a elaboração de uma teoria/modelo
Pesquisas e
experimentação
Se a Teoria/Modelo falha:
buscam-se novas ideias
Teoria/Modelo
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Capítulo 3 • EXPLICANDO A MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
VALE A PENA EXPLICAR E ENTENDER
OS FATOS DO COTIDIANO E DA CIÊNCIA?
1
Considere um exemplo, agora no campo científico: embora ainda não seja possível controlar todas
as doenças, até há pouco tempo a situação era bem pior. Esse quadro começou a mudar somente a
partir do século XIX, quando Pasteur verificou que seres microscópicos — os microrganismos — podiam
infectar pessoas e animais, dando origem a diversas doenças. A partir
dessa descoberta, passou-se a desinfetar as mãos e os utensílios com os
quais os doentes entram em contato, o que representou um passo enor-
me em direção ao que hoje chamamos de medicina preventiva. Além
disso, sabendo-se qual é o microrganismo que provoca determinada doen-
ça, torna-se muito mais fácil procurar um medicamento que o combata
e restabeleça a saúde dos infectados.
Hoje sabemos que nem todas as doenças são causadas por micror-
ganismos. Algumas têm origens diferentes e não são totalmente conhe-
cidas, como é o caso do câncer. No entanto, sempre que surge uma
nova doença, a regra é procurar o agente causador.
Por meio desse exemplo, podemos concluir que vale a pena expli-
car e entender os fatos do cotidiano e da ciência.
AS TENTATIVAS DE EXPLICAR A MATÉRIA
E SUAS TRANSFORMAÇÕES
Você pode observar
Frequentemente procuramos explicar fenômenos do cotidiano. Por exem-
plo: por que o preço de certa mercadoria subiu demasiadamente?