Apostila.Quimica-2011

8/4/2019 Apostila.Quimica-2011

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ESCOLA DE ENSINO MDIO MURILO BRAGA ANO 2011

APOSTILA DE QUMICASRIE: 1 ANO DO ENSINO MDIOPROFESSOR: Mrio Henrique Vasconcelos de LimaANO DE PUBLICAO 2011

CONTEDOS: Cap. 01 Matria e Energia Os materiais;

Matria; - Sistemas; Tipos de Sistemas; Propriedades dos materiais; Propriedades Gerais e Especficas;

Cap. 02 Substncia e Misturaap. 02 Substncia e Mistura Diferenciaes entre substncias e misturas; Fenmenos Fsicos e Qumicos; Reao Qumica; Substncia Simples e Composta; Elemento Qumico; Notao Qumica;

Cap. 03 Separao de Misturasap. 03 Separao de Misturas Anlise imediata; Processo mecnico de separao; Processos de mudanas fsicas; O laboratrio de qumica; Normas de trabalho e de segurana; Equipamentos laboratoriais em qumica;

Cap. 04 Atomsticaap. 04 Atomstica Modelo; Modelos Atmicos: 1 Modelo ( Demcrito); 2 Modelo

(Dalton); 3 Modelo (Thomson) e 4 Modelo

(Rutherford); Partculas fundamentais; Caracterizao do tomo; Comparaes entre tomos; Istopos, Isbaros e Istonos; Os istopos e as substncias; ons; Partculas de um on; O modelo da eletrosfera: 1 Modelo (Rutherfod), 2

Modelo (Rutherfod-Bohr), 3 Modelo O modeloorbital

Cap. 1.Cap. 1.MatriaMatria ee EnergiaEnergia1.1 - Estrutura da matria: conceitos bsicos1.1 - Estrutura da matria: conceitos bsicos

A primeira ideia sobre a estrutura da matriasurgiu com os filsofos gregos Demcrito e Leucipo, noano 450 a.C., aproximadamente. Eles sugeriram que,dividindo-se sucessivamente um material, chegar-se-ia auma unidade indivisvel o tomo ( a no; tmos pedaos).

Mais de 2000 anos depois, o cientista inglsJohn Dalton (1766-1844), procurando justificar osresultados obtidos nos experimentos realizados por

Lavoisier e Proust, que deram origem s leis ponderais,props, em 1803, sua teoria sobre a estrutura da matria,que ficou conhecida como teoria atmica de Dalton. Ospontos principais so: Toda matria formada por entidades

extremamente pequenas, os tomos;

Os tomos so indivisveis; O nmero de tomos diferentes que existem na

natureza relativamente pequeno.

A formao dos materiais se d por meio dediferentes associaes entre tomos iguais ou no.Tais associaes so os tomos compostos.(Posteriormente, essa designao de tomos-compostos foi substituda pelo termo molcula.)

Representao do modeloRepresentao do modeloatmico de Dalton, onde eleatmico de Dalton, onde eledemonstra como os tomos edemonstra como os tomos eos eltrons esto interligados.os eltrons esto interligados.

A qumica somenteadquiriu carter cientfico a partirdo sculo XVIII, quando otrabalho feito em laboratrio(chamado de trabalhoexperimental) foi vinculado ao esforo de buscar aexplicao da natureza da matria e de suas

transformaes (explicao terica).

1.2 Como a Matria se Apresenta:1.2 Como a Matria se Apresenta: Homognea? Heterognea?Homognea? Heterognea?

Quando observamos e estudamos uma porolimitada da matria, passamos a cham-la de sistema emestudo. Veremos ento que alguns sistemas seapresentam uniforme, como a gua lmpida, o lite, umfragmento de ouro etc., e outros no-uniformes, comouma pedra que possui pontos claros e pontos escuros, umpedao de madeira com veios de diferentes cores etc. Emdecorrncia dessas observaes, surgiu a seguinte

classificao: Sistemas Homogneos: os que se apresentam

uniformes e com caractersticas iguais em todos osseus pontos;Exemplos:

Agua + lcool gua + Cetonagua + cido gua + Vinagre

Sistema Heterogneos: os que no seapresentam uniformes nem tm caractersticasiguais em todos os seus pontos;Exemplos:

leo + gua Areia + guaGasolina + gua Isopor + gua.

importante notar que o critrio de diferenciaoentre homogneos e Heterogneos relativo, poisdepende da aparelhagem de que dispomos para nossasobservaes. Assim, medida que vo sendo construdosmicroscpios mais potentes, vamos notando que muitossistemas que nos pareciam homogneos so, narealidade, heterogneos. Agora, voc j comea acompreender por que a cincia exige, muitas vezes, o usode aparelhos sofisticados.

