Química: estudo científico da constituição da matéria, suas propriedades e transformações

Matéria: tudo o que tem massa e ocupa lugar no

espaço

Mundo da Química : pedras, alimentos, plantas,

nossos corpos, silício de que são feitos nossos

computadores.... ...

MatériaMatéria

• Tem massa• Massa versus peso• Ocupa espaço

Matéria Composição fixa e definida ?

SimNão

Substância pura (homogênia)Mistura

Propriedades variam atravésda amostra?

Heterogênea Ex: areia/ água

Homogênea Ex: solução aquosa de sal de cozinha

Não Sim

Pode ser quimicamente subdividida em substâncias mais simples?

NãoSim

ElementoEx: hidrogênio H2, Oxigênio O2

CompostoEx: CO2, NH3, NaCl

Matéria

Substâncias purasMistura

NaCl + H2O

Elemento

Na, Cl2, H2, O2

CompostosNaClH2O

Separação por Métodos Físicos

Separação por Métodos Químicos

H2O

NaCl

Misturas• As misturas heterogêneas não são totalmente uniformes.

• As misturas homogêneas são totalmente uniformes.

• As misturas homogêneas são chamadas de soluções.

Classificações da matéria

Método Científico

Experimento

Resultados

Hípótese Experimentos adicionais Refina a hipótese

Teoria experimentos para testar a teoria Refinamento da teoria

Lei da Conservação da MassaLei da Conservação da Massa

Em uma reação química comum a matéria não é criada ou destruída.

A soma das massas dos reagentes iguala as massas dos produtos.

Transformações Físicas

1) As transformações físicas não resultam em uma

alteração na composição das substâncias. Átomos não

se rearranjam.

2) Geralmente fáceis de reverter.

3) Nenhuma energia é produzida pela substância

Exemplo: fusão, ebulição

Transformações QuímicasTransformações Químicas

1) Átomos sofrem rearranjos.

2) Ambas as propriedades físicas e químicas se modificam

3) Mudanças não são reversíveis sem outra reação.

4) Energia é frequentemente produzida ou absorvida

Propriedades Física

Propriedades Físicas são aquelas características de um material que pode ser observado sem modificação das substâncias presentes;

Ex: Densidade, cor, ponto de ebulição

Propriedades Químicas

Reatividade química

Reação Química

• Reagentes sofrem mudança resultando os produtos

Sacarose carbono + água

reagente produtos

Propriedaddes Físicas

• As propriedades físicas intensivas não dependem da quantidade de substância presente.

– Exemplos: densidade, temperatura e ponto de fusão.

• As propriedades físicas extensivas dependem da quantidade de substância presente.

– Exemplos: massa, volume e pressão.

Propriedades da matéria

• Substâncias puras e misturas

Substâncias puras e misturas

• Se a matéria não é totalmente uniforme, então ela é uma mistura heterogênea.

• Se a matéria é totalmente uniforme, ela é homogênea.

• Se a matéria homogênea pode ser separada por meios físicos, então ela é uma mistura.

• Se a matéria homogênea não pode ser separada por meios físicos, então ela é uma substância pura.

• Se uma substância pura pode ser decomposta em outras substânciasmais simples por processos químicos comuns, então ela é um composto.

Classificações da matériaClassificações da matéria

Elementos• Se uma substância pura não pode ser decomposta em

outras substâncias mais simples por processos químicos comuns, então ela é um elemento.

• Existem 114 elementos conhecidos.

• Os elementos são a base de constituição da matéria.

• A crosta terrestre consiste de 5 elementos principais.

• O corpo humano consiste basicamente de 3 elementos principais.

Classificações da matériaClassificações da matéria

Composto é qualquer substância constituída de moléculas idênticas formada por átomos de dois ou mais elementos

Elementos

Classificações da matéria

Elementos• Os símbolos químicos com uma letra têm esta letra

maiúscula (por exemplo, H, B, C, N, etc.)

• Os símbolos químicos com duas letras têm apenas a primeira letra maiúscula (por exemplo, He, Be).

