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FERRAMENTAS BSICAS

DA QUMICA

Prof. Fabiane Ferreira da Silva

UNIPAMPA/Campus Uruguaiana

A matria/materiais

Tem existncia fsica real. dito

com frequncia que matria

tudo que tem massa e ocupa

lugar no espao.

ESTADOS DA MATRIA

Teoria Cintico-Molecular

Toda a matria consiste em pequenas partculas (tomos emolculas), que esto em constante movimento.

Slidos arranjo compacto, normalmente ordem regular; aspartculas vibram de um lado para outro em torno de suas

posies mdias.

Lquidos e gases so fluidos porque as partculas no estoconfinadas a localizao especficas e podem se mover,

passando umas pelas outras.

Molculas de gs se movem rapidamente, o movimento no restringido pelas molculas vizinhas.

Quanto mais alta a temperatura mais rpido o movimentodas partculas.

Energia cintica energia de movimento das partculas.

SUBSTNCIAS PURAS

Substncia pura: uma nica substnciacom composio caracterstica e definida

e com um conjunto definido de

propriedades. Ex: gua, sal, acar

Dificilmente encontramos substnciaspuras na natureza.

Os materiais que encontramos so umamistura de substncias.

MISTURA DE SUBSTNCIAS

A mistura consiste em duas ou maissubstncias fisicamente misturadas.

Exemplos: leite, mel, caf, madeira,

concreto...

Mistura homognea: apresenta uma nicafase. Usualmente denominada de soluo.

Mistura heterognea: apresenta duas oumais fases.

Substncia simples e composta

Substncia simples: um elemento umasubstncia simples, fundamental e elementar.Um elemento no pode ser separado oudecomposto em substncia mais simples. Ex:sdio, cloro, nitrognio.

A palavra elemento significa o mais elementar,o mais simples.

Substncia composta: so constitudos de doisou mais elementos combinados em uma relaodefinida. So substncias mais complexas doque os elementos. Podem ser decompostos. Ex:cloreto de sdio, gua, dixido de carbono.

Substncia simples um tipo de

substncia formada por tomos de

apenas um tipo de elemento

qumico.

Substncia composta um tipo de

substncia formada por tomos de

mais de um tipo de elemento

qumico.

Unidades de medida

Massa: uma medida numrica diretada quantidade de matria do objeto. NoSI a unidade padro o quilograma(Kg).

Peso: sob a ao da gravidade amassa exerce uma fora que o peso.

Peso = m x g (9,8 m/ s2 ) (N)

VOLUME

a extenso de espao ocupado por um corpo em trs dimenses.

L3 (L x L x L)

V = comprimento x altura x largura

A unidade no SI o m3, mas usa-se ainda o cm3, o litro (L) e o mililitro (mL).

DENSIDADE

a relao entre a massa e o volume.Representa a quantidade de matria existentena unidade de volume dos corpos. Propriedadefsica usada para identificar substncia.

expressa em Kg/m3; g/cm3 ou g/mL.

Ex.: Densidade da gua 0,997 g/cm3

Controle da qualidade de lcool combustvel.Agncia Nacional de Petrleo o lcool deveapresentar valor de densidade entre 0,805 e0,811 g/cm3.

d = massa/volume

Exemplo:

Um pedao de pau-brasil tem uma massade 238,3 g e ocupa um volume de 545

cm3. Calcule sua densidade em gramas

por centmetro cbico.

Soluo:

d = 238,3 g / 545 cm3 = 0,437 g/cm3

TEMPERATURA E CALOR

A temperatura de um objeto mede a energiacintica mdia de suas partculas.

Calor uma forma de energia que transferida de um objeto mais quente para

um mais frio.

A temperatura medida em graus. Duasescalas so usadas: a Celsius (0C) que tem

ponto zero na fuso do gelo, e 1000 na

ebulio da gua sob presso de 1 atm.

A absoluta (K), tem zero a 273,15 0C

TK = t0

C + 273,15

Nitrognio lquido ferve a 77K.

Qual o valor desta

temperatura em graus Celsius?

R = -196 C

NOTAO EXPONENCIAL OU

CIENTFICA

Usa-se para simplificar nmeros muito pequenos ou muito grandes.

0,000000000000000000457 = 4,57 x 10-19

9.876.543 = 9,876543 x 106

EXEMPLOS

1000 000 000 = 109

1000 000 = 106

1000 = 103

1 = 100

0,001 = 10-3

0,000001 = 10-6

PRECISO E EXATIDO

Preciso: refere-se fidelidade de um instrumentos prprias medies. Por exemplo, se numaprimeira medio, uma balana mostra quedeterminado objeto pesa 100 g, ela deverapresentar valores muito prximos a esse emtodas as demais medies do mesmo objeto.