A figura a baixo mostra uma representao deduas substncia A e B, ambas no estado lquido, como porexemplo (leo e gua), representando uma misturaHeterognea, pois na figura demonstra caractersticasdiferentes deste o seu ponto inicial ao final do recipiente,neste caso representa um sistema bifsico, pois contmduas substncias diferentes.


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Demonstrao deUma Mistura Heterognea,onde duas substnciaslquidas A e B, representamelementos qumicosimiscveis entre si.

Em um sistema

heterogneo, as poreshomogneas sodenominadas fases. Noexemplo ao lado temos duasfases lquidas de substnciasdiferentes.

1.3 Como a Matria se Apresenta: Pura?1.3 Como a Matria se Apresenta: Pura?Misturada?Misturada?

Comparando um copo com gua pura(isto , queno contenha mistura) com um copo com gua e acar,

totalmente dissolvido, nossa viso no ira notar nenhumadiferena, mas, pelo paladar, percebemos a diferenaentre um e outra. Note que:- pela viso, distinguimos os materiais homogneos dosheterogneos;- pelo paladar, distinguimos salgado, doce, azedo ouamargo;- pelo olfato, percebemos desde um perfume at um odorextremamente desagradvel.

As propriedades que impressionam nossos sentidosso chamadas propriedades organolpticas.

1.4 Conhea algumas propriedades da1.4 Conhea algumas propriedades da

matriamatriaAs propriedades apresentadas por todo tipo de

matria, independente da substncia de que formada,so chamadas de propriedades gerais da matria. Almda massa e do espao ocupado(volume), a matria possuioutras propriedades gerais. Associe, a seguir, algumasdestas propriedades ao respectivo experimento:- Impenetrabilidade: dois corpos no ocupam, ao mesmotempo, o mesmo lugar no espao.

Exemplo:xemplo:Uma tampa de plstico dentro de uma garrafa vazia,

depois sendo enchida at o gargalho com gua a tampasair de dentro do recipiente, pois a gua ocupar seuespao.

- Divisibilidade: possibilidade da matria ser dividida empartes cada vez menores.

Exemplo:xemplo:Um pedao de giz sendo esmagado pelo p de uma

pessoa, haver vrios outros pedaos.

- Compressibilidade: propriedade que a matriaapresenta de sofrer reduo de volume quandocomprimida por foras externas.

Exemplo:xemplo:Uma seringa sendo empurrada por uma lado e no

outro lado da ponta o dedo impedindo o ar de dentro damesma sair.

- Elasticidade: propriedade que os corpos possuem de

retornar a sua forma inicial, to logo cesse a fora queproduziu neles uma deformao.

Exemplo:Um pedao de liga puxado por uma criana em

um estilingue.

1.4.1 Abaixo consta a representao das1.4.1 Abaixo consta a representao das

mudanas de estados fsicos da matria commudanas de estados fsicos da matria com suas definies:suas definies:

Esses trs estados slido, lquido e gasoso

so chamadas de estados fsicos ou estado de agregaoda matria, e as transformaes de um estado para outroso denominadas mudanas de estado fsico da matria.

O esquema resume as seguintes definies:

Fuso: a passagem do estado slido para olquido. Solidificao o inverso;

Vaporizao: a passagem do estado lquidopara o estado gasoso (gs ou vapor);

Evaporao: a vaporizao lenta, que ocorrena superfcie do lquido, sem agitao nem surgimento debolhas.

Ebulio: a vaporizao rpida, com agitaodo lquido e aparecimento de bolhas.

Calefao: a vaporizao muito rpida, comgotas do lquido pulando em contato com uma superfcieultra-aquecida;

Liquefao ou Condensao: a passagem dogs ou vapor para o estado lquido.

Sublimao: a passagem do estado slidodiretamente para o gasoso (e menos frequentementeusada para a transformao inversa).

