As substancias Químicas

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1 As substancias Químicas Talvez não seja de seu conhecimento a vasta utilização dos compostos químicos em nosso cotidiano, então acompanhe a lista de algumas substâncias que fazem parte de nossa vida: Vamos começar pelos óxidos: Hidróxido de sódio (NaOH): é preciso tomar cuidado com este composto, pois é altamente corrosivo, você já ouviu falar em soda cáustica? Este é o nome popular do NaOH, que é usado para fabricar detergente e sabão. Hidróxido de magnésio (MgOH2): o laxante e antiácido leite de magnésia é obtido a partir deste óxido. Óxido de cálcio (CaO): mais conhecido como cal viva, este composto é usado nas construções civis e também na agricultura. O CaO possui a propriedade de absorver a umidade. Sulfato de Bário (BaSO4): empregado como contraste para raios X do estômago e do intestino. Sacarose (C12H22O11): é nosso popular açúcar, esta substância pode ser obtida da cana ou da beterraba e é usada para adoçar alimentos. Monóxido de carbono (CO): gás tóxico proveniente da combustão incompleta da gasolina, a conseqüência que traz para o organismo é em relação à atividade respiratória (falta de ar), este gás bloqueia o transporte de oxigênio no sangue. Dióxido de carbono (CO2): é produto de reações de combustão e possui uma finalidade para as plantas: auxiliar no processo de fotossíntese. Etanol (C2H5OH): é também conhecido como álcool etílico; além de ser usado como combustível é um poderoso anti-séptico usado para a desinfecção de ambientes hospitalares. Pagina: 1

2 Ligações Químicas Prof. lucasmarqui As ligações químicas correspondem à união dos átomos para a formação das moléculas. Em outras palavras, as ligações químicas acontecem quando os átomos reagem entre si. São classificadas em: ligação iônica, ligação covalente, ligação covalente dativa e ligação metálica. As ligações químicas correspondem à união dos átomos para a formação das moléculas. Em outras palavras, as ligações químicas acontecem quando os átomos reagem entre si. São classificadas em: ligação iônica, ligação covalente, ligação covalente dativa e ligação metálica. Teoria do Octeto Na Teoria do Octeto, criada por Gilbert Newton Lewis ( ), químico estadunidense e Walter Kossel ( ), físico alemão, surgiu a partir da observação de alguns gases nobres e algumas características como, por exemplo, a estabilidade desses elementos preenchidas por 8 elétrons na Camada de Valência. A partir disso, a "Teoria ou Regra do Octeto" postula que um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada de valência (camada eletrônica mais externa), ou 2 elétrons quando possui apenas uma camada. Para tanto, o átomo procura sua estabilidade doando ou compartilhando elétrons com outros átomos, donde surgem as ligações químicas. Tipos de Ligações Químicas Ligação Iônica Também chamada de ligação eletrovalente, esse tipo de ligação é realizada entre íons (cátions e ânions), daí o termo "ligação iônica". Os Íons são átomos que possuem uma carga elétrica por adição ou perda de um ou mais elétrons, portanto um ânion, de carga elétrica negativa, se une com um cátion de carga positiva formando um composto iônico por meio da interação eletrostática existente entre eles. Exemplo: Na + Cl - = NaCl (cloreto de sódio ou sal de cozinha) Ligação Covalente Também chamada de ligação molecular, as ligações covalentes são ligações em que ocorre o compartilhamento de elétrons para a formação de moléculas Pagina: 2

