2013 Quadro Professor Quimica1 2012 Final

7/23/2019 2013 Quadro Professor Quimica1 2012 Final

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Inah BriderIsabella Ribeiro FariaFabiano Lins da Silva

5 EDIOREVISADA

Mdulo 12012

Qumica

Fundao Cecierj

PR-VESTIBULARSOCIAL


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Governo do Estado do Rio de Janeiro

GovernadorSrgio Cabral

Secretrio de Estado de Cincia e TecnologiaAlexandre Cardoso

Fundao Cecierj

PresidenteCarlos Eduardo Bielschowsky

Vice-Presidente de Educao Superior a DistnciaMasako Oya Masuda

Vice-Presidente CientficaMnica Damouche

Pr-Vestibular Social

Rua da Ajuda 5 - 16 andar - Centro - Rio de Janeiro - RJ - 20040-000Site: www.pvs.cederj.edu.br

DiretoraMaria D. F. Bastos

Coordenadores de QumicaInah Brider

Isabella Ribeiro FariaFabiano Lins da Silva

Material Didtico

Elaborao de ContedoInah BriderIsabella Ribeiro FariaFabiano Lins da Silva

RevisoPatrcia Sotello Soares

Capa, Projeto Grfico, Manipulao de Imagense Editorao EletrnicaRenata Vidal da Cunha

Foto de CapaJonathan Carmichael

Copyright 2012, Fundao CecierjNenhuma parte deste material poder ser reproduzida, transmitida e gravada, porqualquer meio eletrnico, mecnico, por fotocpia e outros, sem a prvia autorizao,por escrito, da Fundao.

B851pBrider, Inah.

Pr-vestibular social : qumica. v. 1 / Inah Brider; Isabella Ribeiro Faria; FabianoLins da Silva. 5. ed. rev. Rio de Janeiro : Fundao CECIERJ, 2012.

120 p. ; 20,5 x 27,5 cm.

ISBN: 978-85-7648-822-4

1. tomos. 2. Funes inorgnicas. 3. Ligaes qumicas. I. Faria, IsabellaRibeiro. II. Silva, Fabiano Lins da. III. Ttulo.

CDD: 546


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Captulo 1Aspectos macroscpicos da matria: o que se v!

Captulo 2Elementos e tomos: pensando nos pequenos detalhes!

Captulo 3Atividades 1: revendo & revivendo

Captulo 4Tabela peridica: colocando os elementos nos seus devidos lugares!

Captulo 5Ligaes qumicas: arranjando unies

Captulo 6Atividades 2: revendo & revivendo

Captulo 7Funes inorgnicas: o mundo que ajuda o viver

Atividades de casa

Sumrio


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[ ]:: Objetivos ::Ao final deste captulo, voc deve ser capaz de: conceituar matria; reconhecer os estados fsicos da matria e os fenmenos de mudanas de estado; diferenciar substncia pura de mistura; caracterizar os sistemas materiais em puros ou misturas e em homogneos ou heterogneos; conceituar massa especfica; reconhecer as temperaturas de mudanas de estado como critrio para distinguir sistemashomogneos em puros ou misturas (critrios de pureza); analisar grficos de aquecimento para reconhecer as mudanas de estado;

identificar os principais mtodos de fracionamento das misturas homogneas e das misturasheterogneas.

1Aspectos Macroscpicos da Matria:

o que se v!


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6 :: QUMICA:: MDULO1

impacientes de outras histrias, ir logo ao final do livro. Em nosso caso, o leitor tambm um investigador, procurando explicar, pelo menos em parte, as relaesentre os acontecimentos em sua forma mais completa. Para obter uma soluo,mesmo parcial, o cientista tem que coletar os fatos desordenados disponveis e, pormeio do seu pensamento criador, torn-los coerentes e inteligveis.

A partir da citao de Einstein, pode-se concluir que uma pesquisa cientfica um conjunto de atividades orientadas, de forma sistematizada, para a busca deum determinado conhecimento. Por isso utiliza um mtodo prprio e tcnicas es-pecficas a fim de conhecer a realidade emprica, isto , que atravs da experinciase possa obter conhecimentos sobre tudo que existe e no sobre o que merailuso ou imaginao.

Essa realidade emprica se revela a ns por meio de fatos (quaisquer coisasque existam na realidade que podem ser observadas e confirmadas por muitaspessoas). Quando um fato percebido por um observador tem-se um fenmeno.O fenmeno ento o fato tal como percebido, da surgirem as frequentes

controvrsias.O homem pode produzir fatos e isto acontece inmeras vezes na rotina do

dia a dia e, muitas vezes, at os criam com a nica finalidade de estud-los.Entretanto, uma grande parte dos esforos realizados pela Cincia destina-se aoconhecimento de fatos que foram produzidos pela natureza e que o homem a indano conhece ou, pelo menos, no sabe todo o alcance de suas implicaes. Ento,os fenmenos so os problemas dos cientistas, que devem ser trabalhados de talforma que possibilitem uma descrio apropriada de suas caractersticas, assimcomo das relaes que estabelecem entre si e das possibilidades que tais conheci-mentos permitirem prever outros fenmenos.

Para tanto, busca-se o maior nmero de informaes relacionadas com oproblema em questo (coleta de dados), que devem ser organizadas e avaliadas,transformando-se num primeiro material til verificao que dar origem uma provvel soluo. Essa primeira soluo chamada de hiptese e deveno s justificar todos os fatos conhecidos, como tambm prever alguns outrosconhecimentos que tenham acontecido. Tendo sido a hiptese verificada (expe-rimentao), no sentido de se saber se existe uma concordncia entre ela e osfenmenos, seria possvel ao pesquisador explicar e prever os fatos, chegando-sea uma concluso. Caso contrrio, rejeita-se a primeira soluo e buscam-se novashipteses.

As concluses devem apresentar um carter geral, pois a Cincia no estpreocupada com casos particulares, mas sim com as generalizaes, denominadasleis. Entende-se por Lei uma proposio geral que resulta da elaborao mentaldos fatos observados sobre a realidade emprica. Contudo, um conhecimento maisamplo a respeito dos fatos ou da relao entre os fatos j no mais uma lei esim uma teoria.

Nos dias atuais observa-se uma grande revoluo cientfico-tecnolgica que da impresso de que tudo j foi feito e/ou descoberto. Porm, a Cincia ainda nochegou ao fim e nem todas as teorias existentes so definitivas. A longa histriada Cincia mostra que as teorias mudam sempre e que h novas descobertasinesperadas por surgirem, tornando a Cincia cada vez mais fascinante.

Nesse momento, oportuno lembrar Freud, que achava que os espritosmedocres exigem da Cincia um tipo de certeza que mais uma espcie de

Introduo

A Cincia, que est to presente na vida moderna e sem cuja contribuiono conseguimos mais imaginar o mundo, uma conquista recente, nessalonga caminhada do homem em busca da compreenso do mundo. A Cinciamoderna no tem muito mais do que trezentos anos, apesar de se ter regis-tros histricos de que os gregos tentaram insistentemente estabelecer umaviso cientfica do mundo. Os gregos se esforaram no sentido da racionaliza-o com sua desvinculao gradual do pensamento cheio de fices para umpensamento filosfico.

Essa filosofia se caracterizou especialmente pelas questes cosmolgicas, namedida em que especulava a respeito da origem e da natureza do mundo fsico,procurando a arch, ou seja, o princpio de todas as coisas.

Mas, se o pensamento racional foi se dissociando do mito, a Filosofia e aCincia encontravam-se ainda vinculadas. Alis, no haveria separao entre elasantes da modernidade. Para os gregos, havia um saber que envolvia tanto o conhe-

cimento dos seres particulares (Cincia) quanto o conhecimento do ser enquantoser, isto , o conhecimento das causas primeiras e dos primeiros princpios de suaexistncia (Metafsica). Isso significa que, para essa Cincia, faltava um mtodoprprio que a distinguisse da Filosofia.

No sculo XVII, com o surgimento de uma nova mentalidade, institui-se o m-todo cientfico, que aumentou no homem a confiana na possibilidade de a Cinciaconhecer os segredos da natureza. Essa confiana baseia-se na crena profunda naordem e na racionalidade do mundo.

O mtodo se aperfeioa, se universaliza, e serve de modelo e inspiraoa todas as outras Cincias particulares, que vo se destacando do corpo da

Filosofia natural.Diante do que foi exposto, com a contnua evoluo de pensamentos, desco-

bertas e conhecimentos e por se saber que tudo isso contribui para o surgimentovrias concepes acerca de um mesmo tema, ser transcrita abaixo uma citaode Einstein, que compara o trabalho de um cientista ao de um detetive, a fim deque os conceitos, a partir de uma determinada linha de pensamento referente setapas do mtodo, possam ser esclarecidos.

Citao de Einstein:

Em quase todo romance policial, desde as admirveis histrias de ConanDoyle, chega um momento em que o investigador j coletou todos os fatos deque necessita para solucionar pelo menos uma das etapas do seu problema.Esses fatos parecem frequentemente estranhos e incoerentes, inteiramente semrelao entre si. Contudo, o grande detetive percebe no serem necessriasmais investigaes no momento e que somente o raciocnio o levar a corre-lacionar os fatos coletados. Ento, ele toca o seu violino ou descansa na suapoltrona deliciando-se com seu cachimbo, quando, de repente, lhe ocorre asoluo. Ele no somente tem uma explicao para os indcios de que dispunha,mas, tambm, sabe que outros acontecimentos devem ter ocorrido. Sabendoagora, exatamente, onde buscar o que deseja, poder, se quiser, coletar maisdados para a confirmao de sua teoria.

O cientista, lendo o livro da natureza, se nos permitem repetir esse lugarcomum, deve obter a soluo por si, porque ele no pode, como fazem os leitores


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CAPTULO1 :: 7

satisfao religiosa: Somente as verdadeiras mentes cientficas podem suportardvidas que so inerentes a todos os conhecimentos. Assim sendo, se a tradi-o cientfica v uma paixo legtima na vontade de conhecer e de saber, existesabedoria em ousar em no compreender.

Dessa forma, a Cincia moderna nasce, portanto, com a determinao deum objeto especfico de investigao e com o mtodo pelo qual se far o controledesse conhecimento. Cada Cincia se torna uma Cincia particular, no sentido deter um campo delimitado de pesquisa.

importante perceber que em cada poca e em cada sociedade criam-seformas de conhecer e estabelecer o que um conhecimento verdadeiro, com oqual os homens constroem seu modus vivendi(modo de viver) e produzem a cul-tura de seu tempo (arquitetando mquinas, edificando prdios, pintando quadros,compondo textos, criando canes).

A Cincia um caminho, construdo pelos homens, para compreender e expli-car o mundo a partir de uma concepo de vida, sendo a razo o seu instrumentode conhecimento, de criao e de dominao.

Instintivamente, todos ns procuramos saber o porqu das coisas. Essacuriosidade natural associada a uma metodologia exatamente o que a Cinciafaz, pois procura encontrar os porqus das coisas. No caso da Qumica, a busca por saber do que as coisas so feitas e as transformaes que elas sofrem.

