Química cidadã vol 2

MANUAL DOPROFESSOR

QUMICACidad

VOLUME 2PEQUIS PROJETO DE ENSINO DE QUMICA E SOCIEDADE

Coleo Qumica Cidad

ENSINO MDIO QUMICA 2a- srie

So Paulo 20132- edio

Wildson Luiz Pereira dos Santos (coord.)Professor Adjunto do Instituto de Qumica da UnB.

Licenciado em Qumica pela Universidade de Braslia, mestre em Educao em Ensino de Qumica pela Unicamp e doutor em Educao em Ensino de Cincias pela UFMG.

Gerson de Souza Ml (coord.)Professor Adjunto do Instituto de Qumica da UnB.

Bacharel e licenciado em Qumica pela Universidade Federal de Viosa, mestre em Qumica Analtica pela UFMG e doutor em Ensino de Qumica pela Universidade de Braslia (UnB).

Siland Meiry Frana DibProfessora do Ensino Mdio da Secretaria de Estado de Educao do Distrito Federal.

Licenciada em Qumica pela Universidade Catlica de Braslia (UCB) e mestre em Educao pela Universidade Catlica de Braslia (UCB).

Roseli Takako MatsunagaProfessora do Ensino Mdio da Secretaria de Educao do Distrito Federal.

Licenciada em Qumica pela Universidade Catlica de Braslia (UCB) e mestre em Ensino de Cincias pela Universidade de Braslia (UnB).

Sandra Maria de Oliveira SantosProfessora do Ensino Mdio da Secretaria de Estado de Educao do Distrito Federal.

Licenciada em Qumica pela Universidade Catlica de Braslia (UCB) e mestre em Ensino de Cincias pela Universidade de Braslia (UnB).

Eliane Nilvana F. de CastroProfessora do Ensino Mdio da Secretaria de Estado de Educao do Distrito Federal. Licenciada em

Qumica pela Universidade Catlica de Braslia (UCB).

Gentil de Souza SilvaProfessor do Ensino Mdio da Secretaria de Estado de Educao do Distrito Federal e qumico

industrial. Licenciado em Qumica pela Universidade Estadual da Paraba e especialista em Qumica pela Universidade Federal de Lavras.

Salvia Barbosa FariasProfessora do Ensino Mdio da Secretaria de Educao do Distrito Federal.

Licenciada em Qumica pela Universidade Catlica de Braslia (UCB).

2013

Editora AJS Ltda. Todos os direitos reservadosEndereo: R. Xavantes, 719, sl. 632

Brs So Paulo SPCEP: 03027-000

Telefone: (011) 2081-4677E-mail: [email protected]

Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)(Cmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

Qumica cidad : volume 2 : ensino mdio : 2 srie / Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson de Souza Ml , (coords.) . -- 2. ed. -- So Paulo : Editora AJS, 2013. -- (Coleo qumica cidad)

PEQUIS - Projeto de Ensino de Qumica e Sociedade. "Componente curricular: Qumica". Vrios autores. Suplementado pelo manual do professor. Bibliografia

1. Qumica (Ensino mdio) I. Santos, Wildson Luiz Pereira dos. II. Ml, Gerson de Souza. III. Srie.

13-06558 CDD-540.7

ndices para catlogo sistemtico:

1. Qumica : Ensino mdio 540.7

ISBN:978-85-62482-87-8 (Aluno)ISBN:978-85-62482-88-5 (Professor)

Ttulo original: Qumica Cidad Volume 2 Editora AJS Ltda, 2013

Editores: Arnaldo Saraiva e Joaquim Saraiva

Projeto grfico e capa: Flvio Nigro

Pesquisa iconogrfica: Cludio Perez

Coordenao digital: Flvio Nigro e Nelson Quaresma

Produo editorial: Maps World Produes Grficas Ltda

Direo: Maurcio Barreto

Direo editorial: Antonio Nicolau Youssef

Gerncia editorial: Carmen Olivieri

Coordenao de produo: Larissa Prado

Edio de arte: Jorge Okura

Editorao eletrnica: Alexandre Tallarico, Flvio Akatuka, Francisco Lavorini, Juliana Cristina Silva, Veridiana Freitas, Vivian Trevizan e Wendel de Freitas

Edio de texto: Ana Cristina Mendes Perfetti

Reviso: Adriano Camargo Monteiro, Fabiana Camargo Pellegrini, Juliana Biggi, Luicy Caetano e Thas dos Santos Coutinho

Pesquisa iconogrfica: Elaine Bueno e Luiz Fernando Botter

Ilustraes: AMJ Studio, Jos Yuji Kuribayashi, Osvaldo Sequetin e Paulo Cesar Pereira

Contedos digitais: Esfera Digital

Ilustrao da capa: Moacir Knorr Guterres (Moa)

A voc, estudanteNa 1- srie do Ensino Mdio, voc viu que a Qumica uma Cincia relativamente nova e que a partir

de conhecimentos de outros campos cientfi cos, como o da Fsica e Biologia, ela tem contribudo para o desenvolvimento de tecnologias que esto propiciando uma melhor qualidade de vida.

Vamos ver neste livro como o conhecimento qumico nos auxilia a compreender o mundo fsico que nos rodeia e como a Qumica tem contribudo para o desenvolvimento de nossa sociedade. Voc tem aprendido que a Qumica e as suas tecnologias tm provocado uma grande revoluo em nosso modo de vida, mas que essa revoluo, todavia, tem acarretado inevitavelmente mudanas drsticas no meio ambiente, ocasionando srias consequncias vida no planeta.

Assim que temos tratado em todos os volumes desta coleo as relaes entre a Qumica, as suas tecnologias, a sociedade e o ambiente. Na 1- srie voc estudou sobre as substncias e os materiais e viu exemplos de atitudes no uso de produtos qumicos para que sejam reduzidos o seu impacto ambiental. A discusso dos problemas sociais vinculados Qumica tem permitido a voc desenvolver uma atitude comprometida com a justia e a igualdade social.

No segundo volume desta coleo, vamos estudar as reaes qumicas e seus aspectos dinmicos e energticos, a gua e a energia. Nesse estudo, voc consolidar conhecimentos sobre a natureza da matria e compreender como, a partir desse conhecimento, podemos atuar em nossas atividades profi ssionais de forma mais qualifi cada com aes positivas. O conhecimento dos aspectos dinmicos e energticos das reaes qumicas permite aos qumicos controlarem a sua ocorrncia. Da mesma forma, o conhecimento das atividades em que estivermos engajados no mundo do trabalho permitir um melhor controle sobre seus resultados.

Vivemos o desafi o de mudar a tendncia atual de aquecimento global. O centro desse problema est relacionado produo energtica e tem implicaes diretas com o abastecimento global de gua. gua e energia so os dois temas a partir dos quais aprofundaremos o estudo da Qumica, vendo como os seus conceitos nos ajudam a compreend-los. Alm de compreender os conceitos, o que buscamos uma mudana de atitude responsvel com os desafi os climticos que enfrentamos. Participar da sociedade moderna implica entender como podemos atuar com a diversidade de materiais industrializados que nos rodeiam. Isso exige, entre outras coisas, a economia de gua e energia.

Para a consolidao do conhecimento que lhe dar base para prosseguir nos estudos superiores, vamos retomar conceitos j abordados na 1- srie. A metodologia adotada pelos autores desta obra, com larga experincia no ensino de Qumica, busca enfatizar a compreenso conceitual. Isso implica a contextualizao terica de seus enunciados por meio da reviso constante dos conceitos para ampliar o seu signifi cado. a capacidade de leitura, interpretao e aplicao conceitual que ser cobrada de voc nos exames do Enem, que vo lhe possibilitar a continuidade nos estudos superiores. E com esse propsito que este livro foi organizado.

Nossa metodologia se caracteriza, assim, pela contextualizao temtica e aprofundamento conceitual de contedos relevantes para a formao dos estudantes. Isso exige uma nova postura diante do estudo. Desejamos que o seu engajamento na realizao de experimentos e na discusso dos temas seja cada vez mais ativo. Lembre-se de que estudar no se limita a rever conceitos e resolver exerccios.

Esperamos que a continuidade do seu aprendizado em Qumica seja muito prazerosa com essa nova abordagem e que voc possa utilizar os conhecimentos qumicos aprendidos na construo de um mundo melhor, com atitudes que possam assegurar a vida de nossas e de futuras geraes, com base no princpio de justia e igualdade social.

Um forte abrao.

Os autores

APRESENTAO

CONHEA SEU LIVRO

Este livro dividido em trs Unidades, e em cada uma, abordamos um tema social, que contextualiza o conhecimento qumico. Mesmo que o seu professor no tenha tempo de discutir os textos desses temas em sala de aula, mantenha-se informado lendo todas as informaes contidas nas Unidades.

Tema em foco

Ao se deparar no texto com uma questo com o comando Pense, pare a leitura, reflita e tente responder antes de prosseguir. Procurar explicaes e express-las com as prprias palavras ajuda a entender melhor o que est sendo ensinado, pois voc pode comparar a sua ideia original com os novos conceitos que esto sendo introduzidos.

Pense

Sempre que voc encontrar a chamada A Cincia na Histria, leia o texto atentamente e procure observar a contextualizao histrica do surgimento das definies e conceitos relativos aos contedos estudados, bem como as circunstncias em que os cientistas citados contriburam para o desenvolvimento da Qumica e da Cincia.

