Centro Universitário daFundação Educacional de
Barretos
Curso: Engenharia Mecânica, Produção e Química
Disciplina: Química Geral
DIANA MARIA SERAFIM MARTINS
Barretos/SP2009
(Docente)
OBJETIVO DA DISCIPLINA Identificar e caracterizar métodos científicos utilizados em química e reconhecer o significado de uma lei científica;
Possibilitar o entendimento das características físico-químicas das substâncias, das reações envolvidas e das propriedades dos produtos químicos formados, bem como a interação direta e indireta nos diversos segmentos da indústria;
Mostrar a importância dos conhecimentos da química com as tecnologias aplicadas aos diversos campos da engenharia.
Desenvolver nos alunos hábitos de observação e compreensão dos princípios básicos da Química Geral e Experimental a ser utilizada como uma ferramenta importante no seu campo de atuação
SEMANA AULA TEÓRICA AULA PRÁTICA
1 Apresentação
2 Atomística Laboratório
3 Estrutura Eletrônica Teste da Chama
4 Festa
5 Ligações Químicas Polaridade e Solubilidade
6 Feriado
7 Ligações Químicas Análise e Separação mist.
8 Avaliação Entrega de Relatórios
9 Funções Inorgânicas Indicadores ácido/Base
10 Funções Inorgânicas Equilíbrio Ácido/Base
11 Feriado
12 Soluções I Preparo de Soluções
13 Soluções II Padronização de Soluções
14 Feriado
15 Estequiometria Preparo de NaCl
16 Estequiometria das sol.
Reações Químicas
17 Reações redox Bafômetro
18 Avaliação Entrega de Relatórios
19 Revisão de provas
20 Substitutiva
•Uso do pHmetro
•Uso de Espectrofotômetro
•Cromatografia em papel
•Estudo de algumas propriedades de elementos inorgânicos
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
•BROWN, T.L., LEMAY,H. E., BURSTEN, B. E., BURDGE, J. R. Química: A ciência central. 9 edição, São Paulo: Editora Pearson Prentice Hall, 2005, 972p.
•RUSSEL, J. B. Química geral. 2 edição, São Paulo: Editora Pearson Prentice Hall, 2008, volume 1, 621 p. .
•RUSSEL, J. B. Química geral. 2 edição, São Paulo: Editora Pearson Prentice Hall, 2008, volume 2, 642 p.
•MAIA, D. J., BIANCHI, J. C. A. Química geral: Fundamentos. 1 edição, São Paulo: Editora Pearson Prentice Hall, 2007, 436 p.
BASE DE DADOS
•Google acadêmico – www.scholar.google.com•www.google.com.br•www.biblioteca.iq.unesp.br RELATÓRIO
REVISÃO
DE
QUÍMICA
A Química é uma ciência natural que estuda a composição, a estrutura e as
propriedades das substâncias e suas transformações.
Ciências naturais são: química, física, biologia, geologia, astronomia, etc., e
estudam de forma sistemática os fatos e idéias que descrevem nosso mundo.
Ciência é uma palavra latina que significa
conhecimento.
o efeito da chuva ácida nas obras civis;
os riscos ao meio ambiente da utilização de certos produtos químicos em estações de tratamento de águas de abastecimento ou residuária;
produção de materiais alternativos na construção civil;
contaminação por metais pesados provenientes de tintas e vernizes; etc.
CONHECIMENTOS DE QUÍMICA
EXPLICAÇÃO RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS
A Química é uma ciência quantitativa e suas relações são expressas
satisfatoriamente em linguagem matemática.
QUÍMICA ORGÂNICAestuda os compostos do elemento
carbono
QUÍMICA INORGÂNICA
estuda os compostos dos demais elementos
químicos.
FÍSICO-QUÍMICA
relaciona a física com a química
QUÍMICA ANALÍTICAtrata das análises
qualitativa e quantitativa de um sistema químico,
definindo quais as espécies químicas
presentes no sistema e quais as suas quantidades
Química dos polímeros
Bioquímica
Química ambiental
A perspectiva molecular da química
• A matéria é o material físico do universo.