Que coisas? Cada Coisa! Todas as coisas!D uma olhada em torno de voc! Todos as coisas que voc v, e muitas de

coisas que nem podem ser vistas, tem a ver com a Cincia da Qumica.A roupa que vestimos, os livros que lemos, o remdio que tomamos, a casa

em que moramos, o carro no qual passeamos, a borracha do pneu deste carro, ocombustvel que o movimenta, tudo isso objeto de estudo da Qumica.

Pensando em ns mesmos. O ar que respiramos formado por vriosmateriais, os alimentos que ingerimos so todos materiais que so transformadospelo nosso organismo em msculos, ossos, nervos. o milagre que a Qumica vemdesvendando!

A prpria natureza um inacreditvel Laboratrio Qumico, pois asmatrias que a compem esto em permanente transformao. Aqui na Terraas plantas nascem, crescem, morrem e entram em deteriorao; as rochasse quebram e se modificam sobre a influncia do ar e da gua. No universonovas estrelas so formadas enquanto outras desaparecem. O Sol que nosfornece calor e luz e outras formas de energia uma flamejante fornalha deprocessos qumicos.

A Qumica pode tambm significar a diferena entre pobreza e inanioe a vida em abundncia, pois com o seu conhecimento possvel desenvolverprodutos agrcolas e tcnicas de conservao de alimentos, que proporcionaroaos agricultores uma melhor colheita e o melhor aproveitamento dos alimentosproduzidos. Da mesma forma, pode auxiliar os engenheiros no desenvolvimentode meios de transporte e comunicao aproximando mais as pessoas, e os mdicosna cura de doenas que afligem a humanidade, quando ela demonstra e revela aspropriedades dos materiais.

Agora sabemos qual a rea de atuao da Qumica e como ela importantepara todos ns.

Qumica a cincia que busca conhecer tudo que noscerca, incluindo ns mesmos, a partir do estudo da matriae de suas transformaes.

Estudo da Matria

Como vimos, a Qumica estuda a matria. Mas, voc pode estar seperguntando: tudo que existe matria? Afinal, o que matria?

Podemos entender como matria tudo que apresenta massa e ocupa lugar noespao. Isto significa dizer que possvel caracterizar a matria por meio de suaspropriedades massa e volume.

No preciso nem perguntar um exemplo de matria, pois muito fcil fazeruma lista contendo milhes delas, na qual poder aparecer cadeira, barra de ferro,

sabonete, gua e por a afora.Mas, voc conseguiria citar alguma coisa que no matria?Para responder esta pergunta podemos pensar na seguinte situao: um

balo de aniversrio foi cheio de ar, ou de gua ou de gros de areia. O balode aniversrio quando vazio apresentava menor massa e volume do que quandofoi colocado ar, gua ou areia, sinal que enchemos o balo de aniversrio commatria, j que possvel caracterizar a massa e o volume. Agora, imagine enchereste mesmo balo de aniversrio com luz, som ou calor. No possvel, porqueso formas de energia. Esta impossibilidade caracteriza a diferena entre matriae energia.

Parando para pensar ainda um pouco mais sobre esta situao, vemos que obalo de aniversrio poderia ter sido cheia com areia, gua ou ar, que so matriascom caractersticas fsicas bem distintas. Isto nos mostra que a matria pode serencontrada em trs estados fsicos: slido, como a areia; lquido, como a gua, ougasoso, como o ar.

J sei o que voc est pensando! Quando esquece a gua do caf no fogo eladesaparece e quando coloca gua no congelador ela vira gelo. Ento, a gua podeapresentar aspecto fsico igual ao da areia ou igual ao ar? Isso mesmo! possvel,fornecendo energia ou retirando energia, mudar o estado fsico dos materiais.

O esquema a seguir mostra as transformaes dos estados da matria pormeio dos seus respectivos nomes.

A vaporizao pode ocorrer de duas formas: evaporao a passagem lentaque ocorre na superfcie do lquido, enquanto a ebulio uma mudana maisrpida que acontece com a formao de bolhas em toda a extenso do lquido(fervura).


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Vejamos o exemplo a seguir.Um sistema material constitudo por gua, uma pitada de sal de cozinha,

uma colher de ch de acar, areia e duas pedras de gelo, conforme o desenhoa seguir.

Figura 1.3: Sistema heterogneo.

Temos presentes no sistema quatro componentes: gua e gelo (H2O), sal(NaCl), acar (C12H22O11) e areia (SiO2). Estes componentes se apresentam em3 fases: uma lquida (gua + sal + acar) e duas slidas (areia e gelo).

gua destilada: gua que passou pelo processo de

destilao tornando-a quimicamente pura.

Agora sua vez. Tente resolver a atividade a seguir.

Atividade 1Seja uma mistura formada por: um pouco de areia, uma pitada de sal de

cozinha, 100m de lcool, 100m de gua e cubos de gelo. Quantas fasesapresenta o sistema descrito?

(A) 1

(B) 2(C) 3(D) 4(E) 5

Atividade 2Quantas fases e quantos componentes apresenta um sistema formado por

4 cubos de gelo, um pouco de sal totalmente dissolvido em gua e um pedaode ferro?

Atividade 3Considere os copos I, II e III a seguir:

Qual das alternativas corresponde identificao mais adequada dos seuscontedos?

(A) copo I (zinco + gua); copo II (querosene + gua); copo III (cloreto desdio + gua).

Sistemas

Toda matria formada por substncias, algumas ns conhecemos no nossodia a dia como gua e sal de cozinha.

Para conhecermos melhor a matria, no momento, vamos pegar uma poro(quantidade limitada) e analisar suas propriedades.

Os sistemas materiais podem ser classificados segundo dois critrios: quanto ao nmero de substncias (componentes) Puro: apenas um componente.Exemplo: gua destilada. Mistura: dois ou mais componentes.Exemplo: gua do mar.

Quanto ao nmero de fases (pores homogneas) Homogneo ou Monofsico: apenas uma fase.Exemplo: lcool hidratado.

Heterogneo ou Polifsico: duas ou mais fases.Exemplo: gua com leo de soja.

Os exemplos a seguir demonstram a completa independncia entre as duasclassificaes.

gua + gelo Puro: s gua (H2O). Heterogneo ou Bifsico: uma fase slida (gelo) e uma fase lquida

(gua).

gua + acar Mistura: com dois componentes. Homogneo ou Monofsico: com uma fase lquida.

1ocopo 2ocopoFigura 1.1: Dois copos contendo gua e acar. No primeiro, o acar est sendo dissolvido e, no

segundo, o acar j est dissolvido.

gua e areia Mistura: com dois componentes. Heterogneo: com uma fase slida (areia) e uma fase lquida (gua).

Figura 1.2: Copo contendo gua e areia.

I II III


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CAPTULO1 :: 9

a densidade que justifica a posio ocupada pelas substncias em umsistema heterogneo, sendo que o mais denso ocupa a posio inferior, conformeo sistema gua e leo mostrado a seguir.

Figura 1.5: Copo contendo gua e leo.

Vejamos algumas situaes problemas em que a densidade est envolvida.

Exemplos1) Voc dispe de uma lata vazia de leo de soja com capacidade de 1 litro

(escrito na lata, 1 litro). Sabendo que a densidade do leo 0,85 g/m, como possvel determinar a massa de leo de soja contida na lata completamente cheia?

A capacidade da lata de leo de 1 litro, que igual a 1000 m.A densidade do leo 0,85g/m.

Como: ; substituindo: , temos:

A massa de leo 850g.Agora, esvazie a lata e coloque 850g de gua, a mesma massa de leo.

Sabendo que a densidade da gua 1g/m, qual o volume ocupado pelagua?

Como: ; substituindo: , temos:

O volume de gua de 850 m.

2) A seguir esto representadas as relaes massa-volume de dois lquidospuros A e B.

Analisando o grfico representado, podemos:a) determinar o volume ocupado por 100g do lquido de maior massa

especfica ou densidade.Vamos calcular a densidade dos lquidos A e B.

Para o Lquido A, temos: ; substituindo:

Para o Lquido B, temos: ; substituindo:

(B) copo I (cloreto de sdio + gua); copo II (querosene + gua); copo III(zinco + gua).

(C) copo I (querosene + gua); copo II (zinco + gua); copo III (cloreto desdio + gua).

(D) copo I (cloreto de sdio + gua); copo II (zinco + gua); copo III(querosene + gua).

(E) copo I (zinco + gua); copo II (cloreto de sdio + gua); copo III (que-rosene + gua).

Atividade 4Sabendo-se que toda mistura gasosa homognea, qual das misturas adiante

homognea?(A) areia + ar(B) oxignio + gasolina(C) gs carbnico + refrigerante(D) gs carbnico + oxignio

(E) gs carbnico + gasolina

Atividade 5Constitui um sistema heterogneo a mistura formada de:(A) cubos de gelo e soluo aquosa de acar (glicose).(B) gs nitrognio e gs carbnico.(C) gua e acetona.(D) gua e xarope de groselha.(E) querosene e leo diesel.

Densidade

Voc sabe que queremos buscar o porqu das coisas.Ento, levantaremos uma nova questo: massas iguais de substncias

diferentes ocupam o mesmo volume? A seguir ilustramos uma situao paraanlise.

Figura 1.4: Balana aferindo massas iguais de substncias diferentes.

A situao mostra claramente que no. A propriedade que relaciona a massa eo volume de uma substncia denominada massa especfica ou densidade, sendoalgebricamente representada pela expresso a seguir.

d ou = massa/volume


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Voc, sem calcular a densidade, j poderia ter determinado analisando ogrfico que o lquido B era o mais denso.

Como? Pelo seguinte raciocnio: a densidade diretamente proporcional massa, a reta de inclinao mais prxima ao eixo das massas reta B identificao lquido de maior densidade.

Agora s calcular o volume correspondente a 100 g do lquido B.

Como ; substituindo: , temos:

O volume ocupado pelo lquido mais denso (lquido B) 80mVamos colocar no sistema um novo componente e propor uma nova situao

para analisarmos.Um slido C (=1,12 g/m) que insolvel em ambos os lquidos (A e B),

colocado dentro de um recipiente que contm o lquido A ou o lquido B, conformemostra a ilustrao a seguir.

slido C

Qual o lquido presente no sistema?Estamos vendo que slido C est no fundo do recipiente, portanto, o slido C

apresenta maior densidade que o lquido.O clculo da densidade do lquidos nos levou aos seguintes valores:dA= 0,8g/me dB= 1,25g/m.

Sabendo que a densidade do slido C 1,12g/m, por isto mais denso queo lquido A (0,8g/m) e menos denso que o lquido B (1,25 g/m), conclumosque s pode ser o lquido A.

Atividade 6Voc tem de um recipiente com capacidade de 2 litros e deseja ench-lo

com lcool combustvel (dlcool= 0,8 g/m). Imagine que o preo do lcool sejaestabelecido em R$ 0,02/grama (dois centavos por grama). Quanto voc pagariapelo combustvel?

Fatos e Ideias

Densidade da madeira o segredo do som do Stradivarius

Washington, 2 jul (EFE). A densidade da madeira dos violinos Stradivarius,os mais prestigiados do mundo, criados no sculo XVII pelos professores AntonioStradivari e Guarneri del Ges, a chave do som nico do instrumento, segundoum estudo publicado hoje.