A Cincia na Histria

Para buscar um mundo melhor preciso aprender a participar dos debates sobre o nosso futuro. Neste livro, esperamos que voc participe o tempo todo apresentando e defendendo suas ideias, alm de ouvir e respeitar as de seus colegas. Aprenda a participar, tentando explicar tudo o que lhe perguntado com as suas prprias palavras.

Debata e entenda

Os temas fazem parte de sua vida. Por isso, propomos atividades de Ao e cidadania com o objetivo de voc conhecer a sua comunidade e procurar pensar em alternativas para seus problemas. Participe das atividades com esprito de cooperao, solidariedade, responsabilidade, respeito e tolerncia opinio do outro. Assim, voc estar contribuindo para a construo de uma sociedade em que os interesses da coletividade estejam acima dos interesses individuais.

Ao e cidadania

Ao terminar o estudo de cada captulo, faa uma reviso de tudo que aprendeu. Para isso, verifique ao final do captulo, na seo O que aprendemos neste captulo, se voc compreendeu claramente todos os conceitos ali apontados, revendo no captulo as explicaes que foram fornecidas na sua apresentao.

Em Atitude sustentvel voc encontra um rico conjunto de sugestes, cuidados e orientaes para a prtica da Cidadania, sobretudo no que se refere aos impactos ambientais, nos quais esto envovidos diversos conceitos estudados em nosso curso de Qumica.

Atitude sustentvel

Em Qumica na escola voc se depara com uma srie de experimentos investigativos. Muitos podero ser feitos na prpria sala de aula. Todos podero ajudar o professor a conseguir os materiais necessrios. Ao discutir os resultados, voc aprender a usar tabelas e grficos. Pense sempre sobre as concluses que podero ser extradas de suas observaes. Caso seja muito difcil realizar os experimentos, procure analisar os dados que fornecemos. Aprender a observar e explicar o que est ao seu redor ajudar voc a entender melhor o mundo em que vivemos.

Qumica na escola

Alertamos para que, ao realizar os experimentos, voc siga rigorosamente as normas de segurana da ltima pgina do livro. Nunca tente fazer qualquer experimento sem a orientao e superviso de seu professor. Lembre-

-se tambm de usar o mnimo possvel de materiais para gerar poucos resduos. Assim voc estar contribuindo para a preservao do ambiente.

O aprendizado dos conceitos da Qumica ocorre a partir da leitura dos textos e da realizao dos Exerccios e Atividades, apresentados nos captulos. Lembre-se da importncia da realizao dos exerccios e das atividades, mas tenha sempre em mente que o aprendizado depende tambm das leituras e revises de todos os textos e das diversas discusses propostas ao longo do desenvolvimento do contedo.

Exerccios

TABELAS

Fe

Ferr

o

262814

2

55,8

FeFe

Ferr

o

262814

2

55,8

2

T. PERIDICA

a BcED

aa BBccEEEEDDD

EEEEEBBEEEEEEEDDD

GLOSSRIONDICE

OD

SEGURANA

!

Relao dos objetos digitais

de aprendizagem apresentados no livro.

Tabela peridica dos elementos com diversas informaes

sobre eles.

Principais termos utilizados no livro

para a apresentao dos conceitos.

Tabelas de valores fsico-qumicosde substncias,

ons e elementos.

Cuidados e precaues ao realizar experimentos

em ambiente de laboratrio.

UNIDADE 1 Produtos qumicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

CAPTULO 1UNIDADES UTILIZADAS PELO QUMICO . . . . . . . . . . . . . . . . 101. Grandezas fsicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142. Massa atmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153. Quantidade de matria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184. Constante de Avogadro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205. Massa atmica, molecular e molar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256. Volume molar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287. Converses no clculo

estequiomtrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Tema em foco Na medida certa:

evitando o desperdcio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

CAPTULO 2CLCULOS QUMICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341. As leis das reaes qumicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372. Balanceamento de equao qumica . . . . . . . . . . . . . . . . 413. Estequiometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474. Rendimento das reaes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Tema em foco Produtos qumicos

domsticos: perigo disfarado . . . . . . . . . . . . 34

UNIDADE 2 Hidrosfera e poluio das guas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

CAPTULO 3CLASSIFICAO E COMPOSIODOS MATERIAIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641. Solues, coloides e agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702. Concentrao e suas unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793. Composio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834. Diluio de solues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Tema em foco Ciclo da gua e sociedade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

CAPTULO 4PROPRIEDADES DA GUA E PROPRIEDADES COLIGATIVAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961. Propriedades das substncias e

interaes entre os constituintes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052. Propriedades da gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073. gua e solubilidade

dos materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124. Propriedades coligativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118

Tema em foco Gesto dos recursos hdricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

SUMRIO

UNIDADE 3 Recursos energticose energia nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

CAPTULO 6TERMOQUMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1861. Termoqumica e calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2032. Calorimetria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2083. Transformaes de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2154. Calor de reao: entalpia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2185. Lei de Hess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2266. Espontaneidade das

transformaes: entropia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

Tema em foco Energia, sociedade e ambiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

CAPTULO 7CINTICA QUMICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2341. Cintica qumica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2402. Teoria das colises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

3. Fatores que influenciam a rapidez das reaes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

4. Mecanismos de reao . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2555. Catlise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

Tema em foco Fontes de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

CAPTULO 8ENERGIA NUCLEAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 1. Radiao e radioatividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 2. A descoberta da radioatividade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 3. Emisses nucleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 4. Leis das desintegraes radioativas . . . . . . . . . . . . . . . 277 5. Cintica da desintegrao radioativa . . . . . . . . . . . . 279 6. Radioatividade: seus efeitos e aplicaes . . . . . . . 285 7. Transformaes nucleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 8. Usinas nucleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 9. Rejeitos nucleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29810. Acidentes de usinas nucleares

e acidentes radioativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30611. Bombas atmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

Tema em foco Energia nuclear como fonte de

produo de energia eltrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 Cincia para a paz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Poltica energtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

Gabarito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 bom ler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318Tabela peridica dos elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319Segurana no laboratrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

CAPTULO 5EQUILBRIO QUMICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

1. Reaes qumicas e reversibilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . 1382. Sistemas qumicos reversveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1403. Equilbrio qumico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1414. Alteraes do estado de equilbrio . . . . . . . . . . . . . . . . . .1475. Princpio de Le Chatelier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

6. Aspectos quantitativos de equilbrios qumicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170

Tema em foco Poluio das guas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 A qumica, o tratamento de gua

e o saneamento bsico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

264

3. Fatores que influenciam a rapidez das reaes

4. Mecanismos de reao 5. Catlise

Tema em foco Fontes de energia

Aspectos quantitativos de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

TABELAS

Fe

Ferr

o

262814

2

55,8

FeFe

Ferr

o

262814

2

55,8

2

T. PERIDICA

a BcED

aa BBccEEEEEDDDBBEEEEBBBEEEEEEEEDDD

GLOSSRIONDICE

OD

SEGURANA

!

CONTEDO DIGITALConsumo sustentvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Qumica e SociedadeQSQSSQSSS&

gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Qumica e Sociedade

QSQSSQSS&

gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Qumica e Sociedade

QSQSSQSS&

Consumo sustentvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Qumica e Sociedade

QSQSSQSS&

gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132Qumica e Sociedade

QSQSSQSS&

Destino do lixo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Qumica e Sociedade

QSQSSQSS&

Produto qumico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Qumica e SociedadeQSQSSQSS&

Consumo sustentvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Qumica e SociedadeQSQSSQSS&

Recursos Energticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Qumica e SociedadeQSQSSQSS&

Poluio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200Qumica e SociedadeQSQSSQSS&



Energia Nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264Qumica e SociedadeQSQSSQSS&



Consumo sustentvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304Qumica e SociedadeQSQSSQSS&

Qumica em nossa casa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35InfogrficoI

A gua no planeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64InfogrficoI

Combustveis fsseis e alternativos . . . . . . . . . . . . . . . . . 234InfogrficoI

Decaimento radioativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281InfogrficoI

Transformaes nucleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295InfogrficoI

Transformaes nucleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296InfogrficoI

Como possvel determinar a constante . . . . . . . . . . . 21VdeoV

Como preparar uma soluo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90VdeoV

Os lquidos evaporam coma mesma rapidez? . . . . 119VdeoV

Por que a cor vai e volta? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139VdeoV

Podemos evitar que um lquido congele? . . . . . . . . . 125VdeoV

O que acontece com a luz ao atravessardiferentes materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

VdeoV

Exerccios de reviso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33ER

Exerccios de reviso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61ER

Exerccios de reviso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183ER


Exerccios de reviso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263ERExerccios de reviso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95ER



cidos e bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175Estude maisE+

Hidrocarbonetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Estude maisE+

lcoois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194Estude maisE+

Pilhas eletroqumicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216Estude maisE+

Modelo atmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268Estude maisE+

Balanceamento de Reaes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44SimuladorS

Escala de pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177SimuladorS

Reduo do consumo de gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101SimuladorS

Natureza da radiao alfa e beta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272SimuladorS

Datao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285SimuladorS

Clculo estequiomtrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55SimuladorS

Equilbrio qumico e suas alteraes . . . . . . . . . . . . . . . . 143InfogrficoI

Equilbrio qumico e suas alteraes . . . . . . . . . . . . . . . . 153InfogrficoI

gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Qumica e Sociedade

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Destino do lixo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Qumica e SociedadeQSQSSQSS&

Barra de ferramentas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 314

8Produtos qumicos saneantes ou domissanitrios so substncias ou preparaes destinadas higienizao, desinfeco ou desinfestao domiciliar, em ambientes coletivos ou pblicos, em lugares de uso comum e no tratamento da gua.