3 estáveis, segundo a Teoria do Octeto; diferentemente das ligações iônicas em que há perda ou ganho de elétrons. Além disso, os pares eletrônicos é o nome dado aos elétrons cedido por cada um dos núcleos, figurando o compartilhamento dos elétrons das ligações covalentes. Como exemplo, observe a molécula de água H2O: H - O - H, formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio em que cada traço corresponde a um par de elétrons compartilhado formando um molécula neutra, uma vez que não há perda nem ganho de elétrons nesse tipo de ligação. Ligação Covalente Dativa Também chamada de ligação coordenada, a ligação covalente dativa é semelhante à dativa, porém ela ocorre quando um dos átomos apresenta seu octeto completo, ou seja, oito elétrons na última camada e o outro, para completar sua estabilidade eletrônica necessita adquirir mais dois elétrons. Representada por uma seta um exemplo desse tipo de ligação é o composto dióxido de enxofre SO2: O = S O Isso ocorre porque é estabelecida uma dupla ligação do enxofre com um dos oxigênios a fim a de atingir sua estabilidade eletrônica e, além disso, o enxofre doa um par de seus elétrons para o outro oxigênio para que ele fique com oito elétrons na sua camada de valência. Ligação Metálica É a ligação que ocorre entre os metais, elementos considerados eletropositivos e bons condutores térmico e elétrico. Para tanto, alguns metais perdem elétrons da sua última camada chamados de "elétrons livres" formando assim, os cátions. A partir disso, os elétrons liberados na ligação metálica formam uma "nuvem eletrônica", também chamada de "mar de elétrons" que produz uma força fazendo com que os átomos do metal permaneçam unidos. Exemplos de metais: Ouro (Au), Cobre (Cu), Prata(Ag), Ferro (Fe), Níquel (Ni), Alumínio (Al), Chumbo (Pb), Zinco (Zn), entre outros. Abaixo podemos conferir um vídeo abordando sobre os tipo de ligações químicas: Substancias e misturas Pagina: 3

4 A água é um exemplo de substância composta, ou seja, é formada por moléculas com mais de um tipo de elemento. Mas também existem substâncias simples, como o gás oxigênio (O2), que é formado por apenas um tipo de elemento. Não existem duas substâncias que tenham todas as propriedades exatamente iguais. Veja mais alguns exemplos de substâncias: álcool etílico anidro (sem água), gás carbônico, cloreto de sódio, mercúrio, iodo, ouro, silício, gás nitrogênio, gás hélio e ferro. Mas não seria correto nos referirmos à água da chuva, do mar, à água mineral, da torneira, à água potável ou de um rio como sendo substâncias. Na realidade essas águas possuem outras substâncias dissolvidas nelas. Por exemplo, a água do mar contém vários sais, como o sal de cozinha (cloreto de sódio - NaCl), que pode ser extraído dela por evaporação e cristalização. A fusão e a ebulição das misturas ocorrem em determinada faixa de temperatura e apresentam densidades diferentes em função de sua composição. Por exemplo, o álcool hidratado tem a sua densidade variando de acordo com a porcentagem de álcool etílico e de água que constitui a mistura. O álcool hidratado é uma mistura homogênea, pois apresenta uma única fase. Outros exemplos de misturas homogêneas são o soro caseiro, o soro fisiológico, a gasolina, o vinagre etc. No entanto, quando a mistura apresenta mais de uma fase, como, por exemplo, uma mistura de areia e água, dizemos que é uma mistura heterogênea. Também são misturas heterogêneas: quartzo, água e óleo, a própria areia, a madeira, o sangue, o leite, água com gás, entre outros. Talvez você esteja se perguntando: mas, o leite e o sangue são homogêneos?! Na realidade, eles parecem ter uma única fase a olho nu; porém, os cientistas basearam esse conceito em dois aparelhos sofisticados: o ultramicroscópio e a ultracentrífuga. Se usarmos um ultramicroscópio para visualizar o álcool hidratado e o sangue, observaremos que o álcool hidratado é totalmente uniforme, enquanto que o sangue apresenta aspecto desigual, sendo, portanto, constituído de mais de uma fase. Separação de misturas Pagina: 4

