Unidades de Medidas
Em Química, para realizar qualquer experimento, além dos conceitos básicos de matéria e energia, também é necessário conhecer algumas unidades de medida. A medida de uma grandeza é um número que expressa uma quantidade comparada com um padrão previamente estabelecido.
• Massa
Massa (m) é a quantidade de matéria que existe em um corpo 7
A determinação da massa de .um corpo é feita pela comparação de sua massa, inicialmente desconhecida, com outra massa previamente conhecida, uma massa padrão. Para essa determinação, usa-se um aparelho chamado balança.
Relações mássicas:
1 kg = 1.000 g= 106 mg 1 g = 1.000 mg = 0,001 kg 1 ton = 1.000 kg = 106 g
• Volume
Ocupar lugar no espaço é uma característica da matéria associada à grandeza denominada volume. Em outras palavras, o volume de uma porção de matéria expressa o quanto de espaço é ocupado por ela. O volume de um corpo é determinado multiplicando-se seu comprimento por sua altura e por sua largura.
V = comprimento . altura . Largura
Unidades de volume importantes são o decímetro cúbico (dm3 ), o litro (L), o centímetro cúbico (cm3), o mililitro (mL) e o metro cúbico (m3 ). No sistema internacional (SI) a unidade-padrão de volume é o metro cúbico (m3). No entanto, a unidade mais usada na Química é o litro (L).
Relações volumétricas
1 dm3 = 1 L 1 L = 1.000 mL 1 cm3 = 1 mL 1 m3 = 1.000 L 1 dm3 = 1 L = 1.000 cm3 = 1.000 mL 1 m3 = 1.000 dm3 = 1.000 L 1 m3 = 106cm3 ou mL
Estados físicos da matéria
Toda matéria é constituída de pequenas partículas e, dependendo do maior ou menor grau de agregação entre elas, pode ser encontrada, para fins didáticos, em três estados físicos (pois,na verdade, existem cinco estados físicos da matéria): sólido, líquido e gasoso. As pedras, o gelo e a madeira são exemplos de matéria no estado sólido. A água, o leite, a gasolina e o mel estão no estado líquido. Já o gás hidrogênio, o gás oxigênio e o gás carbônico estão no estado gasoso. Cada um dos três estados de agregação apresenta características próprias - como o volume, a densidade e a forma - que podem ser alteradas pela variação de temperatura (aquecimento ou resfriamento) e pressão. Quando uma substância muda de estado, sofre alterações nas suas características macroscópicas (volume, forma, etc.) e microscópicas (arranjo das partículas), não havendo, contudo, alteração em sua composição. Algumas propriedades desses estados estão relacionadas a seguir.
sólido Líquido Gasoso
Densidade (g/cm3)
Madeira balsa 0,12
Madeira ébano 1,20
Corpo humano (pulmões cheios) 0,95
Água 1,00
Cera de abelha 0,96
Mercúrio 13,60
Mudanças de estado físico da matéria
Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
➢ O ponto de fusão é uma temperatura característica na qual determinada substância sofre fusão (durante o aquecimento) ou solidificação (durante o resfriamento), ou seja, trata-se da temperatura característica quando uma determinada substância passa do estado sólido para o estado líquido, ou do estado líquido para o estado sólido.
➢ O ponto de ebulição é uma temperatura característica na qual determinada substância sofre ebulição (durante o aquecimento) ou condensação (durante o resfriamento), ou seja, trata-se da temperatura característica quando uma determinada substância passa do estado líquido para o estado gasoso, ou do estado gasoso para o estado líquido.
Exercícios:
1. Bolinhas de naftalina são utilizadas no combate às traças. Por que essas bolinhas diminuemde tamanho com o passar do tempo?
2. Qual o nome da mudança de estado quando um sólido passa para o estado líquido?
3. Qual o nome da mudança de estado quando um líquido passa para o estado gasoso?
4. Qual o nome da mudança de estado quando um sólido passa para o estado gasoso?
5. Qual o nome da mudança de estado quando um gás passa para o estado líquido?
6. Qual o nome da mudança de estado quando um líquido passa para o estado sólido?
7. Quando uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso, recebe o nome devaporização. Esta vaporização pode ser, dependendo das condições em que ocorre, de dois tipos: evaporação ou ebulição. Qual a diferença entre elas?
8. Qual a fase de agregação (estado físico) do oxigênio à temperatura de 25 °C, sabendo que o ponto de fusão do mesmo é -218,4 °C e que o ponto de ebulição é -183 °C?
9.
