Transformações
• Sólido: partículas muito próximas, com pouco movimento e forças de atração máximas; forma e volume bem definidos.
• Líquido: partículas mais afastadas, com mais mobilidade e forças de atração fracas; volume bem definido; forma variável
• Gasoso: partículas muito afastadas, com mobilidade máxima e forças de atração desprezíveis; volume e forma variáveis (depende do recipiente).
→Condensação/Liquefação: gasoso para líquido; libera calor; partículas gasosas perdem energia e agitação e, se aproximam, passando para o estado líquido.
→Solidificação: líquido para sólido; libera calor; partículas líquidas perdem energia e ficam mais próximas, passando para o estado sólido.
→Fusão: sólido para líquido; absorve calor; partículas sólidas recebem energia e ficam mais agitadas, separando-se e mudando para o estado líquido.
→Vaporização: líquido para gasoso; absorve calor; partículas líquidas ficam com mais energia e mais agitadas e, se afastam, passando para o gasoso.
- Evaporação: lenta; sem agitação ou aparecimento de bolhas.
- Ebulição: Rápida; ocorre em toda a extensão do líquido, com a formação de bolhas e agitação; a quantidade de calor que corpo deve receber p/se transformar em vapor depende da substância que o constitui
- Calefação: Muito rápida; água passa instantaneamente do estado líquido para o gasoso pois o líquido se aproxima de uma superfície extremamente quente.
Substância e Matéria
• Matéria: tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço. Estudada pela química.
• Binárias: Substância formada por 2 elementos.
• Ternárias: Substância formada por 3 elementos.
• Quaternárias: substância formada por 4 elementos
• Polinario: substância formada por + de 4 elementos
• Amostra/Corpo: porção limitada da matéria
• Sistema: amostra em observação
• Vizinhança: todo o restante do universo.
• Fenômeno físico:
→Composição da substância não se altera.
→Não existe reação química.
→Não muda a estrutura íntima da matéria.
→Aquele que é reversível, ou seja, pode ser repetido várias vezes, pois não altera a estrutura da matéria.
→ex: gelo derretido; quebra de copo; evaporação do álcool; precipitação da chuva; papel amassado...
• Fenômeno químico:
→A composição da substância se altera.
→Aquele que é irreversível, ou seja, não pode ser repetido várias vezes, pois altera a estrutura da matéria e ocorre transformação de uma substância em outra.
→Ex: decomposição de alimentos; digestão; fotossíntese; queima de combustíveis; cozimento de arroz; fermentação de cana...
• Sistemas: Possuem propriedades características de massa, volume, temperatura e densidade (d = massa/volume); Divididos em:
→Sistema aberto: troca massa e energia com o ambiente.
- ex: lata de refri aberta
→Sistema fechado: não troca massa mas troca energia.
- ex: lata de refri fechada
→Sistema isolado: não troca massa nem energia.
- ex: lata de refri fechada em um isopor.
• Propriedades específicas: são aquelas que ajudam na identificação pois são exclusivas de cada material.
→Ponto de ebulição: temperatura que matéria passa do estado líquido para gasoso.
→Ponto de fusão: temperatura em que matéria passa do estado sólido para líquido.
→Calor específico: quantidade necessária de calor para aumentar, em 1°C, um g de substância.
→Densidade:
Misturas e Substâncias
• Misturas: Sistema que contém duas ou mais substâncias
→Apresenta pontos de fusão e ebulição variáveis.
→Homogênea/Solução: Apresenta 1 fase. São formadas quando um material tem a capacidade de dissolver outro. ex: água e sal; água e açúcar; petróleo.
→Heterogênea: Apresentam mais de uma fase (porção da matéria com as mesmas propriedades). São formadas quando um material não dissolve outro.
ex: água e areia; água e óleo; leite; sangue; granito.
• Substâncias puras: 100% livres de outras substâncias; temperatura de ebulição e fusão e densidade constantes; tem composição química invariável e homogênea. Podem ser classificadas em:
→Substâncias simples: São compostos químicos formados por átomos de um mesmo elemento químico. ex: O3; H2.
• Temperatura crítica (Tc): é a temperatura acima da qual a substância pode existir somente na forma de gás. Acima dessa temperatura, um gás não pode ser liquefeito, por mais que a pressão do sistema seja elevada. Tc da água é 374,15ºC.
• Macete para lembrar: EUFU AZEBU:
→Mistura eutética tem ponto de fusão constante. (EUtética FUsão).
→Mistura azeotrópica tem ponto de ebulição constante. (AZEotrópica EBUlição).
• Gases sempre formam misturas homogêneas entre si.
• Alotropia: É a formação de substâncias distintas, com propriedades diferentes, formadas somente por átomos do mesmo elemento.
→ex: Oxigênio (O2) e Ozônio (O3).
Processo de Separação de Mistura
• Misturas heterogêneas entre sólido e líquido. ex: água e areia
→Filtração: Mistura é vertida sobre um papel poroso (ex: papel de filtro) e, como os poros são muito pequenos, o líquido atravessa e o sólido é retido.
→Decantação: As partículas do sólido, geralmente mais densas, com o passar do tempo, e caso a mistura seja deixada em repouso, depositam-se no fundo do recipiente, separando-se do líquido.
