físico-química aula 1

Estrutura da MatériaSubstâncias puras e misturas

Análise Fisico-química - Aula 1

Matéria

Tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço.

Massa – quantidade de matéria de um corpo ou partícula.

Volume – espaço 3D ocupado pela matéria. Medido em metro cúbico (m3); litro (L); cm3.

Densidade (d ou )A densidade de uma amostra de matéria é a

relação entre sua massa e o volume por ela ocupado:

volume

massadensidade

Unidade no SI: kg/m2

O que é ser mais denso???Significa ter mais massa por unidade de volume

Por exemplo:

Água: 1,00g/cm3; Cortiça: 0,32 g/cm3; Ferro: 7,86 g/cm3;

Num recipiente com água, uma rolha de cortiça flutua na superfície, enquanto uma moeda de ferro afunda.

Matéria é composta por

ÁTOMOS

Menor unidade de matéria que apresenta identidade química.

Composto por partículas subatômicas.

Modelo de Ernest Rutherford

Átomo: “sistema planetário”

Rutherford (1871 -1937 )

Modelo Atômico de Rutherford

Conhecido como “Modelo de orbitais”. Núcleo: região central que concentra a

maior parte da massa do átomo. Contém os prótons e os nêutrons.

Eletrosfera: região ao redor do núcleo onde estão os elétrons, girando em torno do núcleo como os planetas ao redor do Sol.

Organização microscópica da matéria

ÁtomoNúcleo – prótons (+)

e nêutronsEletrosfera –

elétrons (-).

Carga elétrica é uma propriedade da matéria

Unidades de carga elétrica: Cargas positivas = prótons; Cargas negativas = elétrons.

Apresentam a mesma quantidade de carga elétrica, mas de natureza oposta.

Unidade de carga elétrica: coulomb (C)

Características das partículas subatômicas Elétron:

Massa : me = 9,1.10 -28 gCarga = -1,6.10-19 C

Próton: Massa : mp = 1,6726.10 -24 gmp = 1836 vezes maior que a do elétron

Carga = +1,6.10-19 C

Nêutron: mn mp

Massa: mn = 1,6749.10 -24 gCarga = 0.

Partículas e interação – prótons, nêutros e elétrons Qual das partículas

citadas constitui o feixe A? e o feixe B? e o feixe C?

Porque a curvatura do feixe C é mais acentuada que a do feixe A?

++++++++

--------

C

B

A

Um átomo é muito pequeno

Existem 1023 átomos em 1g de água

Constituição da matéria

Um elemento químico é representado por um único tipo de átomo, com massa e tamanho particular (mesma identidade química). hidrogênio, carbono, ferro, ...

Substâncias químicas são os diferentes materiais formados por diferentes reuniões ou agrupamentos de átomos.

Elemento Químico

“Elemento químico é o conjunto de átomos com o mesmo número de

prótons.”

As transformações químicas não alteram o núcleo dos átomos.

O número de prótons determina as propriedades químicas de um átomo.

Elementos químicos

Propriedades Químicas de um átomo

Número Atômico, Z: é o número de prótons presentes no núcleo do átomo.

Número de Massa, A: é a soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) presentes no núcleo do átomo.

A = Z + N

Elemento Químico – Símbolo:Exemplos:1. Carbono: Z = 6 e A = 12

Qual o número de prótons e nêutrons?

XAZ

61212

6 ou CC

Exemplo -

2. Cloro: Z = 17 e A = 37

173737

17 ou ClCl

Isótopos

São dois ou mais átomos que possuem o mesmo número atômico (Z) e diferentes números de massa (A).

Assim, os núcleos possuem mesma quantidade de prótons, mas quantidades diferentes de nêutrons.

Exemplos de IsótoposExemplos: Hidrogênio: H Z = 1

H-1 (N=0; 99,99%); H-2 (N=1; 0,01%); H-3 (N=2; traços)

Oxigênio: O Z=8 O-16 (99,76%); O-17 (0,04%); O-18 (0,20%)

Urânio: U Z=92 U-238; U-235; U-234

Átomos neutros e Íons

Átomo neutro: possui número de elétrons igual ao número de prótons.

Carga total é nula : Q = 0Quando um átomo neutro perde ou

recebe elétrons, ele se transforma em um íon.

Carga total deixa de ser nula Íon negativo: ânion; Íon positivo: cátion

Ionização do átomo

Processo que envolve a perda de elétrons ou a captura de elétrons pelo átomo.

Íons - exemplos Cloro neutro

recebe 1 elétron:

Alumínio neutro perde 1 elétron:

Valores de Z,A e N antes e depois?

173737

17 (neutro) ClCl

1327

1327 )( AlneutroAl

Substâncias químicas Moléculas: agrupamentos de átomos.

Água – H2O

Gás carbônico – CO2 Substância composta

Gás hidrogênio – H2 Substância simples

Aglomerados iônicos ou substâncias iônicas:

aglomeração de grande número de íons positivos e negativos, que se mantém reunido por atração elétrica. Cloreto de sódio : NaCl

Substância Pura

Qualquer substância pura ou composta formada por apenas um tipo de molécula ou aglomerado.

Apresenta propriedades bem definidas em cada estado termodinâmico e composição química constante.

Mistura

Substâncias diferentes misturadas formando um novo material.

Mistura Homogênea – SOLUÇÂO Não é possível visualizar as substâncias

misturadas. Mistura Heterogênea

Pode-se visualizar as substâncias que formam a mistura (FASES da mistura).

Processos de separação de misturas

Desdobramento ou fracionamento.

- Separar os componentes até que cada substância pura esteja totalmente isolada.

Processos mecânicos – para misturas heterogêneas Catação Peneiração – misturas de sólidos Decantação – misturas de sólidos e líquidos

ou dois líquidos imiscíveis Filtração

Catação

Peneiração

Decantação

Sólido e líquido Líquidos imiscíveis

Filtração

Sólido em líquido

Sólido em gás

Processos físicos– para misturas homogêneas Evaporação - líquido e sólido Destilação – misturas de líquido e sólidos ou

de dois ou mais líquidos Cristalização – sólidos.

Evaporação

Destilação Simples

Componente mais volátil da mistura, evapora primeiro, então irá destilar primeiro.

Destilação fracionada

Cristalização

Diferença na velocidade de cristalização.

Nas salinas o NaCl cristaliza antes do que outros sais.