capítulo 03 matéria; transformações e estrutura

Capítulo 03:

3.1 – Transformações da matéria

Diferenciação

Transformações físicas

Transformações químicas

Transformações da matéria

Transformações químicas e físicas

• Fenômenos Físicos:

- Uma substância muda seu estado físico ou forma, mas sua composição continua a mesma


• Fenômenos Químicos:

- Uma ou mais substâncias se transformam em compostos diferentes

- Ocorre uma reação química

Descrevendo as transformações da matéria

• Usamos os termos estado inicial e estado final para descrever as fases da transformação

Transformação Estado Inicial Estado Final

Fusão do gelo Sólido transparente Líquido incolor

Parafuso de ferro exposto ao ar e

umidade

Sólido cinza brilhante

Formação de capa marrom-

avermelhada sobre o sólido

Queima da velaPavio envolto em

parafina

Escurecimento do pavio, redução do tamanho da vela,

emissão de energias térmica e luminosa e produção de fumaça


• Existem dois tipos de reação química:

- Endotérmica: absorve calor

- Exotérmica: que libera calor

3.2 – A combustão e as representações químicas

Combustão

• Combustão ou queima é uma reação química exotérmica

• Ocorre entre uma substância (o combustível) e um comburente (geralmente o oxigênio), para liberar calor e luz

• É necessária uma energia de ativação para ocorrer combustão

Antes de continuarmos, vamos entender o conceito de uma representação química!!!!

Representação química

• Uma representação química é a forma como vamos mostrar no papel, o que acontece na reação:

•Ex:

magnésio(s) + oxigênio(g) óxido de magnésio(s)



•Ex: nome da substância


estado físico da substância (sólido, líquido, gasoso, aquoso)



•Ex: Produto (s)


Reagente (s)

Agora sim, podemos voltar à combustão!!!

Combustão de compostos de carbono

• Quando falamos de combustão de carbono, devemos levar em conta dois tipos:

- Completa Ex:

gasolina(l) + oxigênio(g) gás carbônico (g) + água(g)

- Incompleta Ex:

gasolina(l) + oxigênio(g) monóxido de carbono(g) + água(g)

Flogisto x Lavoisier

• Flogisto = substância inflamável liberada durante a combustão, pode ter massa positiva (levando à diminuição da massa) ou negativa (levando ao ganho de massa)

Ou seja, a massa dos compostos é variável

• Lavoisier = lei da conservação das massas, a massa dos produtos tem que ser igual à massa dos reagentes

“na natureza nada se perde nada se cria, tudo se transforma”


• Então, uma reação química, em um sistema fechado, sempre terá sua massa mantida

• ou seja, se somarmos as massas dos reagentes, elas têm que ser iguais às massas dos produtos

• ex:


• ex:álcool etílico(l) + oxigênio(g) gás carbônico(g) + água(g)

Massa dos reagentes = 46g + ?Massa dos produtos = 54g + 88g = 142g

Então: 46g + massa de oxigênio = 142gMassa de oxigênio = 142g – 46gMassa de oxigênio = 96g

3.3 – o nível microscópico da matéria

Partículas, substâncias e cinética

• As substâncias são feitas de partículas (moléculas ou átomos) as quais não conseguimos enxergar

• para representarmos essas substâncias, utilizamos modelos (representações gráficas ou numéricas)

• podemos usar modelos para explicarmos algo que não pode ser visto a olho nu

Partículas, substâncias e cinética

• os modelos são montados a partir de várias observações acerca daquilo que queremos explicar

• como por exemplo os estados físicos da matéria (que são explicados pela teoria cinética):

de acordo com essa teoria, “as partículas estão sempre em movimento, e se atraem com forças que variam de uma substância para outra”

O estado sólido

• Materiais sólidos possuem forma definida

• A atração entre suas partículas é muito grande, portanto, ficam “fixas”e agrupadas

• Apenas vibram em suas posições

O estado líquido

• A atração entre suas partículas é grande, porém as partículas não assumem uma posição fixa

• Materiais líquidos não possuem forma definida

• As partículas escorregam umas sobre as outras

O estado gasoso

• A atração entre as partículas é muito pequena

• Materiais gasosos não possuem forma definida

• As partículas movimentam-se aleatoriamente no espaço que ocupam

• Por causa desse espaço pode haver uma grande compressão

3.4 – Os primeiros modelos sobre a matéria

Teoria atômica de Dalton

• átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes entre si;

•átomos de um mesmo elemento possuem propriedades iguais e massa invariável;

•átomo é a menor porção da matéria, e são esferas maciças e indivisíveis;

Teoria atômica de Dalton

• nas reações químicas, os átomos permanecem inalterados;

• o peso total de um composto é igual à soma dos pesos dos átomos dos elementos que o constituem.

