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Semana 1 Xandão (Victor Pontes)

16 mai

Aspectos macroscópicos, estados físicos e mudanças de estado 01.

Resumo

02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto

RESUMO A Química é a ciência que estuda a constituição da matéria, que nada mais é que tudo aquilo que possui massa e ocupa lugar no espaço, sua estrutura interna e as relações entre os diversos tipos de materiais encontrados na natureza, além de determinar suas propriedades, sejam elas físicas como por exemplo, cor, ponto de fusão, densidade etc, ou químicas, que são as transformações de uma substância em outra.

Gráfico de uma substância pura:

✓ Fenômeno físico:  é toda transformação da matéria que ocorre sem alteração de sua composição química. ✓ Fenômeno químico:  é todo aquele que ocorre com a formação de novas substâncias.

Propriedades específicas da matéria → Propriedades físicas: ✓ Ponto de Fusão (PF)  – é a temperatura em que ocorre a passagem do estado sólido para o líquido a uma determinada pressão. ✓ Ponto de Ebulição (PE) – é a temperatura em que ocorre a passagem do estado líquido para o gasoso a uma determinada pressão. ✓ Densidade  – é a relação entre a quantidade de matéria em massa e o seu volume. A densidade absoluta de um corpo é igual a m/V. Se a massa é medida em gramas e o volume em centímetros cúbicos.

Substância x Mistura → Substância pura (ou Substância ou Espécie Química): é formada exclusivamente por partículas (moléculas ou átomos) quimicamente iguais, ou melhor, de uma única substância.As substâncias puras podem ser: ✓ Simples: formadas por átomos iguais ou átomos do mesmo elemento químico. Exemplo: o gás oxigênio - O�. ✓ Compostas: formadas por átomos diferentes ou átomos de diferentes elementos químicos. Exemplo: água - H�O.

→ Mistura: é a reunião de duas ou mais substâncias sem que haja reação química entre elas, e mantendo cada qual suas propriedades. As misturas podem ser classificadas em: ✓ Homogêneas: apresentam uma única fase, ou seja, monofásicas. Exemplo: sal + água; açúcar + água; álcool + água. ✓ Heterogêneas: podem apresentar duas ou mais fases. São denominadas polifásicas. Exemplo: areia + água; óleo + água; talco + água.

Gráfico de uma mistura:

Misturas Eutéticas Essas misturas comportam-se como se fossem substâncias puras durante sua fusão, ou seja, apresentam transformação física constante durante a sua fusão. Exemplo: solda (estanho + chumbo)

Misturas Azeotrópicas Essas misturas comportam-se como se fossem substâncias puras durante sua ebulição, ou seja, apresentam transformação física constante durante a sua ebulição. Exemplo: solução alcoólica (96% de álcool + 4% de água).

→ Líquidos Os líquidos tem suas interações intermoleculares com um maior comprimento que dos sólidos por exemplo, isso faz com que esse estado físico assuma uma forma fluída e assuma a forma do recipiente aonde se encontra. Por mais que sua forma tenha essa característica “moldável” seu volume é fixo, pois o seu grau de agitação ser intermediário, ou seja, maior que dos sólidos porém menor que dos gases, ainda não é suficiente para fazer com que seu volume seja variável. → Gases Em virtude da baixa interação entre as moléculas nesse estado físico, o grau de agitação das moléculas nos gases é elevado, e com isso vem a explicação do fato da forma e do volume dos gases serem variáveis. OBS: Você sabe a diferença entre gás e vapor? R: Gás é o nome dado ao estado gasoso de uma substância que na temperatura ambiente se encontra no estado gasoso. Vapor, é o nome dado ao estado gasoso de uma substância que, na temperatura ambiente seu estado físico é liquido!

Mudanças de estado físico Antes de falarmos sobre as mudanças de estado físico é importante ressaltar que as energias desses estados são diferentes, logo as transformações feitas requerem quantidades de calor diferentes em diferentes sentidos dependendo da transformação feitas. Veja as figuras abaixo:

Estado físico da matéria A matéria se apresenta em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. → Sólidos Estado físico onde as interações intermoleculares são extremamente fortes e com isso faz com que sua forma e volume sejam fixas, ou seja, elas não se moldam ao tipo de recipiente em que se encontram. Já em relação a agitação das moléculas, os sólidos tem um grau de agitação das moléculas baixa.

