QUÍMICA I
AULA 01: ESTEQUIOMETRIA
TÓPICO 02: TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS
Ocorre uma transformação química ou reação química quando uma ou
mais substâncias (os reagentes) são transformados em uma ou mais
substâncias diferentes (os produtos). Por exemplo o gás hidrogênio (H2) é
colocado em contato com o gás oxigênio e a mistura é inflamada, ocorre uma
explosão produzindo água (H2O).
A representação da mudança através de fórmulas químicas é chamada
de equação química, que mostra que os reagentes (que estão à esquerda da
seta) produzem os produtos (substâncias à direita):
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g)
g = estado gasoso
As reações características de uma substância são as suas propriedades
químicas. Além da combustão citada acima, exemplos comuns incluem
reação com água, reação com ácidos, reação com bases ou mudanças quando
uma substância é submetida a uma corrente elétrica.
SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS
MISTURAS HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS
SEPARAÇÃO DE MISTURAS
UNIDADES DE MEDIDAS
UNIDADES DERIVADAS DO SI
SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS
Uma substância pura apresenta duas características. Primeiro apresenta
um conjunto de propriedades únicas pelas quais pode ser reconhecida. A
água pura é incolor, inodora e não contém sólidos em suspensão. Se você
quisesse identificar uma substância como água, teria que examinar com
cuidado suas propriedades e compará-las com as propriedades conhecidas
da água pura. Caso a amostra congele a 0o C e entre em ebulição a 100o C à
pressão atmosférica, mantendo as temperaturas durante os processos, pode
ter certeza de que se trata de água.
A segunda característica de uma substância pura é que ela não pode ser
separada em duas ou mais substâncias por nenhuma técnica física.
MISTURAS HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS
O granito, como muitas rochas, é uma mistura heterogênea, pois
podemos observar que as propriedades em uma região (como a cor) são
diferentes das de outra região. Algumas misturas, como por exemplo o leite
pode parecer uniforme a olho nu, mas quando observado sob um
microscópio constatamos a presença de gordura e glóbulos de proteína no
líquido.
Uma mistura homogênea é completamente uniforme e consiste em duas
ou mais substâncias numa mesma fase. Nenhuma ampliação óptica mostra
regiões com propriedades diferentes. Tais misturas são chamadas de
soluções, e exemplos comuns incluem o ar (uma solução gasosa composta
principalmente pelos gases nitrogênio e oxigênio) e a gasolina (uma solução
líquida composta de uma mistura de hidrocarbonetos).
SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Quando uma mistura é separada em seus componentes puros, dizemos
que os componentes estão purificados. Tal separação pode ser feita usando
as diferentes propriedades físicas dos componentes. Alguns tipos de
separação e as propriedades nas quais elas se baseiam são:
DESTILAÇÃO FRACIONADA - usada para líquidos de pontos de ebulição
diferentes
CRISTALIZAÇÃO - usada para sólidos que apresentam solubilidades
diferentes em um dado líquido
FILTRAÇÃO – usada para separar um sólido insolúvel de um líquido.
UNIDADES DE MEDIDAS
Muitas propriedades da matéria são quantitativas; isto é são associadas
a números. Quando um número representa uma medida , as unidades da
grandeza devem ser sempre especificadas. O Sistema Internacional de
Unidades (SI), que é um desenvolvimento do sistema métrico, é um conjunto
de unidades e regras aceito internacionalmente. Define sete unidades básicas
cujos padrões são definidos com muita precisão e em termos das quais
outras unidades podem ser expressas.
Unidades maiores ou menores podem ser expressas usando-se prefixos
apropriados. Por exemplo, as distâncias nas estradas são dadas em
quilômetros, em que 1 quilômetro (km) corresponde a exatamente 1.000 m
(1x103 m). Em química o comprimento é geralmente expresso como
subdivisões do metro. Então 1 centímetro (cm) corresponde a 1/100 de um
metro (1cm = 1x10-2 m) e 1 milímetro (mm) corresponde a 1/1000 de um
metro (1mm = 1x10-3 m).
UNIDADES DERIVADAS DO SI
As unidades básicas do SI são usadas para derivar as unidades de outras
quantidades. Para fazer isso, usamos a equação que define a quantidade e
substituímos as unidades básicas apropriadas. Por exemplo, o volume de um
cubo é dado pelo seu comprimento cúbico (comprimento)3. Logo a unidade
básica SI de volume é o metro cúbico (m3) , o volume de um cubo que tem
1m em cada aresta. Entretanto o m3 é uma unidade grande demais para uso
em laboratório e os químicos usam em geral o litro (L) , que é igual a um
decímetro cúbico (dm3) ou o mililitro (mL) que é equivalente a um
centímetro cúbico (cm3).
1 L = 1000 mL = 1000 cm3
1 cm3 = 1 mL
PARADA OBRIGATÓRIA
INCERTEZA NAS MEDIDAS
Existem dois tipos de números em um trabalho científico: números
exatos e números inexatos. Os números exatos são aqueles que são
conhecidos com exatidão como os resultantes de uma definição. Por
exemplo, em 1 quilograma existem exatamente 1000 g. Enquanto que os
números obtidos de medidas são sempre inexatos, ou seja apresentam
alguma incerteza. Existem sempre limitações do próprio instrumento
usado para medir grandezas (erro de equipamento) e diferenças em várias
medições realizadas com o mesmo instrumento (erro humano).
PRECISÃO E EXATIDÃO
A precisão de uma medida indica a concordância entre diversas
determinações da mesma quantidade. Isso pode ser ilustrado pelo
lançamento de dardos contra um alvo. Na FIGURA X, o atirador foi
habilidoso. O seu acerto mostrou boa precisão e exatidão.” Na FIGURA Y,
os dardos estão todos juntos, indicando uma maior precisão.
A exatidão é a concordância entre o valor medido e o valor real ou o
normalmente aceito para a grandeza. A FIGURA Z mostra que o atirador
de dardos não foi exato e nem preciso, pois todos os dardos estão distantes
da posição desejada - o centro do alvo. A FIGURA Y mostra que é possível
ser preciso sem ser exato.
OBSERVAÇÃO
Em geral, um número que representa uma medida é escrito de modo
que apenas o último dígito à direita seja incerto. Então todos os dígitos
resultantes de uma medida incluindo o estimado são chamados de
algarismos significativos.
EXEMPLO
Suponha que você tenha pedido a dois alunos para medirem o
comprimento de uma barra de metal, em centímetros. O aluno A diz que a
barra tem 2,8 cm de comprimento. Já o aluno B afirma que obteve 2,85
cm. A interpretação dada para esses dois resultados é a de que o aluno A
usou uma trena graduada em centímetros, fazendo com que tivesse a
necessidade de obter os décimos por estimativa (FIGURA A). O resultado
do aluno B (2,85 cm) indica que o mesmo usou uma trena graduada em
milímetros, como ilustra a FIGURA B. A graduação dessa escala permite
determinar o primeiro dígito depois da vírgula com certeza, porém a
obtenção do próximo dígito é feita por estimativa.
FÓRUM
Assista ao vídeo sobre o papel da Química no desenvolvimento da
sociedade moderna [1] e discuta.
FONTES DAS IMAGENS
1. http://www.quimica.ufc.br/node/167
Responsável: Eduardo H. Silva de Sousa
Universidade Federal do Ceará - Instituto UFC Virtual