Estudo da Estudo da matériamatéria

Matéria - é qualquer coisa que possui massa, ocupa espaço e está sujeita a inércia; é sempre constituída de partículas elementares com massa não-nula (como os átomos, e em escala menor, os prótons, nêutrons e elétrons).

Energia – é o potencial inato para executar trabalho ou realizar uma ação. O termo energia também pode designar uma determinada condição de trabalho (calor, trabalho mecânico – movimento - ou luz).

Massa é (a grosso modo), o mesmo que quantidade de matéria, P=m.g.

Teoria da Relatividade de Albert Einstein, a equação téorica E = m·c² mostra a relação entre energia (E) (em qualquer forma) e a massa (m) de um corpo;

Em termos simples, E (Joules) = m (quilogramas) · c (299.792.458)².

Ex.:um corpo cuja massa fosse 1Kg poderia, em teoria, ser convertido em energia, nas seguintes quantidades (aproximadas): 90 PJ (90 000 000 000 000 000 J ou 9.1016 J) ou 25 TWh (25 000 000 000 kw/h ou 25.109kw/h)

Em 6 de Agosto de 1945, Hiroshima foi o alvo principal da

primeira missão de ataque nuclear dos E.U.A., a bomba de

gravidade (Little Boy), uma arma de fissão nuclear do tipo

balístico com 60 kg de 94U235, explodiu a cerca de 600m do

solo, com a potência equivalente a 13kton de TNT, matando

aproximadamente de 70.000 a 80.000 pessoas

instantaneamente, e danificando ou destruindo cerca de 90%

das edificações.

Na manhã de 9 de Agosto de 1945, a arma Fat Man, com

aproximadamente 6,4kg de 92Pu239, explodiu 469m acima do

solo matando cerca de 40.000 pessoas instantâneamente.

A Linguagem da A Linguagem da QuímicaQuímicaA Linguagem da A Linguagem da QuímicaQuímica

• Elementos e Substâncias ElementaresElementos e Substâncias Elementares - -

• Substâncias puras que não são decompostas em Substâncias puras que não são decompostas em outras substâncias através de métodos usuais. outras substâncias através de métodos usuais.

Sódio Bromo

Alumínio

O composto vermelho é O composto vermelho é constituído porconstituído por

• • níquel (Ni) (cinza)níquel (Ni) (cinza)

• • carbono (C) (preto)carbono (C) (preto)

• hidrogênio (H) (branco)• hidrogênio (H) (branco)

• • oxigênio (O) (vermelho)oxigênio (O) (vermelho)

• • nitrogênio (N) (azul)nitrogênio (N) (azul)

O composto vermelho é O composto vermelho é constituído porconstituído por

• • níquel (Ni) (cinza)níquel (Ni) (cinza)

• • carbono (C) (preto)carbono (C) (preto)

• hidrogênio (H) (branco)• hidrogênio (H) (branco)

• • oxigênio (O) (vermelho)oxigênio (O) (vermelho)

• • nitrogênio (N) (azul)nitrogênio (N) (azul)

Compostos QuímicosCompostos Químicos são constituídos são constituídos de átomos e portanto podem ser decompostos de átomos e portanto podem ser decompostos nestes átomos. nestes átomos.

UmaUma MOLÉCULAMOLÉCULA é a menor unidade de é a menor unidade de um composto que retém as características um composto que retém as características químicas deste composto.químicas deste composto.

A composição das moléculas é dada pelaA composição das moléculas é dada pela

FÓRMULA MOLECULARFÓRMULA MOLECULAR

HH22OO CC88HH1010NN44OO22 - cafeína - cafeína

A Natureza da A Natureza da MatériaMatéria

A Natureza da A Natureza da MatériaMatéria

OuroOuro MercúrioMercúrio

Os químicos se interessam pela natureza Os químicos se interessam pela natureza da matéria e como isto se relaciona aos da matéria e como isto se relaciona aos átomos e moléculas.átomos e moléculas.

Grafite e DiamanteGrafite e Diamante — estruturas — estruturas diferentes de átomos de carbono, que diferentes de átomos de carbono, que refletem suas propriedades físicas.refletem suas propriedades físicas.

