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Conceitos fundamentais CURSO PREPARATÓRIO PARA AS ESCOLAS TÉCNICAS. “Despertando o talento que adormece em você” Química Aula 1 No estado gasoso: as partículas estão bastante afas- tadas e movem-se em todas as direções, explicando o fato de um gás ocupar todo o recipiente que o contém. Cada um dos três estados de agregação apresenta características próprias — como o volume, a densida- de e a forma —, que podem ser alteradas pela varia- ção de temperatura (aquecimento ou resfriamento). Quando uma substância muda de estado, sofre alterações nas suas características macroscópicas (volume, forma etc.) e microscópicas (arranjo das partí- culas), não havendo, contudo, alteração em sua com- posição. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO O diagrama abaixo mostra as mudanças de estado, com os nomes particulares que cada uma delas rece- be. Fusão: é a passagem de um material do estado sólido para o estado líquido. O processo ocorre quando o material é aquecido. Solidificação: é a passagem de um material do estado líquido para o estado sólido. O processo ocorre quando o material é resfriado. Uma substância pura funde em uma temperatura determinada chamada ponto de fusão (P.F.). Este coincide com o ponto de solidificação. Assim, a água solidifica a 0°C e o gelo derrete a 0°C. Alguns exemplos de ponto de fusão: Mercúrio (Hg): 39°C Alumínio (Al): 650°C Cobre (Cu): 1083°C Ferro (Fe): 1535°C Cloreto de sódio (NaCl): 801°C MATÉRIA É tudo que ocupa lugar no espaço e possui massa. Daí podemos ter: A matéria pode se apresentar em três estados físi- cos: sólido, líquido e gasoso. No estado sólido, a matéria apresenta forma e vo- lume próprios. No estado líquido, a matéria apresenta volume pró- prio mas a forma é aquela do recipiente que a contém. No estado gasoso, a matéria não apresenta forma nem volume próprios. A existência dos três estados da matéria pode ser explicada admitindo-se que ela é formada por minús- culas partículas (representadas na figura por bolinhas). Desta forma, podemos explicar os diferentes esta- dos citados acima, em função de sua agregação: No estado sólido: as partículas estão presas umas às outras, explicando a sua forma própria. No estado líquido: as partículas estão colocadas u- mas sobre as outras. O líquido não tem forma própria porque as partículas podem deslizar umas sobre as outras. MATÉRIA E SUA NATUREZA 1 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS 01 MATÉRIA CORPO OBJETO Ocupa lugar no espaço, logo possui massa e extensão. Porção limita- da de matéria. Corpo com forma- to especial e que se presta a um certo uso. Vaporização. é a passagem de um material do estado líquido para o estado gasoso. A vaporização pode ocorrer de três maneiras: • evaporação: quando o líquido vaporiza lentamente à temperatura ambiente. • ebulição: quando o líquido vaporiza rapidamente, com formação de bolhas, durante o aquecimento. • calefação: quando o líquido vaporiza muito rapida- mente, por estar em temperatura acima daquela em que ocorre a ebulição. Exemplo: Água líquida derramada sobre uma chapa metálica superaquecida. Cada substância pura ferve em uma temperatura determinada chamada ponto de ebulição (P.E.). Ao nível do mar (1 atm de pressão) a água ferve a 100°C e o vapor d’água liquefaz a 100°C. Alguns exemplos de pontos de ebulição (P.E.) sob pressão de 1 atm: Nitrogênio (N2): – 196°C; Oxigênio (O2): – 183°C Etanol (álcool comum, C2H6O): – 78°C Mercúrio (Hg): – 357°C; Ferro (Fe): – 2750°C; Cloreto de sódio (NaCl): – 1490°C Condensação (liquefação): é a passagem de um ma- terial do estado gasoso para o estado líquido. A con- densação ocorre quando os vapores são resfriados. Sublimação: é a passagem direta do estado sólido para o estado gasoso. Ressublimação: é a passagem direta do estado ga- soso para o estado sólido. Exemplos de substâncias que sublimam facilmente: Naftalina, iodo, gelo seco (CO2 sólido). O gelo seco não molha porque não há fusão for- mando CO2 líquido. Nas mudanças de estado ocorrem alterações na organização e no movimento das partículas. Nota: Utilizaremos os termos gás e vapor de maneira indistinta, o que será diferenciado posteriormente, quando abordarmos o Estudo dos Gases Perfeitos. 