10. Assinale a alternativa correta. Quando você sai de uma piscina e se expõe ao sol, sua pele fica seca depois de algum tempo. É correto dizer que a água:
a) Vaporizou?
b) Evaporou?
c) Entrou em ebulição?
d) Ferveu?
11. Uma churrasqueira é feita de ferro. Sabendo que o ponto de fusão do ferro é 1.538°C, o que você pode afirmar sobre a temperatura do carvão em brasa que está na churrasqueira, durante o preparo do churrasco? Explique.
12. (Fuvest-SP) Dada a tabela abaixo:
Ponto de Fusão (°C) Ponto de Ebulição (°C)
Oxigênio - 218,4 - 183,0
Fenol 43,0 182,0
Pentano -130,0 36,1
Qual o estado físico dessas substâncias à temperatura ambiente (25°C)?
13. O ponto de fusão do ouro é 1.064°C e o rubi é 2.054°C. Após um incêndio, foram encontrados os restos de um anel feito de ouro e rubi. O ouro estava todo deformado, pois derreteu durante o incêndio, mas o rubi mantinha seu formato original. O que se pode afirmar sobre a temperatura das chamas durante o incêndio? Justifique sua resposta.
14. Em relação aos processos de mudança de estado físico de uma substância, cite dois processos que são endotérmicos, isto é, que absorvem energia. Justifique a sua resposta através da ordenação das partículas.
15. Observe a tabela que apresenta as temperaturas de fusão e ebulição de algumas substâncias:
Substância Ponto de fusão (ºC) Ponto de ebulição (ºC)
I -117,3 78,5
II -93,9 65,0
III 801 1413
IV 3550 4827
V -95 110,6
Indique qual o estado físico de cada substância na temperatura ambiente (25ºC).
I. ______________________
II. ______________________
III. ______________________
IV. ______________________
V. ______________________
16. Em relação aos processos de mudança de estado físico de uma substância, cite dois processos que são exotérmicos, isto é, que liberam energia. Justifique a sua resposta atravésda ordenação das partículas.
17. (Mackenzie-SP) Assinale a alternativa correta.
Substância Ponto de Fusão (°C) Ponto de Ebulição (°C)
Etanol -117 78
Éter etílico -116 34
Pela análise dos dados da tabela acima, medidos a 1 atm, podemos afirmar que, à temperatura de 40°C e 1 atm:
a) O éter e o etanol encontram-se na fase gasosa
b) O éter encontra-se na fase gasosa e o etanol na fase líquida
c) Ambos encontram-se na fase líquida
d) O éter encontra-se na fase líquida e o etanol na fase gasosa
e) Ambos encontram-se na fase sólida
18. Assinale a alternativa correta. Para identificar três líquidos - de densidades 0,8; 1,0 e 1,2 – o analista dispõe de uma pequena bola de densidade 1,0. Conforme a posição das bolas apresentadas no desenho abaixo, podemos afirmar que:
a) Os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 0,8; 1,0 e 1,2.
b) Os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,2; 0,8 e 1,0.
c) Os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,0; 0,8 e 1,2.
d) Os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,2; 1,0 e 0,8.
e) Os líquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apresentam densidades 1,0; 1,2 e 0,8.
19. (UFSM-RS) Com relação aos processos de mudança de estado físico de uma substância, pode-se afirmar que são endotérmicos, isto é, absorvem energia:
a) Vaporização, solidificação, liqüefação
b) Liqüefação, fusão, vaporização
c) Solidificação, fusão, sublimação
d) Solidificação, liqüefação, sublimação
e) Sublimação, fusão, vaporização
20. (PUC-MG) Numa praia, em pleno verão, um estudante de química observou que o carrinho de picolé usava “gelo seco” para retardar o degelo dos picolés. Pediu à vendedora um pedaço do gelo e colocou-o num copo com água, ocorrendo a formação de “fumaças brancas”. Observou-se então o fenômeno de:
a) Evaporação.
Sublimação.
Fusão.
Gaseificação.
Liqüefação
21. Considere os pontos de fusão e ebulição das seguintes substâncias
Substância Ponto de Fusão (°C) Ponto de Ebulição (°C)
Benzeno 5,5 80,1
Acetona -94,6 56,5
Tetracloreto de Carbono -22,6 76,8
De acordo com esses dados, responda o que se pede:
a) Qual o estado físico do benzeno a uma temperatura de 90°C?
b) A acetona é sólida a uma temperatura de -10°C?
c) Qual o estado de agregação das partículas do tetracloreto de carbono a uma temperatura de 70°C?
d) A uma temperatura de 0°C, quais substâncias são sólidas?
e) A uma temperatura de 50°C, quais substâncias são líquidas?