5 A maioria dos materiais encontrados na natureza não é substância pura, ou seja, não é constituída de um único tipo de partículas ou moléculas; mas, na verdade, trata-se de misturas compostas de duas ou mais substâncias diferentes. Mas a separação dos componentes dessas misturas ou o fracionamento delas (ou ainda sua análise imediata) são importantes para vários aspectos de nossa vida, como para separar os poluentes da água e torná-la própria para consumo, na produção de metais e de componentes especiais que são usados para produzir medicamentos, alimentos, bebidas, produtos de higiene e limpeza; na obtenção do sal de cozinha, na análise dos componentes do sangue nos laboratórios, para separar os componentes do lixo e destiná-los ao tratamento correto ou para reciclagem e assim por diante. No entanto, visto que as composições variam, para realizar a separação de misturas, é necessário aplicar técnicas ou métodos especiais para cada caso. As técnicas podem ser físicas ou químicas, pois o princípio fundamental é usar as propriedades dos componentes das misturas para separá-las. Essas propriedades podem ser o ponto de fusão, o ponto de ebulição, a solubilidade, a densidade, entre outros. Conhecendo bem essas propriedades, é possível então determinar se será necessário aplicar somente um dos métodos de separação de misturas ou se será preciso aplicar vários. Conheça agora os principais processos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas: Catação: Método manual de separação, como quando escolhemos os feijões para cozinhar; Ventilação: Arraste por corrente de ar de um dos componentes da mistura que seja bem leve. Exemplos: separação das cascas de grãos de café, cereais e amendoim torrado; Levigação: Arraste de sólidos de baixa densidade por meio de correntes de água, permanecendo no recipiente os sólidos de densidade maior. Isso é feito pelos garimpeiros para separar a areia (menos densa) do ouro (mais denso); Peneiração ou tamisação: É usada para separar sólidos de diferentes tamanhos, geralmente passando por uma peneira, sendo que os sólidos menores passam por sua malha, sendo separados dos maiores. É muito usada em construções para separar a areia do cascalho e na cozinha quando se quer separar impurezas na farinha de trigo; Extração por solventes: Usa-se algum líquido para extrair um ou mais componentes da mistura. Por exemplo, se adicionarmos uma solução aquosa de Pagina: 5

6 cloreto de sódio em uma mistura de gasolina e álcool, agitarmos e depois colocarmos em repouso, veremos que a água separará o etanol da gasolina. Isso se baseia na diferença de polaridade e no tipo de forças intermoleculares. O etanol possui uma parte polar e outra apolar, sendo que sua parte apolar é atraída pelas moléculas da gasolina, que também são apolares, pela força de dipolo induzido. Mas a sua parte polar, caracterizada pela presença do grupo OH, é atraída pelas moléculas de água, que também são polares, realizando ligações de hidrogênio que são bem mais fortes que as ligações do tipo dipolo induzido. Flotação: A flotação consiste em adicionar bolhas de ar em uma suspensão coloidal, que, por sua vez, é classificada como uma mistura formada por partículas suspensas em um líquido, sendo que essas partículas possuem tamanho entre 1 e 1000 nm. Por exemplo, na mineração e extração do cobre a partir da calcopirita (CuFeS2), esta é pulverizada e combinada com óleo, água e detergente. Depois de injetar ar através da mistura, o sulfeto mineral revestido de óleo é atraído pelas bolhas de ar e é arrastado para a superfície com a espuma. O resíduo não desejado, que é denominado de ganga, deposita-se na parte inferior. Filtração: É um método de separação de misturas heterogêneas sólido-líquido ou gases-sólidos que se baseia na passagem da mistura por um filtro. Existem dois tipos de filtração: a comum e a vácuo. A filtração comum é a simples passagem da mistura por um funil com papel de filtro a vácuo onde os sólidos ficam retidos. Já a filtração a vácuo é feita usando-se um funil de Buchner acoplado a um kitassato, que, por sua vez, está acoplado a uma trompa de água que arrasta o ar de dentro do kitassato, causando uma região de pressão baixa. Essa diferença de pressão leva à sucção do líquido da mistura e acelera o processo de filtração. Decantação, sedimentação, sifonação e centrifugação: Esses processos baseiam-se em um único princípio: a diferença de densidade entre os componentes da mistura. Eles costumam ser usados em conjunto para separar misturas heterogêneas de dois tipos: líquido + sólido e líquidos imiscíveis. Esse tipo de separação inicia-se na sedimentação. A mistura é deixada em repouso para que, depois de um tempo, as partículas do sólido em suspensão no líquido ou o líquido mais denso, por ação da gravidade, depositem-se no fundo do recipiente. Esse processo de sedimentação pode ser acelerado pela realização de uma centrifugação, no caso de misturas do tipo líquido + sólido. A mistura é colocada em um tubo de ensaio dentro de uma centrífuga, que rotaciona em alta velocidade e, por inércia, faz com que as partículas de maior densidade depositem-se no fundo do tubo. Pagina: 6