O holands Berend Stoel, da Leiden University Medical Center (LUMC), emcolaborao com o luthier americano Terry Borman, realizou uma pesquisa para

tentar explicar a diferena de som entre os violinos dos grandes professores e osviolinos modernos.

Para isso, examinaram cinco violinos antigos e sete modernos em um scannermdico do Hospital Monte Sinai de Nova York, empregado habitualmente paracalcular a densidade da membrana pulmonar em pacientes com enfisema.

Os resultados da pesquisa, que sero publicados hoje na revista cientfica naInternet PLoS ONE, indicam que a homogeneidade na densidade da madeirautilizada nos violinos clssicos e o contraste marcante da mesma nos violinosmodernos estudados podem explicar a qualidade do som.

Stoel, que tinha desenvolvido previamente um programa de informtica paracalcular a densidade pulmonar em pacientes com enfisema, o redesenhou paraaplic-lo ao estudo do interior dos violinos.

O uso da tecnologia de ponta permitiu estudar estes pacientes de mais de300 anos, que revelaram o segredo guardado em seu interior.

Uma vez analisados, os pesquisadores descobriram que a densidade da madeirados violinos antigos era mais homognea que a dos modernos, algo que podeafetar a projeo do som.

A vibrao e a irradiao do som de um violino so determinadas pela

geometria do instrumento e pelas propriedades da madeira, explicou Stoel.Segundo o estudo, parte da explicao que o crescimento das rvores hoje

ligeiramente diferente de como era no passado.As mudanas climticas poderiam explicar parte da questo, mas o tratamento

que dado madeira no processo de fabricao dos violinos modernos tambm,disse Stoel.

Agncia EFE. Publicado em 02/07/2008 por g1.globo.com

http://g1.globo.com/Noticias/PopArte/0,,MUL633616-7084,00-DENSIDADE+DA+MADEIRA+E

+O+SEGREDO+DO+SOM+DO+STRADIVARIUS+DIZ+ESTUDO.html

(acesso em 10 de agosto de 2008)

Substncia Pura e Mistura

Uma nova pergunta para voc pensar. Como saber se um sistema homogneo,por exemplo um lquido incolor, puro ou uma mistura?

A sua dvida era tambm a dvida dos qumicos. A soluo encontradafoi utilizar alguns testes em laboratrio, denominados critrios de pureza, queutilizam propriedades que indicam se h apenas uma substncia no sistema.Essas propriedades so denominadas especficas e, entre algumas, se destacamas temperaturas de mudanas de estado, ponto de fuso (PF) e ponto de ebulio(PE), e a massa especfica. A anlise da curva de aquecimento de um sistemahomogneo mostra claramente sua composio.

Um sistema puro apresenta temperaturas de mudanas de estado (PF ePE) sempre fixas.

Grfico 1: Mudanas de estados fsicos de um sistema puro.

temperatura

tempo

Fuso

Ebulios + L

L + g

sL

g

Substncia pura


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CAPTULO1 :: 11

Uma mistura homognea apresenta pelo menos uma das temperaturas demudanas de estado no fixa.

Atividade 7Uma amostra slida homognea sofre aquecimento e tem seu comportamento

trmico registrado no grfico temperatura(C) x tempo(min) mostrado a seguir.

Sobre o registrado no grfico so feitas as afirmativas a seguir. Defina cadauma como Verdadeira (V) ou Falsa (F).

( ) Trata-se de uma amostra pura.

( ) A fuso da amostra ocorre durante cerca de 30 minutos.( ) A ebulio da amostra ocorre na temperatura de 80C.( ) Em todo o processo esto envolvidos apenas fenmenos fsicos.( ) At o final da ebulio houve aumento da temperatura em 62C.

Mtodos de Separao

Vamos estudar a seguir os mtodos que podemos usar para separar todos oscomponentes presentes em misturas, destacaremos os procedimentos e em que

situaes poderemos us-los. Destilao Baseia-se no fato de que substncias diferentes apresentam pontos de

ebulio diferentes e, por isso, mudam de estado separadamente. Usado emmisturas homogneas slido + lquido (gua + acar) ou lquido + lquido (gua+ lcool).

Figura 1.6: Sistema de destilao simples.

A ordem de sada dos componentes lquidos dada pela temperatura deebulio crescente dos mesmos.

Vejamos, por meio de uma questo do vestibular da Universidade Federalde Minas Gerais, como bastante simples aplicar o conhecimento qumico comresponsabilidade.

O mercrio, um metal lquido, utilizado pelos garimpeiros para extrair ouro.Nesse caso, o mercrio forma, com o ouro, uma mistura lquida homognea, quepode ser separada, facilmente, da areia e da gua.

Para separar esses dois metais, minimizando os riscos ambientais, seriainteressante que os garimpeiros utilizassem uma retorta, como representado,esquematicamente, nesta figura:

Para tanto, a mistura aquecida na retorta e, ento, o mercrio evapora-se econdensa-se no bico desse recipiente.

O mercrio forma uma amlgama com o ouro, assim ao mistur-lo com o ouro possvel separ-los da areia e da gua. Depois, necessrio aquecer a misturalquida mercrio e ouro para retirar o mercrio, que evapora primeiro, ou seja, mais voltil.

monte seu laboratrio

Construa um destilador e faa a destilao de um refrigeranteMateriais

1 lmpada incandescente queimada de vidro transparente 1 metro de tubo plstico de 0,5cm de dimetro 1 garrafa de plstico de 1,5 litro 1 borracha escolar Arame Pedaos de madeira Cola ou massa epxi

Procedimento

1) Com um ferro quente (uma chave de fenda), faa um furo na garrafa, dodimetro da mangueira (tubo plstico);

2) Por esse furo, passe a mangueira e vede o furo com massa epxi;3) Tora a mangueira de maneira que fique enrolada como no desenho;4) Voc construiu um condensador!;5) Para obter um balo de vidro, segure a lmpada incandescente com um

pano grosso e, com ajuda de uma chave de fenda, quebre o fundo da lmpada eretire o filamento de metal (tungstnio) e o seu suporte de vidro;

termmetro

sada de guade resfriamento

entrada de guade resfriamento erlenmeyer

balo dedestilao

bico de Bunsen

entrada de gs

condensador

Mercrio lquido


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6) Corte uma borracha escolar de modo que sirva de tampa para o balo;7) Faa um furo nesta tampa, com dimetro igual ao da mangueira;8) Com madeira e arame, monte o suporte para o destilador.

Funcionamento

Destape o balo destilador e coloque o lquido a ser destilado at a metadeda altura do balo.

Encha o condensador (garrafa) de gua f ria. Acenda a lamparina e aquea o balo. Regule a distncia da lamparina ao balo. Destile o seu refrigerante!

EvaporaoProcesso usado para separar os componentes de misturas homogneas de

lquido com slido, quando no se deseja recuperar o lquido. Este mtodo consiste

no aquecimento da mistura at que todo o lquido passe para o estado gasosorestando apenas o slido. Ele utilizado na extrao do sal bruto a partir da guado mar nas salinas.

Figura 1.7: salina. Foto: Torsten Eismann

FiltraoMtodo usado em misturas heterogneas de slido com lquido (areia +

gua) ou de slido com gs (ar + poeira), baseando-se na reteno das partculasslidas devido ao seu tamanho.

Figura 1.8: Sistema de filtrao simples.

A filtrao um dos mtodos mais utilizado pela dona de casa. Ao passarum cafezinho, ela est fazendo uma filtrao. Assim como, ao utilizar uma

aspirador de p para fazer a limpeza da casa, ela tambm est fazendo umafiltrao, porque as partculas slidas (poeira) ficam retidas no filtro do aspiradore o ar liberado.

Monte seu laboratrioOlha que interessante! Voc mesmo pode simular um processo de filtrao de

gua que a prpria natureza se encarrega de fazer.Materiais

Frasco com gua suja (aproximadamente 1 litro de gua com duas colheresde sopa de terra)

Seringa de 20 mUma garrafa PET (refrigerante de 2 litros) com o fundo cortadoAreia fina mdia e grossaCarvo

PedrinhasAlgodo

Procedimento e Funcionamento

1) Na seringa de 20 m, coloque na sada uma fina camada de algodoe coloque alternadamente uma fina camada de areia fina, carvo, areia mdia,carvo, areia grossa, carvo, pedrinhas e por ltimo um pouco de algodo.

2) Encaixe essa seringa no gargalo de uma garrafa PET e vede o sistema comDurepox ou massinha.

3) Coloque a gua suja na garrafa.

4) Observe a ao do filtro montado.

DecantaoBaseia-se na ao da gravidade sobre as partculas mais pesadas (densas)

que as leva para baixo. Usado em misturas heterogneas lquido e lquido (gua +leo), lquido e slido (gua + areia de praia) ou slido e gs (ar + poeira).

gasolina

gua

Figura 1.9: Separao de dois lquidos, gasolina e gua, pelo funil de decantao.

Utilizando o exemplo elaborado pela comisso de vestibular da UniversidadeEstadual de Campinas (Unicamp), poderemos ver como o conhecimento aprendidopossibilita a construo de experimentos que nos leva a entender nosso dia a dia.


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CAPTULO1 :: 13

Exemplo(Unicamp) As margarinas, muito usadas como substitutos da manteiga,

contm gorduras vegetais hidrogenadas. A diferena fundamental entre uma mar-garina light e outra normal est no contedo de gordura e de gua.

Colocou-se em um tubo de ensaio uma certa quantidade de margarinanormal e, num outro tubo de ensaio, idntico ao primeiro, colocou-se a mesmaquantidade de margarina light.

Aqueceram-se em banho-maria os dois tubos contendo as margarinas at queaparecessem duas fases, como esquematizado na figura

a) Reproduza, na resposta, a figura do tubo correspondente margarinalight, identificando as fases lipdica e aquosa.

A margarina light contm menos gorduras vegetais hidrogenadas do que amargarina normal. O tubo que corresponde margarina light

b) Admitindo que as duas margarinas tenham o mesmo preo e considerandoque este preo diz respeito, apenas, ao teor da gordura de cada uma, em qualdelas a gordura custa mais e quantas vezes (multiplicao) este preo maior doque na outra?

Na margarina light a fase lipdica representa 4 unidades de volume,enquanto na margarina normala fase lipdica apresenta 8 unidades de volume.Como na margarina light encontramos menos gordura hidrogenanda, isto signi-fica que a gordura da margarina light custa mais que a gordura da margarinanormal.

Como a relao de 4 unidades de gordura na margarina light para 8unidades na margarina normal, o preo duas vezes maior.

Um assunto muito interessante est sendo abordado, que dos produtosque esto cada vez mais sendo colocados no mercado como uma alternativa maissaudvel de vida, os produtos light.

Afinal, o que um produto light?Apesar do exemplo j ter dado uma grande dica, vamos usar a conceituao

do Codex Alimentarius (frum internacional de normalizao de alimentos), queserviu como referncia na formulao da legislao pela Agncia Nacional de Vigi-lncia Sanitria Anvisa.

O termo Light pode, opcionalmente, ser utilizado em alimentos produzidosde forma que sua composio reduza em, no mnimo, 25% o valor calrico e osseguintes nutrientes: acares, gordura saturada, gorduras totais, colesterol e sdiocomparado com o produto tradicional ou similar de marcas diferentes.

