introducao quimica

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Curso Pré- Vestibular Vestibular1 – O Portal do vestibular! www.vestibular1.com.br Química

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Page 1: Introducao quimica

Curso Pré- VestibularVestibular1 – O Portal do

vestibular!

www.vestibular1.com.brQuímica

Professor: Albério Riccio Filho

Page 2: Introducao quimica

O Que é Química?

Química é uma Ciência Experimental que estuda a estrutura, composição e a transformação da matéria.

Page 3: Introducao quimica

O Método Científico

LEIS EXPERIMENTAIS

TEORIAS & MODELOS

HIPÓTESES

OBSERVAÇÕES

EXPERIÊNCIAS

CIÊNCIA: é o conjunto de atividades que visam observar, experimentar, explicar e relacionar os fenômenos da natureza, criando leis, teorias e modelos cada vez mais gerais, que nos permitam prever e controlar os fenômenos futuros.

Tecnologia: é a ciência aplicada

Page 4: Introducao quimica

ESTRUTURA DA MATÉRIA

A matéria é formada por moléculas, que por sua vez são formadas por partículas minúsculas chamadas de átomos.

Page 5: Introducao quimica

Elementos QuímicosÁtomos

Nome Símbolo Natureza

Ferro Fe Fe3O4

Cálcio Ca CaCO3

Prata Ag (Argentum) Ag

Oxigênio O O2

Page 6: Introducao quimica

Átomos & Moléculas

H + H H H

H H

H + H + O O

Átomos Moléculas

Page 7: Introducao quimica

Simples Composta

Substância Pura

Homogênea Heterogênea

Mistura

Sistemas Materiais

Page 8: Introducao quimica

Substâncias Puras

SIMPLES COMPOSTA

Page 9: Introducao quimica

MISTURAS

HETEROGÊNEAHOMOGÊNEA solução

ÁGUA + AREIAAR

Page 10: Introducao quimica

CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA

SISTEMAS HOMOGÊNEOS

SISTEMAS HETEROGÊNEOS

SUBSTÂNCIAS PURAS

MISTURAS DE UMA FASE

MISTURAS DE MAIS DE UMA

FASE

SUBSTÂNCIAS EM MUDANÇA

DE ESTADO

Page 11: Introducao quimica

OUTROS CONCEITOS

ATOMICIDADE VARIEDADE ALOTRÓPICA FENÔMENOS (Transformações):

QUÍMICOS E FÍSICOS

Page 12: Introducao quimica

ATOMICIDADE

Atomicidade Substâncias

Monoatômica He, Ne, Ar, Kr

Diatômica H2, N2, HCl, CO

Tetratômica P4 (fósforo branco)

Indeterminada P(verm), C(graf), metais

Atomicidade se refere ao número de átomos que compõem uma substância

Page 13: Introducao quimica

VARIEDADE ALOTRÓPICA

C(grafite) C(diamante)

estrutura amorfa estrutura cristalina

Variação na arrumação dos átomos

Variação na atomicidade O2 (Oxigênio) O3 (Ozônio)

Page 14: Introducao quimica

FENÔMENO QUÍMICO

Combustão do álcool etílico

H3C- CH2- OH + 3O2 2CO2 + 3H2O

Reagentes Produtos

O fenômeno químico transforma a natureza íntima da matéria.

Page 15: Introducao quimica

FENÔMENO FÍSICO

SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO

SUBLIMAÇÃO

FUSÃO

CONDENSAÇÃO

VAPORIZAÇÃO

SOLIDIFICAÇÃO

Estados físicos da matéria

O fenômeno físico não altera a natureza da matéria

Page 16: Introducao quimica

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO1. Considere os sistemas a seguir, em que os átomos

são representados por esferas:

Determine onde encontramos: a) Substância pura; b) Mistura; c) Somente substância simples; d) Somente substância composta.Considere apenas o sistema III, determine: a) O número de átomos presentes; b) O número de elementos químicos; c) O número de moléculas; d) O número de substâncias; e) O número de substâncias binárias; f) O número de substâncias diatômicas.

I II III IV

Page 17: Introducao quimica

2. Considere o sistema representado abaixo. Pode-se descrever o sistema em questão como constituido por:

a) Três fases e um componente.

b) Duas fases e dois componentes.

c) Três fases e dois componentes.

d) Três fases e três componentes.