Classificações da matéria

Compostos

• A maioria dos elementos interagem para formar compostos.

• As proporções de elementos em compostos são as mesmas, independentemente de como o composto foi formado.

• Lei da Composição Constante (ou Lei das Proporções Definitivas):

– A composição de um composto puro é sempre a mesma.

Classificações da matéria

Separação de misturas• As misturas podem ser separadas se suas propriedades

físicas são diferentes.

• Os sólidos podem ser separados dos líquidos através de filtração.

• O sólido é coletado em papel de filtro, e a solução, chamada de filtrado, passa pelo papel de filtro e é coletada em um frasco.

Propriedades da matéria

Filtração

Separação de misturas• Misturas homogêneas podem ser separadas através de

destilação.

• A destilação necessita que as diferentes substâncias tenham pontos de ebulição diferentes.

• Basicamente, cada componente da mistura é fervido e coletado.

• A fração com ponto de ebulição mais baixo é coletada primeiro.

Propriedades da matéria

Unidades SI

• Existem dois tipos de unidades:

– Unidades fundamentais (ou básicas);

– Unidades derivadas.

• Existem 7 unidades básicas no sistema SI.

Unidades de medida

Unidades de medida

Unidades SI Básicas

Alguns prefixos usados no sistema métrico

Unidades de medida

Unidades SI• Observe que a unidade SI para comprimento é o

metro (m), enquanto a unidade SI para massa é o quilograma (kg).

TemperaturaExistem três escalas de temperatura:

Escala Kelvin– Usada em ciência.– Mesmo incremento de temperatura como escala Celsius.– A menor temperatura possível (zero absoluto) é o zero

Kelvin. – Zero absoluto: 0 K = -273,15 oC.

Temperatura• Escala Celsius

– Também utilizada em ciência.– A água congela a 0 oC e entra em ebulição a 100

oC.– Para converter: K = oC + 273,15.

• Escala Fahrenheit– Geralmente não é utilizada em ciência.– A água congela a 32 oF e entra em ebulição a 212

oF.– Para converter:

32-F95

C 32C59

F

Volume

• As unidades de volume são dadas por (unidades de comprimento)3.

– A unidade SI de volume

é o 1 m3.

• Normalmente usamos 1 mL = 1 cm3.

• Outras unidades de volume:

1 L = 1 dm3 = 1000 cm3 = 1000 mL.

Volume

Densidade• Usada para caracterizar as substâncias.

• Definida como massa dividida por volume:

• Unidade comum : g/mL

A incerteza na medida• Todas as medidas científicas estão sujeitas a erro.• Esses erros são refletidos no número de algarismos

informados para a medida.• Esses erros também são refletidos na observação

de que duas medidas sucessivas da mesma quantidade são diferentes.

Precisão e exatidão• As medidas que estão próximas do valor “correto”

são exatas.• As medidas que estão próximas entre si são

precisas.

Precisão e exatidão

Regras para se determinar quantos dígitos são significativos

• Todo número diferente de zero é significativo

• Zero entre dois números diferentes de zero é significativo.

Assim, 1,105g tem quatro algarismos significativos

• Quando aparecem zeros no final de um número à direita da

vírgula, eles são sempre significativos. Assim, 4,500 m tem

quatro algarismos significativos.

• Quando tivermos zeros antes do primeiro algarismo diferente

de zero, eles nunca serão considerados algarismos

significativos. Assim, 0,0023 tem dois algarismos

significativos.

Algarismos significativos

• O número de dígitos informado em uma medida reflete a exatidão da medida e a precisão do aparelho de medição.

• Todos os algarismos conhecidos com certeza mais um algarismo extra são chamados de algarismos significativos.

Em qualquer cálculo, os resultados são informados com o menor número de algarismos significativos (para multiplicação e divisão) ou com o menor número de casas decimais (adição e subtração).

4,23

1,657

5,887 5,89 duas casas decimais

6,56

2,1671

14,216176

+

X

14,2 três algarismos significativos

duas casa decimais

três casas decimais

três algarismos significativos

cinco algarismos significativos