Química e a Química e a MatériaMatéria

Podemos explorar o mundo:Podemos explorar o mundo:

• MACROSCÓPICOMACROSCÓPICO — Aquilo que — Aquilo que podemos VER; podemos VER;

• Para compreender os mundos Para compreender os mundos PARTICULADOSPARTICULADOS que não podemos que não podemos ver.ver.

• Escrevemos Escrevemos SÍMBOLOSSÍMBOLOS para para descrever estes mundos.descrever estes mundos.

Uma Visão Química Uma Visão Química da Águada Água

H2O (gás, líquido, sólido)

MacroscópicaMacroscópicaMacroscópicaMacroscópica

SimbólicaSimbólicaSimbólicaSimbólicaParticuladaParticuladaParticuladaParticulada

A Visão de A Visão de Um Um

QuímicoQuímico

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g)

MacroscópicaMacroscópicaMacroscópicaMacroscópica

SimbólicaSimbólicaSimbólicaSimbólicaParticuladaParticuladaParticuladaParticulada

Estados da MatériaEstados da MatériaEstados da MatériaEstados da Matéria

•SÓLIDOSSÓLIDOS — possuem forma rígida e volume — possuem forma rígida e volume fixo. A forma externa pode refletir o arranjo fixo. A forma externa pode refletir o arranjo molecular e atômico. molecular e atômico.

•LÍQUIDOSLÍQUIDOS — Não possuem forma fixa e — Não possuem forma fixa e podem não preencher totalmente um podem não preencher totalmente um recipiente. recipiente.

•GASESGASES — se expandem para preencher seu — se expandem para preencher seu recipiente. recipiente.

Natureza Cinética da Natureza Cinética da MatériaMatéria

Natureza Cinética da Natureza Cinética da MatériaMatéria

A matéria consiste de átomos e A matéria consiste de átomos e moléculas em movimento. moléculas em movimento.

Fenômenos Físicos e Químicos

Transformações Físicas – não alteram a identidade química da substância, está relacionada somente com mudança de estado de agregação da matéria.

Transformações Químicas – alteram a identidade química da substância. Ex: a queima de um papel, o cozimento de um ovo, etc.

Mudanças FísicasMudanças FísicasAlgumas Algumas mudanças físicas:mudanças físicas:

• Ebulição de um líquidoEbulição de um líquido

• Fusão de um sólidoFusão de um sólido

• Dissolução de um sólido em Dissolução de um sólido em um líquido formando uma um líquido formando uma mistura homogênea — uma mistura homogênea — uma SOLUÇÃO.SOLUÇÃO.

Substância Pura – é toda substância cuja fusão e ebulição ocorrem em temperaturas constantes, e podem ser classificada em simples ou composta.

Substância Pura Simples – é toda substância que é formada por um único tipo de elemento químico.

Substância Pura Composta – é toda substância que é formada por pelo menos dois tipos de elementos químicos, e pode ser decomposta em substâncias pura simples.

Propriedades Gerais da Matéria:• Extensão – indica o espaço ocupado pela matéria.• Impenetrabilidade – a conceito de onde estiver um corpo não pode estar outro;• Mobilidade – poder ocupar sucessivamente diferentes posições no espaço;• Compressibilidade – poder diminuir de volume sob acção de outras forças;• Elasticidade – poder de voltar a tomar a forma original no momento de dissipação de todas as forças que lhe foram aplicadas;• Inércia – um corpo não pode alterar por si o seu estado de repouso ou de movimento, se avalia pela massa;• Ponderabilidade – um corpo quando sujeito a um campo gravitacional, avalia-se pelo peso;• Divisibilidade – poder de se dividir em partículas menores que a original.

Propriedades específicas da Matéria: Físicas, Químicas e Organolépticas.

• Peso especifico;• Porosidade;• Estrutura;• Dureza;• Solubilidade;• Densidade;• Calor específico;• Condutibilidade;• Magnetismo;• Combustão;• Hidrólise;• Pontos de fusão, condensação, solidificação e ebulição.

