Noções básicas de química inorgânica

Noções básicas de química inorgânica

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  QUÍMICA INORGÂNICA NOÇÕES BÁSICAS MATÉRIA Matériaé tudo que tem massa e ocupa espaço. O que é massa? A massa de uma substância ou objeto é uma medida direta da quantidade de matéria da substância ou objeto. Por exemplo: Uma garrafa cheia de chumbo tem uma massa maior do que a mesma garrafa cheia de algodão. Isso significa que a garrafa cheia de chumbo tem mais matéria do que a garrafa cheia de algodão. No laboratório a massa de um objeto é, geralmente, determinada pela comparação da massa do objeto com outro objeto de massa desconhecida. Em laboratórios se utilizam balanças para determinação da massa da substância ou objeto. A comparação da massa em balanças é comumente chamada de pesagem (o que não é propriamente correto). Veja, o peso é determinado pela massa do objeto. Pense, na Lua, por exemplo, a massa do astronauta continua a mesma massa que ele possui na Terra, porém o seu peso na Lua será bem menor que seu peso na Terra. Isso porque, a gravidade da Lua é muito menor do que a gravidade da Terra. Observe também, que se você estiver no pólo sul ou no pólo norte, o seu peso será maior do que seu peso se você estiver na linha do equador. Isso acontece porque a força da gravidade na linha do equador é menor que nos pólos, pois nos pólos você estará mais próximo ao centro da Terra do que na linha do equador – a Terra é achatada! Porém, a sua massa, ou a quantidade de matéria do seu corpo, continuará sempre a mesma! SUBSTÂNCIAS E MISTURAS Uma substância é uma composição de apenas um tipo de moléculas ou átomos. A substância pode ser simples ou composta. Substância simples é aquela constituído por um único tipo de constituinte. Substância composta é aquela constituída por mais de um tipo de constituinte. Exemplo de substância composta: a água pura contendo somente H2O; o sal, contendo somente NaCl; exemplo de substância simples: o ferro, contendo somente átomo de ferro; o oxigênio, contendo só O2. No conceito antigo, usava-se dizer Substância pura aquela substância que não continha nenhuma impureza ou outra substância. Mas, veja como é redundante este conceito. Toda
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  substância tem queser pura mesmo, se não passa a ser uma mistura. Portanto, vamos falar daqui para frente: substância ou mistura! O que é mistura? A mistura consiste em duas ou mais substâncias misturadas. Ela pode ser identificada visualmente, como por exemplo o granito onde se observa grãos de quartzo branco, mica preta e feldspato rosa e outros minérios. Outras misturas como a água salgada, requer outros métodos de verificação para sabermos se são substâncias ou misturas. Um exemplo simples: pegue um copo de vidro transparente, encha-o com leite. Você verá apenas um líquido branco por completo e não conseguirá dizer se naquele líquido possui outras substâncias. Porém se você utilizar uma lupa ou um microscópio para observar uma gota daquele leite, verá algumas partículas brancas e constatará que ele é uma mistura, pois contém outras substâncias. OS ESTADOS DA MATÉRIA A matéria pode existir em três estados: sólido, líquido e gás. O sólido mantém o seu volume e sua forma, independe da forma do recipiente em que ele é colocado. O líquido mantém seu volume, porém adquire a forma do recipiente no qual é colocado. O gás não mantém seu volume e não mantém sua forma, ambos variam conforme o recipiente no qual o gás é colocado. Os gases e líquidos têm a capacidade de fluir, denominada de fluidez, e por isso são chamados de fluídos. FASES A fase é uma região diferente, na qual as propriedades são as mesmas. Por exemplo: Uma mistura de água e óleo, tem-se duas fases: a fase onde está a água e a fase onde está o óleo. Agora, numa mistura de água e álcool, tem-se apenas uma fase, pois a água e o álcool são miscíveis entre si. As fases podem estar nos diversos estados: sólidos, líquidos ou gasosos. Todas as combinações desses estados são possíveis, exceto se houver apenas gases, aí haverá uma única fase. MISTURAS HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS A mistura homogênea apresenta apenas uma fase, por exemplo: a água salgada, a gasolina, o refrigerante o ar e etc. A mistura homogênea é também chamada, e mais usualmente, de solução. Uma solução pode apresentar-se em qualquer dos três estados, ou seja, a solução pode ser sólida, líquida ou gasosa. Os componentes de uma solução podem ser separados também, por processos físicos, isto é, sem o uso de reações químicas.