• No nível microscópico, a matéria consiste de átomos e moléculas.
• Os átomos se combinam para formar moléculas.
• Como vemos, as moléculas podem consistir do mesmo tipo de átomos ou de diferentes tipos de átomos.
Estados da matéria
• A matéria pode ser: um sólido: sólidos são rígidos e têm forma e volume
definidos
um líquido: não têm forma, mas têm volume
um gás: gases não têm forma nem volume definidos, podendo ser comprimidos para formarem líquidos
• .
Propriedades da Matéria
Física: são utilizadas para identificar a substância.
Ex: Ponto de fusão, ebulição, densidade, solubilidade, massa, volume.
Química: são utilizadas para prever transformações.
Ex: eletronegatividade, afinidade eletrônica, energia de ionização
Substâncias puras e misturas
A matéria é formada por moléculas iguais entre si – substância pura,
Ex: água, sal, ferro, açúcar, oxigênio.
SUBSTÂNCIA SIMPLES
Formada por único elemento
Ex: Fe, gás oxigênio
SUBSTÂNCIA COMPOSTA
Formada por mais de um elemento.
Ex: HCl, CO2,etc.
Elementos• Se uma substância pura não pode ser decomposta em algo
mais, então ela é um elemento.
Elementos
• Os símbolos químicos com uma letra têm aquela letra maiúscula (por exemplo, H, B, C, N, etc.)
• Os símbolos químicos com duas letras têm apenas a primeira letra maiúscula (por exemplo, He, Be).
CompostosÉ uma substância pura constituída de dois ou mais
elementos.
Ex: NaCl, C12H22O11, sulfato de cobre
Misturas- é a composição de duas ou mais substâncias misturadas fisicamente.
Ex: Granito, concreto, madeira, ligas metálicas
As misturas heterogêneas não são totalmente uniformes. Ex: água e óleo, areia e água, água gaseificada, etc.
• As misturas homogêneas são totalmente uniformes.Ex: ar, água salgada, gasolina, vidro.
• As misturas homogêneas são chamadas de soluções.
Água + açúcar
Mudanças físicas e químicas• Quando uma substância sofre uma mudança física, sua aparência
física muda.
– O derretimento do gelo: um sólido é convertido em um 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 puro e o oxigênio puro reagem completamente, eles formam água pura.
– No frasco contendo água não há sobra de oxigênio nem de hidrogênio.
Separação de misturas• As misturas podem ser separadas se suas propriedades
físicas são diferentes.
• Os sólidos podem ser separados dos líquidos através de filtração.
• O sólido é coletado em papel de filtro, e a solução, chamada de filtrado, passa pelo papel de filtro e é coletada em um frasco.
Propriedades da matériaPropriedades da matéria
Separação de misturas• As misturas homogêneas de líquidos podem ser separadas
através de destilação.
• A destilação necessita que os diferentes líquidos tenham pontos de ebulição diferentes.
• Basicamente, cada componente da mistura é fervido e coletado.
• A fração com ponto de ebulição mais baixo é coletada primeiro.
Propriedades da matériaPropriedades da matéria
Separação de misturas
Unidades SI
• Existem 7 unidades básicas no sistema SI.
Unidades de medidaUnidades de medida
• As potências de dez são utilizadas por conveniência com menores ou maiores unidades no sistema SI.
Unidades de medidaUnidades de medida
Unidades SI
Unidades SI
Unidades de medidaUnidades de medida
Unidades SI• Observe que a unidade SI para comprimento é o metro (m), enquanto a
unidade SI para massa é o quilograma (kg).
– 1 kg tem 2,2046 lb.
TemperaturaExistem 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 = 273,15 oC.
Unidades de medidaUnidades de medida
Temperatura• Escala Celsius
– Também utilizada em ciência.– A água congela a 0 oC e entra em ebulição a 100 oC.– Para converter: K = oC + 273,15.