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Como usar corretamente os produtos qumicos?

Captulo 1 Unidades utilizadas pelo qumico

1. Grandezas fsicas2. Massa atmica3. Quantidade de matria4. Constante de Avogadro5. Massa atmica, molecular e molar6. Volume molar7. Converses no clculo estequiomtrico

Captulo 2 Clculos qumicos1. As leis das reaes qumicas2. Balanceamento de equao qumica3. Estequiometria4. Rendimento das reaes

Temas em foco: Na medida certa: evitando o

desperdcio Produtos qumicos domsticos:

perigo disfarado

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Temas em foco: Na medida certa: evitando o

Produtos qumicos domsticos:

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Se h sobra de comida no prato porque foi estimada uma quan-tidade a ser consumida superior ao que, de fato, era necessrio.

NA MEDIDA CERTA: EVITANDO O DESPERDCIO

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Tema em foco

Quantos quilos de sabo em p uma famlia de cinco pessoas gasta por ms? Qual seria a necessidade bsica de consumo mensal de detergente nessa mesma famlia? Sabonetes e xampus: ser que voc gasta mais do que o ne-cessrio? Costuma sobrar comida em seu prato? Por qu? Voc j contabilizou o desperdcio em sua casa?

O desperdcio uma ao perigosa, lesa economicamente qualquer pessoa que, desprevenida, no se incomodar em prestar ateno no uso adequado dos bens materiais manipulados diariamente. Coletivamente, o gesto exagera-do gera enormes problemas ambientais e, sobretudo, desigualdade e injustia social.

Todos os dias, se desperdiam grandes quantidades de alimentos, produtos de limpeza, combustveis, gua, ener-gia eltrica, entre outros motivos, pelo fato de as pessoas no fazerem clculos corretamente nem prestarem ateno na importncia que o bom uso dos bens materiais apresenta para a sade financeira e para o ambiente.

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Como medir as substncias e seus tomos e molculas?Como as medidas ajudam na preservao do meio ambiente?

Infelizmente, muitas pessoas ainda tm o hbito de lavar caladas, desperdiando um bem to precioso.

O que posso fazer para diminuir o desperdcio?

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UNIDADES UTILIZADASPELO QUMICO




TTema em focoema em focoTema em focoTTema em focoTema em foco


UNIDADES UTILIZADASUNIDADES UTILIZADASPELO QUMICOPELO QUMICO

Captulo 1

Qumica e SociedadeQumica e

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Um erro cometido na proporo dos alimentos a serem cozidos em relao ao nmero de pessoas que vai fazer a refeio provoca sobras e, provavel-mente, lixo. O erro de clculo do menor trajeto a ser percorrido pelos automveis ocasiona aumento do consumo de combustvel e, consequentemente, au-mento da poluio atmosfrica. Erros no clculo de produtos de limpeza em relao rea ou quan-tidade a ser limpa resultam no desperdcio desses materiais, que so lanados em maior quantidade nos esgotos, aumentando a poluio das guas.

De acordo com o Servio Brasileiro de Apoio s Micro e Pequenas Empresas (Sebrae), no Brasil, 30% da produo de servios e bens desper-diada pela falta de qualidade. Nos EUA e no Japo esse valor varia em torno de 4%. De certa maneira existe uma cultura brasileira, a cultura da fartura, cujo princpio de que melhor sobrar do que faltar! Conforme a Associao Brasileira de Empresas de Limpeza Pblica e Resduos Especiais (Abrelpe), o desperdcio de alimentos no Brasil chega a 40% do que produzido. O que significa ser jogado no lixo perto de 60% do que compramos, e representa cerca de 26,3 milhes de toneladas de comida jogadas fora. Um exagero para um pas que apresenta altos ndices de desnutrio.

O desperdcio acontece de vrias formas. Uma delas o consumo de quantidades maio-res do que as necessrias. O descarte de um bem em boas condies de uso para substitu-lo por um mais novo outro modo comum de desperdcio. Quantas pessoas trocam de celular s para terem um mo-delo mais moderno? O desperdcio pode ser causado pelo uso inadequado de um equipamento ou material. Ligar um aparelho eltrico em uma voltagem maior, no lubrificar engrenagens, fazer uso inadequado para a funo de-sejada so exemplos de atitudes que podem ocasionar danos aos equipamentos.

Entre as diversas fontes de desperdcio, vamos discutir nesta unidade as relacionadas aos erros de medida, ou at mesmo falta dessa prtica. nesse sentido que desperdiamos materiais de limpeza, quer usando em quantidade inferior necessria, o que leva a no alcanar o efeito desejado, quer empregando quantidade superior, o que pro-voca at mesmo o risco de acidentes. Todos os dias uma quantidade enorme de produtos de limpeza invade as redes de esgoto das cidades. Esses nmeros aumentam pelo descontrole no uso das medidas adequadas.

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Dados da Secretaria de De-senvolvimento Urbano do Governo Federal brasileiro revelaram que, em 2003, 40% de toda a gua tratada e distribuda foi desperdiada, o que representou prejuzo de 1 bilho de dlares.

A medida certa garante boa limpeza e economia.

Na construo civil, o desperdcio atinge 25%. O que leva ao aumento em at 10% do preo final do imvel.

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diada pela falta de qualidade. Nos EUA e no Japo esse valor varia em torno de 4%. De certa maneira existe uma cultura brasileira, a cultura da fartura, cujo princpio de que melhor sobrar do que faltar! Conforme a Associao Brasileira de Empresas de Limpeza Pblica e Resduos Especiais (Abrelpe), o desperdcio de alimentos no Brasil chega a 40% do que produzido. O que significa ser jogado no lixo perto de 60% do que compramos, e representa cerca de 26,3 milhes de toneladas de comida jogadas fora. Um exagero para um pas que apresenta altos ndices de desnutrio.

O desperdcio acontece de vrias formas. Uma delas o consumo de quantidades maio-

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Dados da Secretaria de De-senvolvimento Urbano do Governo Federal brasileiro revelaram que, em 2003, 40% de toda a gua tratada e distribuda foi desperdiada, o que representou prejuzo de 1 bilho de dlares.

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A leitura precisa dos rtulos dos produtos e o clculo correto das quantidades de materiais a serem emprega-dos tornam-se procedimentos fundamentais. Quando utilizamos produtos qumicos em quantidades indevidas, corremos o risco de obter resultados indesejveis e at desastrosos. Se voc acha que usar maior quantidade de sabo, detergente ou qualquer outro produto de limpeza aumenta a eficcia da limpeza, est enganado... Pode ocorrer o contrrio!

O cido brico, por exemplo, substncia encontrada em loes e desodo-rantes, um eficiente antissptico: impede a proliferao de bactrias e fungos responsveis pelo mau cheiro. Contudo, deve ser utilizado com cuidado, pois em altas concentraes pode provocar irritao na pele, depresso do sistema nervoso central e leses renais e hepticas. Por isso, a Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria (Anvisa) proibiu o uso do cido brico na composio de pomadas contra assaduras aplicadas em bebs. Em guas de colnia, a con-centrao mxima permitida de 3%. Se o qumico responsvel pela formu-lao acrescentasse 10% de cido brico, no estaria apenas desperdiando esse ingrediente, como colocaria em risco a sade do consumidor.

fundamental que estejamos atentos s recomendaes descritas nos r-tulos dos produtos, pois algumas vezes os fabricantes aconselham o uso em quantidade superior necessria para estimular o consumo. nesse sentido que os clculos so essenciais. Eles fazem parte do dia a dia, bem como de todos os processos industriais. Observe, ento, que muito importante para tomar qualquer deciso e fazer bom uso dos diversos materiais empregados no cotidiano que tenhamos conhecimentos bsicos sobre a Qumica neles en-volvida. Da a necessidade de reconhecer o estudo dos materiais como fonte de indispensvel informao para todo e qualquer cidado.

A maioria dos materiais que nos rodeia originada de processos qumicos de transformaes industriais. A indstria utiliza materiais que so extrados de rochas (os metais), de vegetais (a celulose), de animais (a gelatina), da gua do

mar (sal), do petrleo (os detergentes) e de muitas outras fontes naturais. Com base nesses materiais, a indstria realiza uma srie de transformaes qumicas para produzir o produ-to na forma final em que ser comercializado. Os materiais usados nos processos iniciais e que sero transformados so denominados matrias-primas, cujas fontes podem ser re-cursos renovveis ou no renovveis.

O uso indiscriminado de materiais extrados da natureza tem gerado srios problemas ambientais. Primeiro, grandes reas naturais tm sido devastadas, ocasionando a morte de

espcies biolgicas, com o consequente desequilbrio ecolgico. Segundo, diversos materiais lanados no ambiente provocam transformaes de outros materiais, causando diferentes desequilbrios ambientais. Alm disso, a no re-novao dos recursos naturais contribui para o esgotamento destes, privando as geraes futuras de sua utilizao.

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Todas as embalagens de produtos devem ter a especificao correta do modo de uso do material, o que deve incluir a finali-dade e a quantidade ade-quada a ser administrada.