CataoMtodo usado em misturas heterogneas de slidos, que por meio manual ou

com auxlio de pina separa-se os componentes (arroz + impurezas).

LevigaoSeparao de componentes com densidades diferentes por meio de uma

corrente de gua.Este processo pode ser observado quando se garimpa ouro em barrancos,

de onde so retirados, de grandes buracos afunilados, pores de terra, areiae/ou cascalho misturados a esta substncia. O material extrado triturado emrecipiente apropriado e lavado numa corrente de gua. Areia, terra e cascalho, porserem menos densos, so carregados pela gua, e o ouro, que mais denso, fica

depositado no fundo.

Separao MagnticaMisturas heterogneas de slido e slido que apresenta um componente com

propriedades magnticas, utiliza-se um im para separ-lo (areia + p de ferro).O exemplo a seguir, uma adaptao de uma questo do vestibular da

Universidade Federal de Viosa, vai nos dar a oportunidade de utilizarmos vriosprocessos de separao.

ExemploUma mistura constituda de GUA, LIMALHA DE FERRO, LCOOL e AREIA foi

submetida a trs processos de separao, conforme fluxograma.

Para separarmos as substncias em questo, podemos utilizar os processosconforme mostra o fluxograma preenchido.

10

5

0

10

6

Fase lipdica(menos densa que a gua)

Fase aquosa

0Processo 1

Processo 1

Processo 2

Processo 2

gua, Limalha de Ferro, lcool, Areia

Processo 3

Processo 3


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Dissoluo FracionadaUsada em misturas heterogneas slido + slido em que somente um dos

componentes solvel em determinado solvente lquido. Exemplo: areia + acar+ gua = areia (insolvel) e fase lquida com gua + acar.

ExemploO fluxograma a seguir representa o processo de separao da mistura de

gua, leo, areia e sulfato de cobre. Sabe-se que o sulfato de cobre no solvelem leo e est completamente dissolvido na gua.

Com base nessas informaes e nos conhecimentos sobre misturas, vamosescolher os processos mais adequados de separao dos componentes dessamistura.

Primeiramente, vamos fazer uma filtrao (I), para que a areia fique retidano filtro. Deixamos o filtrado, que constitudo de sulfato de cobre dissolvido emgua e leo, em repouso por um tempo. Transcorrido o tempo necessrio, ocorre oprocesso de decantao (II) com a separao do leo (sobrenadante) e a soluoaquosa (em gua) de sulfato de cobre. Por fim, necessria a realizao dadestilao simples (III), para separar a gua (menor ponto de ebulio) do sulfatode cobre (slido).

PeneiraoUsado em misturas heterogneas de slido + slido onde o tamanho das

partculas determina qual a que passa pela malha da peneira.Em uma obra, os pedreiros usam muito este processo na preparao da areia

para mistur-la ao cimento.

Atividade 8Numere as misturas de acordo com o mtodo mais apropriado ao seu

fracionamento.( ) gua + leo (1) Destilao( ) gua + sal de cozinha (2) Filtrao( ) terra + pedras (3) Dissoluo Fracionada( ) acar + areia de praia (4) Separao Magntica( ) gua + areia (5) Decantao( ) ar poludo ( ar + poeira ) (6) Peneirao( ) petrleo (7) Catao( ) p de ferro + areia( ) separao do feijo de pequenos detritos

Atividade 9(UEL) Um aspirador de p residencial, quando em funcionamento, separa

uma fase

(A) lquida de outra lquida.(B) lquida de uma fase gasosa.(C) slida de uma fase gasosa.(D) slida de outra slida.(E) gasosa de outra gasosa.

Atividade 10(UFRS) Qual dos mtodos de separao seguintes se baseia na diferena de

densidades?(A) Decantao.

(B) Destilao fracionada.(C) Peneirao.(D) Cristalizao.(E) Sublimao.

Atividade 11(Mackenzie) Uma tcnica usada para limpar aves cobertas por petrleo con-

siste em pulveriz-las com limalha de ferro. A limalha que fica impregnada de leo, ento, retirada das penas das aves por um processo chamado de:

(A) decantao.(B) peneirao.(C) sublimao.(D) centrifugao.(E) separao magntica

Atividade 12Na minerao do ouro de aluvio, o metal separado das areias aurferas por

um processo conhecido como ...... , que se baseia na diferena de ...... entreo ouro e os demais componentes da mistura. Muitas vezes, quando o ouro estfragmentado em pores muito pequenas os garimpeiros acrescentam ...... paraformar amlgamas e aglutinar o ouro, processo que provoca graves problemas

ambientais.

I

III

areia

gua CuSO4

gua, CuSO4 leo

gua, leo, CuSO4

gua, areia, CuSO4 , leo

II

Processo 1 fil trao

Processo 1

Processo 2

Processo 2gua e lcool

gua lcool areia lim. de ferro

limalha de ferro e areia

gua, Limalha de Ferro, lcool, Areia

Processo 3

destilao fracionada

separao magntica

Processo 3


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CAPTULO1 :: 15

Para completar corretamente o texto, as lacunas devem ser preenchidas, nasequncia em que aparecem, por

(A) levigao _ densidade _ prata(B) levigao _ densidade _ mercrio(C) levigao _ temperatura de fuso _ mercrio(D) destilao _ temperatura de ebulio _ prata(E) destilao _ densidade _ mercrio

Qumica em foco

gua: uma questo de sobrevivnciaPara o filsofo Tales, nascido em Mileto, na sia Menor, por volta de 640

a.C., a gua era matria bsica, o elemento a partir do qual se formavam todosos outros. Para ele a Terra era um disco que flutuava na gua, pois nela estava aorigem de toda a vida. Tudo era explicado por Tales em funo da gua: os seres

vivos teriam aparecido na Terra no momento em que o Sol a secou, permitindo queos mares libertassem os tesouros do seu interior.

J se passaram mais de 2.500 anos desde Tales, e as antigas teorias foramrevistas inmeras vezes. Mas ainda hoje incontestvel a importncia da guapara a existncia da vida.

Nosso prprio corpo um exemplo disso: se o nvel de gua no organismo cai20%, sua escassez pode provocar a morte dos tecidos.

Volta e meia vemos nos jornais notcias preocupantes, anunciando que a guado planeta pode acabar. Ser que isso possvel?

Em primeiro lugar, bom saber de que gua estamos falando.

Aproximadamente 97% de toda a gua do planeta salgada, e est nosmares e oceanos. Os 3% restantes so compostos de vrios tipos de gua doce,como as calotas polares e geleiras (2%), os rios, lagos e guas subterrneas(menos de 1%) e a atmosfera (0,001%).

Figura 1.10: Ciclo Hidrolgico

Como podemos concluir, a gua no ambiente encontrada nos estadoslquido, slido (gelo) e gasoso (vapor) estando em constante interao com osolo, a atmosfera, o mar, o rio, a vegetao e a fauna. Para entendermos estainterao necessitamos observar as mudanas de estados fsicos da gua, que emmuitas ocasies so visveis e em outras no nos damos conta, como quando setorna invisvel na forma de vapor.

Durante os milhes de anos de formao da Terra, praticamente a mesmagua est sempre sendo bombeada no chamado ciclo hidrolgico. A energianecessria para este ciclo provm do calor solar, que aquece a superfcie doscontinentes e dos oceanos, fazendo com que parte da gua evapore e v paraatmosfera. Em determinados momentos, o vapor dgua condensa e precipita emforma de chuva, orvalho ou neve. Este ciclo o mais frequente, havendo, contudo,um nmero ilimitado de outros ciclos mais complexos.

Agora possvel comearmos a elaborar uma resposta para o problemaanteriormente levantado: ser que possvel acabar a gua do planeta?

A partir das informaes apresentadas a resposta seria NO.

Mas, a expanso urbana, a industrializao, a agricultura e a pecuriaintensiva, o crescimento populacional e a produo de energia eltrica, todosesses foram fatores marcantes para as transformaes no modo de vida emtodo o mundo durante o sculo XX. Tais mudanas passaram a exigir crescentesquantidades de gua para as populaes com alterao de qualidade, pois grandesquantidades de resduos so lanadas aos meios naturais sem tratamento prvio,a famosa POLUIO.

Assim, podemos entender que no a gua do planeta que est acabando,mas sim a gua potvel que nele encontramos.

Uma soluo largamente utilizada nos grandes centros urbanos o

tratamento de gua e de esgotos.O tratamento de gua pressupe um processo que ocorre em grande escala,e que tem como objetivo a obteno de gua potvel, isto , aquela que noprovoca danos sade quando ingerida. O termo gua potvel tambm podeser associado aos aspectos incolor, inodoro e transparente que no influem nasatividades fisiolgicas.

A gua potvel utilizada no preparo de alimentos, para bebermos, noscuidados com a higiene pessoal.

J em atividades como a lavagem de pisos e banheiros, a gua no precisaser altamente potvel. A potabilidade pode ser mais baixa nesses casos.

Dependo das caractersticas do manancial de gua utilizado para oabastecimento de uma populao, aplica-se os tratamentos adequados.

Os vrios tipos de impurezas que a gua pode conter nos levam a usar umtratamento de gua mais complexo, que envolve as etapas:

Filtrao primria consiste no desvio do rio (captao da gua), queo levar por um caminho contendo uma malha que serve como filtro, para reterpeixes, plantas e materiais de grandes dimenses.

Floculao gua, retida em grandes tanques (decantadores), adiciona-se sulfato de alumnio. Este componente reage com certas substncias, originandoum produto gelatinoso (em forma de flocos).

Decantao ainda nos decantadores, aos poucos os grandes flocos

gelatinosos se depositam no fundo por ao da gravidade.

precipitao

transpirao

evaporaoinfiltrao

mar

fluxo das guas


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Filtrao secundria ao sair dos tanques de decantao, a gua passaatravs de cmaras de areia com gros de diferentes tamanhos, que retmpartculas de tamanhos menores.

Clorao mesmo que a gua esteja isenta de impurezas, ela pode contermicrorganismos nocivos quando ingeridos. Por isso, costuma-se utilizar compostosde cloro na gua. O principal o hipoclorito de sdio, conhecido como guasanitria, cndida, que atuar como desinfetante.

Figura 1.11: Esquema de uma estao de tratamento de gua

As estaes de tratamento so locais onde a gua tratada para que possa serconsumida. As etapas do tratamento so semelhantes aos processos que ocorremna natureza, embora sejam usadas substncias que acelerem a purificao. Parachegar s casas, a gua passa por vrios canos enterrados sob a pavimentao dasruas da cidade, formando as chamadas redes de distribuio. A ligao domiciliar uma instalao que une a rede de distribuio rede interna de cada residncia,loja ou indstria, fazendo a gua chegar s torneiras. Cerca de 10% da gua quesai das estaes de tratamento so para abastecer nossos lares e os 90% restantesso usados, principalmente, em atividades industriais e na agricultura.

Lembre-se! Voc precisa consumir de 2 a 3 litros de gua diariamente e gastaem mdia por dia 180 litros.

Atitudes que contribuem para a utilizao consequente da gua em nossascasas.

sulfato de alumniocal

tanque defloculao

filtro deareia

depsitode cloro

reservatrio

vlvulagua

impura

tanque dedecantao

Emprego ConsumoResidencial

Comum Consequente

Chuveiro 46% Tomar banho com a torneira meio aberta por 15 minutos consome105 litros.

