Aula 03 - Introdução ao Estudo da Matéria - Química Geral.pptx

Material de introdução a Q. Geral

1. Introdução ao Estudo da Matéria Riacho de Santana - Ba 2024 UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA Autorização Decreto nº 9237/86. DOU 18/07/96. Reconhecimento: Portaria 909/95, DOU 01/08-95 Departamento de Educação do Campus XII Curso de Licenciatura em Agroecologia Disciplina Fundamentos da Química Prof . Dr. Klebson Souza Santos

2. 2 Objetivo da aula OBJETIVOS: • Relacionar as relações das ciências e o contexto da Química. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: • Saber identificar os tipos de energias; • Compreender o papel da química no contexto social; • Entender as possibilidades de produções de conhecimentos e saberes proporcionados pela química. 30/07/2024

3. A MATÉRIA Afinal, o que é matéria? Imagem : Das Ohr / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 U 3 nported

4. Imagem: Ikescs / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

5. Imagem: Vmenkov / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

6. Imagem: Saperaud / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 30/07/2024 6

7. PROPRIEDADES DA MATÉRIA As propriedades da matéria que podem ser observadas em um corpo podem ser classificadas em:

8. PROPRIEDADES GERAIS DA MATÉRIA São as propriedades da matéria observadas em qualquer corpo, independente da substância da qual é constituído. São elas: MASSA EXTENSÃO IMPENETRABILIDADE INDESTRUTIBILIDADE 30/07/2024 8

9. PROPRIEDADES GERAIS DA MATÉRIA As propriedades gerais mais importantes da matéria são: MASSA EXTENSÃO IMPENETRABILIDADE INDESTRUTIBILIDADE 30/07/2024 9

10. IMPENETRABILIDADE É a propriedade que os corpos têm de não ocuparem o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo. Imagem: Norman Bailey / Australian Paralympic Committee / Creative Commons Atribuição-Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 Unported 30/07/2024 10

11. EXTENSÃO É a propriedade que a matéria tem de ocupar um lugar no espaço, ou seja, toda matéria ocupa um lugar no espaço, o que corresponde ao seu volume. Imagem: Batty / Domínio Público 30/07/2024 11

12. MASSA Corresponde à quantidade de matéria que forma um corpo. Para medirmos a massa, utilizamos, como unidade de medida principal, o quilograma. Imagem: 竹筍弟弟 / The Use of this image is free for any purpose. 30/07/2024 12

13. Naturalmente os corpos têm a tendência de manter seu estado de repouso ou de movimento em trajetória reta. A medida da inércia corresponde à da massa de um corpo, portanto, quanto maior é a massa de um corpo, maior será sua inércia. Imagem: Walter Baxter / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic 30/07/2024 13

14. ELASTICIDADE É a propriedade que um corpo tem de voltar a sua forma inicial, cessada a força a que estava submetido . Imagem: Angela Seving / Creative Commons Attribution 2.0 Generic 30/07/2024 14

15. INDESTRUTIBILIDADE É a propriedade que a matéria tem de não poder ser criada nem destruída, apenas transformada . Imagem: Louis Waweru / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 30/07/2024 15

16. PROPRIEDADES ESPECÍFICAS DA MATÉRIA São as propriedades observadas em certo grupo de matéria. São divididas em: ORGANOLÉPTICAS QUÍMICAS FÍSICAS 30/07/2024 16

17. São as propriedades pelas quais certas substâncias impressionam nossos sentidos: cor , sabor , brilho , odor , etc. Imagem: Kitcheen.emm / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported ORGANOLÉPTICAS 30/07/2024 17

18. QUÍMICAS Propriedades químicas são aquelas que caracterizam quimicamente as substâncias. Vale destacar a combustão , a hidrólise e a reatividade . Sebastian Ritter / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic 30/07/2024 18

19. FÍSICAS São as propriedades que caracterizam as substâncias fisicamente, diferenciando-as entre si. As mais importantes são: ponto de fusão , ebulição , solidificação e condensação . Imagem: Victor Blacus / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 30/07/2024 19