O petrleo matria-prima para diversos produtos industriais, como tintas, detergentes, esmaltes, leos lubrificantes etc. O uso indiscri-minado de seus subprodutos levar ao esgotamento dessa fonte no renovvel, o que representar um problemo!

A leitura precisa dos rtulos dos produtos e o clculo correto das quantidades de materiais a serem emprega-dos tornam-se procedimentos fundamentais. Quando utilizamos produtos qumicos em quantidades indevidas, corremos o risco de obter resultados indesejveis e at desastrosos. Se voc acha que usar maior quantidade de sabo, detergente ou qualquer outro produto de limpeza aumenta a eficcia da limpeza, est enganado... Pode ocorrer o contrrio!

O cido brico, por exemplo, substncia encontrada em loes e desodo-rantes, um eficiente antissptico: impede a proliferao de bactrias e fungos responsveis pelo mau cheiro. Contudo, deve ser utilizado com cuidado, pois em altas concentraes pode provocar irritao na pele, depresso do sistema nervoso central e leses renais e hepticas. Por isso, a Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria (Anvisa) proibiu o uso do cido brico na composio de pomadas contra assaduras aplicadas em bebs. Em guas de colnia, a con-centrao mxima permitida de 3%. Se o qumico responsvel pela formu-lao acrescentasse 10% de cido brico, no estaria apenas desperdiando esse ingrediente, como colocaria em risco a sade do consumidor.

fundamental que estejamos atentos s recomendaes descritas nos r-tulos dos produtos, pois algumas vezes os fabricantes aconselham o uso em quantidade superior necessria para estimular o consumo. nesse sentido que os clculos so essenciais. Eles fazem parte do dia a dia, bem como de todos os processos industriais. Observe, ento, que muito importante para tomar qualquer deciso e fazer bom uso dos diversos materiais empregados no cotidiano que tenhamos conhecimentos bsicos sobre a Qumica neles en-

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O uso racional dos recursos e o no desperdcio, aproveitando-os ao mximo, vem exigindo que as indstrias ra-cionalizem os meios de produo para extrair maiores quantidades possveis dos materiais desejados. Alm disso, atualmente, com a globalizao da economia, as indstrias necessitam de maior controle na qualidade dos produtos e buscam, cada vez mais, maior produtividade associada ao menor custo de produo possvel.

Esse aproveitamento feito por meio de clculos precisos sobre a quantidade correta a ser utilizada de cada ma-tria-prima no processo industrial. Tais clculos tambm devem ser feitos no dia a dia por todos para racionalizar o consumo dos produtos qumicos. bvio que isso no ser feito com a mesma preciso da indstria, mas seguir o mesmo princpio de seus clculos.

Lembre-se, portanto, de que o problema do consumo elevado no implica apenas o comprometimento do or-amento domstico, mas, sobretudo, o agravamento de problemas ambientais, cujas consequncias afetam toda a sociedade. Desenvolver a cidadania compreender nossos direitos de acesso aos produtos necessrios a uma sobre-vivncia saudvel. Mas, antes disso, fundamental ter conscincia de nossos deveres com a coletividade, assumindo o compromisso de preservar os bens de interesse coletivo.

Neste captulo, voc vai aprender como os qumicos efetuam clculos precisos para obter a composio ideal dos produtos e ver como podemos us-los dimi-nuindo o desperdcio. Essas formulaes so, muitas vezes, resultados de anos de pesquisas. E, se eles estudaram tanto o assunto, vale a pena conhecer as re-comendaes, no mesmo?

Esperamos que, ao longo da presente unidade, voc reflita sobre essas questes e busque mudana de hbitos para fazer uso mais racional de diferentes produtos qumicos. Faa sua parte: pense sustentvel! Se ds-semos importncia para pequenos detalhes e mais valor para as coisas, a dinmica de desperdcio poderia ser modificada.

Existe uma diversidade de produtos de higiene e lim-peza nossa disposio, mas o uso em excesso agrava os problemas ambientais, pois os resduos em grande parte so lanados em guas de rios e mares.

Debata e entenda1. Enumere dez materiais que so desperdiados diariamente em decorrncia de mau uso. Relacione medidas que

podem ser adotadas para controlar o uso e evitar os desperdcios.

2. Identifique, em sua casa, materiais que podem ser usados como matria-prima para confeco de outros objetos.

3. O que pode ser feito para a utilizao mais racional desses materiais, evitando desperdcios?

4. A posologia de determinado medicamento indica uma dose diria de 0,5 mg/kg a 2,0 mg/kg de peso corporal, dividida em 2 a 3 doses ou a critrio mdico (uma gota = 0,5 mg). Calcule a dose mnima a ser administrada trs vezes ao dia a uma criana de 7 kg.

5. No dia 10 de setembro de 2001, o jornal Gazeta Mercantil publicou a seguinte manchete: Racionamento de ener-gia eltrica diminui o consumo de sabonete e aumenta o de sabo em barra. Voc sabe dizer que fatores levaram a essa mudana no padro de consumo?

6. O texto fez referncias ao consumo exagerado existente na sociedade moderna e tecnolgica. Em sua opinio, o que contribui para esse consumo compulsivo?

FAA NO CADERNO. NO ESCREVA EM SEU LIVRO.

o compromisso de preservar os bens de interesse coletivo.Neste captulo, voc vai aprender como os qumicos efetuam clculos precisos

para obter a composio ideal dos produtos e ver como podemos us-los dimi-nuindo o desperdcio. Essas formulaes so, muitas vezes, resultados de anos de pesquisas. E, se eles estudaram tanto o assunto, vale a pena conhecer as re-

Esperamos que, ao longo da presente unidade, voc reflita sobre essas questes e busque mudana de hbitos para fazer uso mais racional de diferentes produtos qumicos. Faa sua parte: pense sustentvel! Se ds-semos importncia para pequenos detalhes e mais valor para as coisas, a dinmica de desperdcio poderia ser modificada.

diversidade de produtos de higiene e lim- nossa disposio, mas o uso em excesso agrava os

problemas ambientais, pois os resduos em grande parte

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O uso racional dos recursos e o no desperdcio, aproveitando-os ao mximo, vem exigindo que as indstrias ra-cionalizem os meios de produo para extrair maiores quantidades possveis dos materiais desejados. Alm disso, atualmente, com a globalizao da economia, as indstrias necessitam de maior controle na qualidade dos produtos e buscam, cada vez mais, maior produtividade associada ao menor custo de produo possvel.

Esse aproveitamento feito por meio de clculos precisos sobre a quantidade correta a ser utilizada de cada ma-tria-prima no processo industrial. Tais clculos tambm devem ser feitos no dia a dia por todos para racionalizar o consumo dos produtos qumicos. bvio que isso no ser feito com a mesma preciso da indstria, mas seguir o

Lembre-se, portanto, de que o problema do consumo elevado no implica apenas o comprometimento do or-amento domstico, mas, sobretudo, o agravamento de problemas ambientais, cujas consequncias afetam toda a sociedade. Desenvolver a cidadania compreender nossos direitos de acesso aos produtos necessrios a uma sobre-vivncia saudvel. Mas, antes disso, fundamental ter conscincia de nossos deveres com a coletividade, assumindo o compromisso de preservar os bens de interesse coletivo.o compromisso de preservar os bens de interesse coletivo.

Neste captulo, voc vai aprender como os qumicos efetuam clculos precisos para obter a composio ideal dos produtos e ver como podemos us-los dimi-nuindo o desperdcio. Essas formulaes so, muitas vezes, resultados de anos de pesquisas. E, se eles estudaram tanto o assunto, vale a pena conhecer as re-

Esperamos que, ao longo da presente unidade, voc reflita sobre essas questes e busque mudana de hbitos para fazer uso mais racional de diferentes produtos qumicos. Faa sua parte: pense sustentvel! Se ds-

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1 GRANDEZAS FSICAS

O desafio que temos enfrentado atualmente no planeta a reduo do consumo de produtos para que menos matria-prima seja extrada da natureza. Para isso, pre-cisamos fazer uso mais racional de medidas a fim de que o consumo seja o necessrio a uma vivncia saudvel. A falta de uso de sistemas adequados de medidas tem sido tam-bm uma das causas de desperdcio.

Medidas so, sem dvida, fundamentais em nossa sociedade. Elas esto presentes desde as civilizaes pr-histricas e, atualmente, so a base das atividades comerciais, dos processos tecnolgicos e uma das ferramentas principais para a elaborao de mo-delos cientficos. Fazemos uso de medidas em calados, em roupas, nos medicamentos, no preparo de alimentos, nos produtos de beleza e de limpeza, no tempo de nossas atividades etc. Nesses processos, efetuamos medidas de comprimento, de volume, de massa, de tempo, entre outras. Tudo isso que podemos medir chamado grandeza.

Vale lembrar, no entanto, que nem tudo pode ser medido.

At h quem estabelea padres de medida para o grau de satisfao das pessoas, mas essa est relacionada com sentimentos pessoais, impossveis de medio. Para muitos, a felicidade est relacionada com o bem-estar em relao s pessoas com quem convivem. Para outros, a felicidade depende da posse de bens materiais. O que traz felicidade para alguns motivo de tristeza para outros. Os sentimentos no so grandezas, pois no so categorias mensurveis. Assim, dizemos que:

Grandeza um atributo (caracterstica) de algo do universo fsico que pode ser medido de alguma forma.