Exatido: est relacionada capacidade de uminstrumento medir um valor o mais prximopossvel do real (aceito como valor padro). Porexemplo, uma balana pode ser precisa, mas noser exata, ou seja, ela pode, fornecer sempre umvalor de 115g para um objeto de 100g.

(a) alta exatido e baixa preciso. (b) a situao ideal

(precisos e exatos). (c) nem precisos nem exatos. (d)

preciso mas no exatos.

ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS

So os algarismos que tm importncia na exatido de

um nmero.

Ex: o nmero 7,69 tem trs algarismos significativos.

Se expressarmos o nmero como 7,6900 temos cinco

algarismos significativos, pois os zeros direita do

maior exatido para o nmero.

Os exemplos abaixo tm 4 algarismos significativos:

78,00

0,2407

00000,00004000

3044

Leia o nmero da esquerda para a direita e

conte todos os algarismos a partir do

primeiro que no for zero.

Nmeros que contenham potncia de deztodos os algarismo sero significativos,

exceto a prpria potncia.

Ex: 0,000163 = 1,63 x 10-4

Ambos tm os algarismos 163, a potnciade dez apenas mover a vrgula, que no

afeta a quantidade de algarismos

significativos.

Zeros esquerda no so algarismossignificativos, como em:

0,000000005 - apenas um algarismo

significativo

Regras para arredondamento

1) Se o dgito a ser eliminado maior doque 5, o dgito precedente aumentadode uma unidade (27,76 arredondadopara 27,8);

2) Se o dgito a ser eliminado menor doque 5, o dgito precedente mantido(27,74 arredondado para 27,7);

3) Se o nmero final for 5: 27,75 paracima, 27,8. 27.65 para baixo, 27,6.Regra arbitrria manuteno do ltimodgito quando for um nmero par.

Teorias para a

constituio da

matria

Filsofos Gregos e a Matria

Tales de Mileto

(625-547 a.c.) j

pensava sobre a

natureza da

matria

De onde viemos? Para que existimos? Como tudo funciona?

De que constituda a matria?

Para Tales de Mileto a gua era a causa material de todas as coisas.


Anaxmenes de Mileto

(588-524 a.C.)

Ar o nome da mistura de

gases presentes na atmosfera

da Terra.O ar seco composto

por 78% de nitrognio, 21% de

oxignio e 1% de gases

nobres. O ar pode ainda conter

de 0 a 7% de vapor de gua e

menos de 1% de dixido de

carbono (nesse caso as

quantidades de nitrognio,

oxignio e gases raros so

reduzidas em proporo). A

composio do ar altera-se

com a altitude. O ar expirado

(no processo da respirao

humana) contm uma maior

percentagem de dixido de

carbono, tipicamente 4,5%.


Herclito de feso

540-470 a.C. O fogo formado por trs entidades distintas, que

compem o "tringulo do fogo". So eles o

combustvel (aquilo que queima, como a madeira),

o comburente (que permite a queima, como o

oxignio) e o calor.


Empdocles

(483-430 a.C.)

Acrescentou a terra como quarto

elemento


Aristteles

(sculo IV a.C.)


Ao atingir esse limite as partculas se tornariam indivisveis e receberiam a

denominao de tomos (a = prefixo de negao, tomo = diviso). Essa

teoria ficou conhecida como atomismo.

Leucipo

(500 a.C.) Demcrito

(460-370 a.C.)

A matria no poderia ser

dividida infinitamente,

qualquer material poderia

ser repartido em partes

menores at atingir um

limite.

MODELOS

ATMICOS

Modelo Atmico de Dalton

Em 1803, Dalton props a teoria domodelo atmico, onde o tomo umaminscula esfera macia, impenetrvel,indestrutvel e indivisvel.

Todos os tomos de um mesmoelemento qumico so idnticos emmassa e propriedades. Seu modeloatmico foi chamado de modelo atmicoda bola de bilhar;

Tudo que existe na natureza composto por diminutas partculasdenominadas tomos;

Reunindo tomos iguais ou diferentes,podemos formar todas as matrias doUniverso.

Um tomo de hidrognio combinava-secom um tomo de oxignio para formara molcula de gua - HO

John Dalton

(1766-1844)

Experimentos de eletrlise

Eletrlise o uso de eletricidade para produziruma transformao qumica, decomposio desubstncias.

Em 1832 Faraday realizou uma srie deexperimentos de eletrlise e observou que amassa depositada de uma determinadasubstncia era proporcional quantidade deeletricidade no experimento. (ver eletroqumica)

Isso era a evidncia de que a eletricidade estava relacionada

existncia de alguma partcula.

Eletrlise

DENOMINANDO A PARTCULA

Em 1891, o fsico irlands GeorgeJohnstone Stoney (1926-1911) props o

nome eltron para a unidade natural da

eletricidade, naquele tempo ainda

desconhecida, mas j demonstrada por

dados experimentais.

