CDF Quimica

Carto de Re

ferncia para Quem No C.D.F.

Tabela Peridica

Elementos da mesma famlia da tabela peridica tm propriedades similares. Algumas das famlias mais importantes so estas:

!" Grupo 1 (exceto o hidrognio) - Metais Alcalinos: esses metais so altamente reativos e combinam prontamente com o ar e a gua. Embora sejam metlicos, sua densidade baixa (apenas o rubdioo e o csio so mais densos do que a gua) e so maleveis a ponto de serem cortados pela lmina de uma faca. A alta reatividade dos metais alcalinos resulta do fato de que eles tm apenas um eltron a mais do que os gases nobres, muito estveis. Assim, reagem vigorosamente s tentativas de perda de eltrons extras. Os metais alcalinos podem ser encontrados nas lmpadas de vapor de sdioe no remdio psiquitrico carbonato de ltio.

!" Grupo 2 - Metais Alcalino-Terrosos: esses metais tm muitas propriedades iguais s dos metais alcalinos, embora sejam menos extremos. Por exemplo, a maioria deles reage com ar e gua, mas com menos violncia do que osalcalinos. Os alcalino-terrosos em geral so mais rgidos do que os alcalinos, mas, mesmo assim, so mais maleveis do que outros metais. A reatividade !"#$%&'"(("(&!")*+(&)*!,-!&.$'"&("%&"/.0+1*'*&."0*&1$#234%*56$&"0")%7#+1*8&9$!$&"0"(&precisam perder dois eltrons para se parecer com gases nobres, eles so relativamente menos reativos do que os metais alcalinos.

!" :%4.$(&;&

Qumica

Traduo da 2 Edio

Qumica

Traduo da 2 Ediopor Ian Guch

Rio de Janeiro, 2013

Sumrio Resumido

Parte 1: Acendendo o Bico de Bunsen 1

1 Por Que Estudar Qumica? 3Uma breve histria da qumica e algumas respostas para questes perturbadoras.

2 Medindo 11!"#$#%&'("')%*$+,-"(./(*$#',#"#$/0$1+(0%-"&2(%$34,"&"5*&+$#4,6

!" #"$%&'('")*+,&-./'" 01Como perguntar e responder qualquer coisa que voc possa imaginar.

2" 3"4*5&67*8"('"9&':'" !1Se voc alguma vez quis ver ganhadores do Nobel se atrapalharem, voc precisa ver esses modelos do tomo.

1" #"9&':'"$'(+7,'" 2;!#"/(07(3,*"3,"5*8'$,"9,:&."10(.'&0%&"3+,:*&'";+,&+5" ;GComo alimentar e cuidar de um composto covalente.

HI" J*K8LM'"+"=5&7A&A78"+:")':@'5&'5")'F8>+,&+5" HIGTenho orbitais hbridos, estruturas de Lewis e a teoria RPECV. B&"

vi O Guia Completo para Quem No C. D. F. Qumica, Traduo da 2 Edio

Parte 3: Slidos, Lquidos e Gases 127

H0" N6>*('5" H0;E5*&03("(#"'(0&$*(#"&2+80%*$+(#"+,',",#"F%,',#"&"(#" molculas se ligam.

13 Lquidos e Foras Intermoleculares 141G,*"ALO+5" H2;Tudo o que voc sempre quis saber sobre compostos qumicos dissolvidos e muito mais.

H1" P+'7*8"$'>+/A>87")*,%&*/8"('5"Q85+5" H*&8&*F8" 0HGO'("3+*$K4,"#$'5."3&"5,*"

viiSumrio Resumido

Parte 5: Reaes Qumicas 247

0!" 9/*('5"+"T85+5" 02;O'(":*&D&"D$(/&'"5&.,"'=03,"@(0%F#%$+,"3(#"#=:#%P0+$(#"+,**,#$D(#6

24 Eletroqumica 261E"D&*3(3&"+7,+(0%&"3&"+,',"@=0+$,0('"(#":(%&*$(#6

01" SA-:*/8"#7KU,*/8" 0G1Uma espiada no mundo do carbono, o elemento mais verstil.

0+87" 0B;O'",.7(*"'($#"H0%$',"&"5#,(."#,:*&"F%,',#"

Sumrio

Parte 1: Acendendo o Bico de Bunsen 1

1 Por Que Estudar Qumica? 3Por Que Precisamos da Qumica? ...............................................................4No Que Foi Que Me Meti? .............................................................................1C55'"Z"$+5:'"Y*F+7&*('[ ...............................................................................1SA+:"C,F+,&'A"8"SA-:*/8\ ..........................................................................6

Isso Grego para Mim! .............................................................................. 7R*(0#@,*'(03,"S$2,"&'"!=*, ................................................................... 7A Qumica em Seu Grande Momento ....................................................... 7Qumica Moderna ...................................................................................... 7

]7'K7+(*,('"#,(+"#A&7'5"^8>E878: .........................................................8

2 Medindo 11O Sistema Mtrico ....................................................................................... 12)',F+75M'"(+"_,*(8(+5"(+"$+(*(8"VM'"$%&7*/85"+:" $%&7*/85?"_58,('"'"$%&'('"(8"^78LM'"(+"_,*(8(+5 ....................... 14M,0D&*#4,"3&"O0$3(3"&'"O'"G(##," ..................................................... 14M,0D&*#4,"3&"O0$3(3&"&'"TF*$,#"G(##,# ................................................ 16

3/A7X/*8"+"]7+/*5M' ..................................................................................... 183>K87*5:'5"N*K,*./8&*F'5" ......................................................................... H;!"?=&"U4,A ................................................................................................. 19B&%&*'$0(03,"E./(*$#',#"U$/0$1+(%$D,#"("G(*%$*"3,#"B(3,#"

de Outra Pessoa ................................................................................... 21O#(03,"E./(*$#',#"U$/0$1+(%$D,#"0,#"MF.+=.,#" ..................................... 23