Toda grandeza representada por um nmero seguido de uma unidade de medida. O nmero representa quantas vezes essa grandeza diferente do padro de medida

utilizado. Um frasco de perfume de 200 mL tem um volume de perfume duzentas vezes maior que o mililitro, ou cinco (1000/200) vezes menor do que o litro.

Para o qumico, alm de volume e massa, existe outra grandeza relacionada com a quantidade que j est incorporada em sua rotina de trabalho: a numerosidade.

NumerosidadeNos supermercados, podemos encontrar sabo em embalagens com cinco barras, o

sabo em p em caixas ou pacotes, sabo lquido em frascos de 500 mL.Se resolvermos fazer economia de produtos de limpeza em casa, como faramos as

compras do ms?Imagine que voc resolveu fazer uma dieta. Seguindo os conselhos de um nutricionis-

ta, por meio de um programa de reeducao alimentar, deixar um pouco de lado biscoi-tos e chocolates e comer mais frutas e verduras. S imagine. Voc pega a sacola e, feliz da vida, segue para a feira ou para o supermercado mais prximo. Mas que quantidade comprar de cada alimento? Como podemos quantificar os alimentos?

Como ser possvel medir a alegria? Seriam a alegria, a tristeza e a felicidade grandezas?

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Alm do volume e da mas-sa, o qumico utiliza a nu-merosidade como outra importante grandeza.

1 GRANDEZAS FSICAS

O desafio que temos enfrentado atualmente no planeta a reduo do consumo de produtos para que menos matria-prima seja extrada da natureza. Para isso, pre-cisamos fazer uso mais racional de medidas a fim de que o consumo seja o necessrio a uma vivncia saudvel. A falta de uso de sistemas adequados de medidas tem sido tam-bm uma das causas de desperdcio.

Medidas so, sem dvida, fundamentais em nossa sociedade. Elas esto presentes desde as civilizaes pr-histricas e, atualmente, so a base das atividades comerciais, dos processos tecnolgicos e uma das ferramentas principais para a elaborao de mo-delos cientficos. Fazemos uso de medidas em calados, em roupas, nos medicamentos, no preparo de alimentos, nos produtos de beleza e de limpeza, no tempo de nossas atividades etc. Nesses processos, efetuamos medidas de comprimento, de volume, de massa, de tempo, entre outras. Tudo isso que podemos medir chamado

Vale lembrar, no entanto, que nem tudo pode ser medido.

Como ser possvel medir a alegria? Seriam a alegria, a tristeza e a felicidade grandezas?

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Como se medem as quantidades de abacaxi e laranja vendidos na feira? Qual grandeza voc utiliza ao comprar carne, frango, peixe etc.?

Pense

No dia a dia usamos v-rias unidades para a gran-deza numerosidade: saco, lata, dzia, grosa, copo, milheiro etc.

Frutas, por exemplo, podem ser vendidas medindo-se quantidades de massa, volume ou unidades. Por exemplo, voc pode comprar um quilo de mas, um litro de jabutica-bas ou uma dzia de laranjas. Tambm so vendidos por unidades vrios outros produtos geralmente slidos de tamanhos regulares , como ovos, tijolos e lpis. A grandeza a que nos referimos nesses casos a numerosidade.

Mas nem sempre a numerosidade uma grandeza apropriada. Imagine uma pessoa querer comprar feijo usando essa grandeza!

Da mesma maneira, para os qumicos, invivel contar tomos ou molculas. Eles ge-ralmente trabalham medindo massas. H, todavia, alguns casos em que importante co-nhecer o nmero de entidades qumicas sejam tomos, ons ou molculas presentes em determinadas quantidades de substncia ou material.

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Sabendo que o raio atmico do nenio (Ne) de 38 pm (38 1012 m), seria vivel contar os tomos? Por qu? Desejando expressar quantos tomos existem em uma amostra de nenio (Ne), que unidade seria mais vivel?

Pense

Nos clculos de quantidades de substncias, envolvidas em reaes qumicas, funda-mental estabelecer as quantidades numricas dos constituintes que esto reagindo para a determinao da poro dos produtos a serem formados. Voc j imaginou como isso seria difcil? Mas no se preocupe, pois os qumicos encontraram uma maneira simples de fazer essas contas. Vejamos a seguir.

2 MASSA ATMICA

possvel medir a massa de um tomo na balana? Qual seria o padro de medida de massa para os tomos?

Pense

Um bom padro de medida aquele que pode ser comparado facilmente com o que se pretende medir. Esse padro no deve ser nem muito grande nem muito pequeno em relao s medidas a serem realizadas. Qual seria, ento, um bom padro para medir a massa de tomos e de substncias? A primeira substncia utilizada como padro para de-terminar a massa de outras substncias foi o hidrognio. Ela apresentava duas grandes van-tagens: a mais leve que se conhece e reage com muitas outras substncias simples. Assim, atribuiu-se ao hidrognio o valor unitrio de massa. Para determinar a massa de uma subs-tncia bastaria apenas que se verificasse a proporo de massa que reagia com o hidrognio.

Como se medem as quantidades de abacaxi e laranja vendidos na feira? Qual grandeza voc utiliza ao comprar carne, frango, peixe etc.?

Como se medem as quantidades de abacaxi e laranja vendidos na feira?

No dia a dia usamos v-rias unidades para a gran-deza numerosidade: saco, lata, dzia, grosa, copo, milheiro etc.

Frutas, por exemplo, podem ser vendidas medindo-se quantidades de massa, volume ou unidades. Por exemplo, voc pode comprar um quilo de mas, um litro de jabutica-bas ou uma dzia de laranjas. Tambm so vendidos por unidades vrios outros produtos geralmente slidos de tamanhos regulares , como ovos, tijolos e lpis. A grandeza a

Mas nem sempre a numerosidade uma grandeza apropriada. Imagine uma pessoa

Da mesma maneira, para os qumicos, invivel contar tomos ou molculas. Eles ge-ralmente trabalham medindo massas. H, todavia, alguns casos em que importante co-

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Contando entidades pequenasVimos como foi estabelecida a relao entre as massas das diferentes substncias, utili-

zando uma substncia simples como padro. Mas os qumicos tinham ainda outro desafio a vencer: como saber o nmero de tomos ou entidades qumicas presentes nessas quan-tidades de substncias? Certamente, eles no poderiam cont-las da forma como voc conta laranjas na feira. Ainda que conseguissem desenvolver uma mquina que contasse mil tomos por segundo, esta gastaria aproximadamente 20 trilhes de anos para contar todos os tomos existentes em 12 g de carbono-12!

Foi o cientista ingls John Dalton [1766-1844] quem teve essa brilhante ideia: ele pas-sou a determinar a massa de diferentes substncias que reagiam com 1 g de hidrognio. Assim, props a primeira tabela de pesos atmicos relativos (que hoje chamamos massas atmicas) e apresentou-a, em 1803, Sociedade Filosfica de Manchester.

Porm, a tabela de Dalton continha erros, porque naquela poca se considerava que a frmula da gua era HO e no H2O, como a conhecemos hoje.

Anos depois, o qumico sueco Jns Jacob Berzelius [1779-1848] sugeriu a utilizao do oxi-gnio como padro de peso atmico, pois reage com a maioria das substncias simples para formar xidos (substncias constitudas por tomos de oxignio e de outro elemento qumico).

Posteriormente, surgiram divergncias entre qumicos e fsicos na definio do padro de massa: os fsicos empregavam o oxignio-16 (relembrando: istopo de oxignio com nmero de massa 16) e os qumicos utilizavam a mdia ponderada de todos os istopos (tomos de um mesmo elemento com diferentes valores de massa) do oxignio. Isso gerava diferenas nos valores de massa dos tomos e das substncias. Na busca de uma unificao de concei-tos e valores, a partir de 1957 a Iupac (International Union of Pure and Aplicated Chemistry Unio Internacional de Qumica Pura e Aplicada) adotou como padro de medida de mas-sa o carbono (mais precisamente tomos de carbono-12). Esse padro mais estvel e mais abundante do que o oxignio-16, e sua adoo ps fim divergncia entre fsicos e qumicos.

ALGUMAS SUBSTNCIAS DA TABELA DE PESO ATMICO DE DALTON

Substncia simples

Peso atmico

Substncia simples

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Substncia simples

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Substncia composta

Peso atmico

Substncia composta

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Oxignio 7 Ferro 50 Tungstnio 56 ? gua 8 cido nitroso 31

Hidrognio 1 Nquel 25 ? | 50 ? Titnio 40 ? cido uritico 22 xido carbnico 12,4

Azoto 5 Estanho 50 Crio 45 ? cido oximuritico 29 cido carbnico 19,4

Carbono 5,4 Chumbo 95 Potssio 42 Gs nitroso 12 xido sulfuroso 20

Enxofre 13 Zinco 56 Sdio 28 xido nitroso 17 cido fosforoso 32

Fsforo 9 Bismuto 68 ? Cal 24 cido ntrico 19 cido fosfrico 23

Ouro 140 ? Antimnio 40 Mangans 17 cido oxintrico 26 Amnia 6

Platina 100 ? Arsnico 42 ? Barita 68

Prata 100 Cobalto 55 ? Alumina 13

Mercrio 167 Mangans 40 ? Silica 45

Cobre 56 Urnio 60 ? Glucnio 30

Obs.: Para Dalton, a massa molecular das substncias compostas era tambm chamada de peso atmico. Alm disso, algumas substncias compostas eram considera-das simples, como a cal, a alumina e a slica.

