QUÍMICA TECNOLÓGICA I

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1 Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri Bacharelado em Ciência e Tecnologia Diamantina - MG QUÍMICA TECNOLÓGICA I Prof a. Dr a. Flaviana Tavares Vieira Alquimia O termo química tem origem no latim, chimica, palavra que deriva de alchimia, modificação da expressão árabe al Kêmiyâ, cujo significado é grande arte dos filósofos e sábios da Idade Média. - Pedra filosofal - Elixir da longa vida 2 Por que estudar química? Aprender e Estudar Química A química é essencial para a nossa compreensão de outras ciências. A química também é encontrada em nossa vida diária. 3 *Não fique para trás! *Foque seu estudo! *Mantenha boas notas de aula. *Leia os tópicos do livro antes de serem discutidos em aula. *Depois da aula, leia cuidadosamente os tópicos discutidos. *Aprenda a linguagem da química. *Esforce-se em todos os exercícios de final de capítulo. *Faça uso da monitoria, da tutoria e da internet. 4 Perspectiva Molecular da Química Matéria É tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e possui massa. No nível microscópico, a matéria consiste de átomos e moléculas. Os átomos se combinam para formar moléculas. Perspectiva Molecular da Química O2 H2O CO2 As moléculas podem consistir do mesmo tipo de átomos ou de diferentes tipos de átomos. 5 C2H5O C2H6O2 [CH2(OH)CH2(OH)] C9H8O4 6 1

2 Classificação da Matéria Estados Físicos A matéria pode ser um gás, um líquido ou um sólido. Gás: não têm forma nem volume definidos. Líquidos: não têm forma, mas têm volume definido. Sólidos: são rígidos e têm forma e volume definidos. 7 Classificação da Matéria Substâncias Puras e Misturas -As moléculas podem ter apenas um tipo de átomo (elemento). -As moléculas podem ter mais de um tipo de átomo (composto). -Se mais de um átomo, elemento ou composto são encontrados juntos, então a substância é uma mistura. -Substância pura: é a matéria que tem propriedades distintas e uma composição que não varia de amostra para amostra. -Mistura: matéria que podemos decompor ou separar em substâncias puras diferentes. 8 Elementos Se uma substância pura não pode ser decomposta em algo mais, então ela é um elemento. Existem 114 elementos conhecidos. A cada elemento é dado um único símbolo químico (uma ou duas letras). 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 Compostos São constituídos de 2 ou mais elementos (2 ou mais tipos de átomos) A maioria dos elementos se interagem para formar compostos. As proporções de elementos em compostos são as mesmas, independentemente de como o composto foi formado. H2O Quando a água é decomposta, sempre haverá 2 vezes mais gás hidrogênio formado do que gás oxigênio. 11 Substâncias Puras e Misturas Se a matéria não é totalmente uniforme: mistura heterogênea. Se a matéria é totalmente uniforme: homogênea. Se a matéria homogênea pode ser separada por meios físicos: mistura. Se a matéria homogênea não pode ser separada por meios físicos: substância pura. Se uma substância pura pode ser decomposta em algo mais: composto. 12 2

3 Classifique: mistura, moléculas, composto ou elemento Átomos de um elemento Moléculas de um elemento Moléculas de um composto Mistura Propriedades da Matéria Mudanças Físicas e Químicas Quando uma substância sofre uma mudança física, sua aparência física muda. A fusão do gelo: sólido líquido As mudanças físicas não resultam em uma mudança de composição. Quando uma substância muda sua composição, ela sofre uma alteração química: Quando o hidrogênio e o oxigênio reagem completamente, eles formam água Alterações Físicas e Químicas Mudanças Físicas e Químicas 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

4 19 20 Separação de Misturas: Filtração Simples Separação de Misturas: Decantação e Filtração Separação de Misturas: Decantação e Filtração

5 Separação de Misturas: Centrifugação Separação de Misturas: Sublimação Separação de Misturas: Separação Magnética Separação de Misturas: Destilação Separação de Misturas: Destilação Fracionada Separação de Misturas: Cromatografia Tinta preta + álcool

6 Separação de Misturas: Eletroforese Eletroforese: separação de moléculas ou fragmentos de moléculas em um gel usando uma diferença de potencial elérico. Útil para separação de proteínas, DNA e RNA Unidades de Medida Sistema Internacional Medição - informação quantitativa de uma propriedade física Ex.: comprimento, temperatura, área, massa, volume, força, densidade, etc. Unidade de grandeza - valor padrão de uma grandeza da mesma espécie que se escolhe para comparação ao se efetuarem medições. Antes de se efetuar uma medição é necessário escolher uma unidade: Grandeza física medida = valor numérico acompanhado da unidade 33 Existem dois tipos de unidades: Unidades fundamentais (ou básicas) - são definidas por padrões Unidades derivadas - são definidas com base em equações de definição Existem 7 unidades básicas no sistema SI. 34 Quadro 1 As sete unidades de base do SI Alguns prefixos usados no sistema métrico decimal

7 Unidades SI Temperatura Existem 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 Escala Celsius Também utilizada em ciência. A água congela a 0 o C e entra em ebulição a 100 o C. Para converter: K = o C + 273,15. Escala Fahrenheit Geralmente não é utilizada em ciência. A água congela a 32 o F e entra em ebulição a 212 o F. Para converter: Volume As unidades de volume são dadas por (unidades de comprimento) 3. A unidade SI de volume é o 1 m 3. Normalmente usamos 1 ml = 1 cm 3. Outras unidades de volume: 1 L = 1 dm 3 = 1000 cm 3 = 1000 ml Volume Densidade Usada para caracterizar as substâncias. Unidade: g/cm

8 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 Precisão e Exatidão As medidas que estão próximas do valor correto são exatas. As medidas que estão próximas entre si são precisas Algarismos Significativos cm Quanto mede a barra? 4,938 cm; 5,0 cm; 4,94 cm; 4,93 cm Leituras corretas entre outras possíveis cm 4,9 cm 4,90 cm Algarismos significativos: são aqueles a que é possível atribuir um significado físico concreto. 4,94 cm cm O algarismo obtido por estimativa também se considera significativo 5 cm 5,00 cm 8

9 Algarismos significativos: ao efetuar mudanças de unidades o número de algarismos significativos não se altera: 4,94 cm = 0,0494 m -Os zeros posicionados à esquerda do número não são contados como algarismos significativos. 494 m = 494x10 3 mm -A mudança para uma unidade menor não pode aumentar o número de alg. significativos. Uso de potências de 10. Arredondamentos: 4,56 arredondado às décimas: 4,6 4,54 arredondado às décimas: 4,5 4,55 arredondado às décimas: (depende do critério) Como o algarismo que o precede é ímpar, o valor deste aumenta uma unidade: 4,6 Atividades de Fixação Química a Ciência Central Capítulo 1: números ímpares 51 9

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