DENSIDADEDENSIDADE – – uma propriedade uma propriedade física importante e útilfísica importante e útil

Mercúrio

13,6 g/cm13,6 g/cm33 21,5 g/cm21,5 g/cm33

Alumínio

2,7 g/cm2,7 g/cm33

Platina

)(cm volume

(g) massa Densidade

3

)(cm volume

(g) massa Densidade

3

Problema: Um pedaço de cobre tem uma Um pedaço de cobre tem uma massa de 57,54 g. Ela tem 9,36 cm de massa de 57,54 g. Ela tem 9,36 cm de comprimento, 7,23 cm de largura e 0,95 mm de comprimento, 7,23 cm de largura e 0,95 mm de espessura. Calcule a densidade (g/cmespessura. Calcule a densidade (g/cm33).).

EstratégiaEstratégia1. Coloque as dimensões em unidades iguais.1. Coloque as dimensões em unidades iguais.

2.2. Calcule o volume em centímetros cúbicos. Calcule o volume em centímetros cúbicos.

3. Calcule a densidade.3. Calcule a densidade.

SOLUÇÃOSOLUÇÃO

1. Coloque as dimensões em unidades iguais.1. Coloque as dimensões em unidades iguais.

2.2. Calcule o volume em centímetros cúbicos. Calcule o volume em centímetros cúbicos.

3. Calcule a densidade.3. Calcule a densidade.

0.95 mm • 1cm

10 mm = 0.095 cm

57.54 g

6.4 cm3 = 9.0 g / cm3

(9.36 cm)(7.23 cm)(0.095 cm) = 6.4 cm(9.36 cm)(7.23 cm)(0.095 cm) = 6.4 cm33

Note que há apenas 2 algarismos significativos na resposta!Note que há apenas 2 algarismos significativos na resposta!

PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm= 13,6 g/cm33. Qual é a massa de 95 mL de Hg . Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras?em gramas? E em libras?

PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm= 13,6 g/cm33. Qual é a massa de 95 mL de Hg . Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras?em gramas? E em libras?

Resolva o problema usandoResolva o problema usando

ANÁLISE DIMENSIONAL.ANÁLISE DIMENSIONAL.

EstratégiaEstratégia

1.Use a densidade para calcular a massa (g) a 1.Use a densidade para calcular a massa (g) a partir do volume.partir do volume.

2.Converta a massa (g) em massa (lb)2.Converta a massa (g) em massa (lb)

É necessário conhecer o fator de conversão:É necessário conhecer o fator de conversão:

1 lb = 454 g1 lb = 454 g

PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cmPROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm33. .

Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em

libras?libras?

PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cmPROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm33. .

Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em

libras?libras?

Primeiro, note que Primeiro, note que 1 cm1 cm33 = 1 mL = 1 mL

1.1. Converta volume em massaConverta volume em massa

PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cmPROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm33. .

Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras?Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras?

PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cmPROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm33. .

Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras?Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras?

95 cm3 • 13.6 g

cm3 = 1.3 x 103 g

1.3 x 103 g • 1 lb

454 g = 2.8 lb

2.2. Converta massa (g) em massa (lb)Converta massa (g) em massa (lb)

Propriedades Químicas e Propriedades Químicas e Mudanças QuímicasMudanças Químicas

• Mudança Química ou reação química — transformação de um ou mais átomos ou moléculas em uma ou mais moléculas diferentes.

• A queima de hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) dá H2O.

Tipos de Observações e Tipos de Observações e MedidasMedidas

• Fazemos observações QUALITATIVAS de reações — mudanças de cor e estado físico.

• Também fazemos MEDIDAS QUANTITATIVAS, que envolvem números.

• Usamos unidades no SI — baseadas no sistema métrico.

UNIDADE DE MEDIDAUNIDADE DE MEDIDA

Usamos unidades SI — baseadas no sistema métrico

Comprimento – Metro (m)Metro (m)

Massa – Quilograma (kg)Quilograma (kg)

Tempo – Segundo (s)Segundo (s)

Temperatura – Graus Celsius (˚C) ou Graus Celsius (˚C) ou kelvins(K)kelvins(K)

Unidades de Unidades de ComprimentoComprimento

• 1 quilômetro (km) = ? metros (m)

• 1 metro (m) = ? centímetros (cm)

• 1 centímetro (cm) = ? milímetro (mm)

• 1 nanômetro (nm) = 1,0 x 10-9 metro

distância O—H =distância O—H =9,4 x 109,4 x 10-11 -11 mm9,4 x 109,4 x 10-9 -9 cmcm0,094 nm0,094 nm

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