02 Curiosidade. O vapor d’água é visível ou invisível? O vapor d’água é invisível aos nossos olhos. Tendo-se água em ebulição em uma chaleira, ob- serva-se uma “fumaça” saindo do bico da mesma. Es- sa “fumaça” não é vapor d’água, pois este é invisível. O vapor d’água condensa ao sair do bico da cha- leira, pois encontra ar mais frio. Forma-se um grande número de gotículas de água líquida constituindo a “fumaça”. A água atravessa o vidro? Não. Colocando-se um líquido gelado em um co- po, as paredes externas deste ficam molhadas. O va- por d’água (invisível) presente no ar passa para o es- tado líquido ao encontrar as paredes frias do copo. Antes e depois de cada mudança de estado, as par- tículas são as mesmas. HÁ COISAS ESTRANHAS BOIANDO NO AR Por que sai vapor do chuveiro se a temperatu- ra da água não chega a 100 graus? A água não precisa atingir o ponto de ebulição para formar vapor. O vapor sai o tempo todo, em qualquer temperatura. Acontece que as molécu- las dos líquidos estão sempre em movimento, trombando umas nas outras. “Nesse empurra- empurra, as mais próximas da superfície esca- pam para o ar”, explica o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. “São elas que entram no nosso nariz e nos fazem sentir, por exemplo, o cheiro de um vinho ou do perfume”, diz Vanin. A gente não vê esse vapor aromático porque, à temperatura ambiente, pou- cas partículas desprendem-se. Mas, quanto mais quente estiver a água, mais as moléculas se agi- tam e um número maior delas sobe para o ar. Assim, fica fácil entender por que a água do chuveiro, no inverno, que sai a cerca de 70 graus Celsius, solta tanto vapor. A 100 graus Celsius, quando ferve, praticamente o líquido todo vapori- za. Superinteressante, Ano 12, nº 9 Curiosidade: A produção de alimentos desidratados é um exem- plo da aplicação industrial da sublimação. Os cafés solúveis liofilizados1, por exemplo, são produzidos mediante o congelamento a –30 °C de u- ma solução aquosa de café, que é triturada e conduzi- da a uma câmara a vácuo, na qual a água sublima, restando somente café. 1 Liofilização ou criodessecação (Freeze drying, em inglês) é um processo de desidratação usado para preservar alimentos perecí- veis, princípios ativos, bactérias, etc, onde estes são congelados e a água é retirada, por sublimação, sem que passe pelo estado líquido. A ENERGIA NAS MUDANÇAS DE ESTADO Algumas interações, como a queima de um com- bustível, liberam energia enquanto outras precisam do fornecimento de energia para ocorrer, como o cozi- mento de um alimento. As interações que liberam energia são chamadas de exergônicas e aquelas que absorvem energia são ditas endergônicas. A energia pode-se manifestar nas formas elétrica, mecânica, térmica, luminosa. Quando a interação libera calor, tem-se um fenô- meno exotérmico e quando absorve calor, o fenôme- no é endotérmico. 03 C h ri s to f G u n k e l O QUE SÃO ALIMENTOS LIOFILIZADOS? Alimentos liofilizados são alimentos desidratados, que, porém, mantêm seu valor nutritivo. Trata-se de alimentos desidratados por um pro- cesso chamado sublimação. A água das células, con- gelada, passadiretamente do estado sólido para o gasoso. Indicado para produtos que tenham elemen- tos sensíveis ao calor, como proteínas e vitaminas, a liofilização conserva as propriedades nutritivas, pois as membranas das células não se rompem com a per- da do vapor de água. Na cozinha industrial, frutas e ovos, por exemplo, são lavados, descascados e fatia- dos. As carnes, pré-cozidas. A seguir, os alimentos são congelados e colocados em câmaras, cuja tempe- ratura aumenta, enquanto a pressão do ar diminui. Isso faz com que os microcristais de gelo evaporem sem romper as estruturas moleculares, ao contrário do que acontece na desidratação simples. Praticada em pequena escala no Brasil há mais de dez anos, passa agora para a produção de alimentos disponí- veis em supermercados. Revista Superinteressante, 24a. Edição, setembro de 1989 04 3) (Unicamp-SP) Colocando-se água bem gelada num copo de vidro, em pouco tempo ele fica molhado por fora, devido à formação de minúsculas gotas de água. Para explicar esse fenômeno, propuseram-se as duas hipóteses seguintes: a) Se aparece água do lado de fora do copo, é porque o vidro não é totalmente impermeável. As moléculas de água, atravessando lentamente as paredes do vi- dro, vão formando minúsculas gotas. b) Se aparece água do lado de fora do copo, deve ha- ver vapor de água no ar. O vapor de água, entrando em contato com as paredes frias do copo, condensa- se em minúsculas gotas. Qual hipótese explica o fenômeno? Justifique. 4) (ETEC) Numa bancada de laboratório temos cinco frascos fechados com rolha comum que contêm, sepa- radamente, 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 5) (IFSP) Quando um automóvel é abastecido com álcool ou gasolina em um posto de abastecimento, as pessoas que estão nas proximidades do veículo sen- tem o cheiro do combustível. Esse fato evidencia a ocorrência da mudança de estado físico conhecida como: a) calefação. d) fusão. b) liquefação. e) vaporização. c) sublimação. 