Preste muita ateno! Esses valores, apesar de sua importncia histrica, no coincidem com os va-lores atualmente tabela-dos. Qualquer tabela pe-ridica atual mostra que o valor da massa atmica do oxignio, por exemplo, 16 e no 7.

Foi o cientista ingls John Dalton [1766-1844] quem teve essa brilhante ideia: ele pas-sou a determinar a massa de diferentes substncias que reagiam com 1 g de hidrognio. Assim, props a primeira tabela de pesos atmicos relativos (que hoje chamamos massas atmicas) e apresentou-a, em 1803, Sociedade Filosfica de Manchester.

Porm, a tabela de Dalton continha erros, porque naquela poca se considerava que a frmula da gua era HO e no H

Anos depois, o qumico sueco Jns Jacob Berzelius [1779-1848] sugeriu a utilizao do oxi-gnio como padro de peso atmico, pois reage com a maioria das substncias formar xidos (substncias constitudas por tomos de oxignio e de outro elemento qumico).

Posteriormente, surgiram divergncias entre qumicos e fsicos na definio do padro de massa: os fsicos empregavam o oxignio-16 (relembrando: istopo de oxignio com nmero de massa 16) e os qumicos utilizavam a mdia ponderada de todos os istopos (tomos de um mesmo elemento com diferentes valores de massa) do oxignio. Isso gerava diferenas nos valores de massa dos tomos e das substncias. Na busca de uma unificao de concei-tos e valores, a partir de 1957 a Iupac (International Union of Pure and Aplicated Chemistry Unio Internacional de Qumica Pura e Aplicada) adotou como padro de medida de mas-sa o carbono (mais precisamente tomos de carbono-12). Esse padro mais estvel e mais abundante do que o oxignio-16, e sua adoo ps fim divergncia entre fsicos e qumicos.

ALGUMAS SUBSTNCIAS DA TABELA DE PESO ATMICO DE DALTON

Preste muita ateno!Esses valores, apesar de sua importncia histrica, no coincidem com os va-lores atualmente tabela-dos. Qualquer tabela pe-ridica atual mostra que o valor da massa atmica do oxignio, por exemplo, 16 e no 7.

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Diante de tal impossibilidade, os qumicos desenvolveram outra grandeza de numerosidade. Para compreend-la, vamos estabelecer a comparao com objetos pequenos manuseveis, como as miangas empregadas na confeco de bijuterias (veja a foto ao lado).

Qual unidade de medida da grandeza massa seria mais recomendvel na comercializao de miangas? Justifique a resposta.

Pense

Qual unidade de medida da grandeza massa seria mais recomendvel na comerciali-zao de miangas? Justifique a resposta.

Pense

Ainda que miangas pos-sam ser contadas uma por uma, essa no tarefa f-cil de ser efetuada no co-mrcio. Como fazer?

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As unidades mais apropriadas na comercializao de miangas so aquelas que ado-tam padres de medida prximos quantidade de miangas as quais sero comercializa-das. Assim, o grama poderia ser uma boa unidade de medida na venda direta de mian-gas ao consumidor, o quilograma para vendas a comerciantes e a tonelada para a venda do produto a grandes indstrias.

Vamos imaginar que uma pessoa muito meticulosa resolvesse comprar a quantidade exata de miangas para confeccionar, por exemplo, certo nmero de colares. Para essa pessoa, a grandeza mais apropriada seria a unidade de medida que estivesse relaciona-da com o nmero de miangas (nmero de entidades) e no com a massa. No entanto, muito trabalhoso contar miangas uma a uma. Mas, se no possvel usar a unidade simples, que grandeza devemos usar nesse caso?

A forma adequada seria estabelecer um padro de referncia que contivesse a quan-tidade de fcil manuseio. Como a balana um instrumento de medida preciso e bastan-te comum, a pessoa poderia escolher como padro de medida uma quantidade de mi-angas que pudesse ser determinada com base em sua massa. Que tal escolher 150 g de miangas de 6 mm de dimetro como padro de referncia? Essa mianga no muito grande nem muito pequena. Alm disso, 150 g correspondem a uma quantidade razo-vel, fcil de ser medida.

Adotada essa conveno, poderiam ser determinadas quantas miangas de 6 mm h em 150 g. De que maneira? Contando uma a uma as miangas em uma amostra de 150 g.

Ou, para facilitar, simplesmente medindo a massa de uma dessas miangas. Bastaria, depois, dividir 150 g pela massa de uma mianga. Como curiosidade, fizemos essa conta e obtivemos o resultado de 1 359 miangas.

Resolvido o problema. Se nosso amigo meticuloso precisas-se de 4 077 miangas, bastaria comprar 450 g de miangas, ou seja, a quantidade contida em 150 g serviria como base para seus clculos de unidade. Ela poderia facilitar ain-da mais os clculos inventando uma grandeza especfi-ca para contar a quantidade de miangas. Essa grande-za poderia se chamar quantidade de miangas, que tal? E, como toda grandeza tem de ter uma unidade, poderia ser batizada de miamol.

Assim, esse hipottico consumidor no pediria mais 450 g de miangas, mas, sim, 3 miamols de miangas.

Contar miangas muito trabalhoso, mas medir a massa muito fcil. Se contarmos a quantidade de miangas em determinada massa, saberemos quantas miangas h em qualquer outro valor de massa.

Resolvido o problema. Se nosso amigo meticuloso precisas-se de 4 077 miangas, bastaria comprar 450 g de miangas, ou seja, a quantidade contida em 150 g serviria como base para seus clculos de unidade. Ela poderia facilitar ain-

E, como toda grandeza tem de ter uma unidade, poderia ser

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Diante de tal impossibilidade, os qumicos desenvolveram outra grandeza de numerosidade. Para compreend-la, vamos estabelecer a comparao com objetos pequenos manuseveis, como as miangas empregadas na confeco

Qual unidade de medida da grandeza massa seria mais recomendvel na comercializao

Qual unidade de medida da grandeza massa seria mais recomendvel na comerciali-

Ainda que miangas pos-sam ser contadas uma por uma, essa no tarefa f-cil de ser efetuada no co-mrcio. Como fazer?

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As unidades mais apropriadas na comercializao de miangas so aquelas que ado-tam padres de medida prximos quantidade de miangas as quais sero comercializa-das. Assim, o grama poderia ser uma boa unidade de medida na venda direta de mian-gas ao consumidor, o quilograma para vendas a comerciantes e a tonelada para a venda

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Diante de tal impossibilidade, os qumicos desenvolveram outra grandeza de numerosidade. Para compreend-la, vamos estabelecer a comparao com objetos pequenos manuseveis, como as miangas empregadas na confeco

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As unidades mais apropriadas na comercializao de miangas so aquelas que ado-

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3 QUANTIDADE DE MATRIA

A quantidade de uma substncia pode ser expressa por meio de mais de uma gran-deza. Por exemplo, a quantidade de gua em um copo pode ser expressa por volume ou por massa.

E se quisssemos expressar a quantidade de gua por numerosidade, como iramos contar as molculas de gua dentro do copo?

Os constituintes dos materiais (tomos, molculas, ons etc.) so entidades pe-quenas demais para serem contadas. Como, ento, podemos conhecer a numerosi-dade de entidades qumicas das substncias e materiais? Fazendo o mesmo que nos-so amigo detalhista fez para comprar miangas: estabelecendo um padro que seja fcil de manusear.

Assim como estabelecemos uma unidade padro para quantificar as miangas, os qumicos tambm desenvolveram uma unidade de medida para as entidades consti-tuintes das substncias. No caso das miangas, a grandeza usada foi quantidade de miangas. No caso da Qumica, a numerosidade de espcies qumicas (tomos, ons, molculas, eltrons) foi denominada quantidade de matria. Essa uma grandeza de numerosidade, representada pela letra n, que permite determinar a quantidade de entidades qumicas.

Por analogia, considerando-se as diferenas entre tomos e miangas, podemos rela-cionar o conceito de quantidade de matria quantidade de miangas. Definimos como padro de quantidade o nmero de miangas contido em 150 g de miangas de 6 mm. No caso da Qumica, o padro escolhido foi o nmero de tomos contidos em 12 g de carbono-12 (istopo de carbono de massa 12). A unidade de medida da grandeza quan-tidade de matria o mol do latim moles, que significa grande massa compacta. O mol , portanto, a unidade de numerosidade de entidades qumicas.

Mol a quantidade de matria de um sistema que contm tantas entidades elementares quantos so os tomos contidos em 0,012 kg de carbono-12.

Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser tomos, constituintes, ons, eltrons ou outras partculas, bem como agrupamentos especificados dessas partculas.

O smbolo dessa unidade de medida o mol. Como o smbolo igual ao nome, pre-ciso ter ateno para evitar confuses, visto que os smbolos no tm plural. Por exemplo, a distncia de cem metros escrita como 100 m. Da mesma forma, a quantidade de ma-tria correspondente a cem mols deve ser escrita como 100 mol.

SMBOLOS DE ALGUMAS GRANDEZAS

Grandeza Unidade de medida

Nome Nome (plural) Smbolo (no tem plural)

Massa (m) quilograma (quilogramas) kg

Comprimento (l) metro (metros) m

Quantidade de matria (n) mol (mols) mol

Se nessa amostra de car-vo tivssemos apenas tomos de carbono-12, obteramos quantidade igual a um mol.

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3 QUANTIDADE DE MATRIA

A quantidade de uma substncia pode ser expressa por meio de mais de uma gran-deza. Por exemplo, a quantidade de gua em um copo pode ser expressa por volume ou por massa.