20. Estados da Matéria Fusão vaporização Ionização Desionização Condensação Solidificação Sublimação Ressublimação Iões e electrões TEMPERATURA ou ENERGIA

21. Bromo sólido e liquido Bromo gás liquido Exemplo – Bromo Ponto de ebulição – 332 K ou 59 ºC Ponto de fusão – 265,8 K ou -7,2 ºC 30/07/2024 21

22. Macroscópico Molecular Representação Observado Imaginação Representado 30/07/2024 22

23. Substâncias Matéria sólida liquida ou gás Misturas Mais de uma substância na sua composição Substâncias puras. Composição fixa, não pode ser purificada Compostos elementos combinados em razões fixas Elementos não podem ser subdivididos por processos físicos ou químicos Mistura heterogênea composição não uniforme. Mistura homogênea Composição totalmente uniforme. 30/07/2024 23

24. Purificação 30/07/2024 24

25. Mercúrio (Hg) Enxofre (S) Cobre (Cu) Ferro ( Fe ) Alumínio (Al) Oxigênio (O 2 ) Hidrogênio (H 2 ) Elementos 30/07/2024 25

26. Tinta de antimónio e chumbo Nebuchandnezzar 605-562 AC Newton 1643-1727 Obcecado pelas propriedades sexuais do antimônio. Babilónia 30/07/2024 26

27. Os últimos elementos em Dezembro 2015… Elemento 113 – Descoberto pela equipa do Riken instituto liderada por   Kosuke Morita unúntrio ( Uut ) Elementos 115, 117 e 118 – descoberto pela colaboração conjunta de equipas Russas ( Dubna ), norte-americanas ( california , Oak Riedge ), ununpêntio ( Uup ), unuséptio ( Uus ) e o ununóctio ( Uuo ) 30/07/2024 27

28. Juntando elementos temos… Água Amônia Dióxido de Carbono Peróxido de hidrogênio Moléculas 30/07/2024 28

29. Propriedades físicas Propriedade Avaliação cor Qual a cor qual a sua intensidade Estado da matéria Solido liquido ou gás, solido qual o formato das suas partículas? Ponto de fusão Em que temperatur a o sólido se funde? Ponto de ebulição Em que temperatura um liquido entra em ebulição (1 atm ) Densidade Qual a densidade da substancia? Solubilidade Qual é a densidade da substância pode ser dissolvida em um dado volume de água ou outro solvente Condutividade eléctrica Se a substância conduz electricidade Maleabilidade Quão facilmente um sólido pode ser deformado Ductilidade Quão fácil um sólido pode ser transformado em um fio Viscosidade Quão fácil um liquido flui 30/07/2024 29

30. Propriedades físicas   30/07/2024 30

31. Propriedades extensivas Não dependem da quantidade da substancia presente. Por exemplo qualquer quantidade de gelo irá derreter a 0ºC. Propriedades Dependem da quantidade da substancia presente. Por exemplo a quantidade de calor obtida através da queima da gasolina. Propriedades intensivas 30/07/2024 31

32. Temperatura influencia as propriedades físicas… Temperatura ( ºC ) Densidade da água 30/07/2024 32

33. Mudanças Físico-Químicas Naftaleno é uma substancia branca e sólida a 25 ºC . Tem um ponto de ebulição a 80.2 ºC Aspirina é uma subsâancia branca e sólida 25 ºC. Tem um ponto de ebulição a 135º C 30/07/2024 33

34. Mudança Química 30/07/2024 34

35. Hindenburg ,  construído pela Luftschiffbau-Zeppelin GmbH , naAlemanha .  Seu primeiro voo foi em 1936. Usado em 63 voos durante 14 meses até o seu fim trágico em 6 de maio de 1937, morrem 91 pessoas 30/07/2024 35

36. SÃO VI RE 1. Um cão farejador consegue encontrar uma substância procurada. Que tipo de propriedade da matéria foi utilizada pelo animal? (A) Geral. (B) Específica. (C) Física. (D) Química. (E) Organoléptica.