Reduzir o tempo do banho para 10 minutos, com torneira meioaberta, economiza 35 litros.

Lavagemde loua

14% Lavar a loua com a torneira meio aberta por 15 minutosconsome 112 litros.

Encher a cuba da pia de gua, para retirar os resduos de comidados utenslios com esponja e sabo e depois enxaguar com gualimpa.

Baciasanitria

14% Com vlvula temporizada para 6 segundos consome em mdia12 litros.

Verificar se no h vazamentos e manter a vlvula regulada.Outra medida a substituio por vasos sanitrios com caixaacoplada de 6 litros por descarga.

Torneiras 6% Para escovao de dentes ou para fazer a barba, com reg ist romeio aberto, gasta-se em 5 minutos 12 litros. Enquanto no ato delavar o rosto ou as mos com sabo, mantendo o registro aberto,utiliza-se 7 litros.

Importante sempre fechar a torneira durante a escovao ou nahora de ensaboar.No deixar de consertar os vazamentos, pois apenas ogotejamento de uma torneira consome 60 litros por dia.

Tanque delavar roupaou mquinade lavar

8% A lavagem de roupa, com o registro aberto por 15 minutos, levaem mdia a um consumo de 279 litros.

Procure racionalizar: junte uma boa quantidade de roupa suja para cada lavagem; a gua do ltimo enxgue das roupas pode ser reutilizada paraensaboar tapetes, tnis e cobertores ou para lavar carro, pisos ecaladas.

O uso de gua em atividades humanas, sem o devido tratamento dosresduos domsticos, industriais e agrcolas, pode gerar muitos problemas, comocontaminao e poluio de rios e da gua subterrnea e a transmisso de doenas.

Na maioria das cidades brasileiras no h tratamento de esgoto, sendoos resduos lanados diretamente nos corpos dgua como rios ou no mar,contaminando assim estes ambientes. Em grandes cidades a quantidade de esgotolanada to alta que os rios tornam-se poludos e praticamente sem vida.

Tratamento de EsgotoO tratamento consiste na remoo de poluentes do esgoto. O mtodo a ser

utilizado depende das caractersticas fsicas, qumicas e biolgicas do esgoto.


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CAPTULO1 :: 17

Tratamento de Esgoto Fase lquida

1) Cidade. Aps a distribuio nas residncias, a gua utilizada para higienepessoal, alimentao e limpeza vira esgoto. Ao deixar as casas, ele vai paraas redes coletoras, passa pelos coletores, troncos e interceptores at chegar sEstaes de Tratamento de Esgotos.

2) Rede de esgotos3) Grades. Antes de ser tratado, o esgoto passa por grades para retirar a

sujeira (papel, plstico, tampinha).4) Caixa de areia. Depois de passar pelas grades, o esgoto transportado

para uma caixa que vai retirar a areia contida nele.5) Decantador primrio. Aps a caixa de areia, o esgoto enviado aos

decantadores primrios onde ocorre a sedimentao de partculas mais pesadas.6) Tanques de aerao. O esgoto composto por matria orgnicae microrganismos. Nos tanques de aerao, o ar fornecido faz com que osmicrorganismos ali presentes multipliquem-se e alimentem-se de material orgnico,formando o lodo e diminuindo assim a carga poluidora do esgoto.

7) Decantador secundrio. Nos decantadores secundrios, o slido restantevai para o fundo e a parte lquida j est sem 90% das impurezas. Esta gua nopode ser bebida. Ela lanada nos rios ou reaproveitada para limpar ruas, praase regar jardins.

8) Rio

Tratamento de Esgoto Fase slida

1) Cidade2) Entrada do lodo primrio. Separa a gua do slido atravs da

sedimentao das partculas mais pesadas, semelhante aos decantadores.3) Entrada do lodo secundrio. O lodo do decantador secundrio ser

tratado pelo processo de adensamento por flotao nos flotadores.4) Adensadores. Nos adensadores acontece o processo de adensamento que

faz com que o lodo torne-se mais concentrado atravs da separao de uma parteda gua presente.

5) Flotadores. Nos flotadores acontece o processo de flotao, que consistena separao da gua do slido que ocorre atravs da introduo de gua com

microbolhas de ar.6) Digestadores. Recebem o lodo proveniente do sistema de adensamento.Neles, h microorganismos anaerbicos que degradam a matria orgnica presenteno lodo formando assim gs metano (CH4) e gua, promovendo a estabilizaodo lodo, ou seja, no haver odores desagradveis.

7) Filtros prensa. um equipamento mecnico para desidratao do lodoproveniente do condicionamento qumico, dotado de vrias placas com telasfiltrantes que sero preenchidas por lodo atravs de bombeamento. O lodo passaa ter 40% de slidos.

8) Esteira9) Tortas para aterro sanitrio. Aqui o lodo armazenado e desidratado

para ser disposto em aterro sanitrio.Imagens disponveis em http://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=49

(Acesso em 20 de julho de 2010)

Atividade 13O ciclo da gua na natureza, relativo formao de nuvens, seguida de

precipitao da gua na forma de chuva, pode ser comparado, em termos dasmudanas de estado fsico que ocorrem e do processo de purificao envolvido, seguinte operao de laboratrio:

(A) sublimao(B) filtrao(C) decantao(D) dissoluo(E) destilao

Atividade 14Numa das etapas do tratamento de gua para as comunidades, o lquido

atravessa espessas camadas de areia. Esta etapa uma:(A) decantao(B) filtrao(C) clorao

(D) floculao(E) peneirao


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Atividade 15Em nosso planeta, a maior parte da gua encontra-se nos oceanos

(gua salgada) e imprpria para consumo humano. Um processopara tornar a gua do mar potvel seria: Promover a por

ou osmose reversa e, em seguida, retific-la, saisadequadas.

Assinale a alternativa que permite preencher, na sequncia, as lacunas deforma correta.

(A) purificao ... destilao ... removendo ... em propores(B) dessalinizao ... destilao ... adicionando ... em propores(C) dessalinizao ... destilao ... removendo ... por tcnicas(D) desinfeco ... clorao ... adicionando ... em propores(E) clarificao ... decantao ... adicionando ... em propores

Atividade 16(ENEM) Seguem a seguir alguns trechos de uma matria da revista

Superinteressante, que descreve hbitos de um morador de Barcelona (Espanha),relacionando-os com o consumo de energia e efeitos sobre o ambiente.

I. Apenas no banho matinal, por exemplo, um cidado utiliza cerca de 50litros de gua, que depois ter que ser tratada. Alm disso, a gua aquecidaconsumindo 1,5 quilowatt-hora (cerca de 1,3 milhes de calorias), e para geraressa energia foi preciso perturbar o ambiente de alguma maneira...

II. Na hora de ir para o trabalho, o percurso mdio dos moradores deBarcelona mostra que o carro libera 90 gramas do venenoso monxido de carbonoe 25 gramas de xidos de nitrognio... Ao mesmo tempo, o carro consomecombustvel equivalente a 8,9kwh.

III. Na hora de recolher o lixo domstico... quase 1kg por dia. Em cada quiloh aproximadamente 240 gramas de papel, papelo e embalagens; 80 gramasde plstico; 55 gramas de metal, 40 gramas de material biodegradvel e 80gramas de vidro.

No trecho I, a matria faz referncia ao tratamento necessrio guaresultante de um banho. As afirmaes a seguir dizem respeito a tratamentos edestinos dessa gua. Entre elas, a mais plausvel a de que a gua:

(A) passa por peneirao, clorao, floculao, filtrao e ps-clorao, e canalizada para os rios.

(B) passa por clorao e destilao, sendo devolvida aos consumidores emcondies adequadas para ser ingerida.

(C) fervida e clorada em reservatrios, onde fica armazenada por algumtempo antes de retornar aos consumidores.

(D) passa por decantao, filtrao, clorao e, em alguns casos, porfluoretao, retomando aos consumidores.

(E) no pode ser tratada devido presena do sabo, por isso canalizadae despejada em rios.

Atividade 17As velas do filtro de gua de uso domstico tm o seguinte aspecto:

O carvo em p (ativado) retm (absorve) possveis gases na gua.a) O que deve ficar retido na parte externa da porcelana?

b) A gua que sai da vela uma substncia pura?

Atividade 18(Unicamp) O tratamento da gua fruto do desenvolvimento cientfico que

se traduz em aplicao tecnolgica relativamente simples. Um dos processosmais comuns para o tratamento qumico da gua utiliza cal virgem (xido declcio) e sulfato de alumnio. Os ons alumnio, em presena de ons hidroxila,formam o hidrxido de alumnio que pouqussimo solvel em gua. Aohidrxido de alumnio formado adere a maioria das impurezas presentes. Coma ao da gravidade, ocorre a deposio dos slidos. A gua ento separada eencaminhada a uma outra fase de tratamento.

Que nome se d ao processo de separao acima descrito que faz uso daao da gravidade?

Atividade 19(PUC-Rio) Boa parte da gua consumida no Rio de Janeiro proveniente do

Rio Paraba do Sul e rica em materiais em suspenso. Chegando estao detratamento, esta gua conduzida atravs de canais contendo telas, para retermateriais como galhos e folhas, e transportada para grandes tanques, onde mantida em repouso. Esta gua, agora mais clara, levada a um outro tanque,onde so adicionados agentes coagulantes, que fazem com que as partculasmenores se agreguem e depositem no fundo. A gua, ento clareada, est prontapara receber o cloro e ser distribuda para a populao. Entre os processos deseparao descritos esto, em sequncia:

(A) transporte e clareamento.(B) transporte e flotao.(C) filtrao e transporte.(D) decantao e clorao.(E) filtrao e decantao.

carvoem p

porcelana

gua impura


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CAPTULO1 :: 19

Atividade 20A gua potvel um recurso natural considerado escasso em diversas regies

do nosso planeta. Mesmo em locais onde a gua relativamente abundante, svezes necessrio submet-la a algum tipo de tratamento antes de distribu-lapara consumo humano. O tratamento pode, alm de outros processos, envolveras seguintes etapas:

I. manter a gua em repouso por um tempo adequado, para a deposio, nofundo do recipiente, do material em suspenso mecnica.

II. remoo das partculas menores, em suspenso, no separveis peloprocesso descrito na etapa I.

III. evaporao e condensao da gua, para diminuio da concentraode sais (no caso de gua salobra ou do mar). Neste caso, pode ser necessria aadio de quantidade conveniente de sais minerais aps o processo.

s etapas I, II e III correspondem, respectivamente, os processos de separaodenominados

(A) filtrao, decantao e dissoluo.

(B) destilao, filtrao e decantao.(C) decantao, filtrao e dissoluo.(D) decantao, filtrao e destilao.(E) filtrao, destilao e dissoluo.

