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MEDIR PARA CONTROLAR REAÇÕES QUÍMICAS
Colégio INEDIProfessor Luiz Antônio TomazQuímica – Turmas 102/102
Efetuando medidas
Estudando reações químicas, até o presente momento,
tivemos preocupação apenas com seus aspectos
qualitativos.
Reação química com liberação de gás.
As observações qualitativas, obviamente que são importantes, mas mostram apenas o que existe no sistema em estudo, não
o quanto existe.
Efetuando medidas
A análise qualitativa de uma amostra de ar, com suspeita de estar poluído, poderá demonstrar que há monóxido de carbono,
óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre, etc.
Efetuando medidas, exemplo real
Poluição atmosférica: CO2, NO2, C, CO, SO2
normalmente estão presentes.
Sabemos que os gases citados são prejudiciais, mas a partir de que parâmetros?
De nada vale essa análise se as quantidades, geralmente em gramas por metro cúbico, não forem expressas.
Efetuando medidas, exemplo real
Aliás, vendo a História da Química, nem sempre as medições tiveram destaque. Somente com Lavoisier (Séc. XVIII) é que a
balança foi utilizada para determinar as massas dos participantes das reações químicas.
Efetuando medidas, a história
Lavoisier, o “pai da Química”, e seu laboratório (abaixo).
Pois bem, encontramo-nos em um estágio tal do nosso curso de química, em que uma abordagem quantitativa é necessária, a
fim de que possamos aprender novos conceitos.
Efetuando medidas, uma necessidade
É bom (re)lembrar que medida é o resultado da
comparação entre aquilo que se mede com um padrão (arbitrário).
O que é medir?
Assim, quando afirmamos que um saco de batatas apresenta massa igual a
50kg, queremos dizer que essa massa é 50 vezes maior do que a massa de um cilindro especial de platina-irídio
ADOTADO INTERNACIONALMENTE.
O que é medir?
V = πR2H = 3,1416 x (3,9cm)2 x 3,9cm = 186,35cm3
O quilograma padrão
Esse cilindro tem o volume aproximado de ...
R=3,9cm
H =3,9cm
Note que uma grandeza, além de um número que representa a quantidade, necessita de uma unidade.
É a unidade que dará significado à grandeza.
O quilograma padrão
No caso da massa temos . . .
Grandeza = massa
Unidade = quilograma (kg)
O quilograma padrão
Na Química, várias são as grandezas utilizadas.
Sendo, além da massa, as principais ...
Grandezas na Química
molmol*quant. de matéria
cal, J, ...caloria, joule*, ...energia
atm, Pa, ...atmosfera, pascal*, ...pressão
s, min, h, ...segundo*, minuto, hora, ...tempo
ºC, K, ...graus celsius, kelvin*, ...temperatura
L, mL, m3, ...litro, mililitro, metro cúbico*, ...volume
g, kg, ...grama, quilograma*, ...massa
ABREVIAÇÃOUNIDADE*GRANDEZA
PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICA
*adotado pelo Sistema Internacional (SI)*adotado pelo Sistema Internacional (SI)
Citamos algumas grandezas utilizadas pela química.
Muitas outras, porém, são necessárias e aparecerão oportunamente ao longo dos estudos.
Grandezas na Química
Destacamos, por outro lado, que há grandezas que derivam de outras. Como consequência, suas unidades também.
Repare no exemplo a seguir . . .
Grandezas derivadas
A densidade* do ferro é 7,8g/cm3.
Note que a grandeza densidade deriva de massa e de volume.
* não expressamos no SI, mas a mesma é muito comum na Química.
Instrumentos, mais sofisticados e precisos, são desenvolvidos, principalmente com o avanço da tecnologia digital.
Ilustramos, em seguida, dois deles usados em química . . .
Instrumentos de medida
Balança analítica
de
laboratório
Instrumentos de medida para massa
Proveta, balão volumétrico.
Instrumentos de medida para volumes líquidos
Agora que destacamos a importância de se medir, especialmente na Química, uma pergunta:
Que padrão utilizar para medir a massa de um átomo ou uma molécula de uma determinada substância?
Escolha de um padrão para a Química*
* submicroscópica
Lembremo-nos que átomos e moléculas são entes muito
pequenos. Não os enxergamos diretamente.
Fazemos modelos aproximados do que eles
seriam na realidade.Seria possível colocar um átomo
em uma balança?
