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Estudo da matéria.

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1 Estudo da matéria

2 Massa é (a grosso modo), o mesmo que quantidade de matéria, P=m.g.
Matéria - é qualquer coisa que possui massa, ocupa espaço e está sujeita a inércia; é sempre constituída de partículas elementares com massa não-nula (como os átomos, e em escala menor, os prótons, nêutrons e elétrons). Energia – é o potencial inato para executar trabalho ou realizar uma ação. O termo energia também pode designar uma determinada condição de trabalho (calor, trabalho mecânico – movimento - ou luz). Massa é (a grosso modo), o mesmo que quantidade de matéria, P=m.g.

3 Teoria da Relatividade de Albert Einstein, a equação téorica E = m·c² mostra a relação entre energia (E) (em qualquer forma) e a massa (m) de um corpo; Em termos simples, E (Joules) = m (quilogramas) · c ( )². Ex.:um corpo cuja massa fosse 1Kg poderia, em teoria, ser convertido em energia, nas seguintes quantidades (aproximadas): 90 PJ ( J ou J) ou 25 TWh ( kw/h ou kw/h)

4 Em 6 de Agosto de 1945, Hiroshima foi o alvo da primeira missão de ataque nuclear dos E.U.A., a bomba de gravidade (Little Boy), uma arma de fissão nuclear do tipo balístico com 60 kg de 94U235, explodiu a cerca de 600m do solo, com a potência equivalente a 13kton de TNT, matando aproximadamente de a pessoas instantaneamente, e danificando ou destruindo cerca de 90% das edificações. Na manhã de 9 de Agosto de 1945, a arma Fat Man, com aproximadamente 6,4kg de 92Pu239, explodiu 469m acima do solo matando cerca de pessoas instantaneamente.

5 A Linguagem da Química Elementos e Substâncias Elementares - Alumínio
Substâncias puras que não são decompostas em outras substâncias através de métodos usuais. Alumínio Bromo Sódio

6 Compostos Químicos são constituídos de átomos e portanto podem ser decompostos nestes átomos.
O composto vermelho é constituído por • níquel (Ni) (cinza) • carbono (C) (preto) • hidrogênio (H) (branco) • oxigênio (O) (vermelho) • nitrogênio (N) (azul)

7 Uma MOLÉCULA é a menor unidade de um composto que retém as características químicas deste composto.
A composição das moléculas é dada pela FÓRMULA MOLECULAR H2O C8H10N4O2 - cafeína

8 A Natureza da Matéria Ouro Mercúrio
Os químicos se interessam pela natureza da matéria e como isto se relaciona aos átomos e moléculas.

9 Grafite e Diamante — estruturas diferentes de átomos de carbono, que refletem suas propriedades físicas.

10 Química e a Matéria Podemos explorar o mundo:
MACROSCÓPICO — Aquilo que podemos VER; Para compreender os mundos PARTICULADOS que não podemos ver. Escrevemos SÍMBOLOS para descrever estes mundos.

11 Uma Visão Química da Água
Macroscópica H2O (gás, líquido, sólido) Particulada Simbólica

12 A Visão de Um Químico Macroscópica 2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(g)
Particulada Simbólica

13 Estados da Matéria SÓLIDOS — possuem forma rígida e volume fixo. A forma externa pode refletir o arranjo molecular e atômico. LÍQUIDOS — Não possuem forma fixa e podem não preencher totalmente um recipiente. GASES — se expandem para preencher seu recipiente.

14 Natureza Cinética da Matéria
A matéria consiste de átomos e moléculas em movimento.

15 Fenômenos Físicos e Químicos
Transformações Físicas – não alteram a identidade química da substância, está relacionada somente com mudança de estado de agregação da matéria. Transformações Químicas – alteram a identidade química da substância. Ex: a queima de um papel, o cozimento de um ovo, etc.

16 Mudanças Físicas Algumas mudanças físicas: Ebulição de um líquido
Fusão de um sólido Dissolução de um sólido em um líquido formando uma mistura homogênea — uma SOLUÇÃO.

17 Substância Pura – é toda substância cuja fusão e ebulição ocorrem em temperaturas constantes, e podem ser classificada em simples ou composta. Substância Pura Simples – é toda substância que é formada por um único tipo de elemento químico. Substância Pura Composta – é toda substância que é formada por pelo menos dois tipos de elementos químicos, e pode ser decomposta em substâncias pura simples.

18 Propriedades da Matéria
Considera-se propriedades, as qualidades da matéria que podem ser medidas. A diversas propriedades dos materiais podem ser classificadas em duas categorias: Propriedades extensivas – São aquelas cujos valores medidos dependem da extensão da amostra, como exemplo temos a massa e o volume de uma amostra. Propriedades intensivas – São aquelas que não dependem do tamanho da amostra (ex: densidade).