1) A sequencia dos quadrinhos mostra as mudanças de estado físico da água. Maurício de Sousa, Turma da Mônica, O Estado de São Paulo Para cada item a seguir, identifique o nome das mudanças de estado: I — A → B III — C → B II — B → C IV — B → A 2) (CEFET) Sabendo que a temperatura de fusão do ferro, a 1 atm., é de 1 536 °C, e que ele é usado para produzir motores de automóveis e grelhas de churras- queira, a previsão correta sobre a temperatura de um motor em funcionamento e do carvão em brasa na churrasqueira é: a) maior que 1536 °C. b) menor que 1536 °C. c) igual a 1536 °C. Justifique sua resposta. EXERCÍCIOS DE AULA 05 1) (CEFET) – Os estados físicos da matéria são: 01) gasoso 16) frio 02) denso 32) quente 04) líquido 64) rarefeito 08) sólido Dê como resposta a soma das alternativas corretas. 2) (CEFET) – Considere as propriedades: I. Compressibilidade II. Densidade III. Forma Amostras de igual volume de H2O(s) e H2O(g) diferem quanto: a) à propriedade I, apenas. b) à propriedade II, apenas. c) à propriedade III, apenas. d) às propriedades I e II, apenas. e) às propriedades I, II e III. 3) (ENEM) O sol participa do ciclo da água, pois além de a- quecer a superfície da Terra dando origem aos ventos, provoca a evaporação da água dos rios, lagos e ma- res. O vapor da água, ao se resfriar, condensa em minúsculas gotinhas, que se agrupam formando as nuvens, neblinas ou névoas úmidas. As nuvens po- dem ser levadas pelos ventos de uma região para ou- tra. Com a condensação e, em seguida, a chuva, a água volta à superfície da Terra, caindo sobre o solo, rios, lagos e mares. Parte dessa água evapora retor- nando à atmosfera, outra parte escoa superficialmente ou infiltra-se no solo, indo alimentar rios e lagos. Esse processo é chamado de ciclo da água. Considere, então, as seguintes afirmativas: I. A evaporação é maior nos continentes, uma vez que o aquecimento ali é maior do que nos ocea- nos. II. A vegetação participa do ciclo hidrológico por meio da transpiração. III. O ciclo hidrológico condiciona processos que ocor- rem na litosfera, na atmosfera e na biosfera. IV. A energia gravitacional movimenta a água dentro do seu ciclo. V. O ciclo hidrológico é passível de sofrer interferência humana, podendo apresentar desequilíbrios. a) Somente a afirmativa III está correta. b) Somente as afirmativas III e IV estão corretas. c) Somente as afirmativas I, II e V estão corretas. d) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas. e) Todas as afirmativas estão corretas. 4) (ENEM) – Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque: a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sem- pre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor. b) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua com- posição química. Na reação, a água perde calor. c) o barro é poroso, permitindo que a água passe atra- vés dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas. d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposi- te na parte de fora da moringa. A água de fora sem- pre está a uma temperatura maior que a de dentro. e) a moringa é uma espécie de geladeira natural, libe- rando substâncias higroscópicas que diminuem na- turalmente a temperatura da água. 5) (LICEU-SP) – O naftaleno, comercialmente conhe- cido como naftalina, empregado para evitar baratas em roupas, funde em temperaturas superiores a 80°C. Sabe-se que bolinhas de naftalina, à temperatura am- biente, têm suas massas constantemente diminuídas, terminando por desaparecer sem deixar resíduo. Esta observação pode ser explicada pelo fenômeno da: a) fusão; b) sublimação; c) solidificação; d) liquefação; e) ebulição. 6) (SENAI-SP) Indique os estados físicos das substân- cias I, II, III e IV citadas na tabela abaixo, à temperatu- ra de 40 °C e pressão de 1 atm. EXERCÍCIOS DE CASA Conceitos fundamentais Aulas 2 e 3 Para indicar a proporção com que cada elemento entra na formação de determinada substância, Dalton associou um índice numérico aos símbolos. A representação gráfica de uma substância em que são utilizados os símbolos e os índices numéricos é denominada fórmula e representa a constituição de cada unidade formadora da substância. Essas unida- des são denominadas moléculas. A MATÉRIA Constituição da Matéria 06 Atualmente não há dúvidas de que toda matéria seja formada por minúsculas partículas, denominadas átomos. Essa ideia, como já vimos, foi proposta pelos filósofos gre- gos Leucipo e Demócrito (400 a.C.). Em 1808, baseado em fatos experimentais, o cientista britâ- nico John Dalton (1766-1844) formula uma teoria atômica para explicar a constituição da matéria. TEORIA ATÔMICA DE DALTON Essa teoria possibilitaria, posteriormente, a criação do primeiro modelo do átomo, a qual expressa, em ter- mos gerais, o seguinte: 1. A matéria é constituída de pequenas partículas esfé- ricas maciças e indivisíveis denominadas átomos. 