3 O Mtodo Cientfico 25]'7"SA+?"3.,8>?"_587"SA8>RA+7"P*@'"(+"$%&'('\ ............................... 26_58,('"'"$%&'('")*+,&-./' ..................................................................... 26E#"C%(5(#"3,"V)%,3,"M$&0%H1+, ................................................................ 26C"("U,*%&A ................................................................................................... 29O#(03,","V)%,3,"M$&0%H1+,"5(*("W,.D&*"G*,:.&'(#" .......................... 30

3,X>*5+"(+"=77'5" .......................................................................................... 30Tipos de Erro ............................................................................................. 30?=(0%$1+(03,"C**,#" ................................................................................. 33

x O Guia Completo para Quem No C. D. F. Qumica, Traduo da 2 Edio

4 A Histria do tomo 35O Que um tomo? .................................................................................... 36Teorias Atmicas Antigas ......................................................................... 36

Os Gregos Inventam o tomo ................................................................... 36E./='(#"!:#&*D(KL"E.&(%X*$(# ............................................................. 37John Dalton Junta Tudo Isso .................................................................... 39Y6"Y6"R7,'#,0I"O'"Z,'&'"&"U=("U,:*&'(" .......................................... 39W=%7&*@,*3"&"U=(#"G(*%H+=.(#"E.@( ........................................................... 41

Direto ao Ponto: Em Que Acreditamos Hoje ......................................... 42C56&'@'5?"C56&'@'5?"48?"48?"48["................................................................ 43G,*"?=&"E10(."C2$#%&'"[#X%,5,#A ............................................................ 439,%(K4,"E-"\"&"] ........................................................................................ 44Encontrando Massas Atmicas Mdias ................................................... 45

5 O tomo Moderno 49T'E7W"]878"SA+"N+7F+"C55'\ ....................................................................... 1I=5@+/&7'5/'@*8W"J+,('",85"=,&7+>*,E85 ................................................. 10N8>&'"SAU,&*/'"@878"8"$+/U,*/8"SAU,&*/8" ............................................ 1!M,',"U4,",#"!*:$%($#A ............................................................................... 53B&"!03&"T8'"C##(#"^,*'(#"3&"!*:$%($#A ................................................. 56M,01/=*(KL"C.&%*_0$+(#"`!"M('$07,"V($#"S,0/,a" ............................. 58M,01/=*(KL"C.&%*_0$+(#"`!"M('$07,"V($#"M=*%,a .............................. 60B$(/*('(#"3&"G*&&0+7$'&0%,"3&"!*:$%($#"&"("W&/*("3&"Z=03" .............. 60

Parte 2: Questo de Organizao 63

6 Elementos, Compostos e Misturas 65NA`5&U,/*85"]A785" ...................................................................................... 66U=:#%P0+$("G=*("0b"cI"C.&'&0%,#" ............................................................. 66U=:#%P0+$("G=*("0b"dI"M,'5,#%,#" ............................................................ 66

Agite: Misturas ............................................................................................ 67V$#%=*(#"Z,',/80&(#" .............................................................................. 67V$#%=*(#"Z&%&*,/80&(# ............................................................................. 68

)'>'*(+5W"3>K'"C,&+7:+(*X7*' ................................................................... 68Separando Misturas ...................................................................................

xiSumrio

7 A Tabela Peridica 73Primeiras Tabelas Peridicas ................................................................... 74A Tabela Peridica Moderna .................................................................... 74Seu Mapa Para a Tabela Peridica .......................................................... G1V&%($#-"94,"V&%($#"&"V&%(.,$3" ............................................................. 75Famlias Peridicas ................................................................................... 76

As Quatro Principais Tendncias Peridicas ....................................... 78C0&*/$("3&"[,0$J(K4, ................................................................................. 79E10$3(3&"C.&%*_0$+( ................................................................................. 80Eletronegatividade .................................................................................... 81Raio Atmico ............................................................................................. 82

8 Compostos Inicos 85O Que um Composto Inico? ................................................................. 86Como So Formados os Compostos Inicos .......................................... 87Propriedades de Compostos Inicos ...................................................... 88

Compostos Inicos Formam Cristais ........................................................ 88Compostos Inicos Geralmente Altos Tm Pontos de ^=#4,"&"C:=.$K4, .................................................................................. 90

M,'5,#%,#"[_0$+,#"U4,"UX.$3,#"&"^*F/&$# ................................................. 90Compostos Inicos Conduzem Eletricidade Quando Dissolvidos

em gua ou Derretidos ....................................................................... 91#"SA+"4X"+:"A:"V':+\"V':+,/>8&A78"CD,*/8" ................................... ;0

Escrevendo Nomes Inicos a Partir de Frmulas ................................... 93Escrevendo Frmulas Inicas a Partir de Nomes ................................... 95

9 Conhecendo Compostos Covalentes 97#"SA+"NM'")':@'5&'5")'F8>+,&+5\" ......................................................... ;B^'7:8LM'"(+"J*K8LO+5")'F8>+,&+5"$a>&*@>85" ..................................... 100]7'@7*+(8(+5"('5")':@'5&'5")'F8>+,&+5" ........................................... 101M,'5,#%,#"M,D(.&0%"R8'"G,0%,#"3&"^=#4,"&"3&" C:=.$K4,"e($2,#" ................................................................................. 102

M,'5,#%,#"M,D(.&0%"U4,"M,03=%,*"W=$0# ....................................... 102Compostos Covalentes s Vezes Queimam ............................................ 103

#"SA+"^'7:8"A:"V':+\"V':+,/>8&A78")'F8>+,&+ .......................... 103Dando Nome a Compostos Covalentes a Partir das Frmulas ............. 103Escrevendo Frmulas a Partir de Nomes .............................................. 105

