Química PPT - Introdução a Química

June 14, 2018 | Author: Química PPT | Category: Chemical Substances, Freezing, Chemistry, Density, Solution
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Curso Pré- Vestibular Vestibular1 – O Portal do vestibular!www.vestibular1.com.br Química Professor: Albério Riccio Filho O Que é Química? Química é uma Ciência Experimental que estuda a estrutura, composição e a transformação da matéria. O Método Científico OBSERVAÇÕES EXPERIÊNCIAS LEIS EXPERIMENTAIS HIPÓTESES TEORIAS & MODELOS 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 ESTRUTURA DA MATÉRIA A matéria é formada por moléculas, que por sua vez são formadas por partículas minúsculas chamadas de átomos. Elementos Químicos Átomos Nome Ferro Cálcio Prata Oxigênio Símbolo Fe Ca Ag (Argentum) O Natureza Fe3O4 CaCO3 Ag O2 Átomos & Moléculas H + H H H H H + H + O O H Átomos Moléculas Sistemas Materiais Substância Pura Mistura Simples Composta Homogênea Heterogênea Substâncias Puras SIMPLES COMPOSTA MISTURAS AR ÁGUA + AREIA HOMOGÊNEA solução HETEROGÊNEA CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA SISTEMAS HOMOGÊNEOS SISTEMAS HETEROGÊNEOS SUBSTÂNCIAS PURAS MISTURAS DE UMA FASE MISTURAS DE MAIS DE UMA FASE SUBSTÂNCIAS EM MUDANÇA DE ESTADO OUTROS CONCEITOS  ATOMICIDADE  VARIEDADE ALOTRÓPICA  FENÔMENOS (Transformações): QUÍMICOS E FÍSICOS ATOMICIDADE Atomicidade Monoatômica Diatômica Tetratômica Indeterminada Substâncias He, Ne, Ar, Kr H2, N2, HCl, CO P4 (fósforo branco) P(verm), C(graf), metais  Atomicidade se refere ao número de átomos que compõem uma substância VARIEDADE ALOTRÓPICA  Variação na arrumação dos átomos C(grafite) C(diamante) estrutura amorfa estrutura cristalina  Variação na atomicidade O2 (Oxigênio) O3 (Ozônio) FENÔMENO QUÍMICO Combustão do álcool etílico H3C- CH2- OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O Reagentes Produtos  O fenômeno químico transforma a natureza íntima da matéria. FENÔMENO FÍSICO Estados físicos da matéria SUBLIMAÇÃO FUSÃO VAPORIZAÇÃO SOLIDIFICAÇÃO CONDENSAÇÃO SÓLIDO GASOSO LÍQUIDO  O fenômeno físico não altera a natureza da matéria EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 1. Considere os sistemas a seguir, em que os átomos são representados por esferas: I II III IV 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. 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. 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. 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. 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. PROPRIEDADES DA MATÉRIA  PROPRIEDADES GERAIS  PROPRIEDADES FUNCIONAIS  PROPRIEDADES ESPECÍFICAS: PROPRIEDADES GERAIS  Massa  Volume  Inércia  impenetrabilidade  Dureza As propriedades gerais são comuns a todos os materiais. 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 . 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 . 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 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 Curva de Aquecimento da água T°C G 100 LeG L SeL 0 - 20 S tempo Curva de Resfriamento da água T°C G 100 LeG L SeL 0 - 20 S tempo Curvas de Misturas Comuns Aquecimento Resfriamento Curvas de Misturas Eutéticas PF PS Aquecimento Resfriamento Curvas de Misturas Azeotrópicas PE PL Aquecimento Resfriamento Influência da Pressão P >P T >T  Quanto maior a pressão maior o Ponto de Ebulição Influência da Altitude >A⇒ <P⇒ <T A⇒ P⇒ T  Quanto maior a Altitude menor o Ponto de Ebulição Densidade  Densidade é a relação da massa pelo volume de uma substância a uma dada Temperatura e Pressão: d=m/V Influência da Temperatura V2 V1 T >T > T ⇒ > V ⇒ < densidade Influência da Pressão P >P > P ⇒ < V ⇒ > densidade Influência do Estado Físico da Substância sólido > líquido > gasoso Aumento do volume A DENSIDADE é maior quanto maior o estado de agregação da matéria 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. Transformação de Unidades  Unidade de massa T X 103 Kg X 103 g X 103 mg  Unidade de Volume KL m3 X 103 L dm3 X 103 mL cm3 X 103 µL mm3 Exercícios de fixação: • Dada a tabela: PF Clorofórmio Fenol Cloro – 63°C 43°C – 101°C PE 61°C 182°C – 34,5°C Determine o estado físico de cada substância nas condições ambientes ( 25°C e 1 atm). Clorofórmio → Fenol → Cloro → Exercícios de fixação: 2) Com relação ao gráfico, indique as proposições verdadeiras: T°C + 85 + 20 + 10 0 10 25 35 50 tempo (min) (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. Exercícios de fixação: 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. T°C T1 T2 B A tempo (min) (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 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 A alternativa que indica cada frasco com seu respectivo líquido é: b) I – A, II – B, III – C. II c) I – A, II – C, III – B. d) I – B, II – C, III – A. III e) I – B, II – A, III – C. f) I – C, II – B, III – A. 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: I • • • • A densidade da bola preta é maior que 1g/cm3 A densidade da bola branca é menor que 0,8 g/cm3. A mistura no densímetro II, tem densidade menor que 0,8g/cm3. A mistura no densímetro III, contém água. As duas bolas apresentam densidade menores que 0,7g/cm3. II III • 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 ? 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. 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 357 g de NaCl 400 g de NaCl 1L de água a 0°C insaturada 1L de água a 0°C Saturada 1L de água a 0°C Saturada com corpo de fundo SOLUÇÃO SUPERSATURADA 400 g de NaCl 1L de água a 0°C 1L de água a 25°C 1L de água a 0°C Supersaturada • A concentração na solução final está acima do CS do NaCl a 0°C. CURVAS DE SOLUBILIDADE CS (g/100g de água) Comportamento normal CS1 Comportamento anormal T1 T°C 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. Exercícios de fixação: 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 0° 30° CS da sacarose (g/ 100g de água) 180 220 Exercícios de fixação: Para responder às questões 3) e 4) considere o gráfico e as informações apresentadas: 120 CS do KNO3 (g/100g de água) 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 Temperatura °C 20°C Solução aquosa de KNO3 100g de água 100g de KNO3 Exercícios de fixação: 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: 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 ANÁLISE IMEDIATA  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  Misturas Heterogêneas: Sólido/sólido Sólido/líquido Sólido/gás Líquido/líquido  Misturas Homogêneas: sólido/sólido sólido/líquido Separação de Misturas Heterogêneas Sistemas Sólido/sólido:  Catação  Peneiração ou Tamisação  Ventilação  Levigação  Separação Magnética  Dissolução Fracionada  Flotação  Fusão Fracionada Separação de Misturas Heterogêneas Sistemas Sólido/líquido:  Filtração  Decantação  Centrifugação  Cristalização Fracionada Sistemas Sólido/gás:  Filtração  Decantação  Câmara de Poeira Sistemas Líquido/líquido:  Decantação Separação de Misturas Homogêneas Sistemas 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 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 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


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