E se quisssemos expressar a quantidade de gua por numerosidade, como iramos contar as molculas de gua dentro do copo?

Os constituintes dos materiais (tomos, molculas, ons etc.) so entidades pe-quenas demais para serem contadas. Como, ento, podemos conhecer a numerosi-dade de entidades qumicas das substncias e materiais? Fazendo o mesmo que nos-so amigo detalhista fez para comprar miangas: estabelecendo um padro que seja fcil de manusear.

Assim como estabelecemos uma unidade padro para quantificar as miangas, os qumicos tambm desenvolveram uma unidade de medida para as entidades consti-tuintes das substncias. No caso das miangas, a grandeza usada foi quantidade de miangas. No caso da Qumica, a numerosidade de espcies qumicas (tomos, ons, molculas, eltrons) foi denominadade numerosidade, representada pela letra entidades qumicas.

Por analogia, considerando-se as diferenas entre tomos e miangas, podemos rela-cionar o conceito de quantidade de matria quantidade de miangas. Definimos como

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Exerccios 1. Qual a importncia do uso de medidas? 2. Explique por que a beleza no pode ser expressa em

grandezas fsicas.

3. Por que, para expressar uma grandeza, deve-se utilizar uma unidade de medida?

4. Que atributo a grandeza numerosidade mede?

5. Para montar um determinado colar, necessita-se de oito d-zias de miangas de 6,0 mm e um fio de nilon de 0,60 m. Passe o fio de nilon pelos buraquinhos das miangas e amarre. J est pronto o seu colar. Agora responda.:a) Qual a grandeza usada para contar miangas?b) Caso voc fique famoso(a) com suas bijuterias e queira

produzir 100 000 colares, pulseiras e adornos, utiliza-ria a mesma grandeza? Qual seria a melhor grandeza?

c) Qual a grandeza e a unidade de medida do fio de nilon?

6. Identifique a(s) grandeza(s) geralmente utilizada(s) na comercializao dos seguintes produtos:a) sabo em p. d) combustvel.b) tecidos. e) cordas.c) amaciante de roupas. f) cermica.

7. O que mede a grandeza quantidade de matria e qual o smbolo de sua unidade?

8. Por que os qumicos adotaram a grandeza quantidade de matria para contar as entidades qumicas, em vez de simplesmente cont-las numericamente?

9. De acordo com a teoria atmica de Dalton, em 12 g de to-mos de oxignio existe a mesma quantidade de entidades existentes em 12 g de carbono-12? Justifique a resposta.

10. Em um mol de eltrons existem mais ou menos enti-dades do que o nmero de tomos que esto contidos em 12 g de carbono-12? Justifique a resposta.

11. O nmero de entidades em um mol de eltrons maior ou menor do que o nmero de tomos em 12 g de car-bono-12? Justifique a resposta.

12. (PUC-RS) Atualmente, o termo mol definido como:a) a quantidade de matria de um sistema que con-

tm tantas entidades elementares quantos so os tomos contidos em 0,012 kg de carbono-12.

b) a massa atmica ou molecular expressa em gramas.c) um sinnimo de molcula-grama, tomo-grama ou

on-grama.d) a massa de qualquer substncia que encerra 12 g

de carbono-12.

e) o nmero de tomos que esto presentes em 1,0 g de qualquer substncia elementar, em repouso e no estado fundamental.

13. Em que amostra h maior quantidade de entidades: em 1 mol de gros de milho ou em 1 mol de tomos de carbono? Justifique a resposta.

14. (Vunesp) Na tabela peridica atual, a massa atmica de cada elemento aparece como nmero no inteiro porque:a) h impreciso nos mtodos experimentais

empregados.b) a mdia aritmtica das massas atmicas dos ele-

mentos superior e inferior da mesma famlia.c) a mdia aritmtica das massas atmicas dos ele-

mentos com igual nmero de prtons.d) a mdia ponderada das massas atmicas dos

istopos naturais do elemento.e) sempre mltipla da massa atmica do hidrognio.

15. (Fuvest-SP-adaptado) A massa atmica do cloro 35,457. O fato de esse nmero no ser inteiro in dica que:a) no ncleo do tomo de cloro devem existir outras

partculas alm dos prtons e nutrons.b) o cloro apresenta-se na natureza como uma mistura

de istopos.c) h um erro experimental na determinao das mas-

sas atmicas.d) a massa atmica no uma grandeza.e) a massa atmica leva em conta a massa dos

eltrons.

16. (Uerj) O esquema a seguir representa a distribuio mdia dos elementos qumicos presentes no corpo humano.126 tomos de hidrognio 51 tomos de oxignio

19 tomos de carbono

3 tomos de nitrognio

1 tomo de qualquer outro elemento natural

O elemento que contribui com a maior massa para a constituio do corpo humano :a) carbono. c) nitrognio b) oxignio. d) hidrognio.

Adaptado de: SNYDER, Carl H. The extraordinary chemistry of ordinary things. New York: John Willey & Sons, Inc., 1997.


Explique por que a beleza no pode ser expressa em

Por que, para expressar uma grandeza, deve-se utilizar

Para montar um determinado colar, necessita-se de oito d-zias de miangas de 6,0 mm e um fio de nilon de 0,60 m. Passe o fio de nilon pelos buraquinhos das miangas e

b) Caso voc fique famoso(a) com suas bijuterias e queira produzir 100 000 colares, pulseiras e adornos, utiliza-ria a mesma grandeza? Qual seria a melhor grandeza?

c) Qual a grandeza e a unidade de medida do fio

Identifique a(s) grandeza(s) geralmente utilizada(s) na

e) o nmero de tomos que esto presentes em 1,0 g de qualquer substncia elementar, em repouso e no estado fundamental.

13. 13. Em que amostra h maior quantidade de entidades: em 1 mol de gros de milho ou em 1 mol de tomos de carbono? Justifique a resposta.

14. 14. (Vunesp) Na tabela peridica atual, a massa atmica de cada elemento aparece como nmero no inteiro porque:a) h impreciso nos mtodos experimentais

empregados.b) a mdia aritmtica das massas atmicas dos ele-

mentos superior e inferior da mesma famlia.c) a mdia aritmtica das massas atmicas dos ele-

mentos com igual nmero de prtons.d) a mdia ponderada das massas atmicas dos

istopos naturais do elemento.e) sempre mltipla da massa atmica do hidrognio.


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Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Queregna e di Cerreto nasceu na cidade de Piemonte, reino de Sardenha (hoje Itlia), em 9 de agosto de 1776. O pai, Fillipo Avogadro, era advogado rico e famoso, com slida carreira poltica. Amedeo seguiu o caminho do pai, formando-se em Direito. Mas, definitivamente, essa no era sua vocao. Tornou-se cientista e desenvolveu preciosos estudos em Qumica e Fsica, mas no soube divulgar suas ideias. Isolado em seu laboratrio, no viajava e correspondia-se pouco com os colegas. Seus escritos careciam de bri-lhantismo e simpatia, mesmo quando reportavam importantes descobertas expe-rimentais e ideias revolucionrias, como a hiptese dos gases, publicada em 1811. Nesse trabalho, ensaio de uma maneira de determinar a massa relativa de molculas elementares dos corpos e as propores entre eles nas combinaes, Amedeo Avo-

gadro defendeu a tese de que volumes de diferentes gases, nas mesmas condies de presso e temperatura, contm igual nmero de molculas. Tal afirmao ficou conhecida como hiptese de Avogadro.

A Cincia na Histria

Embora Avogadro no tenha determinado o valor da constante que recebe o seu nome, ele foi o lana-dor das bases tericas para a determinao.

Hulto

n-D

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ctio

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4 CONSTANTE DE AVOGADRO

O qumico um profissional detalhista: caracterstica necessria para quem lida com tomos e molculas. Muitas vezes, ele precisa saber as quantidades exatas das substncias com as quais trabalha, isto , tem de determinar quantas entidades qumicas (tomos, molculas, ons etc.) existem em certa poro de material.

O nmero de tomos presentes na amostra de 0,012 kg de carbono-12 dado por uma constante fsica que re-cebe o nome constante de Avogadro (NA), em home-nagem ao qumico Amedeo Avogadro [1776-1856], que estabeleceu os fundamentos para sua criao. Como os tomos so entidades muito pequenas, o valor numrico muito grande. Como determin-lo?

Como no podiam precisar o valor da constante de Avogadro, vrios qumicos e fsicos (inclusive Albert Einstein) propuseram mtodos indiretos para determin--lo. Como? Sabendo que muitas propriedades das subs-tncias dependem da quantidade de entidades qumicas (tomos, molculas, ons etc.), apresentaram tcnicas es-pecficas para medir tais propriedades e metodologias de clculos as quais fornecem a constante de Avogadro, ou seja, o nmero de entidades presentes em um mol.

Existem vrios mtodos para determinao da constan-te de Avogadro, como o apresentado na prxima pgina. Com a evoluo tecnolgica, as tcnicas e os equipamen-tos foram aperfeioados, o que permitiu a determinao de valores mais precisos da constante de Avogadro, con-forme se observa na tabela ao lado.