37. 2. No texto: “Um escultor recebe um bloco retangular de mármore e, habitualmente, transforma-o na estátua de uma celebridade do cinema”, podemos identificar matéria, corpo e objeto e, a partir daí, definir esses três conceitos. I. Matéria (mármore): tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço. II. Corpo (bloco retangular de mármore): porção limitada de matéria que, por sua forma especial, presta-se a um determinado uso. III. Objeto (estátua de mármore): porção limitada de matéria. Assinale a) se somente a afirmativa I é correta. b) se somente a afirmativa II é correta. c) se somente a afirmativa III é correta. d) se somente as afirmativas I e II são corretas. e) se as afirmativas I, II e III são corretas.

38. 3. Relacione corretamente a coluna da direita com a da esquerda: CIÊNCIAS, 9º Ano do Ensino Fundamental Propriedades gerais e específicas da matéria, partindo do conceito de matéria 30/07/2024 38

39. 4. Analise as seguintes afirmativas relacionadas com os conceitos e características da matéria. Marque com V a afirmativa verdadeira e com F a falsa. V V V V CIÊNCIAS, 9º Ano do Ensino Fundamental Propriedades gerais e específicas da matéria, partindo do conceito de matéria 30/07/2024 39

40. Fonte: https://www.trt4.jus.br/portais/trt4/modulos/noticias/164437 Nosso ponto de partida O estudo da Química: ciência central !

41. Os maiores agentes intoxicantes (CIT*) * Estas informações atualizadas foram fornecidas através de contato virtual com a central de atendimento do CIT. Portanto, não se encontram disponibilizadas on-line. Mais informações relacionadas a intoxicações podem ser obtidas no sítio: http://www.cit.sc.gov.br/. Acesso em: 17de junho 2022. G lifosato Carbamatos O rganofosforados O rganoclorados O estudo da Química: ciência central !

42. O rganoclorados Imagem – Propaganda do DDT em 1940 Imagem – Fórmula estrutural do Dicloro-Difenil-Tricloroetano (DDT) Fonte: Cabral G., 2019. Imagem – Rótulo do Dicloro-Difenil-Tricloroetano (DDT) O estudo da Química: ciência central !

43. Imagem : Goedhart, M.J. (2007) - com adaptações . A química e suas formas de compreensão Figura 1: Triângulo de Johnstone. Representação dos universos e níveis de compreensão do conhecimento químico Observado Imaginação Representado Macroscópico Microscópico Simbólico 43 O estudo da Química: ciência central !

44. O estudo da Química: ciência central ! Perspectivas : Microscópica – Visões no nível particulado (composição química da matéria); Macroscópica – Tudo que observamos (propriedades físicas e químicas; características da matéria em cada estado físico) 3. Simbólica – Linguagem química (símbolos, fórmulas, equações) Na + Cl - (s) Exemplo: Sólido a nível macroscópico – rígido, forma e volume definidos; a nível microscópico – partículas numa estrutura ordenada devido a força de atração alta; na linguagem simbólica associada a formula química coloca-se “(s)” 44

45. O estudo da Química: ciência central ! Perspectivas : 1. Microscópica – Visões no nível particulado (composição química da matéria); 45

46. A química: O nível microscópio Figura 2. Modelo de transmissão dos sinais nervosos ao longo do sistema neuromuscular dos insetos na presença do defensivo agrícola do tipo Carbamatos . Fonte: SALGADO, V. L. (2013).

47. O estudo da Química: ciência central ! 1. Microscópica – Visões no nível particulado (composição química da matéria) – Modelo atômico 47

48. Modelo Químico da Matéria 1) Todo matéria é formada por inúmeras partículas (átomos ou íons ou moléculas) Átomo é a menor partícula que conserva as propriedade de um elemento químico. Elemento químico – tipo de átomo com um dado número de prótons; O número de prótons (Z) especifica o tipo de átomo. Ex.: Átomos com Z= 1 corresponde ao elemento químico hidrogênio; Átomos com Z=8 corresponde ao elemento oxigênio; Átomos com Z = 12 corresponde ao elemento magnésio; Átomos com Z = 30 corresponde ao elementos zinco. Composição Química da Matéria O que forma a matéria!!! 48 O estudo da Química: ciência central !