10 Ligao e Estrutura em Compostos Covalentes 107#5"$*5&%7*'5"('5")':@'5&'5")'F8>+,&+5" ............................................. 108#"$*5&%7*'"+"8"$878F*>E8"('5"#7`*&8*5"4-`7*('5" ................................ HI;

xii O Guia Completo para Quem No C. D. F. Qumica, Traduo da 2 Edio

Y+5+,E8,('"=5&7A&A785"(+"J+b*5 .......................................................... 112Passo 1 ......................................................................................................113Passo 2 ......................................................................................................113Passo 3 ......................................................................................................113Passo 4 ......................................................................................................114Passo 5 ......................................................................................................114Passo 6 ......................................................................................................115Passo 7 ......................................................................................................115

=5&7A&A785"(+"c+55',U,/*8" ..................................................................... 116Teoria da Repulso dos Pares Eletrnicos na

Camada de Valncia (RPECV) ............................................................. 117!"?=&"("WGCMT"R&'"("T&*"+,'",#"!*:$%($#"ZH:*$3,#A" ......................... 118f0/=.,#"3&"S$/(K4,"&"^,*'(#"V,.&+=.(*"3&"V(0&$*("^F+$. .............. 118

11 O Mol 121O Que Mol? ............................................................................................... 122Massa Molar .............................................................................................. 122)',F+7&+,('"$'>5?"$'>%/A>85"+"Q78:85" ............................................ 123Composio Percentual ........................................................................... H01

Parte 3: Slidos, Lquidos e Gases 127

12 Slidos 129O Que So Slidos? .................................................................................... 130Por Que os Slidos So Slidos? ............................................................. 130E./='(#"B&10$KL"eF#$+(#"3,#"M*$#%($# ............................................... 130Estruturas Cristalinas Compactas ......................................................... 131

Tipos de Slidos ......................................................................................... 133Slidos Inicos .........................................................................................133Slidos Metlicos ..................................................................................... 133tomos Slidos em Rede ......................................................................... 136Slidos Moleculares ................................................................................. 138tomos Slidos ........................................................................................139UX.$3,#"E',*@,# .......................................................................................139

13 Lquidos e Foras Intermoleculares 141O Que um Lquido? ................................................................................. 142Foras Intermoleculares ......................................................................... 142[0%&*(K4,"B$5,.,gB$5,.," ......................................................................... 143S$/(KL"3&"Z$3*,/80$, ........................................................................... 145^,*K(#"3&"B$#5&*#4,"3&"S,03,0 .............................................................. 146

Os Efeitos das Foras Intermoleculares ............................................... 147

xiiiSumrio

14 Solues 149O Que So Solues? ................................................................................. H1IM,',"&"G,*"?=&"(#"M,$#(#"B$##,.D&'A .................................................... 150Por Que Solventes Polares Dissolvem Solutos Inicos e Polares .......... 150G,*"?=&"U,.D&0%"G,.(*"94,"B$##,.D&'"U,.=%,#"E5,.(*" ............... 151G,*"?=&"U,.D&0%"E5,.(*"94,"B$##,.D&'"U,.=%,#"G,.(*" ............... 152Por Que Solventes Apolares Dissolvem Solutos Apolares .................... 153

Determinando a Concentrao de uma Soluo ................................ H1!M,0+&0%*(KL"?=(.$%(%$D(#" ................................................................... 153V,.(*$3(3&"`Va" .......................................................................................154V,.(.$3(3&"`'a ........................................................................................ 1559,*'(.$3(3&"`9a" ..................................................................................... 155^*(K4,"V,.(*"`!a ...................................................................................... 155G(*%"G,*"V$.74,"`55'a"&"G(*%"G,*"e$.74,"`55:a" ............................. 155O'"W=',"3(#"O0$3(3"3&"M,0+&0%*(K4, ......................................... 156

Fatores Que Afetam a Solubilidade ...................................................... H1" ....................................................... 178Lei das Presses Parciais de Dalton ...................................................... 180

17 Diagramas de Fase e Mudana de Estado 183Presso de Vapor: Por Que Acontecem Mudanas de Fase ............. 184G*#4,"3&"T(5,*"&"C:=.$K4," .................................................................. 185G*#4,"3&"T(5,*"&"G*,5*$&3(3"M,.$/(%$D(# ....................................... 186

^A5M'"+"N'>*(*./8LM' ................................................................................ HB;!"?=&"E+,0%&+&"?=(03,"E./,"^=03&A ..............................................................189!"?=&"E+,0%&+&"?=(03,"E./,"U,.$3$1+(A .............................................. 190

Ebulio e Condensao .......................................................................... H;I!"?=&"E+,0%&+&"?=(03,"='"SH

xvSumrio

19 Estequiometria 209=5&+RA*':+&7*8W"]8>8F78"=,K78L8(8?"]7'/+55'"Y*F+7&*('[ ............... 210)X>/A>'5"N*:@>+5"(+"=5&+RA*':+&7*8" .................................................... 211Problemas com Reagentes Limitantes ................................................. 213

Reagentes Limitantes em Qumica ........................................................ 213?=(0%,"U,:*("3&"W&(/&0%&"C2+#$D,A ................................................... 214

=5&+RA*':+&7*8"/':"Q85+5" ..................................................................... 0H1Passo 1 .....................................................................................................216Passo 2 .....................................................................................................216Passo 3 .....................................................................................................216

20 Cintica Qumica Qualitativa 217O Que Cintica? ...................................................................................... 217Diagramas de Energia .............................................................................. 218c+F+75*`*>*(8(+"+"=RA*>-`7*' ................................................................... 220Fatores Que Alteram as Taxas da Reao ............................................ 221

Temperatura ...........................................................................................221M,0+&0%*(K4,"3,#"W&(/&0% .................................................................. 222h*&("3&"U=5&*@H+$&"3,#"W&(/&0% .......................................................... 222Catalisadores ...........................................................................................223

21 Cintica Qumica Quantitativa 225O Que So Leis de Taxa? .......................................................................... 226Lei Diferencial de Velocidade ................................................................ 226Lei Integrada .............................................................................................. 228