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  A distinção entreuma solução e uma substância pura, é feita no laboratório pela medida da temperatura nas respectivas mudanças de estado. Uma substância pura, tal como a água, ferve a temperatura constante. Por outro lado, o ponto de ebulição de uma solução líquida, por exemplo, água salgada, aumenta gradualmente. Isto ocorre porque o ponto de ebulição da solução depende da sua composição, e quanto maior for a concentração de substância dissolvida, maior será o ponto de ebulição. Ver também: Conceitos Relativos à Classificação e Constituição da Matéria
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  AS TRANSFORMAÇÕES DAMATÉRIA As transformações da matéria podem ser físicas e químicas. As transformações físicas não alteram a identidade das substâncias. Por exemplo, o chumbo fundido (derretido) continua sendo chumbo. A água gelada, o gelo, continua sendo água, porém no estado sólido. Um pedaço de ferro pode ser retorcido e continua sendo ferro. As transformações químicas são mais significativas ou fundamentais do que as transformações físicas. Na transformação química as substâncias são destruídas e novas substâncias são formadas. Por exemplo: o ferro exposto à chuva, causa uma transformação química, porque o ferro reage quimicamente com o oxigênio e a água da atmosfera e aparece a ferrugem. Esta ferrugem é uma substância nova que é o óxido de ferro III (óxido férrico). Assim sendo, chamam-se reagentes as substâncias iniciais, neste exemplo, são reagentes o ferro e o oxigênio. E são chamadas de produtos, as novas substâncias formadas, neste caso o produto da reação é o óxido férrico. LEIS DAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS A observação de muitas reações químicas ao longo do tempo revelou um certo número de consistências conhecidas por leis das transformações químicas. A primeira dessas leis foi anunciada por um químico francês, A.L. Lavoisier, em 1774, e é atualmente chamada de Lei da conservação da massa. Esta lei estabelece que a soma das massas dos produtos é igual a soma das massas dos reagentes. Não há destruição, nem criação de matéria, apenas a transformação. Exemplo: Ao se queimar um pedaço de papel, ele se decompõe em gases e cinzas. A massa inicial do papel é igual a massa das cinzas e dos gases produzidos na decomposição (neste caso na queima). A segunda lei das transformações químicas é a lei da composição definida, conhecida também como lei da composição constante ou lei das proporções definidas. Ela descreve a mais importante propriedade de um composto, sua composição fixa. Por exemplo: em uma amostra de cloreto de sódio, 39,44% da massa total é sódio e 60,66% é cloro. Igualmente a água sempre consiste de 11,19% de hidrogênio e 88,91% de oxigênio, em massa.
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  ENERGIA A energia éum termo bastante usado e de difícil definição. Mas é geralmente dito que energia é a habilidade ou capacidade de produzir trabalho (transformação). Há formas de energia como: mecânica, elétrica, calor, nuclear, química e radiante. O trabalho (trabalho mecânico) é realizado quando um objeto é movimentado contra uma força de oposição. Por exemplo ao levantarmos o livro de uma mesa, realizamos trabalho sobre o livro, porque deslocamos contra a força de oposição da gravidade. ENERGIA MECÂNICA É a energia que um corpo possui devido a seu movimento ou a sua posição. A energia de movimento é chamada de energia cinética. A energia cinética (Ek) de um corpo em movimento depende da massa do corpo (m) e de sua velocidade (v), do seguinte modo: Ek = ½ mv2 Uma segunda forma de energia é a energia potencial. A energia potencial mecânica é a energia que depende da posição do objeto, e não do seu movimento. Um livro, por exemplo, adquire energia potencial quando é levantado contra a força da gravidade. A energia potencial do corpo (Ep) depende da distância (d) movida pelo corpo e da força de oposição (F) ao seu movimento. Ep = Fd A energia pode ser transformada de uma forma para outra forma. Ela não pode ser destruída e nem criada. Por exemplo: Um tijolo quando cai no chão, significa que ele tem energia potencial, pois está a uma distância do solo. Ao cair a energia potencial diminui e a energia cinética do tijolo aumenta durante a queda. Quando o tijolo atinge o solo, a energia potencial se transformou totalmente em energia cinética, e a energia cinética se transformou em outras energias como o som, o calor, se transformou em energia potencial das moléculas do solo que foram amassadas e etc. CALOR E TEMPERATURA Fazemos muita confusão entre esses dois conceitos. Calor (ou energia calorífica) é uma forma de energia que é diretamente transferida de um corpo mais quente para um mais frio. Portanto, calor é transferência de energia calorífica de um corpo para o outro.
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  Temperatura mede aenergia cinética média das partículas do corpo. Quando o calor é transferido para um corpo, a energia cinética média de suas partículas é aumentada, estas partículas movem-se então mais rapidamente e a temperatura do corpo aumenta. A falta de aumento de temperatura nem sempre significa que não houve transferência de calor para um corpo. Por exemplo: A adição de calor ao gelo a 0ºC, não causa aumento de temperatura (a energia cinética média das moléculas permanece constante). O gelo funde, no entanto, formando água líquida, ainda a 0ºC. A energia potencial média das moléculas na água líquida é maior do que a das moléculas de gelo, na mesma temperatura.