49. O estudo da Química: ciência central ! 2. Microscópica – Visões no nível particulado (composição química da matéria) – Estrutura Atômico Visão moderna do átomo O comportamento químico do átomo depende apenas de 3 partículas subatômicas Entidades do átomo : positivas (prótons), neutras (nêutrons) e negativas (elétrons); Prótons e nêutrons : no denso e pequeno núcleo atômico. Responsável por maior parte da massa do átomo;  Elétrons : localizados fora do núcleo, responsáveis majoritários pelo volume do átomo; 49

50. Molécula – partícula eletricamente neutra formada por um número determinado e finito de átomos ligados covalentemente, formando uma espécie com existência independente. Ex: H 2 O, O 2, H 2, etc. Íons – partículas carregadas eletricamente formados de um ou mais átomos do mesmo elemento químico ou não, formando uma espécie com existência dependente. Ex : NO + , O 2 - , H + , H 3 O + Modelo Químico da Matéria Estruturas de Lewis Partículas Formadoras 50 O estudo da Química: ciência central !

51. Os Cátions Um átomo ao perder elétrons, forma um íon chamado de cátion. Por exemplo. Como o íon tem duas cargas positivas (prótons ) a mais que a negativa (elétrons) a espécie é representada como Mg 2+ e é denominado cátion bivalente. Os Ânions Quando um átomo ganha elétrons, forma-se um íon chamado de ânion. Veja o exemplo do flúor. Quando o flúor ganha um elétron fica com uma carga negativa a mais (um elétron)que a positiva (próton), logo é representado como F 1- e é chamado íon monovalente. 51 O estudo da Química: ciência central !

52. O estudo da Química: ciência central ! Perspectivas : 2. Macroscópica – Tudo que observamos (propriedades físicas e químicas; características da matéria em cada estado físico) Qualitativa Quantitativa Reações química Redox Ácido-base Complexação Precipitação Estudo experimental Soluções Estequiometria Termoquímica Cinética 52

53. O estudo da Química: ciência central ! Qualitativa Reações química Fenômeno químico ou físico? Químico: Altera a identidade química da matéria; Físico: NÃO altera a identidade química da matéria. 53

54. O estudo da Química: ciência central ! Aspectos Quantitativos Reações química Estequiometria : mede a quantidade das substâncias que reagem e que formam; Termoquímica: mede as energias envolvidas numa reação; Equilíbrio Químico: mede a extensão da reação; Cinética Química: mede a velocidade da reação; Eletroquímica: mede a corrente elétrica de uma reação; 54

55. O estudo da Química: ciência central ! Qualitativa Equações Químicas Reagente(s) Produto(s) Reagentes e Produtos O estado físico dos constituintes A energia envolvida na reação, etc. A proporção de cada constituinte Alvo de estudo da Estequiometria Alvo de estudo da Termoquímica 55

56. O estudo da Química: ciência central ! Aspectos Quantitativos O que reagiu? O que formou? Tipos de reações químicas: as reações podem ser redox e/ou ácido-base - Reação de Oxirredução ou redox: elétrons são transferidos de um elemento para outro. 56

57. O estudo da Química: ciência central ! Aspectos Quantitativos O que reagiu? O que formou? Identificando reações redox NOX não é carga real, só indica “posse’ de elétrons 57

58. O estudo da Química: ciência central ! Aspectos Quantitativos Arrhenius (1887) Conceitos de ácido e base Ácido é uma substância que produz íons H + (aq) e base é a substância que produz íons OH - (aq); HCl(g) ⇌ H+(aq) + Cl-(aq) H 2 O(l) H + (aq) = H 3 O + (aq) Na + OH - (s) ⇌ Na + ( aq ) + OH - (aq) H 2 O(l) Conceitos válidos apenas em meio aquoso! 58

59. O estudo da Química: ciência central ! Aspectos Quantitativos O que reagiu? O que formou? 59 Figura 4 . Disponibilidade de nutrientes em função do pH do solo.  Figura 5. plantação de feijão após c orreção da acidez do solo

