Aulas de Química Geral 1 - Capi 1 - Estudo Da Materia

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    27-Dec-2015

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  • FACULDADE PITGORAS

    Disciplina: Qumica Geral 1

    Prof. MSc. Fernanda Palladino

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    Aulas de Qumica Geral 1

    1 Conceitos Bsicos:

    1.1 Matria:

    1.1.1 - O Estudo da Matria

    O universo composto por matria e energia. Existem diferentes qualidades de matria

    (denominadas substncias) e diversos tipos de energia. Matria e energia so mensurveis e esto

    intimamente relacionadas. Matria tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espao (tem volume) e

    energia, a capacidade de realizar trabalho, nas mais diferentes formas. A energia tem dois princpios: o da

    conservao e o da transformao, ou seja, a energia no pode ser destruda ou criada, apenas transformada.

    A Qumica o estudo da matria, da estrutura da matria, de suas transformaes e da energia

    envolvida nestas transformaes.

    A matria tem propriedades que podem caracteriz-la e especific-la: propriedades gerais, funcionais e

    especficas.

    Propriedades gerais: inerentes a qualquer tipo de matria (massa, volume, elasticidade, impenetrabilidade, divisibilidade, compressibilidade).

    Propriedades funcionais: comuns a determinados grupos de substncias, denominadas funes (cidos, sais, etc.).

    Propriedades especficas: caractersticas de cada tipo de matria.

    Organolpticas: podem ser verificadas pelos sentidos (estado de agregao, cor, sabor, odor, brilho).

    Qumicas: responsveis pelos tipos de transformaes que cada matria capaz de sofrer.

    A Qumica estuda a natureza, as propriedades, a composio e as transformaes da

    matria. O campo de interesse e aplicao da qumica to amplo que envolve quase

    todas as outras cincias; por isso, muitas disciplinas esto interligadas com a qumica, tais

    como: a geoqumica, a astroqumica e a fsico-qumica.

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    Fsicas: correspondem a valores experimentais encontrados a partir do comportamento observado para cada tipo de matria ,quando este submetido a determinadas condies, que no alteram a

    constituio da matria. As propriedades com as quais mais trabalharemos so: densidade, ponto de

    fuso e ponto de ebulio.

    1.1.2 - Fases ou estados fsicos da matria

    A matria pode apresentar-se em trs fases: slida, lquida, gasosa. As fases da matria so interconversveis.

    Slido: Caracteriza-se por ter forma e volume definidos.

    As foras de atrao de suas partculas so maiores que as foras de repulso.

    Lquido: Tem apenas o volume definido e no a forma, o lquido assume a forma do recipiente que o contm.

    As foras de atrao e repulso se equivalem.

    Gasoso: No apresenta nem forma nem volume definido.

    As foras de repulso so maiores que as de atrao.

    importante lembrar a diferena entre evaporao e ebulio, embora ambas refiram-se

    passagem do Lquido para o gasoso:

    A evaporao ocorre em qualquer temperatura, de forma espontnea;

    A ebulio ocorre de forma forada, em uma temperatura determinada. Exemplo disso

    a gua, que evapora em qualquer temperatura, mas entra em ebulio 100C.

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    1.2 Energia:

    geralmente dito que energia a habilidade ou capacidade de produzir trabalho.

    H muitas formas de energia, por exemplo: mecnica, eltrica, calor, nuclear, qumica e

    radiante. Mas o que significa trabalho? Considerando-se apenas o trabalho mecnico, podemos dizer

    que este realizado quando um objeto movimentado contra uma fora de oposio. Por exemplo,

    ao levantarmos um livro de uma mesa, realizamos um trabalho sobre o livro, porque o deslocamos

    contra a fora de oposio da gravidade.

    Seguindo esta linha de raciocnio, a energia pode ser entendida como uma quantidade que no

    se modifica quando ocorre qualquer transformao.

    Quando ocorre uma transformao qumica esta quase vem acompanhada de absoro ou

    liberao de energia. Desta forma essa troca de energia um fator determinante em uma reao,

    indicando a tendncia ou direo em que a reao pode ocorrer.