Atividade 21(ENEM/2008) As florestas tropicais esto entre os maiores, mais diversos e

complexos biomas do planeta. Novos estudos sugerem que elas sejam potentesreguladores do clima, ao provocarem um fluxo de umidade para o interior doscontinentes, fazendo com que essas reas de floresta no sofram variaes

extremas de temperatura e tenham umidade suficiente para promover a vida. Umfluxo puramente fsico de umidade do oceano para o continente, em locais ondeno h florestas, alcana poucas centenas de quilmetros. Verifica-se, porm, queas chuvas sobre florestas nativas no dependem da proximidade do oceano. Estaevidncia aponta para a existncia de uma poderosa bomba bitica de umidadeem lugares como, por exemplo, a bacia amaznica. Devido grande e densa reade folhas, as quais so evaporadores otimizados, essa bomba consegue devolverrapidamente a gua para o ar, mantendo ciclos de evaporao e condensao quefazem a umidade chegar a milhares de quilmetros no interior do continente.

A. D. Nobre. Almanaque Brasil Socioambiental.

Instituto Socioambiental, 2008, p. 368-9 (com adaptaes).

As florestas crescem onde chove, ou chove onde crescem as florestas? Deacordo com o texto,

(A) onde chove, h floresta.(B) onde a floresta cresce, chove.(C) onde h oceano, h floresta.(D) apesar da chuva, a floresta cresce.(E) no interior do continente, s chove onde h floresta.

Atividade 22(ENEM/2008) A China comprometeu-se a indenizar a Rssia pelo

derramamento de benzeno de uma indstria petroqumica chinesa no rio Songhua,um afluente do rio Amur, que faz parte da fronteira entre os dois pases. Opresidente da Agncia Federal de Recursos de gua da Rssia garantiu que obenzeno no chegar aos dutos de gua potvel, mas pediu populao quefervesse a gua corrente e evitasse a pesca no rio Amur e seus afluentes. Asautoridades locais esto armazenando centenas de toneladas de carvo, j que omineral considerado eficaz absorvente de benzeno.

Internet: (com adaptaes).

Levando-se em conta as medidas adotadas para a minimizao dos danos aoambiente e populao, correto afirmar que

(A) o carvo mineral, ao ser colocado na gua, reage com o benzeno,eliminando-o.

(B) o benzeno mais voltil que a gua e, por isso, necessrio que estaseja fervida.

(C) a orientao para se evitar a pesca deve-se necessidade de preservaodos peixes.

(D) o benzeno no contaminaria os dutos de gua potvel, porque seriadecantado naturalmente no fundo do rio.

(E) a poluio causada pelo derramamento de benzeno da indstria chinesaficaria restrita ao rio Songhua.

Atividade 23(ENEM/2008) Os ingredientes que compem uma gotcula de nuvem so

o vapor de gua e um ncleo de condensao de nuvens (NCN). Em torno desse

ncleo, que consiste em uma minscula partcula em suspenso no ar, o vapor degua se condensa, formando uma gotcula microscpica, que, devido a uma sriede processos fsicos, cresce at precipitar-se como chuva.

Na floresta Amaznica, a principal fonte natural de NCN a prpria vegetao.As chuvas de nuvens baixas, na estao chuvosa, devolvem os NCNs, aerossis, superfcie, praticamente no mesmo lugar em que foram gerados pela floresta.As nuvens altas so carregadas por ventos mais intensos, de altitude, e viajamcentenas de quilmetros de seu local de origem, exportando as partculas contidasno interior das gotas de chuva. Na Amaznia, cuja taxa de precipitao uma dasmais altas do mundo, o ciclo de evaporao e precipitao natural altamenteeficiente.

Com a chegada, em larga escala, dos seres humanos Amaznia, ao longodos ltimos 30 anos, parte dos ciclos naturais est sendo alterada. As emissesde poluentes atmosfricos pelas queimadas, na poca da seca, modificam ascaractersticas fsicas e qumicas da atmosfera amaznica, provocando o seuaquecimento, com modificao do perfil natural da variao da temperatura com aaltura, o que torna mais dif cil a formao de nuvens.

Paulo Artaxo et al. O mecanismo da floresta para fazer chover. In: Scientific American Brasil, ano 1,

n. 11, abr./2003, p. 38-45 (com adaptaes).

Na Amaznia, o ciclo hidrolgico depende fundamentalmente(A) da produo de CO2oriundo da respirao das rvores.

(B) da evaporao, da transpirao e da liberao de aerossis que atuamcomo NCNs.


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(C) das queimadas, que produzem gotculas microscpicas de gua, as quaiscrescem at se precipitarem como chuva.

(D) das nuvens de maior altitude, que trazem para a floresta NCNs produzidosa centenas de quilmetros de seu local de origem.

(E) da interveno humana, mediante aes que modificam as caractersticasfsicas e qumicas da atmosfera da regio.

Atividade 24(ENEM/2008)

Raymong A. Serway e John W. Jewett. Princpios de Fsica, v. 2, fig. 18.12 (com adaptaes).

A chuva o fenmeno natural responsvel pela manuteno dos nveisadequados de gua dos reservatrios das usinas hidreltricas. Esse fenmeno,assim como todo o ciclo hidrolgico, depende muito da energia solar. Dosprocessos numerados no diagrama, aquele que se relaciona mais diretamente como nvel dos reservatrios de usinas hidreltricas o de nmero

(A) I.(B) II.(C) III.(D) IV.(E) V.

Atividade 25(ENEM/2007) Quanto mais desenvolvida uma nao, mais lixo cada um de

seus habitantes produz. Alm de o progresso elevar o volume de lixo, ele tambmmodifica a qualidade do material despejado. Quando a sociedade progride, elatroca a televiso, o computador, compra mais brinquedos e aparelhos eletrnicos.Calcula-se que 700 milhes de aparelhos celulares j foram jogados fora em todo omundo. O novo lixo contm mais mercrio, chumbo, alumnio e brio. Abandonadonos lixes, esse material se deteriora e vaza. As substncias liberadas infiltram-seno solo e podem chegar aos lenis freticos ou a rios prximos, espalhando-sepela gua.

Anurio Gesto Ambiental 2007, p. 47-8 (com adaptaes).

A respeito da produo de lixo e de sua relao com o ambiente, corretoafirmar que

(A) as substncias qumicas encontradas no lixo levam, frequentemente, aoaumento da diversidade de espcies e, portanto, ao aumento da produtividade

agrcola do solo.

(B) o tipo e a quantidade de lixo produzido pela sociedade independem depolticas de educao que proponham mudanas no padro de consumo.

(C) a produo de lixo inversamente proporcional ao nvel de desenvolvimentoeconmico das sociedades.

(D) o desenvolvimento sustentvel requer controle e monitoramento dosefeitos do lixo sobre espcies existentes em cursos dgua, solo e vegetao.

(E) o desenvolvimento tecnolgico tem elevado a criao de produtosdescartveis, o que evita a gerao de lixo e resduos qumicos.

Resumo

Neste captulo voc estudou que: A qumica estuda a matria e suas transformaes. Matria tudo que possui massa e ocupa lugar no espao. A matria se apresenta sob trs estados fsicos: slido, lquido e

gasoso. As mudanas de estado fsico recebem nomes especficos, como fuso,vaporizao, liquefao, solidificao, sublimao. Os sistemas podem ser classificados quanto ao nmero decomponentes e pelo nmero de fases. O sistema homogneo apresenta uma fase, enquanto o heterogneopossui duas ou mais fases. Densidade ou massa especfica uma propriedade que indica a massade uma substncia que ocupa um volume de 1 mililitro (m). As propriedades especficas como densidade e pontos de fuso e

ebulio so utilizadas para caracterizar uma substncia pura ou umamistura. As fases de um sistema ou seus componentes podem ser separadospoder mtodos adequados, como destilao, evaporao, filtrao,decantao, catao, separao magntica, dissoluo fracionada,peneirao.

Exerccios

1) Os nmeros respectivos de fases e de componentes presentes no sistemacomposto por GUA, SAL DE COZINHA, GELO, LEO e LCOOL, esto na opo:

(A) 3 e 4(B) 4 e 5(C) 4 e 3(D) 4 e 4(E) 3 e 3

energia refletidapela superfcie,pelas nuvens

e pelo ar30%

radiao solarincidente

100%

energia irradiadapara o espao pela

atmosfera64%

energiairradiadapara o

espao pelasuperfcie

6%

14% 6% 24%

20%

radiao solarabsorvida

diretamentepela

atmosfera

energiacarregadapara cima

pelaconveco

energiacarregadapara cima

na formaode vapordgua

II

III IV V

superfcie

atmosfera

I

radiaoabsorvida

pela gua epelo CO naatmosfera

2


22/122

CAPTULO1 :: 21

2)(UFF) So dadas as solues (misturas homogneas):- argnio dissolvido em nitrognio;- CO2dissolvido em gua;- etanol dissolvido em acetona;- mercrio dissolvido em ouro.Estas solues, temperatura ambiente, so classificadas de acordo com seu

estado fsico em, respectivamente:(A) lquida; lquida; gasosa; lquida.(B) gasosa; gasosa; lquida; slida.(C) lquida; gasosa; lquida; lquida.(D) gasosa; lquida; lquida; slida.

3) (Cesgranrio) Indique, entre os sistemas abaixo, aquele que pode ser separadopor decantao:

(A) gua do mar.(B) gua e lcool.

(C) gua e azeite.(D) gua e gs carbnico.(E) gua e acar.

4) (PUC) Propriedade da matria, que independente do ambiente, :(A) massa(B) volume(C) velocidade(D) densidade(E) peso

5)O lato, liga metlica de zinco e cobre, pode ser preparado pelo resfriamentoda mistura dos dois metais fundidos. Considere que ao aquecer o cobre parapreparar a liga obteve-se o grfico a seguir:

Ocorrem mudanas de estado fsico nas temperaturas(A) t1e t2(B) t1e t3(C) t2e t3(D) t2e t4(E) t3e t4

6)(UEL) A gasolina, um derivado do petrleo, uma mistura basicamente formadade hidrocarbonetos com 5 a 13 tomos de carbono, com pontos de ebuliovariando entre 40C e 220C. As caractersticas de volatilidade e desempenhopodem ser avaliadas pelo ensaio da destilao. Assinale a alternativa que mostra ocomportamento esperado da curva de destilao da gasolina.

(A) (B)

(C) (D)

(E)

7)(Fatec) Uma barra de certo metal, de massa igual a 37,8g, foi introduzida numcilindro graduado contendo gua. O nvel da gua contida no cilindro, antes (1) eaps (2) a imerso da barra metlica mostrado na figura.

(1) (2)

Analisando-se a figura, pode-se afirmar que o metal da barra metlica pro-vavelmente o

(A) Ag, d = 10,50 g/cm3

(B) A, d = 2,70 g/cm3

(C) Fe, d = 7,87 g/cm3

(D) Mg, d = 1,74 g/cm3

(E) Pb, d = 11,30 g/cm3

8) (ITA) O fato de um slido, nas condies ambientes, apresentar um nicovalor de massa especfica em toda sua extenso suficiente para afirmar queeste slido:

I. homogneo.II. monofsico.III. uma soluo slida.IV. uma substncia simples.

V. Funde a uma temperatura constante.

Temperatura (C)

Tempo (minutos)

t1

t2

t3

t4

Temperatura

(C)

Volume destilado (m)

25

20

1510

5

25

20

1510

5

Temperatura

(C)


Temperatura(C)

Volume destilado (m)Temperatura(C)


Temperatura(C)



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Das afirmaes feitas, esto CORRETAS(A) apenas I e II.(B) apenas I, II e III.(C) apenas II, III e V.(D) apenas IV e V.(E) todas.