Corpo
Corpo é uma palavra que se origina do Latim corpu. Um corpo é uma porção limitada de matéria. Por exemplo, o substantivo Ouro designa a matéria Ouro, enquanto que uma barra de Ouro designa uma porção limitada de Ouro, um corpo.
Sistema
Do Latim systema e do Grego sýstema, reunião, grupo. É qualquer porção limitada do espaço físico contendo ou não matéria e que seja objeto de estudo. É um sinônimo de combinação de partes coordenadas entre si e que concorrem para um resultado ou para formarem um conjunto.
Meio ambiente
Excluindo-se o sistema em estudo, é todo o restante do Universo.
Moléculas
Do Latim molecula, é o diminutivo da palavra Latina mole, que significa de grande massa. Sob o ponto de vista químico, uma molécula é a mais pequena partícula de um elemento ou de um
composto químico que possa existir no estado livre e que ainda possui todas as propriedades desse elemento ou composto. Por exemplo, a molécula da água é formada por dois átomos de Hidrogênio e um átomo de Oxigênio. Se esta molécula for dividida não será mais água e sim Hidrogênio gasoso e Oxigênio gasoso.
Tipos de transformações
Ao analisar as transformações que a matéria pode sofrer, nota-se, basicamente, dois tipos de transformação. Num dos tipos, a transformação é feita e desfeita com relativa facilidade e a matéria mantém sua composição original, como dobrar e desdobrar uma folha de papel. O outro tipo de transformação ocorre quando esta mesma folha de papel pega fogo. Nota-se que o papel é basicamente convertido em energia, fumaça e cinzas, e que, nesta transformação, o papel não voltará mais a ser papel.
As transformações de materiais, energia ou de ambos recebem o nome de fenômeno. Os fenômenos podem ser divididos em Fenômenos Químicos e Fenômenos Físicos.
• Fenômenos Químicos: são aqueles que causam alterações na estrutura da matéria, que envolvem reações Químicas. Por exemplo, queimar uma nota de um Dólar Americano é um fenômeno químico.
• Fenômenos Físicos: são aqueles que não causam alterações na estrutura da matéria, não envolvem reações químicas. Por exemplo, se você apenas rasgar ou dobrar uma folha de papel, você esta proporcionando um fenômeno físico.
Exercícios:
1. (UFSC) Fenômeno químico é aquele que altera a natureza da matéria, isto é, aquele no qual ocorre uma reação química. Baseado nessa informação, analise as proposições abaixo e indique (F) para fenômeno físico e (Q) para fenômeno químico.
( ) A combustão de álcool ou gasolina nos motores dos automóveis.
( ) A precipitação de chuvas.
( ) A queima do gás de cozinha.
( ) A formação de gelo dentro de um refrigerador.
( ) A formação de ferrugem sobre uma peça de ferro deixada ao relento.
( ) A respiração animal.
2. (UFMG) A alternativa que NÃO envolve reação química é:
a) Caramelização do açúcar. b) Combustão da lenha.
c) Dissolução em água de um comprimido efervescente.
d) Explosão da dinamite. e) Precipitação da chuva
3. (Cesgranrio) Dentre as transformações abaixo, assinale a alternativa que apresenta um
fenômeno químico.
a) Obtenção de amônia a partir de hidrogênio e nitrogênio.
b) Obtenção do gelo a partir de água pura.
c) Obtenção de oxigênio líquido a partir do ar atmosférico.
d) Solidificação da parafina.
e) Sublimação da naftalina.
4. (UFRGS) Entre as transformações citadas a seguir, aquela que não representa um fenômeno
químico é:
a) cozimento de um ovo.
b) queima do carvão
c) amadurecimento de uma fruta.
d) azedamento do leite.
e) formação de orvalho.
5. Classifique os fenômenos abaixo em químicos ou físicos
a) Rasgar papel________________________________
b) Queimar papel_______________________________
c) A luz das lâmpadas____________________________
d) A formação de ferrugem________________________
e) Cozinhar um ovo______________________________
f) Enrolar um fio de cobre_________________________
g) O apodrecimento das frutas______________________
h) A transformação do leite em iogurte_______________
i) O arco-íris____________________________________
j) A atração de um prego por um imã_________________
6. Ao ser colocada no congelador, a água da torneira sofre solidificação. Trata-se de um
fenômeno físico ou químico? Justifique.
7. Discuta se os fenômenos abaixo são físicos ou químicos:
a) O ato de mastigar um alimento
b) A digestão do alimento no estômago
Cadê a resposta caraio?
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