William Crookes (1832-1919)

Dcada de 1870 desenvolveu uma ampola devidro de cristal, contendo um gs ou ar baixa

presso. Quando submetida a uma corrente eltrica,

observava-se a produo de raios luminosos que

ficaram conhecidos como raios catdicos.

Concluiu que os raioscatdicos so constitudos de

cargas eltricas negativas

transportadas por partculas de

matria.

Foi o primeiro a demonstrarque tais raios so desviados

pela ao de um campo

eltrico: constatou-se que so

repelidos pelo eletrodo

negativamente carregado.

Verificou-se que os mesmosresultados so obtidos

independentemente da

natureza do gs ou do material

utilizado na confeco do tubo

de descarga.

Experimento de J.J. Thomson

MODELO DE THOMSON

Por seu trabalho na

determinao das propriedades

do eltron, o fsico ingls

Joseph John Thomson (1856-

1940) recebeu o Prmio Nobel

de Fsica em 1906.

O tomo era uma esfera de

carga positiva, na qual

estariam incrustados os

eltrons de carga negativa.

Tambm conhecido como

pudim de passas.

Experimento de

Rutherford

(1911)

1. A maioria das

partculas alfa

atravessava a fina

lmina de ouro;

2. Uma pequena

parcela das

partculas alfa era

desviada de sua

trajetria;

3. Uma outra

parcela de

partculas era

refletida

(retornava para

trs).

MODELO DE RUTHERFORDbase para o conceito do tomo

O modelo de Rutherfordapresenta o tomo

consistindo em um

pequeno ncleo rodeado

por um grande volume no

qual os eltrons esto

distribudos.

O ncleo carrega toda acarga positiva e a maior

parte da massa do tomo.

TOMO MODERNO

Est fundamentado no de

Rutherford.

O tomo tem duas regies:

uma central, denominada ncleo,

constituda por partculas

carregadas positivamente,

chamadas prtons

compreendendo toda a massa do

tomo, e outra regio ao redor da

central, a eletrosfera, constituda

por partculas carregadas

negativamente, denominadas

eltrons.

Analogia: estdio de futebol

Do que o ncleo composto?

Rutherford demonstrou a existncia de umapartcula que tem uma massa muito maior do que oeltron e tem a carga igual em grandeza de umeltron, mas de sinal oposto. Denominou essapartcula de prton.

Concluiu que embora os prtons contivessem todaa carga do ncleo, eles sozinhos no podemcompor sua massa.

Em 1932 Chadwick descobriu uma partcula quetinha aproximadamente a mesma massa de umprton, mas no era carregada eletricamente.Denominou essa partcula de nutron.

O tomo e suas partculasbsicas

NOME Regio

do

tomo

Smbolo Carga Massa

Relativa

ao prton

CoulombsRelativa

ao

prton

g

Eltron eletrosfera e 1- -1,6 x 10-19 1/1840 9,11 x 10-28

Prton ncleo p 1+ 1,6 x 10-19 1 1,67 x 10-24

Nutron ncleo n 0 0 1 1,67 x 10-24

O tomo como um todo no tem carga devido ao

nmero de prtons ser igual ao nmero de eltrons.

ONS

tomos ou grupos de tomos quepossuem nmero de eltrons diferente do

de prtons.

POSITIVOS NEGATIVOS

CTIONS NIONS

Ex: Na+, Cl-, Ca2+, O2-

Xcarga

NMERO ATMICO

Em 1913 o fsico Moseley (1887-1915)realizando estudos com raios X, relacionou as

propriedades dos tomos com o nmero de

prtons que eles continham.

Esse nmero correspondia a uma varivelmatemtica que era denominada Z.

O nmero de prtons passou a significar onmero atmico.

Z = p (n de prtons)

NMERO DE MASSA

Representado pela letra A, o nmero deprtons somado ao nmero de nutrons de

um tomo.

Seu valor praticamente o mesmo damassa total do tomo, uma vez que a massa

dos eltrons pode ser considerada

desprezvel.

A = p + n (n de nutrons)

REPRESENTAO

XA

Z

He4

2

Elemento qumico um

tipo de tomo caracterizado

por um determinado nmero

atmico

Na natureza, podemos encontrar mais deum tipo de tomo do mesmo elemento

qumico.

Ex: existem trs tipos de tomos dehidrognio, diferentes apenas pelas suas

massas. Todos possuem o mesmo

nmero atmico.

tomos com iguais nmeros atmicos ediferentes nmeros de massa, so

denominados de istopos ou nucldeos.

Istopo ou nucldeo um tipo

de tomo de um elemento

qumico caracterizado por um

determinado nmero de massa

especfico.

Diferentes istopos do hidrognio

Nome Smbolo

Quantidade de partculas

RepresentaoPrtons Nutrons Eltrons

Hidrognio H 1 0 1 1H

Deutrio D 1 1 1 H

Trtio T 1 2 1 3H

ISTOPOS

ISTOPOS DO CARBONO

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