Leis de Velocidade Integradas de Pimeira Ordem ................................ 228Leis de Velocidade Integradas de Segunda Ordem .............................. 231S&$#"3&"T&.,+$3(3&"[0%&/*(3(#"3&"!*3&'"\&*," ..................................... 231E"B&5&0380+$("3("R(2("3&"W&(K4,"&'"W&.(K4,"N"R&'5&*(%=*(" ......... 232

Mecanismos de Reao ............................................................................ 233[0%*,3=K4,"(,#"V&+(0$#',#" .................................................................. 233G*,D(03,"?=&"='"V&+(0$#',"3&"W&(K4,")"[0DF.$3, ............................ 235

22 Soluo Qumica e Equilbrio Qumico 237O Que Equilbrio? ................................................................................... 238Constantes de Equilbrio ......................................................................... 238Equilbrio Heterogneo ........................................................................... 242$A(8,L8"(+"=RA*>-`7*'W"#"]7*,/-@*'"(+"J+")EU&+>*+7" ........................ 243V=3(0K("3&"M,0+&0%*(K4, ..................................................................... 244V=3(0K("3&"G*#4, ............................................................................... 245V=3(0K("3&"R&'5&*(%=*(" ..................................................................... 245

xvi O Guia Completo para Quem No C. D. F. Qumica, Traduo da 2 Edio

Parte 5: Reaes Qumicas 247

23 cidos e Bases 249O Que So cidos e Bases? ...................................................................... 01Ih+$3,#"&"e(#"3&"E**7&0$=#" .................................................................. 250h+$3,#"&"e(#"3&"e*j0#%&3gS,k*l ......................................................... 251h+$3,#"&"e(#"3&"S&k$#" .......................................................................... 252

Propriedades de cidos e Bases ............................................................ 01!Escala de pH ............................................................................................... 012C0+,0%*(03,","5Z"3&"='"h+$3,"^,*%&" ................................................... 255C0+,0%*(03,","5Z"3&"h+$3,#"^*(+,#" ...................................................... 255C0+,0%*(03,","5Z"3&"U,.=KL"eF#$+(#" ................................................. 256

Titulao ..................................................................................................... 01BSolues Tampo ...................................................................................... 01;

24 Eletroqumica 261Estados de Oxidao ................................................................................. 262Oxidao e Reduo .................................................................................. 263Equilibrando Reaes Redox .................................................................. 264

Passo 1 .....................................................................................................264Passo 2 .....................................................................................................265Passo 3 .....................................................................................................265Passo 4 .....................................................................................................265Passo 5 .....................................................................................................265Passo 6 .....................................................................................................266Passo 7 .....................................................................................................266Passo 8 .....................................................................................................266

Clulas Voltaicas ....................................................................................... 266[0%*,3=K4,"N#"M).=.(#"T,.%($+(#" ............................................................ 267Potenciais de Eletrodos ........................................................................... 268C

xviiSumrio

Ismeros ...................................................................................................... 0G;Isomeria Constitucional ......................................................................... 280Isomeria Espacial .................................................................................... 280

Q7A@'5"jA,/*',8*5 ..................................................................................... 280c+8LO+5"#7KU,*/85" .................................................................................... 282W&(KL"3&"E3$K4," .................................................................................. 282U=:#%$%=$K4,"5,*"W(3$+($#"S$D*" ........................................................... 283!2$3(K4," ..................................................................................................284W&(KL"3&"M,03&0#(K4, ......................................................................... 285W&(KL"3&"G,.$'&*$J(K4, ....................................................................... 287

26 Qumica Nuclear 287O Que So Processos Nucleares? ............................................................ 288]'7"SA+"3/',&+/+"Y+/8*:+,&'"c8(*'8&*F'\"....................................... 288P*@'5"(+"Y+/8*:+,&'"c8(*'8&*F'" .......................................................... 0;IB&+($'&0%,"E.@( ...................................................................................... 290B&+($'&0%,"e&%(" ..................................................................................... 290Decaimento Gama ................................................................................... 291C'$##4,"3&"GX#$%*,0#" .............................................................................. 291Captura Eletrnica ................................................................................. 291

$+*8gF*(8" ................................................................................................... 0;0Energia de Ligao: Relacionando Massa e Energia ......................... 0;!Fisso Nuclear ............................................................................................ 0;2Reaes de Fuso ....................................................................................... 0;1

Parte 6: Termodinmica 101 297

27 Acionando o Calor: Termodinmica Bsica 299O Que Energia? ....................................................................................... 300Temperatura e Calor ................................................................................ 301Y+5/7+F+,('"$A(8,L85"(+"=,+7K*8 ...................................................... 301Energia uma Funo de Estado ........................................................... 302P78`8>E'"]ge .............................................................................................. 302Entalpias de Reaes Qumicas .............................................................. 303A Lei de Hess .............................................................................................. !I1

Passo 1 .....................................................................................................306Passo 2 .....................................................................................................306Passo 3 .....................................................................................................307Passo 4 .....................................................................................................307Passo 5 .....................................................................................................307

Calorimetria ............................................................................................... 308

xviii O Guia Completo para Quem No C. D. F. Qumica, Traduo da 2 Edio

28 Termodinmica e Espontaneidade 311]7'/+55'5"=5@',&U,+'5 ............................................................................ 312Pensamentos Aleatrios Sobre Entropia ............................................ 312Calculando Mudanas na Entropia ....................................................... 314=,+7K*8"J*F7+ .............................................................................................. !H1)8>/A>8,('"$A(8,L85"+:"kQo ................................................................ 3163"Y+@+,(l,/*8"(8"=,+7K*8"J*F7+",8"P+:@+78&A78" ........................... 317c+>8/*',8,('"8"=,+7K*8"J*F7+"8'"=RA*>-`7*'")',5&8,&+" ................... 318