Page 18: Introducao quimica

3. Os diferentes tipos de matéria podem ser classificados em dois grupos: Substâncias puras e misturas. As substâncias puras podem ser simples e compostas. Considerando esse modo de classificação, pode-se afirmar:

(01) O ar atmosférico é uma substância pura . (02) A água é uma substância simples. (04) O sangue é uma mistura. (08) Uma solução de açúcar é uma mistura (16) O oxigênio e o ozônio são substâncias distintas, embora constituídas por átomos de um mesmo elemento. (32) A matéria que contém três tipos de moléculas é uma substância composta. (64) A matéria que contém apenas um tipo de molécula é uma substância simples, mesmo que cada molécula seja formada por dois átomos diferentes.

Page 19: Introducao quimica

4. Observe os seguintes fatos:I – Uma pedra de naftalina deixada no armário. II – Uma vasilha com água deixada no freezer. III – Uma vasilha com água deixada no fogo. IV – O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido.

Nestes fatos estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos:

a) I – sublimação, II – solidificação, III – vaporização, IV – fusão. b) I – sublimação, II – solidificação, III – fusão, IV –vaporização. c) I – fusão, II – sublimação, III –vaporização, IV – solidificação. d) I – vaporização, II- solidificação, III – fusão, IV – sublimação. e) I – vaporização, II – sublimação, II –fusão, IV – solidificação.

Page 20: Introducao quimica

5. Qual dos fenômenos a seguir não envolve reações químicas?

a) Fusão de gelo.

b) Digestão de alimentos.

c) Combustão.

d) Queima de vela.

e) Explosão de dinamite.

Page 21: Introducao quimica

PROPRIEDADES DA MATÉRIA

PROPRIEDADES GERAIS PROPRIEDADES FUNCIONAIS PROPRIEDADES ESPECÍFICAS:

Page 22: Introducao quimica

PROPRIEDADES GERAIS

Massa Volume Inércia impenetrabilidade Dureza

As propriedades gerais são comuns a todos os materiais.

Page 23: Introducao quimica

PROPRIEDADES FUNCIONAIS

Hidrocarbonetos são inflamáveis. Os ácidos têm sabor azedo. Os sais fundidos conduzem corrente elétrica.

As propriedades funcionais são aquelas apresentadas por um grupo de substâncias,

chamado função química .

Page 24: Introducao quimica

PROPRIEDADES ESPECÍFICAS

Ponto de Fusão / Solidificação Ponto de Ebulição / Liquefação Densidade ou Massa Específica Coeficiente de Solubilidade

As propriedades específicas caracterizam cada tipo de substância .

Page 25: Introducao quimica

Ponto de Fusão / Solidificação

Ponto de Fusão é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido.Ponto de Solidificação corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes. Obs. O PF e o PS são obtidos em uma dada pressão, quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica

Page 26: Introducao quimica

Ponto de Ebulição / Liquefação

Ponto de Ebulição é a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso.Ponto de liquefação corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes.

Obs. O PE e o PL são obtidos em uma dada pressão, quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica

Page 27: Introducao quimica

Curva de Aquecimento da água

S

L

L e GG

T°C

100

0

- 20tempo

S e L

Page 28: Introducao quimica

Curva de Resfriamento da água

S

L

L e GG

T°C

100

0

- 20

tempoS e L

Page 29: Introducao quimica

Curvas de Misturas Comuns

Aquecimento Resfriamento

Page 30: Introducao quimica

Curvas de Misturas Eutéticas

Resfriamento

PS

Aquecimento

PF

Page 31: Introducao quimica

Curvas de Misturas Azeotrópicas

Aquecimento

PE

Resfriamento

PL

Page 32: Introducao quimica

Influência da Pressão

Quanto maior a pressão maior o Ponto de Ebulição

P

T >T

>P

Page 33: Introducao quimica

Influência da Altitude

Quanto maior a Altitude menor o Ponto de Ebulição

> A < P < T

A P T

Page 34: Introducao quimica

Densidade

Densidade é a relação da massa pelo volume de uma substância a uma dada Temperatura e Pressão:

d = m / V

Page 35: Introducao quimica

Influência da Temperatura

T

V1

>T

V2

> T > V < densidade

Page 36: Introducao quimica

> P < V > densidade

Influência da Pressão

P

>P

Page 37: Introducao quimica

A DENSIDADE é maior quanto maior o estado de agregação da matéria

Influência do Estado Físico da Substância

sólido > líquido > gasosoAumento do volume

Page 38: Introducao quimica

Exceções a Regra

• Água líquida é mais densa que o gelo.

• Prata, Ferro e Bismuto, todos diminuem de volume quando fundidos, portanto fase líquida mais densa.