7 A decantação ocorre quando se inclina o recipiente que contém a mistura, derramando em outro recipiente o líquido menos denso, que ficou na parte de cima. Isso pode ser feito também por sifonação, que é a transferência do líquido por meio de um sifão ou uma mangueira plástica, iniciando-se o fluxo por sucção. Separação magnética: É a aproximação de um ímã magnético de uma mistura que contém alguma substância que é atraída pelo ímã, como limalhas de ferro, para separá-la dos outros componentes. Referências Bibliográficas brasilescola.uol.com.br/quimica/tipos-misturas.htm Livro didático PROJETO ARARIBÁ 9º ANO Questões 1. Relacione a coluna da direita com a da esquerda, considerando a melhor técnica para separar as seguintes misturas: 1) limalha de ferro e enxofre () sublimação; 2) óleo e água () decantação; L3) areia e naftaleno () imantação; 4) açúcar e sal () fusão fracionada; 5) bronze (liga de cobre e estanho) () cristalização; Lendo de cima para baixo, formar-se-á a seguinte seqüência numérica: A) B) C) D) E) Nas indústrias de fabricação de alumínio, mais de 70% dos recursos empregados é energia elétrica, um recurso que apesar de escasso ainda Pagina: 7

8 é muito barato no Brasil. Este custo é ainda inferior para empresas que possuem subsídio e pagam até um terço do preço pago pelos consumidores residenciais. Grande parte dos lingotes produzidos aqui é exportada e, lá fora, eles são transformados em componentes automotivos e equipamentos que o Brasil precisa comprar por um preço muito mais alto. Revista Veja, ed. Abril, ano 34, nº21, 2001) As ligações químicas entre os átomos de alumínio presentes nos lingotes produzidos são do tipo: a) iônica. b) dipolo-dipolo. c) metálica. d) covalente. e) cristalina. 3. Para um químico, ao desenvolver uma análise, é importante verificar se o sistema com o qual está trabalhando é uma substância pura ou uma mistura. Dependendo do tipo de mistura, podemos separar seus componentes por diferentes processos. Assinale a alternativa que apresenta o método correto de separação de uma mistura. a) Uma mistura homogênea pode ser separada através de decantação. b) A mistura álcool e água pode ser separada por filtração simples. c) A mistura heterogênea entre gases pode ser separada por decantação. d) Podemos afirmar que, ao separarmos as fases sólidas e líquida de uma mistura heterogênea, elas serão formadas por substâncias puras. e) O método mais empregado para a separação de misturas homogêneas sólido-líquido é a destilação. 4. Observe a tabela: Pagina: 8

9 A sequência correta de processos que podem ser utilizados para separar as misturas acima é: A) evaporação catação filtração separação magnética B) separação magnética filtração catação evaporação C) catação filtração evaporação separação magnética D) separação magnética evaporação evaporação catação E) N.d.a 5. Numa das etapas do tratamento da água que abastece uma cidade, a água é mantida, durante um certo tempo, em tanques, para que os sólidos em suspensão se depositem no fundo. A esta operação denominamos: A) filtração. B) decantação. C) sifonação. D) centrifugação. E) N.d.a Pagina: 9