Apndice

A Respostas de Voc Tem Problemas 321

B Dicionrio 339

ndice 357

Prefcio^*,8>:+,&+?"A:">*F7'"(+"RA-:*/8"@878"mRA-:*/'j6`*/'5n["Q78L85"o"K8>+78"(8"5%7*+"m#"QA*8")':@>+&'"@878"SA+:"VM'"Z")pYp^pn?"8K'78"F'/l"@'(+"5+"(*F+7&*7"/':"RA-:*/8p"="%"A:8"(*F+75M'"5+KA78"q",8(8"(+"&A`'5"(+"+,58*'"'A":+(*('7+5"(+"@4p"e'/l"56"@7+/*58"('">*F7'"RA+"&+:"+:":M'5"+":8*5",8(8p

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Milo J. AukermanDoutor, pesquisador de Biologia no E.I. du Pont de Nemours and Company (e cantor de punk rock)

Introduo3,&+5"(+"/':+L87"8">+*&A78"(+55+">*F7'?"@7+/*5'"(*d+7"RA+"5+*"('"5+A"5+K7+(*,E'W"F'/l",M'"K'5&8"(+"RA-:*/8p"Z"@7'FXF+>"RA+"F'/l"&+,E8"/':@78('"+5&+">*F7'"@'7RA+"'"5+A"@7'j+55'7"%"A:"/E8&'?"'A"@'7RA+"'"5+A">*F7'"+5/'>87"%":A*&'"/':@>*/8('?"'A":+5:'"@'7RA+"F'/l"%":+*'"@7+KA*L'5'"/':":8&+:X&*/8"+"8/7+(*&8"RA+",A,/8"F8*"@85587"(+"8,'"5+:"*,&+7F+,LM'"(*F*,8p"C,j+>*d:+,&+?"*,&+7F+,LM'"(*F*,8",M'"jA,/*',8"@878"+5585"/'*585?"+,&M'"F'/l"7+/'77+"8'">*F7'p

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Como o Livro OrganizadoY*F*(*"+5&+">*F7'"/',F+,*+,&+:+,&+"+:"5+*5"5+55O+5W

A Parte 1, Acendendo o Bico de Bunsenn?"8@7+5+,&8"8>KA,5"/',/+*&'5"`X5*/'5"(+"RA-:*/8p"e'/l"F8*"8@7+,(+7"A:"@'A/'"5'`7+"8"E*5&67*8"(8"RA-:*/8"+"/',E+/+7"8>KA,5"/8785":8>A/'5"RA+"&'7,878:"8"/*l,/*8"'"RA+"+>8"%"E's+p"e8:'5"j8>87"5'`7+"X&':'5?"/',F+75M'"(+"A,*(8(+5"+":%&'('"/*+,&-j*/'p"c+5A:*(8:+,&+?"8"@7*:+*78"5+LM'"%"A:":*r"(+>*/*'5'"(+"/',/+*&'5"*,&7'(A&67*'5"RA+"+A"8/7+(*&'"RA+"F'/l"+,&+,(+7X"5+:":A*&'"(+5+5@+7'p

xxii O Guia Completo para Quem No C. D. F. Qumica, Traduo da 2 Edio

A Parte 2, Questo de Organizaon?"&78d"/',/+*&'5"/':'"&8`+>8"@+7*6(*/8?"&*@'5"(+":8&%7*8?"/':@',+,&+5"*D,*/'5"+"/'F8>+,&+5?"+"'"&+:*('":'>p"=:`'78"5+"@+7KA,&+"@'7"RA+"(+F+7*8"5+"*:@'7&87"/':"+55+5"855A,&'5?"F8:'5"@85587"8>KA:"&+:@'"+r8:*,8,('"/':'"+>+5"j8/*>*&8:"8"F*(8"(+"A:"RA-:*/'p"=?"8/7+(*&+"'A",M'?"F'/l"%"A:"RA-:*/'"8K'78[

)E+K8:'5"8'"@',&'"8>&'"(8"RA-:*/8",8"Parte 3, Slidos, Lquidos e Gases. Voc @'(+"8/E87"RA+"58`+"&A('"'"RA+"EX"@878"58`+7"8"7+5@+*&'"(85"&7l5"j85+5"(8":8&%7*8p"V'"+,&8,&'?"F8*"8@7+,(+7"78@*(8:+,&+"RA+?"855*:"/':'"+:"A:8"/'77*(8"(+"(+:'>*LM'"'A"+:"A:"5E'b"(+"@A,y"7'/y?"+r*5&+:"8>KA:85"5A&*>+d85"RA+"&78,5j'7:8:"'"RA+"8,&+5"+78"*,/':@7++,5-F+>"+:"A:8"+r@+7*l,/*8":878F*>E'58"+"K78&*j*/8,&+p

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Na Parte 5, Reaes Qumicasn?"F8:'5"j*,8>:+,&+"'`5+7F87"'5"@7*,/*@8*5"&*@'5"(+"7+8LM'"RA-:*/8"RA+"F'/l"@7'F8F+>:+,&+"@7+/*5+"/',E+/+7p"e8:'5"(87"A:8"'>E8(8"+:"&6@*/'5"(*F+75'5?"&8*5"/':'"87:85",A/>+87+5?"&8:@O+5"+"RA-:*/8"'7KU,*/8p")',j'7:+"/'5&A:'"(*d+7?"+55+5"5M'":+A5"j8F'7*&'5p

E, finalmente, como uma deliciosa sobremesa aps a nossa refeio qumica, /E+K8:'5"o"Parte 6, Termodinmica 101np"N+"F'/l"sX"@87'A"@878"@+,587"+:"/'*585"/':'"+,&7'@*8?"+,&8>@*8"+"+,+7K*8">*F7+?"+558"5+LM'"j'*"j+*&8"@878"F'/lp"N+",A,/8"'AF*A"j8>87"5'`7+"*55'?"`+:?"F8*"&+7"RA+">+7"8"7+5@+*&'":+5:'"855*:?"@'7RA+"5M'"@87&+"*:@'7&8,&+"(8"RA-:*/8p")7+*'"RA+"F'/l"F8*"8/EXg>'5":8*5"jX/+*5"('"RA+"@87+/+:"q"%"5+:@7+"855*:"/':"85"@8>8F785":8*5"j+*85p

Lembretes teis e Pensamentos Aleatriosz5"F+d+5?"A:"@+,58:+,&'"a&*>"+"8>+8&67*'"5A7K+"+:":*,E8"/8`+L8"+"/>8:8"@'7">*`+7(8(+p")':'"+558"K7*&87*8"(+,&7'"(8":*,E8"/8`+L8":+"(*5&78*",8"E'78"(+"+5/7+F+7?"*,/>A-"8>KA:85"@>8RA*,E85 pelo texto:

Esses quadros vo realar as coisas

mais importantes que voc precisa

saber no captulo em questo.