    Existem duas principais espcies de energia:

    Energia cintica: a energia que um objeto possui devido a seu movimento. A Energia de

    movimento chamada de energia cintica. A energia cintica (Ec) de um objeto em

    movimento depende da massa do objeto (m) e de sua velocidade (v) do seguinte modo:

    Energia Potencial: A energia potencial mecnica a energia que depende da posio do

    objeto, e no do seu movimento. Os objetos adquirem energia potencial ou cintica ( ou

    ambas), quando realizado trabalho sobre eles. A energia potencial (Ep) que um objeto

    adquire depende da distancia (d) movida pelo objeto e da fora de oposio (F) ao seu

    movimento:

    Ec = m v2

    Ep = F d

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    Lembrando que F = m . g

    A energia pode ser transformada de uma para outra forma, porm no pode ser criada nem destruda.

    Este o que chamamos de Lei da Conservao de energia. A energia cintica pode ser convertida em

    energia potencial e vice-versa

    Ex: Ao levantarmos um objeto acima da superfieice da Terra contra a fora de oposio da

    gravidade, sua energia potencial aumenta, e sua distancia, em relao suprfieice, tambm. Se o objeto

    abandonado ao solo, su energia potencial decresce, assim como a sua distancia em relao superficie.Mas,

    simultaneamente, aumenta a energia cintica do objeto pois sua velocidade aumentada, como um resultado

    da acelerao do objeto pela ao da fora da gravidade. Em resumo a energia potencial do objeto foi

    convertida em energia cintica.

    No Sistema Internacional ( S.I.) a energia medida em Joules ( J)

    1.3 - Relao entre massa e volume

    Massa e volume so propriedades mensurveis da matria. A massa de um corpo determinada em

    balanas, comparando-a com outra massa conhecida denominada de padro e sua unidade no Sistema

    Internacional (SI) o quilograma (kg). J o volume corresponde ao espao ocupado por determinada

    quantidade de matria e sua unidade no SI o metro cbico (m3) (1 m

    3= 1000 L).

    1 Joule equivale a 1Kg.m2/s

    2

    g Kg Toneladas

    x 103 x 103

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    1tonelada ( 1t) = 1000 Kg = 1000000 g

    1 Kg = 1000 Kg

    Massa e volume se relacionam e esta relao, denominada densidade, varia de substncia para

    substncia. Sendo uma propriedade especfica, a densidade pode ser usada na caracterizao de uma

    substncia pura.

    No entanto como essa unidade mede grandes quantidades, e na maioria das vezes utilizamos pores

    menores de volume, outras unidades so frequentementes mais utilizadas.

    cm3 centmetros cbicos

    dm3 decmetros cbicos

    L Litro

    mL mililitro

    1m3 1000 L - 1000000 mL = 1000 dm3

    1m3 1000 dm3 1000000 cm3

    1dm3 1L 1000cm3 1000 mL

    Exemplo:

    Observe que a relao massa/volume constante:

    lcool: massa = 0,8 g/cm3 gua : massa = 1,0 g/cm

    3

    volume volume

    lcool Etlico

    Massa (g) Volume (V)

    0,8 1,0

    400 500

    800 1000

    gua

    Massa (g) Volume (V)

    10 10

    500 500

    1000 1000

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    A unidade de densidade uma unidade de massa dividida por uma unidade de volume, que, nos casos

    vistos, grama/centmetro cbico (g/cm3).

    1.4 Temperatura

    A Temperatura um parmetro fsico (uma funo de estado) descritivo de um sistema que

    vulgarmente se associa s noes de frio e calor, bem como s transferncias de energia trmica, mas que se

    poderia definir, mais exatamente, sob um ponto de vista microscpico, como a medida da energia cintica

    associada ao movimento (vibrao) aleatrio das partculas que compem o um dado sistema fsico.

    Ex: Quando voc mede a temperatura do ar em seu quintal, voc est na verdade, medindo a energia

    cintica ( e energia em movimento) das particulas de gs em seu quintal. Quanto mais rapidas as particulas

    se movem, mais alta a temperatura. No entanto, nem todas as particulas se movem na mesma velocidade.

    Algumas se movem muito rapidamente e outras relativamente devegar, mas elas se deslocam em uma

    velocidade entre os dois extremos. A leitura da temperatura de seu termmetro relacionada com a

    proporo da energia cintica das particulas.

    A diferena de temperatura permite a transferncia da energia trmica, ou calor, entre dois ou mais

    sistemas. Quando dois sistemas esto na mesma temperatura, eles esto em equilbrio trmico e no h

    transferncia de calor. Quando existe uma diferena