Escolha de um padrão para a Química
Como isso não é possível e a escolha de um padrão é arbitrária, faz-se a escolha de um que seja compatível com a pequenez
dos átomos e das moléculas.
Escolha de um padrão para a Química
O padrão a ser escolhido deverá ter a mesma ordem de grandeza de átomos e de moléculas.
E o que tem tamanho de átomos? Outros átomos!
Escolha de um padrão para a Química
De início a escolha do padrão recaiu no átomo de
hidrogênio.Hoje, a referência é o átomo de
um dos isótopos do carbono: o carbono 12.
Escolha de um padrão para a Química
Hidrogênio
Na verdade, esse padrão tem como referência o carbono 12, mas apenas 1/12 do mesmo é chamada unidade de massa
atômica*, ou simplesmente “u”.
Escolha de um padrão para a Química
* Melhor dizer dalton (Da).
Assim, ao comparar uma molécula de água com a
unidade de massa atômica, dizemos que ela (a água) é 18 vezes mais “pesada” do
que 1/12 da massa do carbono 12.
Escolha de um padrão para a Química
MM = 18u (18Da)
Molécula de H2O
Na prática do laboratório ou da indústria não se trabalha com átomos ou moléculas isoladamente.
Por isso, são utilizados como padrão o “grama”, o “litro”, ...
O que fazer na prática?
Então, como relacionar a unidade de massa atômica com a unidade de grama, por exemplo?
Agrupando uma quantidade muito grande de átomos ou de moléculas, para termos um fator de conversão.
O que fazer na prática?
Aliás, em nosso dia a dia, várias vezes agrupamos “coisas” com o intuito de facilitar contagens. Quer ver?
Dúzia de ovos = 12 unidades;Cento de salgadinhos = 100 unidades
Milheiro de tijolos = 1000 unidadesResma de folhas de papel = 500 unidades
O que fazer na prática?
Um dos significados do que foi exposto é:
Fator de conversão da dúzia é 12;Fator de conversão do cento é 100;
Fator de conversão de milheiro é 1000;Fator de conversão de resma é 500.
O que fazer na prática?
Agrupar átomos e moléculas também é possível, mas salientamos que não é um conceito de fácil “digestão”.
Isso, insistimos, por causa do tamanho diminuto desses entes, ou seja, (sub)microscópicos.
O que fazer na prática?
Podemos dizer que a “dúzia”, o “milheiro”, o “cento” dos químicos é o MOL.
Mas, quanto vale 1 MOL?Exatos 602000000000000000000000!
(seiscentos e dois sextilhões)
Conceito de MOL
Esse número gigantesco é simbolizado por “N” e é conhecido por número
de Avogadro.Por razões de facilitação de
escrita, é comum representá-lo em N. C.:
N = 6,02 x 1023
Conceito de MOL
Esse número fantasticamente grande é o fator de conversão de unidade de massa atômica em grama.
SUBMICROSCÓPICO MACROSCÓPICO 6,02 x 1023
Unidade: u (Da) Unidade: g
Conceito de MOL
Exemplificando . . .
1 molécula de H2O: 18u
1 MOL* de H2O: 18g
(repare na coincidência numérica, nunca de unidade)
* 6,02 x 1023 moléculas.
Conceito de MOL
Significados:
18 u é a massa molecular da água;
18g é a massa molar da água.
Perceba que massa molecular é diferente de massa molar.
Conceito de MOL
Outro exemplo:
Para o oxigênio(monoatômico), a massa atômica é 16u. A massa molar é 16g.
Para o oxigênio (O2, molecular), a massa molecular é 32u. A massa molar é 32g.
Conceito de MOL
Destacamos que não tivemos preocupação, nem tempo, para explicar os métodos utilizados pelos cientistas para chegar às
conclusões apresentadas.
Concluindo . . .
Por enquanto, basta-nos saber utilizar os conceitos apresentados: medidas, unidades de medida, instrumentos de medida, mol,
massa molar, massa atômica, massa molecular.
Concluindo . . .
Por fim, salientamos que os valores de massa atômica e conseqüentes valores de massa molecular e massa molar (é só
fazer as conversões necessárias) podem ser obtidos (jamais decorados) utilizando a Tabela Periódica de Mendeleiev.
Concluindo . . .
Agora, realize as atividades da apostila. Bom trabalho!