19 Propriedades Gerais da Matéria:
Extensão – indica o espaço ocupado pela matéria. Impenetrabilidade – a conceito de onde estiver um corpo não pode estar outro; Mobilidade – poder ocupar sucessivamente diferentes posições no espaço; Compressibilidade – poder diminuir de volume sob acção de outras forças; Elasticidade – poder de voltar a tomar a forma original no momento de dissipação de todas as forças que lhe foram aplicadas; Inércia – um corpo não pode alterar por si o seu estado de repouso ou de movimento, se avalia pela massa; Ponderabilidade – um corpo quando sujeito a um campo gravitacional, avalia-se pelo peso; Divisibilidade – poder de se dividir em partículas menores que a original.

20 Propriedades específicas da Matéria: Físicas, Químicas e Organolépticas.
Peso especifico; Porosidade; Estrutura; Dureza; Solubilidade; Densidade; Calor específico; Condutibilidade; Magnetismo; Combustão; Hidrólise; Pontos de fusão, condensação, solidificação e ebulição.

21 DENSIDADE – uma propriedade física importante e útil
Alumínio Platina Mercúrio 13,6 g/cm3 21,5 g/cm3 2,7 g/cm3

22 DENSIDADE Tijolo Isopor

23 Problema: Um pedaço de cobre tem uma massa de 57,54 g
Problema: Um pedaço de cobre tem uma massa de 57,54 g. Ela tem 9,36 cm de comprimento, 7,23 cm de largura e 0,95 mm de espessura. Calcule a densidade (g/cm3).

24 Estratégia 1. Coloque as dimensões em unidades iguais.
2. Calcule o volume em centímetros cúbicos. 3. Calcule a densidade.

25 Note que há apenas 2 algarismos significativos na resposta!
SOLUÇÃO 1. Coloque as dimensões em unidades iguais. 2. Calcule o volume em centímetros cúbicos. 3. Calcule a densidade. (9.36 cm)(7.23 cm)(0.095 cm) = 6.4 cm3 Note que há apenas 2 algarismos significativos na resposta!

26 Resolva o problema usando
PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm3. Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras? Resolva o problema usando ANÁLISE DIMENSIONAL.

27 1.Use a densidade para calcular a massa (g) a partir do volume.
PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm3. Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras? Primeiro, note que 1 cm3 = 1 mL Estratégia 1.Use a densidade para calcular a massa (g) a partir do volume. 2.Converta a massa (g) em massa (lb) É necessário conhecer o fator de conversão: 1 lb = 454 g

28 2. Converta massa (g) em massa (lb)
PROBLEMA: O mercúrio (Hg) tem densidade = 13,6 g/cm3. Qual é a massa de 95 mL de Hg em gramas? E em libras? 1. Converta volume em massa 2. Converta massa (g) em massa (lb)

29 Propriedades Químicas e Mudanças Químicas
A queima de hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) produz H2O.

30 Propriedades Químicas e Mudanças Químicas
A queima de hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) dá H2O. Mudança Química ou reação química — transformação de um ou mais átomos ou moléculas em uma ou mais moléculas diferentes.

31 Tipos de Observações e Medidas
Fazemos observações QUALITATIVAS de reações — mudanças de cor e estado físico. Também fazemos MEDIDAS QUANTITATIVAS, que envolvem números. Usamos unidades no SI — baseadas no sistema métrico.

32 MASSA MOLAR E A MEDIDA DE 1 MOL
A massa molar refere-se à massa de 1 mol de espécies (átomos, moléculas e íons) em gramas. A massa de 1 mol vai depender de cada espécie. EX: Calcule a massa molar da água oxigenada (H2O2) Massa Molar do elemento H – 1g/mol Massa Molar do elemento O – 16 g/mol Temos: 2H=2 X 1g/mol=2g/mol 2O=2 X 16 g/mol=32g/mol

33 UNIDADE DE MEDIDA Comprimento – Metro (m) Massa – Quilograma (kg)
Usamos unidades SI — baseadas no sistema métrico Comprimento – Metro (m) Massa – Quilograma (kg) Tempo – Segundo (s) Temperatura – Graus Celsius (˚C) ou kelvins(K)

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35 Unidades de Comprimento
1 quilômetro (km) = ? metros (m) 1 metro (m) = ? centímetros (cm) 1 centímetro (cm) = ? milímetro (mm) 1 nanômetro (nm) = 1,0 x 10-9 metro distância O—H = 9,4 x m 9,4 x 10-9 cm 0,094 nm

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38 Substâncias SUBSTÂNCIA PURA – É todo tipo de matéria cuja fusão e ebulição ocorrem em temperaturas constantes. Elas possuem propriedades específicas bem definidas, como, por exemplo, cor, cheiro, estado físico, ponto de fusão, ponto de ebulição, etc., e composição química constante. Exemplo: água.

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