1.5 Propriedades gerais e especficas1.5 Propriedades gerais e especficas

Propriedades Gerais So aquelas comuns atodo e qualquer tipo de matria;

Propriedades Especficas So utilizadas paradistinguir um material de outro, so divididos em:

Organolpticas; Fsicas; Qumicas.

1.5.1 Propriedades Organolpticas1.5.1 Propriedades Organolpticas

So as propriedades perceptveis aos nossossentidos: viso, audio, olfato, paladar e tato.

Exemplo:xemplo:O Sal de Cozinha branco;O acar tem sabor doce, o limo azedo;Uma rocha pode ser spera, um vidro pode ser liso;


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1.5.2 Propriedades Fsicas1.5.2 Propriedades Fsicas

So as propriedades passveis de serem medidas:Para trabalhar com algumas dessas propriedades, vamosrecordar os estados fsicos ou estados de agregaoda matria.

1.5.3 Propriedades Qumicas1.5.3 Propriedades Qumicas

So aquelas que revelam a capacidade de mutaoque um material tem de se transformar em outro

Exemplo:xemplo:Combusto: Produo de Carvo;Saponificao: Obteno do sabo partindo da gorduratratada com sod custica;Fermentao: Formao do Vinagre por meio doazedamento do vinho;

2.2.SubstnciasSubstncias ee MisturasMisturas

2.1 Diferenciaes entre substncias e2.1 Diferenciaes entre substncias e misturas.misturas.

Quando a temperatura de fuso e a temperatura deebulio so constantes, estamos em presena de umasubstncia pura. Portanto, durante a mudana de estadofsico de uma substncia pura, a temperatura permanececonstante, caracterizando o ponto de fuso (PF) e o deebulio (PE).

A quantidade de calor fornecido para que ocorra amudana de estado recebe o nome de calor latente, que aproveitado pela substncia para mudar de estado e noproduz aquecimento.

J para uma mistura, durante a sua mudana deestado fsico, a temperatura de fuso e a de ebuliovariam. Contudo, alguns tipos particulares de misturas noseguem essa regra:- nas misturas eutticas (entre slidos) a temperaturamantm constante durante a fuso.- nas misturas azeotrpicas (entre lquidos) atemperatura se mantm constante durante a ebulio.

O ponto de fuso, o de ebulio e a densidade sopropriedades que caracterizam um tipo de matria,permitindo, portanto, identific-la e tambm diferenciarsubstncias puras de misturas. Por isso, elas sochamadas depropriedades especficas da matria.

2.2 Fenmenos Fsicos e Qumicos2.2 Fenmenos Fsicos e Qumicos

Para a cincia, fenmeno qualquer acontecimentoda natureza. Quando ocorre um fenmeno, umatransformao, h alterao no sistema que se estestudando, ou seja, os estados inicial e final sodiferentes. Consideramos como sistema um conjunto demateriais isolados para fins de estudo.

Costuma-se classificar os fenmenos em:

Fsicos: quaisquer transformaes sofridas porum material sem que haja alterao de sua

constituio ntima;EX: Suponha que voc tenha uma tbua de madeira ea corte em partes para fazer, por exemplo, umaestante. Essa fragmentao da tbua um fenmenofsico, pois a constituio ntima da tbua inicial e adas partes obtidas so exatamente as mesmas.

Qumicos: quaisquer transformaes sofridas porum material de modo que haja alterao de suaconstituio ntima.

EX: A queima de uma fogueira, pois a madeira que emcontato com o fogo e o oxignio ser queimada e amesma sofrer uma reao qumica, pois deixar deser madeira passando a cinzas.

2.2.1 Reaes Qumicas2.2.1 Reaes Qumicas todo o fenmeno qumico que constitui uma

reao qumica, cuja representao grfica recebe onome de equao qumica.

2.3 Substncias Simples e Compostas2.3 Substncias Simples e Compostas

Substncia Simples: so formadas por tomosde um mesmo elemento qumico. o caso que ocorre,por exemplo, nos casos de hidrognio (H2 ), dooxignio (O2) e do enxofre (S8), sendo formada portomos de um mesmo elemento qumico, no possvel dividir uma substncia simples em outrassubstncias ainda mais simples.