Page 39: Introducao quimica

Transformação de Unidades

T Kg g mg

X 103 X 103 X 103

KL L mL µL

X 103 X 103 X 103

m3 dm3 cm3 mm3

Unidade de massa

Unidade de Volume

Page 40: Introducao quimica

Exercícios de fixação:1) Dada a tabela:

PF PEClorofórmio – 63°C 61°CFenol 43°C 182°CCloro – 101°C – 34,5°C

Determine o estado físico de cada substância nas condições ambientes ( 25°C e 1 atm).

Clorofórmio

Fenol

Cloro

Page 41: Introducao quimica

Exercícios de fixação:2) Com relação ao gráfico, indique as proposições verdadeiras:

(01) O gráfico representa o aquecimento de substância pura. (02) O ponto de fusão da substância é 85°C. (04) O ponto de solidificação da substância é 20°C. (08) Na temperatura ambiente (25°C) a substância é sólida. (16) Entre 35 e 50 minutos (intervalo DE) a substância forma um sistema bifásico. (32) Se o gráfico dado mostrasse apenas o intervalo AD, referente ao aquecimento de um sólido, nada poderíamos afirmar sobre a pureza do mesmo.

0 10 25 35 50 tempo (min)

T°C

+ 85

+ 20

+ 10

Page 42: Introducao quimica

Exercícios de fixação:

tempo (min)

T1

BT°C

T2

A

(01) Se a amostra A e B forem idênticas, então a pressão é diferente para cada experiência. (02) Se a pressão é a mesma, então A e B poderão ser amostras idênticas em quantidades diferentes. (04) A e B são substâncias puras. (08) A e B podem ser misturas. (16) Se A e B são amostras idênticas, A foi realizada numa pressão maior que B. (32) Se A e B são amostras idênticas, A foi realizada numa altitude menor que B. (64) B pode ser uma substância pura e A, ser uma mistura azeotrópica.

3) O gráfico está representando a ebulição de duas amostras, iguais ou diferentes, em experiências distintas realizadas cada uma a pressão constante. As quais foram realizadas em sistemas abertos.

Page 43: Introducao quimica

Exercícios de fixação:4) Responda a essa questão considerando três frascos

contendo massas iguais de líquidos diferentes, A, B e C, cujos valores de densidade em g/mL são respectivamente: 0,8; 1,0; 1,2.

I

II

III

A alternativa que indica cada frasco com seu respectivo líquido é:

a) I – A, II – B, III – C.

b) I – A, II – C, III – B.

c) I – B, II – C, III – A.

d) I – B, II – A, III – C.

e) I – C, II – B, III – A.

Page 44: Introducao quimica

Exercícios de fixação:5) (UFMG) As figuras abaixo representam densímetros como os

usados em postos de gasolina. O primeiro contém etanol puro (d = 0,8g/cm3). Dos dois restantes, um está cheio de etanol e água e o outro gasolina (d = 0,7g/cm3), não estão necessariamente nessa ordem. Com base nessas informações, pode-se afirmar corretamente que:

a) A densidade da bola preta é maior que 1g/cm3

b) A densidade da bola branca é menor que 0,8 g/cm3.

c) A mistura no densímetro II, tem densidade menor que 0,8g/cm3.

d) A mistura no densímetro III, contém água.

e) As duas bolas apresentam densidade menores que 0,7g/cm3.

I

II

III

Page 45: Introducao quimica

Exercícios de fixação:

6) Uma torneira defeituosa goteja a cada 36 segundos. Sabendo-se que cada gota de água pesa 0,25g, quanto tempo levará para encher uma lata de 0,01 m3 ?

Page 46: Introducao quimica

Coeficiente de Solubilidade - CS

Em geral é considerada como sendo a massa em gramas possível de ser solubilizada em 100 g de água, em uma dada Temperatura e pressão.

Obs. Quando a temperatura / pressão não são indicadas, considera-se a temperatura de 25°C e pressão de 1 atm.

Page 47: Introducao quimica

1L de água a 0°C

1L de água a 0°C

1L de água a 0°C

357 g de NaCl

SOLUÇÕES Misturas Homogêneas

• CS do NaCl a 0°C = 35,7 g / 100g de H2O

• CS do NaCl a 25°C = 42,0 g / 100g de H2O

200 g de NaCl 400 g de NaCl

Saturada

Saturada com corpo de fundo

insaturada

Page 48: Introducao quimica

SOLUÇÃO SUPERSATURADA

1L de água a 0°C

1L de água a 25°C

1L de água a 0°C

400 g de NaCl

Supersaturada

• A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C.