A Voz do Mol

Aqui, voc vai encontrar definies de

palavras desconhecidas e difceis.

xxiiiIntroduo

Agradecimentos3":8*'7*8"('5">*F7'5"&78d"A:8"5+LM'",8"j7+,&+",8"RA8>"'"8A&'7"j8>8"(+"&'(85"85"@+55'85"RA+"A5878:"(+"5A8"*,&+>*Kl,/*8"+"/+(+78:"5+A"&78`8>E'"@878"&'7,87"8RA+>+">*F7'"8>K'"+5@+/*8>p"=:`'78"+A"RA*5+55+"(*d+7"RA+"j*d"&A('"5+:"8"8sA(8"(+",*,KA%:?"'"j8&'"%"RA+"7+8>:+,&+"E'AF+"A:"F+7(8(+*7'"+r%7/*&'"RA+"&78,5j'7:'A"8":*,E8"F+75M'"7A*:"+"K7'&+5/8",8"'`78"(+"87&+">8@*(8(8"RA+"F'/l"+5&X">+,('"E's+p

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3K78(+L'?"8*,(8?"8"T7A/+"c*/y`'7,?"RA+"j+d"8"7+F*5M'"&%/,*/8"('">*F7'p"3/E'"RA+"@'55'"(*d+7"RA+"+>+",M'"56"j+d"(+5&+">*F7'"A:":'(+>'"(+"@7+/*5M'"RA-:*/8?":85"&8:`%:":+"j+d"F+7"/':'"8"RA-:*/8"7+8>:+,&+"jA,/*',8p"3"+r8&*(M'"(+5&+">*F7'"@'(+"5+7"8&7*`A-(8"8'"&78`8>E'"(+"T7A/+"q"5+"E'AF+7"RA8>RA+7"+77'?"%":*,E8"/A>@8p

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Estas plaquinhas vo mostrar os

erros mais comuns em qumica,

que voc deve evitar.

Reaes ExplosivasVoc Tem Problemas

Aqui, voc vai encontrar problemas

prticos que vo ajud-lo a entender

melhor o material abordado em

cada seo.

Quimicalidades

Esses quadros trazem pitadas curiosas e

interessantes de trivialidades.

xxiv O Guia Completo para Quem No C. D. F. Qumica, Traduo da 2 Edio

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Como se tudo isso no fosse o bastante, ainda agradeo aos meus amigos, que me apoiaram de tantas formas diferentes: todos os meus alunos (de ontem e de E's+u?":+A5"/'>+K85"t&8:`%:"(+"',&+:"+"(+"E's+u?"x'f"$/$8,A5?"x8,"|87,+7?"Y',,8"Y+>8,'?"]8:"$+*+7?"{+F*,"|E+>8,?")E+7f>"^7+,/E?"=7*y8"]'@+s'f?"$88>'r"+")8&,'5+?"T78("JA&E+7"+")'7*,,8")*,/'&&8?"=7*y"JA&E+7?"c'`"{+*>"+"J*,(8"|*>>*8:5',?"$+*yy8")A&>*@?"3,*&8"N/'F8,,+7"c8:5+f?"{8&"|8>>8/+?"8"K8>+78"('"/'77+*'"t)87>?"T*,K?"Y+``*+?"$*/E+>>+"+"N',s8u?"Q+,+?"'"/878"('"785&7+8:+,&'?"x'E,?"'"/878"RA+"@855+*8"/':"'"/8/E'77'?"+":+A5"F*d*,E'5?"@'7"8KA+,&87+:"'"@A,y"7'/y"RA+"+A"(+*r'"&'/8,('"+,RA8,&'"+5/7+F'p

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Parte1Bem-vindo ao mundo da qumica! Voc provavelmente est tremendo de medo, pensando nas coisas terrveis que vai encontrar neste livro.

No se preocupe! Ns vamos amenizar essa coisa de qumica aprendendo sobre os caras que inventaram a qumica moderna. Depois de nos familiarizarmos com esse pessoal e as coisas fantsticas que eles disseram, vamos fazer um breve tour pelo vocabulrio bsico da qumica coisas como sistema mtrico, mtodo cientfico e o tomo. Ao final desta seo, tenho certeza de que voc estar se sentindo bem mais a vontade do que agora.

Certo! Respire fundo e vire a pgina.

Acendendo o Bico de Bunsen

Por Que Estudar Qumica?Neste Captulo

!" Para que serve a qumica

!" Por que talvez voc odeie qumica

!" Por que no odiar qumica

!" As origens da qumica

!" Como aprender qumica

Quando a maioria das pessoas pensa na palavra qumica, elas imaginam um velho sinistro usando um jaleco branco e rindo maleficamente enquanto mexe em um bquer borbulhante. Esta imagem talvez seja proveniente dos filmes e da televiso, que geralmente mostram os qumicos como criadores de monstros terrveis, armas com capacidade de destruio mundial e insetos que adquirem um tamanho anormal e aterrorizam a vida de moradores de pequenas cidades no Texas. Felizmente, as mdias tm tentado mudar essa imagem arcaica dos qumicos agora somos vistos como caducos, no mais como malucos.