Substncia Composta (ou compostosqumicos) : so formadas por tomos (ou ons) deelementos qumicos diferentes. o caso que ocorre,por exemplo, nos casos do gs carbnico (CO2),lcool comum (CH3 CH2OH) e do sal comum(NaCl), pois so formados por tomos (ou ons) deelementos qumicos diferentes, geralmente umasubstncia composta pode ser dividida em substnciasmais simples.

2.4 Elemento Qumico2.4 Elemento Qumico

o conjunto de tomos com o mesmo nmeroatmico e representado pela letra Z.

Veja que o nmero atmico muito importante,pois identifica o elemento qumico. Assim, quando falamosno elemento qumico sdio, estamos falando dos tomoscom nmero atmico 11. Outros exemplos: o nmero atmico 17 identifica os tomos decloro; o nmero atmico 26 identifica os tomos deferro;

2.5 Notao Qumica2.5 Notao Qumica

A notao geral de um tomo :

Nmero Atmico - ZXA Nmero de Massa

Por exemplo: 17Cl35 indica um tomo de cloro que possui17 prtons e 18 nutrons no ncleo. Seu nmero demassa , pois 17 + 18 = 35.

Cap. 3.Cap. 3.SeparaoSeparao dede MisturasMisturas

3.1 Anlise Imediata3.1 Anlise Imediata

As amostras de matria que retiramos danatureza geralmente so misturas e importanteconhecer os componentes que as formam. Desse modo,quando retiramos uma amostra e constata que se trata deuma mistura, seu primeiro trabalho separar esses


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componentes, aplicamos o que chamamos de anliseimediata, ou seja, um conjunto de processos que sebaseiam nas propriedades fsicas da matria e visamseparar os componentes de uma mistura, sem alter-los.

3.2 Processo Mecnico de Separao3.2 Processo Mecnico de Separao

Os materiais encontrados na natureza so em geral,misturas de vrias substncias. Mesmo em laboratrio,quando tentamos preparar uma s substncia, acabamos,normalmente, chegando a uma mistura de substncias.Torna-se ento importante, nos laboratrios e tambm nasindstrias qumicas, separar os componentes das misturasat que cada substncia pura fique totalmente isolada dasdemais.

interessante lembrar que, no cotidiano, sousados vrios mtodos de separao, vejam os seguintesexemplos:

Extrao: podemos exemplificar quandopreparamos caf, a gua quente faz a extrao docomponentes do p do caf;

Ventilao: quando lana para cima a mistura dearroz e palha de arroz, a lavradora deixa que a correntede ar arraste a palha; Peneirao: ao passar areia pela peneira,separando-a de pedregulhos e outros materiaisgrosseiros, o pedreiro est fazendo uma peneirao; Filtrao: um processo mecnico que servepara desdobrar misturas heterogneas de um slidodisperso em um lquido ou em um gs; Decantao: um dos processos mecnicos queserve para desdobrar misturas heterogneas de um slidonum lquido ou de dois lquidos imiscveis entre si; Destilao: um processo fsico que serve paradesdobrar as misturas homogneas, como as solues deslidos em lquidos ou as solues de dois ou maislquidos; Cristalizao: um processo fsico que servepara separar e purificar slidos; Sublimao: aplicvel quando apenas um doscomponentes da mistura sublimvel; Separao magntica: aplicvel quandoapenas um dos componentes da mistura solvel numlado lquido;

3.3 O Laboratrio de Qumica3.3 O Laboratrio de Qumica

Todos laboratrios de qumica dispem de muitosequipamentos, aparelhos e dispositivos para facilitar otrabalho. H equipamentos de ferro, de vidro e deporcelana. Relao de alguns equipamentos de Ferro e suasfunes:Bico de Bunsen: funciona a gs e serve para oaquecimento de materiais no inflamveis;Tela de aquecimento: um tranado de fios de ferro,tendo no centro um material adequado ao aquecimento.Trip de Ferro: serve como apoio para a tela de amiantoe para os equipamentos que so colocados sobre ela.Suporte, garras e argolas de ferro: servem para amontagem e sustentao dos aparelhos de laboratrios.