Page 49: Introducao quimica

CURVAS DE SOLUBILIDADECS

(g/100g de água)

Comportamento normal

Comportamento anormal

CS1

T1T°C

Page 50: Introducao quimica

Exercícios de fixação:1) A 18°C a solubilidade de uma substância X é

de 60g/100mL de água. Nessa temperatura 150g de X foram misturados em 200mL de água . O sistema obtido é:

a) Heterogêneo com uma fase.

b) Homogêneo com duas fases.

c) Uma solução aquosa com corpo de fundo.

d) Heterogêneo com três substâncias.

e) Apenas uma solução aquosa.

Page 51: Introducao quimica

2) 160g de uma solução saturada de sacarose (C12H22O11) a 30°C é resfriada a 0°C. Qual a massa de açúcar cristalizada?

Dados:

Temperatura °C

CS da sacarose (g/ 100g de água)

0° 18030° 220

Exercícios de fixação:

Page 52: Introducao quimica

Para responder às questões 3) e 4) considere o gráfico e as informações apresentadas:

CS

d o K

NO

3

(g/ 1

0 0g

d e á

g ua )

0 10 20 30 40 50 60 Temperatura °C

120

100

80

60

40

20

0

20°CSolução aquosa

de KNO3

100g de KNO3

100g de

água

Exercícios de fixação:

Page 53: Introducao quimica

3) Essa mistura heterogênea, inicialmente a 20°C, é aquecida até 60°C. Dessa forma:

a) A solução aquosa torna-se insaturada.

b) A solução aquosa torna-se saturada e restam 5g de corpo de fundo.

c) A solução aquosa continua saturada, sem corpo de fundo.

d) A solução aquosa continua saturada e restam 20g de corpo de fundo.

e) A massa de KNO3 dissolvida triplica.

Exercícios de fixação:

Page 54: Introducao quimica

4) Uma maneira conveniente para se recuperar todo o KNO3 do sistema e obter o sal sólido e puro é:

a) Evaporar toda água, por aquecimento.

b) Agitar a mistura e depois filtrá-la.

c) Decantar a solução sobrenadante.

d) Resfriar a mistura a 0°C.

e) Aquecer a mistura a 40°C

Exercícios de fixação:

Page 55: Introducao quimica

Definição: processos de separação de uma mistura nos seus constituintes.

Classificação dos processos:

Mecânicos: separações que não envolvem transformações físicas ou químicas.

Físicos: processos que envolvem mudanças de estados físicos das substâncias. Normalmente indicados nas separações de misturas homogêneas.

ANÁLISE IMEDIATA

Page 56: Introducao quimica

Misturas Heterogêneas: Sólido/sólido Sólido/líquido Sólido/gás Líquido/líquido

Misturas Homogêneas: sólido/sólido sólido/líquido líquido/líquido líquido/gás gás/gás

ANÁLISE IMEDIATA

Page 57: Introducao quimica

Sistemas Sólido/sólido: Catação Peneiração ou Tamisação Ventilação Levigação Separação Magnética Dissolução Fracionada Flotação Fusão Fracionada

Separação de Misturas Heterogêneas

Page 58: Introducao quimica

Sistemas Sólido/líquido: Filtração Decantação Centrifugação Cristalização Fracionada

Sistemas Sólido/gás: Filtração Decantação Câmara de Poeira

Separação de Misturas HeterogêneasSistemas Líquido/líquido: Decantação

Page 59: Introducao quimica

Separação de Misturas HomogêneasSistemas Sólido/sólido: Fusão Fracionada

Sistemas Sólido/líquido: Evaporação Destilação Simples

Sistemas Líquido/líquido: Destilação Fracionada

Sistemas Líquido/gás: Aquecimento Despressurização

Sistemas gás/gás:Liquefação Fracionada

Page 60: Introducao quimica

Materiais comuns de Laboratório Tubo de Ensaio Béquer Erlenmeyer Balão de Fundo Chato Balão Volumétrico Balão de Destilação Condensador Funil de Decantação Funil de Filtração Funil Liso

Funil de Büchner Kitassato Proveta Pipeta Volumétrica Pipeta Graduada

Page 61: Introducao quimica

Materiais comuns de Laboratório Bureta Dessecador Vidro de Relógio Almofariz e Pistilo Cápsula de Evaporação Cadinho de Porcelana Cadinho de Platina Piscete Espátula Suporte de Ferro

Garras Tripé de Ferro Tela de Amianto Bastão de Vidro Frasco de Reagente