→ Vaporização A vaporização é o processo da passagem do líquido pro gasoso, e ela pode ser feita de 3 formas diferentes: ✓ Evaporação: O calor do sol aumenta a temperatura ambiente e isso faz com que as moléculas de água da blusa molhada no varal, por exemplo, evaporem. A evaporação é um processo lento. ✓ Ebulição: Aquecimento de uma panela com água faz com que as moléculas de água da parte inferior da panela esquente, seu grau de agitação aumenta, seu volume aumenta e elas trocam deposição com

as moléculas mais frias da parte de cima da panela, as mais frias descem e o processo acontece de novo, chamamos isso de convecção, que nada mais é que a transmissão de calor através do transporte de matéria. Quando a formação de bolhas começa a acontecer podemos caracterizar esse processo como de ebulição. ✓ Calefação: Quando a temperatura do meio é muito maior que temperatura de ebulição do líquido temos uma calefação, exemplo é uma gota de água caindo numa chapa aquecida, podemos considerar esse processo de vaporização como instantâneo.

EXERCÍCIOS PARA AULA 1.

A tabela a seguir traz os pontos de fusão e ebulição, em ºC, sob pres são de 1 atm, de alguns materiais. Com base nas informações da tabela, assinale a alternativa que indica quais materiais estão no estado de agregação líquido à temperatura ambiente (cerca de 25ºC):

Tabela com pontos de fusão e ebulição de várias substâncias

a) Oxigênio e Metanol b) Metanol, acetona e mercúrio c) Metanol e mercúrio d) Amônia, acetona, mercúrio e alumínio e) Nenhuma das alternativas.

2.

Dois copos, A e B, contendo respectivamente 100 mL e 200 mL de água destilada, são aquecidos uniformemente com a mesma fonte de calor.Sendo tA e tB os tempos gastos para se iniciar a ebulição nos copos A e B; TEA e TEB as temperaturas de ebulição nos copos A e B, podemos afirmar: a) tA < tB; TEA = TEB b) tA < tB; TEA < TEB c) tA > tB; TEA > TEB d) tA > tB; TEA = TEB e) tA = tB; TEA = TEB

3.

O naftaleno, comercialmente conhecido como naftalina, empregado para evitar baratas em roupas, funde em temperaturas superiores a 80°C. Sabe-se que bolinhas de naftalina, à temperatura ambiente, têm suas massas constantemente diminuídas, terminando por desaparecer sem deixar resíduo. Essa observação pode ser explicada pelo fenômeno da: a) fusão. b) sublimação. c) solidificação. d) liquefação. e) ebulição.

4.

Um grupo de pesquisadores desenvolveu um método simples, barato e eficaz de remoção de petróleo contaminante na água, que utiliza um plástico  produzido a partir do líquido da castanha-de-caju (LCC). A composição quí-

Novo método para remoção de petróleo usa óleo de mamona e castanha-de-caju. Disponível em: www.faperj. br. Acesso em: 31 jul. 2012 (adaptado).

mica do LCC é muito parecida com a do petróleo e suas moléculas, por suas características, interagem formando agregados com o petróleo. Para retirar os agregados da água, os pesquisadores misturam ao LCC nanopartículas magnéticas.

KIFFER, D. Essa técnica considera dois processos de separação de misturas, sendo eles, respectivamente, a)flotação e decantação. b)decomposição e centrifugação. c)floculação e separação magnética. d)destilação fracionada e peneiração. e)dissolução fracionada e magnetização.

5.

O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem checar a qualidade de cada produto. O álcool combustível é um produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe a adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem comercializa. De acordo com Agência Nacional de Petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm� e 0,811 g/cm� . Em algumas bombas de combustíveis a densidade do álcool pode ser verificada por meio de um densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes e verifica quando álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações distintas para três amostras de álcool combustível.A respeito das amostras ou densímetro, pode-se afirmar que:

a) A densidade da bola escura deve ser igual a 0,811 g/cm 3 . b) A amostra 1 possui densidade menor do que a permitida. c) A bola clara tem densidade igual à densidade da bola escura. d) A amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2. e) O sistema poderia ser feito com uma única bola de densidade entre 0,805 g/ cm� e 0,811 g/cm3 .

EXERCÍCIOS PARA CASA 1.

Numa bancada de laboratório temos cinco frascos fechados com rolha comum que contêm, separadamente, os líquidos seguintes:

Num dia de muito calor, em determinado instante, ouve-se no laboratório um estampido, produzido pelo arremesso da rolha de um dos frascos para o teto. De qual dos frascos foi arremessada a rolha? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

2.

Analisando o gráfico abaixo, referente ao aquecimento de uma substância sólida, podemos afirmar que:

a) quando t = 2 minutos, tem-se um sistema monofásico. b) quando t = 4 minutos,coexistem substância sólida e substância líquida. c) em t = 1 inicia-se a liquefação da substância. d) a substância tem ponto de fusão igual a 40 °C. e) no intervalo de 5 a 8 minutos, a substância encontra-se totalmente na forma de vapor.

3.