Relao de alguns equipamentos de vidro e suasfunes:Tubo de Ensaio: usado para testar reaes compequenas quantidades de reagentes;

Vidro de relgio: usado para pesar pequenasquantidades de substncias, para evaporar pequenasquantidades de solues e para cobrir bqueres e ourosrecipientes;Erlenmeyer: usado para preparar e guardar solues;Balo de fundo chato: usado para aquecer e prepararsolues e realizar reaes com desprendimento degases;

Balo de fundo redondo: de uso semelhante ao anterior,porm mais apropriado aos processos de destilao.Proveta ou cilindro graduado: para medir e transferirvolumes de lquidos e solues;Balo volumtrico: para preparar volumes de soluescom maior preciso;Pipeta graduada: para medir e transferir volumesvariveis de lquidos ou solues, com preciso maior quea da proveta;Pipeta volumtrica: para medir e transferir um volumefixo de um lquido ou soluo, com maior preciso do quea pipeta graduada;Bureta: para medir volumes de lquidos ou solues por

escoamento;

Relao de alguns equipamentos de Porcelana esuas funes:Cadinho de Porcelana: usado para aquecimento e fusode slidos a altas temperaturas;Cpsula de Porcelana: usada para concentrar e secarsolues;Almofariz e pistilo: usados para triturao de slidos;

3.4 Normas de trabalho de Segurana3.4 Normas de trabalho de Segurana

Todo laboratrio existem regras de segurana.Vejam algumas dessas regras: Use sempre aparelhagem limpa e que no estejaquebrada nem trincada; Conhea as propriedades das substncias que vaiusar; No pegue com as mos, no cheire, no prove osabor de produtos qumicos; Use sempre culos de proteo e luvas; No deixe frascos abertos ou em locais de ondepossam cair; Use sistema de exausto para gases venenosos; Tenha sempre extintor de incndio apropriado mo.

Cap. 4.Cap. 4.AtomsticaAtomstica

4.1 Modelo4.1 Modelo

O modelo de Dalton, imaginando o tomo comouma bolinha macia e indivisvel, fez a qumica progredirmuito no sculo XIX. Mas a cincia e suas aplicaes emnosso cotidiano no param de evoluir. Ainda no sculoXIX, vrios cientistas descobriram uma srie defenmenos, tais como a conduo de corrente eltrica emcertas solues, o raio X etc.

4.2 Modelos Atmicos: 1 Modelo4.2 Modelos Atmicos: 1 Modelo (Demcrito); 2 Modelo (Dalton); 3 Modelo(Demcrito); 2 Modelo (Dalton); 3 Modelo (Thomson) e 4 Modelo (Rutherford)(Thomson) e 4 Modelo (Rutherford)

Na antiga Grcia, no sculo IV a.C., doisfilsofos, Leucipo e Demcrito, observaram ocomportamento da matria e se fizeram a pergunta: o


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que acontece se uma poro de matria for divididacontinuamente?

A concluso a que chegaram que, em algummomento, teramos uma poro de matria que nopoderia mais ser dividida. A essa poro deram o nome detomo (do grego a=no, tomo=diviso). O tomo seria,portanto, a poro mnima e indivisvel de toda a matria.

Em 1807, o qumico ingls John Dalton,

trabalhando com reaes qumicas, criou um modelo queretomava o antigo conceito dos gregos. Ele imaginou otomo como uma pequena esfera macia e indivisvel,porm com massa definida e propriedades diferentes.

Em 1897, , Thomson realizou um experimentopara medir a carga eltrica de um eltron. Ele representouo tomo como uma massa uniforme positiva, incrustadade eltrons. Da vem o nome do modelo: pudim depassas.

Em 1911, Ernest Rutherford, com a experinciada lmina de ouro, concluiu que o tomo deveria serformado em sua maior parte por espaos vazios.Desenvolveu, ento, o chamado modelo atmico

planetrio: os eltrons estariam girando em rbitascirculares ao redor do ncleo. O tomo passou a serconstitudo de duas regies distintas: ncleo: regiocentral positiva que contm praticamente toda massa dotomo e eletrosfera: uma regio praticamente sem massa,envolvendo o ncleo e apresentando carga negativa. Otomo seria comparado a um sistema solar, com o ncleocom carga eltrica positiva no centro e os eltrons, decarga negativa, orbitando em torno do ncleo, naeletrosfera.