9) (Fuvest) O mtodo de separao utilizado quando se usa um coador de panona preparao do caf:

(A) destilao(B) filtrao(C) decantao(D) peneirao(E) cristalizao

10)A obteno do lcool etlico hidratado, a partir da cana-de-acar, pode ser

representada pelo esquema a seguir.

Em I e IV, que envolvem processos de fracionamento, so realizadas,respectivamente,

(A) filtrao e destilao.(B) destilao e decantao.(C) filtrao e decantao.(D) destilao e filtrao.(E) decantao e decantao.

11) Julgue os seguintes itens e identifique se so verdadeiros (V) ou falsos (F).( ) A decantao pode ser utilizada para separar o lcool contido na

gasolina combustvel.( ) O princpio da destilao fundamenta-se na diferena de solubilidade

dos slidos de uma mistura.( ) O saco de um aspirador de p funciona como um filtro.( ) Uma substncia sempre constituir um sistema monofsico.( ) Acetona, um solvente orgnico, pode ser usado na separao de

uma mistura de sal de cozinha com acar pois dissolve apenas o sal de cozinha.( ) Em uma mistura de gua (PE = 100C) com lcool (PE = 78C) a

destilao retira primeiro o lcool.

12)A figura representa o esquema de um experimento para determinao do teorde lcool na gasolina.

Com base no experimento e considerando que no h variao de volume,pode-se afirmar que o teor de lcool, em volume, na gasolina analisada e o proces-so de extrao utilizado so, respectivamente,

(A) 11% e dissoluo fracionada.(B) 22% e dissoluo fracionada.

(C) 11% e decantao fracionada.(D) 22% e decantao fracionada.(E) 11% e destilao fracionada.

13) (Fuvest) O processo de recristalizao, usado na purificao de slidos,consiste no seguinte:

1o) Dissolve-se o slido em gua quente, at a saturao.2o) Resfria-se a soluo at que o slido se cristalize.Os grficos a seguir mostram a variao, com a temperatura, da solubilidade

de alguns compostos em gua.

O mtodo de purificao descrito acima mais eficiente e menos eficiente,respectivamente, para:

(A) NaCe KNO3(B) KBr e NaC(C) KNO3e KBr(D) NaCe KBr(E) KNO3e NaC

14) Uma mistura formada por gasolina, gua, serragem e sal de cozinha pode serseparada nos seus diversos componentes seguindo-se as seguintes etapas:

(A) filtrao, decantao e destilao.(B) catao e decantao.(C) prensagem e decantao.

(D) destilao e decantao.(E) filtrao, decantao e centrifugao.

cana-de-acar

garapa

melao

mosto

lcoolhidratado vinhoto

IMoagem e

separao do bagao

IIAquecimento para

concentrar o acar

IIIFermentao: transformao

do acar em lcool

IVSeparao doscomponentesmais volteis

KNO3

NaC

KBr

temperatura

solubilidad

e

50mgasolina

+

50mgua destilada

61mfase aquosa


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CAPTULO1 :: 23

15) O tratamento da gua usada no consumo humano inclui vrios processos,dentre os quais destacamos a decantao e a filtrao. Esses processos soeficazes, respectivamente, na separao dos constituintes de uma mistura:

(A) heterognea de gua e leo; homognea de gua e sal.(B) heterognea de gua e terra; homognea de gua e lcool.(C) homognea de gua e acar; heterognea de gua e sal.(D) heterognea de gua e leo; heterognea de gua e terra.(E) homognea de gua e sal; homognea de gua e lcool.

16)(ENEM/2006) Com base em projees realizadas por especialistas, prev-se,para o fim do sculo XXI, aumento de temperatura mdia, no planeta, entre 1,4Ce 5,8C. Como consequncia desse aquecimento, possivelmente o clima ser maisquente e mais mido bem como ocorrero mais enchentes em algumas reas esecas crnicas em outras. O aquecimento tambm provocar o desaparecimentode algumas geleiras, o que acarretar o aumento do nvel dos oceanos e ainundao de certas reas litorneas. As mudanas climticas previstas para o

fim do sculo XXI(A) provocaro a reduo das taxas de evaporao e de condensao do

ciclo da gua.(B) podero interferir nos processos do ciclo da gua que envolve mudanas

de estado fsico.(C) promovero o aumento da disponibilidade de alimento das espcies

marinhas.(D) induziro o aumento dos mananciais, o que solucionar os problemas de

falta de gua no planeta.(E) causaro o aumento do volume de todos os cursos de gua, o que mini-

mizar os efeitos da poluio aqutica.

17)(ENEM/2006) produo industrial de celulose e de papel esto associadosalguns problemas ambientais. Um exemplo so os odores caractersticos doscompostos volteis de enxofre (mercaptanas) que se formam durante a remooda lignina da principal matria-prima para a obteno industrial das fibrascelulsicas que formam o papel: a madeira. E nos estgios de branqueamentoque se encontra um dos principais problemas ambientais causados pelas indstriasde celulose. Reagentes como cloro e hipoclorito de sdio reagem com a ligninaresidual, levando formao de compostos organoclorados. Esses compostos,presentes na gua industrial, despejada em grande quantidade nos rios pelasindstrias de papel, no so biodegradveis e acumulam-se nos tecidos vegetaise animais, podendo levar a alteraes genticas. Celnia P. Santos et al. Papel: como sefabrica? In: Qumica nova na escola, no. 14, nov./2001, p. 3-7 (com adaptaes).

Para se diminurem os problemas ambientais decorrentes da fabricao dopapel, recomendvel

(A) a criao de legislao mais branda, a fim de favorecer a fabricao depapel biodegradvel.

(B) a diminuio das reas de reflorestamento, com o intuito de reduzir ovolume de madeira utilizado na obteno de fibras celulsicas.

(C) a distribuio de equipamentos de desodorizao populao que vive

nas adjacncias de indstrias de produo de papel.

(D) o tratamento da gua industrial, antes de retorn-la aos cursos dgua,com o objetivo de promover a degradao dos compostos orgnicos solveis.

(E) o recolhimento, por parte das famlias que habitam as regies circunvi-zinhas, dos resduos slidos gerados pela indstria de papel, em um processo decoleta seletiva de lixo.

18)(ENEM/2004) A necessidade de gua tem tornado cada vez mais importantea reutilizao planejada desse recurso. Entretanto, os processos de tratamentode guas para seu reaproveitamento nem sempre as tornam potveis, o queleva a restries em sua utilizao. Assim, dentre os possveis empregos para adenominada gua de reuso, recomenda-se

(A) o uso domstico, para preparo de alimentos.(B) o uso em laboratrios, para a produo de frmacos.(C) o abastecimento de reservatrios e mananciais.(D) o uso individual, para banho e higiene pessoal.(E) o uso urbano, para lavagem de ruas e reas pblicas.

19) (ENEM/2003) Produtos de limpeza, indevidamente guardados oumanipulados, esto entre as principais causas de acidentes domsticos. Leiao relato de uma pessoa que perdeu o olfato por ter misturado gua sanitria,amonaco e sabo em p para limpar um banheiro:

A mistura ferveu e comeou a sair uma fumaa asfixiante. No conseguiarespirar e meus olhos, nariz e garganta comearam a arder de maneirainsuportvel. Sa correndo procura de uma janela aberta para poder voltara respirar.Entre os procedimentos recomendados para reduzir acidentes com produtos

de limpeza, aquele que deixou de ser cumprido, na situao discutida na questoanterior, foi:(A) No armazene produtos em embalagens de natureza e finalidade dife-

rentes das originais.(B) Leia atentamente os rtulos e evite fazer misturas cujos resultados sejam

desconhecidos.(C) No armazene produtos de limpeza e substncias qumicas em locais

prximos a alimentos.(D) Verifique, nos rtulos das embalagens originais, todas as instrues para

os primeiros socorros.(E) Mantenha os produtos de limpeza em locais absolutamente seguros, fora

do alcance de crianas.

20) (ENEM/2003) A caixinha utilizada em embalagens como as de leitelonga vida chamada de tetra brick, por ser composta de quatro camadasde diferentes materiais, incluindo alumnio e plstico, e ter a forma de um tijolo(brick, em ingls). Esse material, quando descartado, pode levar at cem anospara se decompor. Considerando os impactos ambientais, seria mais adequado

(A) utilizar soda custica para amolecer as embalagens e s ento descart-las.(B) promover a coleta seletiva, de modo a reaproveitar as embalagens para

outros fins.

(C) aumentar a capacidade de cada embalagem, ampliando a superfcie decontato com o ar para sua decomposio.


25/122


(D) constituir um aterro especfico de embalagens tetra brick, acondiciona-das de forma a reduzir seu volume.

(E) proibir a fabricao de leite longa vida, considerando que esse tipo deembalagem no adequado para conservar o produto.

Gabarito das atividades

1)C 2)Trs fases e trs componentes 3)B 4)D 5)A6)R$ 32,00 7)(V) (F) (V) (V) (F)8)(5) (1) (6) (3) (2) (2) (1) (4) (7)9) C 10) A 11) E 12)B 13)E 14)B 15)B 16)D17) a) As impurezas slidas. b) No, pois trata-se de uma mistura

homognea (soluo de gua e sais minerais).18)O processo de separao a decantao. 19)E 20)D21)B 22)B 23)B 24)E 25)D

Gabarito dos exerccios

1)A 2) D 3) C 4) A 5)E 6)D 7)B 8)A9) B 10)A 11) (F) (F) (V) (F) (F) (V) 12)B 13) E14) A 15)D 16)B 17)D 18)E 19)B 20)B


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[ ]:: Objetivos ::Ao final deste captulo, voc deve ser capaz de: Conceituar elemento qumico, tomo e molcula. Classificar as substncias em simples e compostas. Caracterizar os modelos atmicos de Dalton e Rutherford-Bhr. Reconhecer as caractersticas das principais partculas formadoras de um tomo. Representar um tomo com base no seu smbolo e pelas grandezas nmero atmico e nmerode massa. Distribuir os eltrons dos tomos nos nveis energticos. Conceituar tomos istopos. Reconhecer e representar os ons.

2Elementos e tomos:

pensando nos pequenos detalhes!


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tomos e Molculas

Neste ponto, chegamos a dois importantes conceitos da Qumica: o conceitode tomo e o conceito de molcula.

tomo a unidade de um elemento qumico.Molcula um grupamento de tomos, necessariamente

ligados.

Assim, podemos dizer que dois tomos do elemento qumico hidrognio(H) ligam-se a um tomo do elemento qumico oxignio (O) para formar umamolcula de gua (H2O).

Outro exemplo seria o oxignio molecular (O2), formado por dois tomos domesmo elemento oxignio. Acabamos de ver que tomo diferente de Molcula.

Para ficar bem clara essa diferena, podemos recorrer seguinte analogia:as letras so como os tomos, e formam diferentes palavras, que so comomolculas.

Vejamos o quadro a seguir!

Alfabeto23 letras que combinadas entre si formam as palavras.Exemplo:

Letras PalavrasA O ROMA; AMOR; MORA;M R ROM; AMORA; MORAR

Elementos QumicosA natureza apresenta vrios tomos quimicamente diferentes.Exemplo:

tomos MolculaH hidrognio H2 gs hidrognioO oxignio O2 gs oxignioC carbono H2O gua

CO2 gs carbnico CH4 metanoQuadro 2.1

Agora podemos avanar um pouco mais e conceituar elemento qumico.