• Escala Fahrenheit– Geralmente não é utilizada em ciência.– A água congela a 32 oF e entra em ebulição a 212 oF.– Para converter:
32-F95
C 32C59
F
Unidades de medidaUnidades de medida
Temperatura
Unidades de medidaUnidades de medida
Volume
Unidades de medidaUnidades de medida
• As unidades de volume são dadas por (unidades de comprimento)3.
– A unidade SI de volume
é o m3.
• Normalmente usamos 1 mL = 1 cm3.
• Outras unidades de volume:
– 1 L = 1 dm3 = 1000 cm3 = 1000 mL.
Unidades de medidaUnidades de medida
Volume
Unidades de medidaUnidades de medida
Densidade
• Usada para caracterizar as substâncias.
• Definida como massa dividida por volume:
• Unidades: g/cm3.
• Originalmente baseada em massa (a densidade era definida como a massa de 1,00 g de água pura).
Unidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medidaUnidades de medida
Substâncias Densidade (g/cm3)
Ar 0,001
Água 1,00
Etanol 0,79
Ferro 7,90
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• As medidas que estão próximas do valor “correto” são exatas.
• As medidas que estão próximas entre si são precisas.
A incerteza na medidaA incerteza na medida
O modelo atômico atual
O Átomo de Dalton (1808)• John Dalton propôs um modelo de átomo onde
pregava as seguintes idéias:
– toda matéria é constituída por partículas minúsculas, maciças e indivisível - átomos;
– os átomos de um mesmo elemento são iguais em massa e suas propriedades;
– os átomos de elementos diferentes, apresentam propriedades químicas e físicas diferentes;
– os átomos se unem em proporções bem definidas, constituindo as espécies químicas.
Modelo Atômico de Thomsom “ Pudim de Passas”
Átomo deveria ser maciço e esférico
Formado por uma pasta positiva em que estão incrustadas partículas com carga elétrica negativa
Elétrons
Modelo conhecido como Pudim de passas,
DESCOBERTA DO ELÉTRON Fonte elétrica, estabelece-se uma diferença de potencial elétrico (ddp)
entre os dois eletrodos.
Quando essa ddp é suficientemente elevada, forma-se um feixe luminoso
no interior do aparelho.
Conclusão - essa luz era causada por raios que tinham sua origem no cátodo, por isso foram denominados
de raios catódicos.
Crookes (1875)
Experiência com gases na ampola em baixíssima pressão e descargas elétricas de alta voltagem
ELÉTRON
Goldstein / Rutherford
PRÓTON
O que Rutherford observou? • A maioria das partículas
alfa atravessam a lamina de ouro sem sofrer desvios;
• Poucas partículas alfa sofrem desvios ao atravessar a lamina de ouro.
• Poucas partículas alfa não atravessam a lamina de ouro;
• Rutherford calculou que o raio do átomo deveria ser 10.000 a 100.000 vezes maior do que o raio do núcleo, ou seja, o átomo seria formado por espaços vazios.
• Os desvios sofridos pelas partículas alfa eram devidos às
repulsões elétricas entre o núcleo (positivo) e as partículas
alfa, também positivas.
• Para equilibrar a carga elétrica positiva do núcleo atômico deve existir cargas elétricas
negativas ( elétrons) ao redor do núcleo
- Elétrons estavam em movimento, distribuídos em órbitas fixa sem torno do núcleo;
- Se o núcleo do átomo apresenta carga elétrica positiva, o que o impede de atrair para junto de si os elétrons que
possuem carga negativa?
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFORD – MODELO PLANETÁRIO
Niels Bohr (1885-1962)
- Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr expôs algumas idéias
que modificaram e explicaram as falhas do
modelo planetário do átomo.
O modelo atômico apresentado por Bohr é conhecido por modelo atômico de Rutherford-
Bohr
Postulados de Bohr• A eletrosfera está dividida em camadas ou
níveis eletrônicos, e os elétrons nessas camadas, apresentam energia constante;
• Em sua camada de origem (camada estacionária) a energia é constante, mas o elétron pode saltar para uma camada mais externa, sendo que, para tal é necessário que ele ganhe energia externa;
• Um elétron que saltou para uma camada de maior energia fica instável e tende a voltar a sua camada de origem; nesta volta ele devolve a mesma quantidade de energia que havia ganho para o salto e emite um fóton de luz.