Um frasco de amostra contendo três substâncias químicas, A, B e C, foi enviado a um laboratório químico para ser analisado. O rótulo apresenta os seus pontos de fusão (P.F.) e pontos de ebulição (P.E.) à pressão de 1 atm conforme o quadro a seguir:

A primeira medida tomada pelo técnico químico foi determinar o estado físico das substâncias à temperatura de 25 ºC. A conclusão a que ele chegou em relação às substâncias, respectivamente, de cima para baixo foi: a) líquido, sólido, gasoso. b) sólido, gasoso, líquido. c) sólido, líquido, gasoso. d) líquido, gasoso, sólido. e) gasoso, líquido, sólido.

4.

Conhecidos os pontos de fusão e de ebulição de uma substância à pressão de 1 atm, é possível prever seu estado físico em qualquer temperatura, o que auxilia o desenvolvimento de métodos de separação de misturas em laboratório e na indústria. Assim, se a temperatura da substância estiver: a) abaixo do seu ponto de fusão, ela se encontra no estado líquido. b) acima do seu ponto de ebulição, ela se encontra no estado sólido. c) acima do seu ponto de fusão, ela se encontra no estado sólido. d) entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição, estará no estado gasoso. e) entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição, estará no estado líquido.

5.

Uma outra técnica utilizada é a secagem de alimentos em estufas. Nesse processo, a umidade é retirada gradativamente devido ao fluxo de ar quente. De um modo caseiro, todos podem construir uma estufa para secagem de alimentos tal qual a desenhada a seguir.

Imagem seccionada de uma estufa, mostrando o interior da câmara de aquecimento e o interior da câmara de secagem onde são colocados os alimentos.

 Pensando nessa técnica, assinale a alternativa cujas palavras completam, correta e respectivamente, a afirmação a seguir. Nessa estufa, o ar frio é aquecido na câmara de aquecimento e é levado até os alimentos por __________, extraindo a água por ________ __. a) condução – ebulição b) condução – evaporação c) convecção – ebulição d) convecção – evaporação e) irradiação – calefação

6.

Uma amostra de material apresenta as seguintes características: → temperatura de ebulição constante à pressão atmosférica; → composição química constante; → é formada por moléculas idênticas entre si; → é formada por dois elementos químicos diferentes. Logo, tal material pode ser classificado como: a) mistura homogênea, monofásica b) substância pura, simples c) mistura heterogênea, bifásica d) substância pura, composta e) mistura heterogênea, trifásica.

7.

A curva mostrada no gráfico a seguir representa um processo de aquecimento constante, submetido a uma amostra de um determinado líquido. Ele é um dos principais produtos do beneficiamento de uma cultura agrícola, cultivada há séculos, no Litoral e na Zona da Mata de Pernambuco.

Em relação a esse produto, são feitas as considerações a seguir: I. Trata-se de uma mistura azeotrópica. II. Constitui-se em uma substância pura, polar e oxigenada. III. É obtido por um procedimento que envolve uma coluna de destilação. Dentre essas características disponibilizadas para o produto em questão, apenas está CORRETO o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III.

8.

Análise o fluxograma a seguir que apresenta processos de transformação da matéria através das operações indicadas: Após análise, verifica-se que a única afirmação incorreta é:

a) O material III pode ser uma substância composta. b) Os materiais IV e V não são substâncias puras. c) Na obtenção dos materiais II e III a partir do material I, usam-se métodos físicos. d) Os materiais III e VI devem possuir as mesmas propriedades. e) As substâncias B e E devem ser formadas pelos mesmos elementos químicos.

QUESTÃO CONTEXTO João estava fazendo comprinhas na famosa rua 25 de março em São Paulo, quando foi abordado por um senhor estranho, que lhe contou uma história triste, cheia de desgraça, doenças, perda de emprego e etc. Ao final da história, o senhorzinho ofereceu-lhe uma corrente de ouro de massa igual a 152g dizendo que era 18 quilates, por apenas R$ 100,00. João, com o coração nobre e tentado pela oferta vantajosa, acabou comprando. Mais tarde, como João é aluno do Descomplica, resolveu fazer um teste com a corrente. Ele decidiu realizar o seguinte experimento para comprovar se a corrente era ou não de ouro 18 quilates:

Sabendo que a densidade do ouro 18 quilates é de 20,5 g/cm 3. A corrente era realmente de ouro 18 quilates? Explique como você chegou a essa conclusão.

GABARITO 01.

03.

Exercícios para aula

Questão contexto

1. 2. 3. 4. 5.

D= m v

b a b c d

V = 108, 4 - 100 = 8,4 ml 8,4 ml =8,4cm³ d = 152 8,4

02. Exercícios para casa 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

b d a e d d a b

d = 18,09 João foi enganado! A corrente não era de ouro já que a densidade da mesma é 18,08g/cm³ diferente da densidade do ouro 18 quilates.