Elemento qumico um conjunto de tomos quimicamenteiguais.

Vamos ver alguns exemplos para uma melhor compreenso desse assunto.

combinao

combinao

Introduo

Os gregos achavam que na Natureza havia quatro elementos terra, ar,fogo e gua. Estes elementos, combinados nas quantidades e propores corretas,geravam tudo que existe. Hoje em dia, baseados em experimentos, sabemos que,

na realidade, existem vrios elementos que, dependendo da combinao entre si,constituem toda a matria sobre a Terra.S para lhe dar um exemplo, temos o ouro, o cobre, o mercrio, o fsforo,

o iodo, o carbono, o oxignio, o hidrognio. Conforme acabamos de mencionar,esses elementos se combinam de vrias maneiras formando produtos diferentes.Assim, dois hidrognios podem se combinar com o oxignio e formar a gua(H2O). Do mesmo modo, se um oxignio se combina com um carbono, forma-seo monxido de carbono (CO). Se dois oxignios se combinam com um carbono,temos o gs carbnico (CO2). Na verdade, os gregos no estavam completamenteerrados, pois, de fato, os elementos podem se combinar para formar novosmateriais.

Agora vamos fazer o raciocnio contrrio: em vez de combinarmos coisas paraformar novas coisas, vamos dividi-las em pedacinhos cada vez menores para veraonde chegamos. A pergunta, neste caso, seria: ser que podemos dividir a ma-tria em pedaos cada vez menores sem perder as propriedades do todo, ou serque, a partir de um determinado ponto, o pedacinho resultante torna-se diferentedo todo? Veja o exemplo.

Conforme vemos na Figura 2.1, ao dividirmos um copo dgua zilhesde vezes ficamos com zilhes de copinhos de gua, at o momento no qualtemos uma nica molcula de gua dentro do copo (H2O). Esta molcula, quandoquebrada, vai gerar dois tomos de hidrognio e um de oxignio. Obviamente, os

hidrognios, quando separados do oxignio, no tm mais as mesmas proprieda-des da gua.

Oxignio Hidrognio

Figura 2.1: Dividindo a matria


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CAPTULO2 :: 27

No retngulo a seguir esto desenhadas esferas diferentes para representartomos de elementos qumicos distintos.

A partir disso, podemos dizer:(A) o nmero de elementos qumicos igual a dois ( e ).(B) o nmero de tomos dezessete.(C) o nmero de molculas sete.(D) o nmero de molculas formadas apenas por tomos de mesmo elemen-

to qumico dois( ).(E) o nmero de molculas formadas por trs tomos trs ( ).

Substncias simples e compostas

Como j vimos, a matria formada por uma ou vrias substncias. Cadasubstncia, por sua vez, formada por elementos qumicos. Quando a substncia formada por um nico elemento qumico chamada substncia simple porexemplo: O2(gs oxignio), He (gs hlio), Fe (ferro). Quando a substncia apre-senta na sua frmula dois ou mais elementos qumicos classificada como subs-tncia composta por exemplo: NaCl (cloreto de sdio), H2O (gua), C12H22O11(sacarose).

Atividade 1

tomo de hidrognio tomo de carbono tomo de oxignio

Considere os trs conjuntos e responda s questes propostas.a) Quantos tomos existem em cada conjunto?

b) Quantos tipos diferentes de molculas esto representados no conjuntoA, no B e no C?

c) Quantos elementos aparecem no conjunto A, no B e no C?

d) Quantas substncias diferentes esto representadas no conjunto A, no Be no C?

e) Qual conjunto apresenta apenas substncias simples?

f) Quantas substncias compostas esto presentes no conjunto A?

Atividade 2Um dos importantes assuntos tratados neste captulo a interpretao de

modelos que representam as substncias em nvel molecular (chamados modelosmoleculares). A pergunta a seguir refere-se interpretao dos seguintes dese-nhos, nos quais cada tipo de esfera representa um elemento qumico diferente.

tomo de hidrognio (H)

tomo de carbono (C)

tomo de oxignio (O)

tomo de flor (F) 1Resposta: O2

Escreva a frmula das substncias representadas nos desenhos de 2 a 6conforme o exemplo do desenho 1.

2 3

4 5

6

Agora no d mais para confundir tomo com molcula, certo?


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Atividade 3Uma questo sempre intrigou os filsofos e os cientistas: a constituio ele-

mentar da matria. Certamente voc j ouviu falar que a frmula da gua H 2O.Essa frmula representa a substncia cujas molculas so formadas por 2 tomosdo elemento qumico hidrognio e 1 tomo do elemento qumico oxignio. A fr-mula O

3representa a substncia cujas molculas so formadas por 3 tomos do

elemento oxignio.No modelo a seguir, tomos esto representados por figuras geomtricas.

Nele, figuras iguais representam tomos de um mesmo elemento qumico.

Com base nos dados fornecidos, pode-se afirmar que no modelo representado

existem:(A) elementos: 3; tomos: 4; molculas: 20; substncias: 6(B) elementos: 2; tomos: 6; molculas: 20; substncias: 4;(C) elementos: 20; tomos: 3; molculas: 4; substncias: 6(D) elementos: 20; tomos: 4; molculas: 3; substncias: 6(E) elementos: 3; tomos: 20; molculas: 6; substncias: 4

Matria e transformaes

O homem naturalmente curioso, o que o estimula a entender tudo que estem seu entorno. Assim, ele explora o ambiente realizando observaes, analisan-do, fazendo experincias, procurando saber o porqu das coisas. Nesta atividademuitos conhecimentos so produzidos e so usados para melhorar a nossa vida.

D uma olhada ao seu redor, o que est vendo? Muitos materiais dife-rentes!

Afirmamos que so materiais diversos porque apresentam caractersticas bemdiferentes. Conseguiremos ver quando ocorre ou ocorreu uma transformao qumi-ca quando forem observadas diferenas entre as caractersticas nos estados iniciaise finais dos materiais, pois cada espcie de matria possui propriedades especficas(pontos de fuso e ebulio, densidade) que a identifica e diferencia.

Com certeza em vrios momentos do dia voc observa vrias transformaes.Lembrou? Da queima da vela ou fsforo, da palha de ao na pia que comeoua ficar avermelhada e a esfarelar ou do comprimido que efervesceu na gua.Estas transformaes so fenmenos qumicos ou reaes qumicas, porque ocorreformao de novas substncias.

Fenmeno qumico ou reaes qumicas sotransformaes que acontecem com a formao desubstncias com propriedades diferentes a partir das

substncias iniciais.

Poderamos tambm dizer que:

As reaes qumicas no so apenas fenmenos qumicosque ocorrem naturalmente, produzindo novas substncias.So tambm programas artificiais de produo de novassubstncias.

As reaes qumicas, por vezes, podem ser observadas ou acompanhadas poralguns efeitos visveis, como a sada de gases, formao de precipitado (produtoque se deposita no fundo do recipiente por ser insolvel), mudana de colorao.Vejamos o exemplo do comprimido anticido, muito utilizado para aliviar os sin-tomas de azia. Ao retirarmos da embalagem temos um slido branco que ao sercolocado em gua produz efervescncia, ou seja, a liberao de bolhas de gs, queneste caso o gs carbnico (CO2).

A partir do final do sculo XVIII, os qumicos comearam a estudar, alm daspropriedades qualitativas, os aspectos quantitativos dos resultados das reaes

qumicas. Desta forma, a Qumica se estabelece como Cincia, principalmentepelos experimentos de Antoine Lavoisier, Proust e John Dalton, que realizaramexperimentos com base nas observaes das massas das substncias que parti-cipavam dos fenmenos qumicos. Desses experimentos surgiram leis, chamadasde Leis Ponderais, que apresentavam evidncias que confirmavam as ideias detomos, molculas, frmulas e equaes qumicas.

1. Lei da conservao dasmassas ou Lei de Lavoisier

Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.

ou

Em qualquer reao qumica, em um sistema fechado,

a massa total dos reagentes igual massa total dos produtos.

Vamos utilizar a gua como exemplo, pois foi o prprio Lavoisier, em 1783,quem anunciou que a gua no era uma substncia simples, mas uma substncia quepoderia ser decomposta e recomposta a partir de dois gases hidrognio e oxignio.

hidrognio + oxignio fasca gua 1g + 8g formaram 9g

9gmassa total antes da transformao = massa total depois da transformao

Usando modelos e a linguagem qumica, podemos relacionar a Lei de Lavoi-sier s ideias de tomos, molculas, frmulas e equaes qumicas, conforme ademonstrao a seguir.

Reao qumica: composio da guaEquao qumica: representao da reao

H2

+

H2OO2


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CAPTULO2 :: 29

Observe as representaes da composio da gua e aplique a Lei de Lavoi-sier. Foi possvel? No, porque existem dois tomos de oxignio no lado esquerdo(reagentes) e apenas um no lado direito (produtos), ou seja, no final da equaotem um tomo a menos de oxignio, o que significa menos massa.

Para que as representaes fiquem adequadas Lei da Conservao das Mas-sas, precisamos completar a equao acrescentando uma molcula de hidrognioe, assim, formaremos duas molculas de gua.

Voc pode estar se perguntando, por que no foi produzido o H2O2?

Ao ajustar uma equao qumica, usamos unicamente os coeficientes (nme-ro de molculas na representao) e em caso nenhum trocamos a atomicidade(subndices das frmulas), como voc pensou ao fazer a pergunta. Ao alterar aatomicidade, estaremos modificando a identidade da substncia. Veja, a gua(H2O) apresenta propriedades diferentes da gua oxigenada (H2O2).

Vamos resolver os exemplos a seguir:

I)(UEMG/2010) O modelo, a seguir, representa o estado inicial de um sistema

em que tomos de um mesmo elemento qumico so representados por esferasde mesma cor, e tomos de elementos qumicos distintos so representados poresferas de cores diferentes.

Assinale a alternativa que corresponde ao modelo CORRETO para o sistemafinal, aps uma reao qumica envolvendo as molculas representadas no sistemainicial, acima descrito.

(A) (B) (C) (D)

Resoluo: Letra D, pois teremos 3 + 3 3

II)(PUC-SP/1996) Querendo verificar a Lei de Conservao das Massas (Lei deLavoisier), um estudante realizou a experincia esquematizada a seguir:

Terminada a reao, o estudante verificou que a massa final era menor que amassa inicial. Assinale a alternativa que explica o ocorrido:

(A) a Lei de Lavoisier s vlida nas condies normais de temperatura epresso.

(B) a Lei de Lavoisier no vlida para reaes em soluo aquosa.

(C) de acordo com a Lei de Lavoisier, a massa dos produtos igual massados reagentes, quando estes se encontram no mesmo estado fsico.

(D) para que se verifique a Lei de Lavoisier necessrio que o sistema sejafechado, o que no ocorreu na experincia realizada.

(E) houve excesso de um dos reagentes, o que invalida a Lei de Lavoisier.

Resoluo: Letra D. Lei da Conservao das Massas ou Lei de L

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2013 Quadro Professor Quimica1 2012 Final