→Flotação: Adicionam-se bolhas de ar no líquido, nas quais as partículas sólidas se aderem. As bolhas arrastam para cima o elemento de menor densidade, o separando do outro elemento por decantação.
→Centrifugação: Decantação em alta velocidade (aceleração por centrífuga).
→Floculação: agregação de partículas no qual muitas partículas pequenas formam poucos flocos grandes, permitindo assim, a separação por decantação.
• Misturas heterogêneas entre líquidos. ex: água e óleo
→Decantação: Mistura é deixada em repouso, o que faz o líquido mais denso ser depositado no fundo do recipiente.
• Misturas entre sólidos. (heterogêneas em maioria; ex: sal e açúcar)
→Catação: Realiza-se uma separação manual caso os componentes possam ser diferenciados pelo olho humano ou pelo tato.
→Peneiração: Quando os componentes têm grande diferença de tamanho, é possível separá-los por peneiração (na peneira).
→Ventilação: Quando os componentes da mistura têm massas muito diferentes; consiste em passar uma corrente de ar (assopro, ventilador, etc) para empurrar as partículas mais leves para longe das mais pesadas.
→Levigação: Quando as partículas têm grande de densidade, pode-se utilizar uma corrente de água p/separá-las. O sólido menos denso é levado pela corrente
→Separação magnética: ex: areia e limalha de ferro. Se usar um ímã, o ferro tem propriedades magnéticas e é atraído pelo ímã, o separando da areia.
→Dissolução fracionada: É adicionado à mistura um 3º componente líquido, que deve solubilizar um dos sólidos da mistura, mas não o outro. ex: areia e sal.
→Fusão Fracionada: usada para separar sólidos cujos pontos de fusão são muito diferentes; aquece-se as substâncias até que passem para o líquido.
• Misturas homogêneas entre sólido e líquido. ex: água e açúcar
→Evaporação: Se o recipiente contendo a mistura foi deixado aberto, o líquido evapora espontaneamente, restando o sólido.
→Destilação simples: Baseado na grande diferença de temperatura de ebulição entre o sólido e líquido; A mistura é inserida no balão de destilação, onde é aquecida até a ebulição do componente líquido; o vapor é guiado pelo condensador até o frasco coletor, onde troca calor com uma corrente fria, voltando ao estado líquido.
→Extração por solvente: Adicione essa mistura um terceiro componente, que forma uma mistura heterogênea com o líquido da mistura original e solubilize melhor o sólido da mistura original ou que forme com o líquido uma solução na qual o sólido da mistura original seja insolúvel.
• Misturas homogêneas entre líquidos. ex: água e álcool
→Extração por solvente: Adiciona-se à mistura um terceiro componente, que solubilize apenas um dos líquidos da mistura original.
→Destilação fracionada: usada para separar líquidos cujas temperaturas de ebulição (TE) são muito próximas; usa-se uma Coluna de fracionamento (formada por vários pratos em seu interior); Aquece-se a mistura até a ebulição do líquido de menor TE (a temperatura deve ser controlada para que não alcança a TE do outro líquido); os vapores entram na coluna de fracionamento, mas somente o líquido ebulido é capaz de atravessá-la em direção ao condensador. O outro líquido é barrado e condensa na coluna. ex: separação de petróleo.
• Misturas gasosas. (sempre homogênea)
→Liquefação: Misturas gasosas são submetidas a liquefação e depois tratadas como misturas entre líquidos.
• Membrana semi-permeável: Faz osmose reversa: só permite passagem de solvente (o que dissolve; líquido); água passa, do hipotônico ao hipertônico, por pressão osmótica; quando se coloca pressão no meio hipotônico, impede-se a osmose, tende um meio mais concentrada e outro menos.
Leis ponderais
• Princípio da Conservação da Massa ou Lei de Lavoisier: “Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”.
→Em toda e qualquer reação química, a soma das massas dos reagentes deve ser igual a soma das massas dos produtos; a massa se conserva.
• Lei das Proporções Definidas ou Lei de Proust: Os elementos só se unem entre si para formar uma combinação dentro das proporções de peso definidas.
→Em um mesmo composto, os elementos estão sempre presentes nas mesmas quantidades. São proporcionais.
→ex: massa da água 1 = 18g; massa O1 = 16g; massa H1 = 2g
- massa da água 3 = 54g; massa O3 = 48g; massa H3 = 6g
• Lei das Proporções Múltiplas ou Lei de Dalton: Proporção entre os elementos de uma mesma substância será sempre a mesma. No entanto, dependendo da quantidade de reagentes na formação do composto, dois elementos podem se combinar numa proporção diferente e formar outro tipo de substância.
→Os 2 mesmos elementos (C e O) formam 2 substâncias diferentes (dióxido e monóxido de Carbono), pois possuem proporções de massa diferentes (3/8 e 3/4)
- Massa C/Massa O = 3/8 no dióxido de carbono
- Massa C/Massa O = 3/4 no monóxido de carbono
Fonte: CERICATO, Lauri. et al. Revisão Anual de Química - Módulo 1. São Paulo, SP: Editora FTD, 2018.
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