60. O estudo da Química: ciência central ! Aspectos Quantitativos Estequiometria “Medida dos elementos químicos” “Quanto reage? Quanto forma?” “Qual a importância?” Qual a diluição do glifosato? Diluir  20 ml de Glifosato   em 1 litro de água. Misturar bem a solução, aplicar usando um pulverizador ou regador em uma área de 30 m². Aplicar uniformemente sobre as plantas daninhas molhando-as bem.  60

61. O estudo da Química: ciência central ! Aspectos Quantitativos Estequiometria Coeficientes estequiométricos C 6 H1 2 O 6 + 6 O 2 ⇌ 6 CO 2 + 6 H 2 O  O que é balancear?  Por que balancear?  Como balancear? 61

62. O estudo da Química: ciência central ! Estequiometria Leis das reações químicas E o modelo de Dalton 62

63. O estudo da Química: ciência central ! Perspectivas : 3. Simbólica – Linguagem química (símbolos, fórmulas, equações) Fórmula :  C 3 H 8 NO 5 P Massa molar :  169,07 g/mol Densidade :  1,7 g/cm³ Classificação :  Aminoácido Fórmula química :  C 3 H 8 NO 5 P Outros nomes :  2-ácido acético Ponto de fusão :  184.5 °C 63

64. O estudo da Química: ciência central ! Perspectivas : 3. Simbólica – Linguagem química (símbolos, fórmulas, equações) O que essas equações representam? I) HCl (g) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + Cl - (aq) Na + Cl - (s) Na + (aq) + Cl - (aq) H 2 O Esquema da Fotossíntese 64

65. Fórmula Química : Usada na representação dos constituintes da matéria. Tipo de constituinte ( molecular ou não); Elementos químicos que formam o constituinte; Quantidade de átomos que formam os constituintes; Conectividade ** dos átomos nos constituintes. Símbolos : Usados na representação dos elementos químicos que constituem a matéria. H 2 O: O e H – elementos químicos Não apresenta plural As letras maiúsculas não podem ser substituídas por minúsculas Convenção! CaO: Ca e O – elementos químicos H 2 O: molécula (Na + Cl - ) n : íons (SiO 2 ) n : átomos C n (grafite): átomos Identificação dos constituintes da matéria Representação química da matéria : Símbolos e Fórmulas Tabela Periódica! ** A fórmula química não fornece informação quanto ao tipo de ligação química! As letras são símbolos Letras e números compõe uma fórmula 65

66. O estudo da Química: ciência central ! Perspectivas : 66 Maior atuação dos órgãos de controle ambiental e de saúde do trabalhador. Maior preocupação da sociedade com “defensivos agrícolas”. Compressão da química como uma ciência cidadã

67. Bibliografia Básica ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001. 914 p. Bolea, M.T.E. 1984. Evaluation del Impacto Ambiental , Fundacion MAPFRE, Madrid. OECD. 2006. Strategic Environmental Assessment: Applications in Development Cooperation , DAC Guidelines and References Series, OECD, Paris. Sánchez, L.E. 2006. Avaliação de Impacto Ambiental: Conceitos e Métodos . Oficina de Textos, São Paulo, 496 p. Disponível em < http://www.britannica.com/EBchecked/media/133056/Since-1960-the-areal-extent-of-the-Aral-Sea-once > acessado em 29/05/2022. KOTZ & TREICHEL. Química e Reações químicas . Vol.1. 3a ed. LTC - Livros Técnicos e Científicos.1998. ROSEMBERG, JEROME L.; EPSTEIN, LAWRENCE M. Teoria e Problemas de Química Geral . 8° ed. Porto Alegre: Bookman, 2003. 368 p.

68. Introdução ao Estudo da Matéria Riacho de Santana - Ba 2024 UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA Autorização Decreto nº 9237/86. DOU 18/07/96. Reconhecimento: Portaria 909/95, DOU 01/08-95 Departamento de Educação do Campus XII Curso de Licenciatura em Agroecologia Disciplina Fundamentos da Química Prof . Dr. Klebson Souza Santos