MODELO ATÔMICO DE RUTHERFOR-BOHR -O átomo apresenta uma região com
carga elétrica positiva (núcleo) – prótons
-Os elétrons encontram-se distribuídos em torno do núcleo em níveis de energia cada vez mais distantes
-Rutherford concluiu que deveriam existir partículas com massa
semelhante a dos prótons aumentando assim a estabilidade do núcleo
Chadwick (1932) - NÊUTRONS1 1 Å = 10Å = 10-10 -10 mm
Características das partículas subatômicas:
• O átomo é eletricamente neutro (p = e-).
• A massa do átomo está concentrada no núcleo.
• O núcleo é cerca de 10000 X menor que o átomo.
Partícula Carga Massa
Próton + 1 1
Elétron - 1 1/1840
Nêutron 0 1
Notação Química do Átomo:
• Número Atômico (Z): n° prótons (p)
• Número de Massa (A): A = p + n (neutrons)
zXA
N° de massa
Símbolo do elementoN° atômico
Íons:
• Definição: é o átomo que perdeu ou ganhou elétrons.
• Classificação:
Cátion (+): átomo que perdeu elétrons.
Ex. átomo: 11Na23 cátion Na+1 + e-
Ânion (-): átomo que ganhou elétrons.
Ex. átomo: 17Cl35 + e- ânion Cl-1
São átomos com o mesmo número de PRÓTONS.
Exemplos:
6C12 e 6C14 8O15 e 8O16
1H1 1H2
1H3
Hidrogênio Deutério Trítio
99,98% 0,02% 10-7 %
ISÓTOPOS:
ISÓBAROS:
São átomos com o mesmo número de MASSA
Exemplos:
18Ar40 e 20Ca40 21Sc42 e 22Ti42
ISÓTONOS: São átomos com o mesmo número de NÊUTRONS
Exemplos:
15P31 e 16S32 18Kr38 e 20Ca40
RESUMO:
ÁTOMO
Isótopos = Z (= p), A e n
Isóbaros Z (p), = A e n
Isótonos Z (p), A e = n
Obs. Existem ainda as chamadas espécies isoeletrônicas, que possuem o mesmo número de elétrons.
Exemplo: 11Na23(+1) 8O16(-2) e 9F19(-1)
Sommerfeld (1868 -1951)
Logo após Bohr enunciar seu modelo, verificou-se que um
elétron, numa mesma camada, apresentava energias diferentes. Como poderia ser possível se as
órbitas fossem circulares?
Sommerfeld sugeriu que as órbitas fossem elípticas, pois em
uma elipse há diferentes excentricidades (distância do
centro), gerando energias diferentes para uma mesma
camada.
Modelo Atômico de Sommerfeld-Determinado nível de energia apresentava
subdivisões subníveis de energia;
-Estando os subníveis associados a várias órbitas
diferentes sendo uma dessas circular e as outras elípticas
Diagrama de Linus Pauling
Níveis
K 1
L 2
M 3
N 4
O 5
P 6
Q 7
e-
2
8
18
32
32
18
2
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s
2 6 10 14
Max. de e-
s p d f
Tabela Periódica
Elementos Químicos
QUÍMICA GRAL – PERIODICIDADE QUÍMICA
Podemos destacar:
Eletronegatividade: capacidade que um átomo possui de puxar elétrons de outro átomo (relacionada à ELETROAFINIDADE – capacidade de um átomo no estado fundamental ganhar 1e-);
OBS: A variação da eletronegatividade é análoga a da energia de ionização, exceto para os GNs!!!!
Estabilização Energética – Regra do Octeto:Átomos cuja configuração eletrônica externa for semelhante a dos gases nobres atingem a “estabilidade”: os átomos perdem, ganham ou compartilham elétrons de modo a minimizar a energia do sistema.