A teoria de Dalton e as fórmulas químicas

• De acordo com Dalton, as partículas que constituem as substâncias são denominadas agregados atômicos (que também podem ser chamados de moléculas)

• Ex:

Oxigênio

Carbono

Hidrogênio

Água

Gás Carbônico

Gás Hidrogênio

Gás Oxigênio

A teoria de Dalton e as reações químicas

• Segundo Dalton, em uma reação química os átomos não são gerados nem destruídos, apenas se rearranjam formando agregados diferentes

• Ex:

Oxigênio

Carbono

Hidrogênio

Cálcio

Equações químicas e balanceamento

Equações químicas

• Equações químicas são representações que usam os símbolos dos elementos e as fórmulas das substâncias

• Ex:CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)


• Mas uma equação química desse jeito está de acordo com a lei de Lavoisier??

• Ex:H2O (s) O2 (g) + H2 (g)


• Para acertar utilizamos os coeficientes estequiométricos que são números colocados antes das fórmulas e que multiplicam toda a fórmula

• Ex: 2 H2O (s) O2 (g) + 2 H2 (g)

Balanceamento de Equações

Regra primeira: Veja sempre se a equação já está balanceada

H2SO4 + CuO CuSO4 + H2O




H = 2




H = 2 H = 2




H = 2S = 1

H = 2




H = 2S = 1

H = 2S = 1




H = 2S = 1

O = 5

H = 2S = 1




H = 2S = 1

O = 5

H = 2S = 1

O = 5




H = 2S = 1

O = 5

Cu = 2

H = 2S = 1

O = 5




H = 2S = 1

O = 5

Cu = 2

H = 2S = 1

O = 5

Cu = 2


Regra Segunda: Se a equação não estiver balanceada, siga os 5 passos essenciais:


1- ESCREVER AS FÓRMULAS CORRETAS DE REAGENTES E PRODUTOS



2- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE CARBONO


Dica: Comece sempre pelo elemento com menor número de átomos


2- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE CARBONO


3- BALANCEAR Nº DE ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO



4- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE OXIGÊNIO



4- BALANCEAR O Nº DE ÁTOMOS DE OXIGÊNIO

5- VERIFICAR SE TODOS OS ELEMENTOS ESTÃO BALANCEADOS.

Leis das Reações Químicas

•As Leis Ponderais das Reações Químicas são um conjunto de postulados que regem a lógica das reações químicas, relacionando a massa dos produtos e reagentes e também fazendo menção à quantidade de matéria dos mesmos.

•As leis mais conhecidas são:

I. Lei de Lavoisier

II. Lei de Proust


•Lei de Lavoisier:

• postulada por Lavoisier no final do século XVIII, diz o seguinte: numa reação química, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos. Ou seja, a massa é sempre conservada em qualquer reação química.

• A partir disso, lembra-se da célebre frase dita por Lavoisier: “Na natureza nada se perde, nada se cria; tudo se transforma“.


•Lei de Proust:

I. Elaborada em 1797 pelo químico francês Joseph Louis Proust. Ele verificou que as massas dos reagentes e as massas dos produtos que participam da reação obedecem sempre a uma proporção constante. Essa proporção é característica de cada reação, isto é, independente da quantidade de reagentes utilizados.


•Lei de Proust:

PROPORÇÕES DEFINIDAS (PROUST, 1807) OS ELEMENTOS QUIMICOS, EM UM DADO COMPOSTO, ESTÃO SEMPRE COMBINADOS NA MESMA PROPORÇÃOEM MASSA

DECOMPONDO-SE ZnS sempre se obtem 1,000 g de Zn para 0,490 g de S – a composição é constante

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