De qualquer forma, a maioria das pessoas evita estudar qumica at o ltimo minuto possvel, assim como muitas evitam a cirurgia do canal nos dentes at que eles estejam em brasa. No se preocupe se est no mesmo barco que essas pessoas. Historicamente, a qumica tem sido fonte de estresse desde quando se descobriu que, misturando o composto qumico A com o B, seria feito um p verde que afastava as bruxas. Felizmente, descobertas recentes indicam que bruxas no existem.

1Captulo

4 Parte 1: Acendendo o Bico de Bunsen

Por Que Precisamos da Qumica?Qumica uma palavra difcil de definir. Alguns livros tm uma imagem de vidrarias com contedos borbulhantes na capa, o que sugere que ela possa ser definida como o estudo de como fazer as coisas se comportarem bem, se fizermos baguna no laboratrio. Outras obras trazem na capa imagens de molculas gigantes, o que sugere que se trata do estudo de como podemos agregar tomos para formar estruturas grandes e complicadas. Eu j vi um livro que tinha um rabisco colorido na capa. Realmente, no tenho ideia do que isso queira dizer em relao ao estudo da qumica.

Para mim, se juntarmos essas duas definies de qumica, podemos ter uma ideia razovel do que realmente ela compreende. Qumica pode ser definida como o uso de nosso conhecimento, de como a matria agregada e como interage com outra para resolver problemas confusos.

Alguns dos problemas confusos que voc ter de resolver podem ser encontrados em qualquer livro de qumica (inclusive neste). Veja um exemplo tpico:

Qual o volume de 556 gramas de vapor a uma temperatura de 2.300 Celsius e a uma presso de 35,40 atm?

Voc j sabe que esses problemas no tm importncia em nossa vida diria. Quando, neste mundo, voc vai ter que descobrir o volume de 556 gramas de vapor nas condies indicadas no problema? Provavelmente nunca.

Ento, a pergunta bvia : se eu acabei de dizer que nunca vai ter que resolver um problema desses no mundo real, por que afinal voc precisa aprender qumica?

Voc precisa aprender a resolver problemas como esse porque eles realmente so aplicveis na vida real. Talvez, saber dizer qual o volume de 556 gramas de vapor em condies extremas no seja algo que voc v fazer no futuro, mas pode ter certeza de que, se fizer qualquer coisa meio cientfica, a lei que vai te ajudar a responder essa pergunta ser muito til. Assim como a aritmtica bsica, a qumica bsica til porque nos d ferramentas para resolver problemas da vida real.

A melhor maneira de entender qumica traduzir palavras enormes para termos mais

compreensveis. Ao traduzir palavras assustadoras de 10 slabas para uma de 2 slabas,

voc entender bem mais simples o tpico em questo.

A Voz do Mol

5Captulo 1: Por Que Estudar Qumica?

No Que Foi Que Me Meti? primeira vista, a qumica no parece muito divertida. Como exemplo, d uma folheada em qualquer livro para iniciantes e voc encontrar diagramas confusos como o da Figura 1.1.

Figura 1.1

Esses diagramas nada amigveis nos do uma ideia de como so os orbitais atmicos.

Como nesta vida voc poderia entender o que esse diagrama significa? Quem afinal inventou toda essa coisa?

Relaxe. Respire fundo. Voc est nervoso no porque qumica difcil, mas porque est tentando enfiar em seu crebro tudo o que puder sobre qumica de uma s vez. Lembre-se de quando aprendeu a somar. No seria horripilante olhar no final do seu livro e encontrar um diagrama que explicasse a diviso longa? Vamos dar um passo de cada vez com a qumica, assim voc vai se sair bem melhor do que se comeasse a se confundir com coisas que ainda no discutimos!

Isso Mesmo Divertido!Qumica divertido! Com uma boa base, voc no s vai entender como equilibrar uma equao e discutir mols como um expert, mas tambm vai entender melhor alguns fenmenos do mundo real. Por exemplo, vejamos o filtro de um aqurio comum para peixes (veja Figura 1.2). A maioria de ns nem pensa em como ele funciona e escolhe esfregar uma esponja no vidro e trocar o carvo vegetal cada vez que ele comea a ficar meio turvo.

A A melhor maneira de tornar a

qumica realmente confusa

deixar para aprender tudo o

que voc precisa no ltimo minuto.

Se dividirmos o assunto em pedaos

pequenos e facilmente mastigveis,

tudo ficar bem mais fcil.

Reaes Explosivas


Figura 1.2

O filtro de esponja filtra resduos slidos enquanto o carvo aditivado remove resduos lquidos.

Embora voc no pense nisso s de olhar, o filtro usa qumica sofisticada para manter seus peixinhos vivos e felizes. A primeira seo do filtro contm uma esponja que permite que a gua passe por ele, mas detm resduos slidos. Do ponto de vista do qumico, voc est filtrando slidos de uma mistura heterognea. A segunda seo contm carvo aditivado, que serve para remover resduos de peixe diludos. Do ponto de vista qumico, ele absorve componentes qumicos

seletivamente, permitindo que materiais inorgnicos passem por ele sem problemas.

Certo, esse exemplo no vai impressionar a plateia na prxima apresentao. Mas voc provavelmente vai achar que as pessoas esto mais interessadas na cincia por trs das coisas corriqueiras da vida do que admitem, ainda que elas aleguem detestar qumica.

Quem Inventou a Qumica?Se voc ainda no se convenceu de que qumica algo que valha a pena estudar, talvez esteja se perguntando quem pode culpar por ter inventado isso. Ms notcias: voc vai ter que viajar no tempo para dar uns socos no nariz dos inventores porque a qumica est por a h alguns mil anos.

Quando algo adsorvido,

ficou retido na superfcie

de algum material. A

absoro, que voc

conhece, ocorre quando

algo penetra em algum outro

material.

A Voz do Mol


Isso Grego para Mim!Embora no esteja completamente claro quando as pessoas comearam a usar qumica, os primeiros a registrarem seus estudos foram os gregos antigos. Por isso e por suas filosofias, os estudantes os odeiam at hoje.