4.3 Caracterizao do tomo4.3 Caracterizao do tomo

Em seu estado normal, os tomos soeletricamente neutros. Isto quer dizer que possuem omesmo nmero de cargas positivas e negativas. Assim, seum um tomo de carbono possui seis prtons e seiseltrons, podemos afirmar que se trata de um tomoneutro.

Contudo, grande parte dos tomos tem tendnciade ganhar ou perder eltrons, quando se combinam unscom os outros atravs de ligaes qumicas.

Ao perder sua neutralidade eltrica, o tomo passaa se chamar on, e dependendo da carga eltrica que

apresente, positiva ou negativa, ele possui um nomeespecfico: on nion; on Ction;

4.4 Istopos, Isbaros e Istonos4.4 Istopos, Isbaros e Istonos

Examinando o nmero atmico (Z), o nmero denutrons (N) e o nmero de massa (A) de diferentestomos, podemos encontrar conjuntos de tomos com umou outro nmero igual. A partir da surgiram alguns novosconceitos que agora passamos a definir:

Istopos: so tomos com mesmo de prtons (Z)e diferente nmero de massa (A).

Isbaros: so tomos de diferentes nmeros deprtons (elementos diferentes) , mas que possuem omesmo nmero de massa(A).

Istonos: so tomos de diferentes nmeros deprtons (elementos diferentes), diferentes nmeros demassa, porm com mesmo nmero de nutrons (N).

4.5 O modelo de Rutherford-Bohr4.5 O modelo de Rutherford-Bohr

O cientista dinamarqus Niels Bohr aprimorou,em 1913, o modelo atmico de Rutherford, utilizando ateoria de Max Planck. Em 1900, Planck j havia admitido ahiptese de que a energia no seria emitida de modo

contnuo, mas em pacotes. A cada pacote de energiafoi dado o nome de quantum. Surgiram, assim, oschamadospostulados de Bohr:

os eltrons se movem ao redor do ncleo em umnmero limitado de rbitas bem definidas, que sodenominadas rbitas estacionrias; movendo-se em uma rbita estacionria, o eltronno emite nem absorve energia;

ao saltar de uma rbita estacionria para outra, oeltron emite ou absorve uma quantidade bem definida deenergia, chamada quantum de energia (em latim, o pluralde quantum quanta).

4.6 ons4.6 ons

Um tomo, em seu estado normal, eletricamente neutro, ou seja, o nmero de eltrons naeletrosfera igual ao nmero de prtons do ncleo, e emconsequncia suas cargas se anulam.

Um tomo pode, porm, ganhar ou perdereltrons da eletrosfera, sem sofrer alteraes em seuncleo, resultando da partculas denominadas ons.

Quando um tomo ganha eltrons, ele setorna um on negativo, tambm chamado nion. Quandoum tomo perde eltrons, ele se torna um on positivo,

tambm chamado de ction.4.7 Partculas de um on4.7 Partculas de um on

Os ons esto sempre presentes em nosso dia-a-dia. Um perfeito equilbrio entre os ons Na+ e K+, porexemplo, fundamental para o funcionamento das clulasde nosso organismo. Ao colocarmos sal (cloreto de sdio)em nossos alimentos, estamos na verdade colocando onsNa+ e Cl-.

Ilustrao 1: Figuras de um

tomo distribudo em camadas

Ilustrao 2: Esquema

Molecular do Cloreto de

Sdio (Sal de Cozinha)


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4.8 O modelo dos Orbitais Atmicos4.8 O modelo dos Orbitais Atmicos

Para comear devemos entender que orbital aregio do espao ao redor do ncleo onde mxima aprobabilidade de encontrar um determinado eltron.

Devido dificuldade de se prever a posio exatade um eltron na eletrosfera, o cientista Erwin Schrodinger(1926) foi levado a calcular a regio onde haveria maior

probabilidade de se encontrar o eltron. Essa regio doespao foi denominada orbital.

Fontes Bibliogrfica

Livro: Qumica Geral; Autor: Ricardo Feltre Edio: 6 Edio, ano 2004 Editora: Moderna Volume : 01.

Apostila: Projeto Primeiro Aprender Autor: Helena Silva Almeida e outos. Edio: SEDUC, 2009 Editora: Governo Estadual do Cear. Volume: Cadernos 01 e 02.

Livro: Qumica Geral; Autor: Sardella. Edio: 5 edio ano 2001.

Editora: tica Volume: nico.

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