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Valores da constante de Avogadroobtidos desde 1917

Ano da determinao Constante de Avogadro

1917 6,062 1023 mol1

1928 6,061 1023 mol1

1941 6,0245 1023 mol1

1949 6,02457 1023 mol1

1951 6,02544 1023 mol1

1963 6,02278 1023 mol1

1976 6,0220941 1023 mol1

2004 6,02214179 1023 mol1

Nesse clice, h 1 mol de gua (18 g). Se fssemos contar as mol-culas de gua, quantas contaramos? Essa quantidade (NA) o que chama-mos constante de Avogadro.

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Fonte: ML, Gerson de Souza, O uso de analogias no ensino de Qumica. Braslia: UnB, 1999.. Acesso em: 07 fev. 2010.

4 CONSTANTE DE AVOGADRO

O qumico um profissional detalhista: caracterstica necessria para quem lida com tomos e molculas. Muitas vezes, ele precisa saber as quantidades exatas das substncias com as quais trabalha, isto , tem de determinar quantas entidades qumicas (tomos, molculas, ons etc.) existem em certa poro de material.

de carbono-12 dado por uma constante fsica que re-cebe o nomenagem ao qumico Amedeo Avogadro [1776-1856], que estabeleceu os fundamentos para sua criao. Como os tomos so entidades muito pequenas, o valor numrico muito grande. Como determin-lo?

de Avogadro, vrios qumicos e fsicos (inclusive Albert Einstein) propuseram mtodos indiretos para determin--lo. Como? Sabendo que muitas propriedades das subs-tncias dependem da quantidade de entidades qumicas (tomos, molculas, ons etc.), apresentaram tcnicas es-pecficas para medir tais propriedades e metodologias

Valores da constante de Avogadroobtidos desde 1917

Ano da determinao Constante de Avogadro

1917 6,062 1023 mol1

1928 6,061 1023 mol1

Nesse clice, h 1 mol de gua(18 g). Se fssemos contar as mol-culas de gua, quantas contaramos? Essa quantidade (NA) o que chama-mos constante de Avogadro.

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Qumica na escolaComo possvel determinar a constante de Avogadro

Esse experimento para ser feito em grupo na prpria sala de aula, com materiais que voc pode conseguir em casa. Observe um pedao de ferro ou a gua contida em um copo. Temos a impresso de que a matria toda contnua. Ser que mesmo? Faa a atividade a seguir e verifique tal ideia utilizando o mtodo cientfico clssico: observe, elabore hi-pteses, teste essas hipteses e proponha uma teoria ou um modelo para guiar seu pensamento.

Materiais dois eletrodos de fio de cobre (encapado) de 2,5 mm de dimetro cronmetro ou relgio bateria de 9 V (podem ser usadas quatro pilhas grandes

ou um eliminador de pilhas) duas seringas de 5 mL recipiente plstico transparente (ou o fundo de garrafa

de refrigerante)

ampermetro ou multmetro (comprado em loja de ferramentas)

um pedao de isopor para servir de suporte s seringas

um pouco de silicone ou parafina (vela) fios finos para as conexes soluo de hidrxido de sdio a 10 g/L

Procedimento

1. Tapar as pontas das seringas com silicone ou parafina.

2. Fixar as seringas no suporte feito com um pedao de isopor.

3. Colocar soluo de hidrxido de sdio no recipiente at de seu volume.

4. Encher tambm as seringas com soluo e coloc-las no recipiente plstico cuidadosamente, segurando-as pelo fundo (use luvas!), de modo que no se formem bolhas de ar.

Consulte as normas de segurana no laboratrio, na ltima pgina deste livro.

O cientista props que muitos gases so formados por molculas as quais contm mais de um tomo, por exemplo, os gases hidrognio (H2), oxignio (O2) e cloro (Cl2). Sabendo que os gases hidrognio e oxignio so constitudos por molculas diatmicas e que a proporo de volumes desses gases para formar a gua de dois para um, ele concluiu que a proporo entre seus tomos tambm seria essa, ou seja, a frmula deveria ser H2O e no HO, como era considerada at ento. Mesmo com dificuldades para medir a massa dos gases, Avogadro chegou razo de 15,074 entre as massas dos tomos de oxignio e hidrognio, sendo a ltima considerada igual a uma unidade. Ele no estabeleceu o valor da constante de Avogadro, mas lanou as bases tericas que possibilitaram a determinao. Por isso, em homenagem a ele, a constante recebeu o seu nome.

Amedeo Avogadro concluiu que, se volumes iguais contm o mesmo nmero de molculas, possvel de-terminar as massas moleculares relativas. Dessa forma, tornou possvel explicar substncias como o NH3, NO, NO2, HCl, CO2 e SO2, demonstrando como predizer as frmulas e as massas molares com grande preciso.

Avogadro faleceu em 9 de julho de 1856 e, embora no tenha sido reconhecido pelos cientistas da po-ca, deixou bases importantssimas para a Qumica moderna, sendo considerado um dos fundadores da Fsico-Qumica. Somente dois anos depois de sua morte, os colegas reconheceram o quanto sua hiptese ajudava na resoluo de problemas de Qumica.

J. Yu

ji

bateria de 6 V

seringasmultmetro

+

NaOH 10 g/L

isopor

O cientista props que muitos gases so formados por molculas as quais contm mais de um tomo, por ) e cloro (Cl2). Sabendo que os gases hidrognio e oxignio

so constitudos por molculas diatmicas e que a proporo de volumes desses gases para formar a gua de dois para um, ele concluiu que a proporo entre seus tomos tambm seria essa, ou seja, a frmula deveria

O e no HO, como era considerada at ento. Mesmo com dificuldades para medir a massa dos gases, entre as massas dos tomos de oxignio e hidrognio, sendo a ltima

considerada igual a uma unidade. Ele no estabeleceu o valor da constante de Avogadro, mas lanou as bases tericas que possibilitaram a determinao. Por isso, em homenagem a ele, a constante recebeu o seu nome.

Amedeo Avogadro concluiu que, se volumes iguais contm o mesmo nmero de molculas, possvel de-terminar as massas moleculares relativas. Dessa forma, tornou possvel explicar substncias como o NH3, NO,

, demonstrando como predizer as frmulas e as massas molares com grande preciso.Avogadro faleceu em 9 de julho de 1856 e, embora no tenha sido reconhecido pelos cientistas da po-

ca, deixou bases importantssimas para a Qumica moderna, sendo considerado um dos fundadores da Fsico-Qumica. Somente dois anos depois de sua morte, os colegas reconheceram o quanto sua hiptese

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T. PERIDICA

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GLOSSRIONDICE

OD

SEGURANA

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5. Colocar os eletrodos de forma que as pontas fiquem sob a parte inferior da seringa.

6. Montar o circuito como mostrado na figura.

7. O valor da corrente (que deve ser constante durante todo o procedimento) deve ficar entre 100 e 30 mA. Para ajust--lo, caso necessrio, vrias modificaes podem ser feitas na montagem, por exemplo, a concentrao da soluo, o tamanho da parte exposta dos eletrodos, a distncia entre eles etc.

8. Ligar o circuito e disparar o cronmetro no mesmo instante.

9. Quando o volume de hidrognio completar 5 mL, interromper o cronmetro e desligar o circuito.

10. Anotar os seguintes dados: temperatura ambiente (T), presso atmosfrica (P) que pode ser obtida pelo servio de meteorologia , volume de hidrognio produzido (V) e tempo de eletrlise (t).

Destino dos resduosO hidrxido de sdio pode ser guardado para utilizao em outras atividades prticas. Para ser descartado, precisa antes ser neutralizado com algum cido indicado pelo professor.

Anlise de dadosConhecendo o volume de hidrognio produzido, pode-se, a partir da equao geral dos gases, determinar a quantidade de

matria correspondente. A seguir, apresentada equao simplificada que fornecer o valor da constante de Avogadro, utilizan-do os dados obtidos nesse experimento.

NA = RT it mol1 / 2P e VEm que: NA a constante de Avogadro; t o tempo em segundos; R a constante dos gases (8,3145 J/K mol); P a presso atmosfrica em Pa (Pa = Jm3); T a temperatura em kelvin; V o volume em m3; i a corrente em ampres; e a carga do eltron (1,6 1019 C, C = As).

1. Utilizando os dados obtidos e a equao acima, calcule o valor da constante de Avogadro. Caso no tenha sido possvel realizar o experimento, utilize os seguintes dados obtidos em laboratrio: T = 27 K, P = 88 393 Pa, t = 510 s, V = 5 106 m3 (V = 5 mL).

2. Compare o resultado com os apresentados na tabela da pgina 20 e levante hipteses para as possveis diferenas observadas.

A constante de Avogadro no deve ser comparada a outras medidas, como a dzia e a centena, porque essas quantidades so definidas como nmeros e no como grandezas fsicas. Uma dzia corresponde a 12 unidades. Uma centena corresponde a 100 unidades. J a constante de Avogadro definida como o nmero de tomos presentes em um mol de carbono-12 (0,012 kg de carbono-12). Quanto essa grandeza exatamente? Ao lon-go da Histria, o valor vem sendo determinado com preciso cada vez maior, mas nunca chegaremos ao valor exato, porque a constante de Avogadro obtida experimentalmente.

A unidade da constante de Avogadro (NA) mol1, ou seja, o nmero de entidades por mol.

Para efeito didtico, no necessitamos ser to precisos quanto os qumicos. Assim, ire-mos considerar a constante de Avogadro como 6,02 1023 mol1 em nossos clculos qu-micos. Por isso, com o tempo, voc guardar que:

1 mol = 6,02 1023 entidades (tomos, molculas etc

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Química cidadã vol 2