Cientistas gregos da Antiguidade so mais conhecidos por terem concebido a ideia de elementos e modelos primrios do tomo. Infelizmente, as limitaes da tecnologia deles impediram que chegassem a um conceito preciso acerca desses elementos e a imagem exata de um tomo.

Transformando Lixo em OuroPor muito tempo, na Idade Mdia, a qumica era vista como uma pseudocincia mstica praticada por alquimistas cujos objetivos eram transformar materiais sem valor, como o chumbo, em ouro por meio de processos qumicos misteriosos. Tipicamente, os trabalhos de alquimistas so msticos e envolvem feitios e poes.

Embora a cincia deles no fosse muito confivel, os alquimistas mantinham vivo o conhecimento dos gregos da Antiguidade e adicionavam alguns toques. Alquimistas islmicos particularmente desenvolveram muitas das tcnicas de laboratrio que usamos hoje, principalmente as de destilao, para purificar lquidos.

A Qumica em Seu Grande MomentoO primeiro qumico moderno foi Robert Boyle (1627-1691). Embora seja mais reconhecido por seu trabalho com os gases, Boyle tambm foi o primeiro a discordar da ideia grega dos quatro elementos em seu livro The Skeptical Chemist, publicado em 1661.

Apesar de seu trabalho pioneiro, Boyle continuava acreditando que os metais no eram elementos e que seria possvel, no fim das contas, converter um metal em outro usando processos qumicos. Ora, at os gnios tropeam s vezes.

Qumica ModernaHoje em dia, a qumica passou de um desejo de produzir ouro para um assunto grandioso, pois h muitos qumicos trabalhando pelo mundo. No entanto, o desejo de produzir materiais valiosos continua sendo a fora motriz da qumica moderna.

Quimicalidades

Um dos maiores alquimistas foi

Jabir ibn Haiyan. Ele viveu no

sculo oito d.C. Alm de sua

pesquisa para produzir ouro,

escreveu sobre tingimento de

tecidos, criando tecidos prova

dgua e refinando metais.


Um dos maiores campos de pesquisa qumica hoje o desenvolvimento de novos medicamentos. Como a resistncia a antibiticos um problema que s cresce no que diz respeito ao tratamento de vrias doenas, novas drogas esto continuamente sendo desenvolvidas. O tratamento do vrus do HIV foi revolucionado pelo uso de medicamentos inibidores de protease; os transplantes de rgos tornaram-se possveis graas aos medicamentos antirrejeio. A medicina moderna simplesmente no teria chegado aonde chegou sem a qumica.

Na verdade, a maioria das coisas que existe ao seu redor se beneficia, de uma forma ou de outra, pela prtica da qumica. A comida que voc ingere colorida, aromatizada e conservada por vrios aditivos qumicos. Os produtos que voc usa para evitar que a sua casa seja interditada pela vigilncia sanitria so fabricados por indstrias qumicas. Os inseticidas que usa para manter as baratas longe da sua cozinha so feitos em laboratrios enormes. A vida moderna no seria possvel sem a qumica.

Progredindo Onde Outros FalharamMesmo depois de ler este captulo, a grande questo em sua mente ser: eu consigo mesmo aprender qumica? A resposta : com pacincia e tempo, qualquer um pode fazer isso. Nesses meus vrios anos como professor de qumica, nunca encontrei ningum que no pudesse entender o bsico com um pouco de dedicao e estudo. claro que h algumas coisas que voc pode fazer para tornar isso mais fcil:

!" Aprenda o vocabulrio! Como eu disse antes, a qumica cheia de termos confusos e especializados. No importa se voc memorizou direitinho a matria; se no entender o que as palavras querem dizer, no vai entender qumica.

!" Aprenda processos, no fatos! Muitos tentam aprender qumica memorizando a tabela peridica, os nomes e as frmulas de cada componente qumico, e todas as equaes do livro da escola. Algumas dessas pessoas aprendem qumica, outras no; outras, ainda, sofrem de ataques cardacos por conta de toda a decoreba. Qumica fica bem mais fcil se voc aprende a resolver problemas em vez de memorizar as respostas para cada problema potencial. Neste livro, vamos discutir mtodos que voc pode usar para resolver problemas, no inserir massas atmicas de lantandeos dentro da sua cabea.

!" Devagar e sempre se vai longe! Eu realmente espero que voc abra este livro em algum momento durante uma aula de qumica, no na vspera da prova final. Como a maioria das matrias, qumica fica bem mais fcil de entender, se voc estud-la por partes pequenas e digerveis. Lembre-se de que levou mais de 2 mil anos para que a qumica moderna fosse desenvolvida ou seja, voc provavelmente no vai virar um expert com 32 horas de estudo!


!" Use o senso comum! Quando resolver problemas de qumica, d uma olhada nas respostas para ter certeza de que voc fez tudo certo. Por exemplo, se voc descobrir que mede 45 metros depois de fazer uma converso de unidades, sem dvida cometeu um erro (a no ser que voc seja o gigante Golias).

!" Desfrute a paisagem! Embora existam alguns aspectos chatos na qumica, h tambm muitas coisas bacanas para aprender. Pense em qumica como uma longa viagem: s vezes, voc precisa encarar o trnsito na serra antes de aproveitar o mar.

O Mnimo Que Voc Precisa Saber!" Qumica importante porque grande parte das outras cincias a utilizam

como ferramenta para resolver problemas.

!" Um bom conhecimento em qumica permite que voc entenda como muitas coisas funcionam.

!" A qumica se desenvolveu durante um longo perodo, mas apenas nos dois ltimos sculos ela realmente se tornou uma cincia.

!" Com tempo e dedicao, qualquer um pode aprender qumica.

Quimicalidades

Quando tive qumica pela primeira

vez no Ensino Mdio, passei depois

de muito esforo. Eu sei como

voc se sente e vou ajud-lo a

passar pelo processo todo com o

mnimo de dor possvel (e tambm

com resultados bem melhores

do que os que eu alcancei na

primeira vez!).

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CDF Quimica