2. Um conjunto de átomos com as mesmas massas e tamanhos apresentaas mesmas propriedades e consti- tui um elemento químico. 3. Elementos químicos diferentes apresentam átomos com massas, tamanhos e propriedades diferentes. 4. A combinação de átomos de elementos diferentes, numa proporção de números inteiros, origina substân- cias diferentes. 5. Os átomos não são criados nem destruídos: são sim- plesmente rearranjados, originando novas substâncias. Para melhor representar sua teoria atômica, Dalton substituiu os antigos símbolos químicos da alquimia por novos e criou símbolos para outros elementos que não eram conhecidos pelos alquimistas. REPRESENTAÇÃO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS Até 1808, quando surgiu a teoria atômica de Dalton, eram conhecidos aproximadamente 50 elementos quí- micos. Por volta de 1810, o químico sueco Berzelius (1779-1848) organizou a notação química utilizada até essa data, que era bastante confusa, introduzindo co- mo símbolo dos elementos as iniciais de seus nomes em latim. SUBSTÂNCIAS Cada uma das espécies de matéria que constituem o universo. Exemplo: água, oxigênio, açúcar, sal, ferro, etc. As substâncias são classificadas de acordo com sua composição. - Substância pura Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas, e por esse motivo apresentando propriedades químicas e físicas próprias. As substâncias puras podem ser classificadas co- mo simples ou compostas. Substâncias simples A substância formada por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico é classificada como substância pura simples ou, simplesmente, substância simples. Exemplo: gás oxigênio — O2 gás ozônio — O3 gás nitrogênio — N2 fósforo branco — P4 fosforo vermelho — Pn grafite — C (carbono) Diamante — C (carbono) Substâncias compostas Quando as moléculas de determinada substância são formadas por dois ou mais elementos químicos, ela é classificada como substância pura composta ou, simplesmente, substância composta. Exemplo: Água — H2O Sal de cozinha — NaCℓ Ácido sulfúrico — H2SO4 Açúcar — C12H22O11 MISTURAS Como as misturas apresentam composição variá- vel, têm propriedades — como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade — diferentes daquelas apre- sentadas pelas substâncias quando estudadas sepa- radamente. A maioria dos materiais que nos cercam são mis- turas. O ar que respiramos, por exemplo, é formado por uma mistura de três tipos principais de gases: • gás nitrogênio (N2) = 78%; • gás oxigênio (O2) = 21%; • gás argônio (Ar) 1%; • gás carbônico (CO2) 0,03%. Algumas misturas metálicas são muito importantes em nosso dia-a-dia, veja o quadro. TIPOS DE MISTURAS De acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classificá-la em função do seu número de fases: Considere as seguintes misturas: Dessa maneira, as misturas são classificadas em função de seu número de fases: 07 CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA Mistura: é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas sendo denominada componente. NOME COMPOSIÇÃO APLICAÇÃO Aço Ferro e carbono Construção civil Amálgama Mercúrio, prata e estanho Obturações (antigamente) Latão Cobre e Zinco Instrumentos de sopro; latas. Bronze Cobre e estanho Armas; sinos. Aço inoxidável Ferro, cromo, ní- quel, cobre e molib- Talheres, revesti- mentos. Aço comum (antigo) Ferro e carbono Armas, ferramentas, vergalhões. Ouro 18 quilates Ouro, prata e cobre Joalheria. Fase: cada uma das porções que apresenta aspecto visual homogêneo (uniforme), o qual pode ser contí- nuo ou não, mesmo quando observado ao microscó- pio comum. Aspecto visual descontínuo: duas fases. Aspecto visual contínuo: uma única fase. Mistura homogênea: toda mistura que apresenta uma única fase. As misturas homogêneas são chamadas soluções. Alguns exemplos: água de torneira, vinagre, ar, álcool hidratado, pinga, gasolina, soro caseiro, soro fisiológi- co e algumas ligas metálicas. Além dessas, todas as misturas de quaisquer gases são sempre misturas homogêneas. Alguns exemplos de misturas heterogêneas: água e óleo, areia, granito, madeira, sangue, leite, á- gua com gás. As misturas formadas por n sólidos a- presentam n fases, desde que estes sólidos não for- mem uma liga ou um cristal misto. Independentemente de uma amostra de qualquer material ser uma substância ou uma mistura, ela será denominada um sistema — tudo que é objeto da ob- servação humana — e também poderá ser classifica- da em função do seu aspecto visual. O aspecto visual contínuo de uma mistura não se restringe apenas à simples percepção a olho nu, mas abrange também a utilização de aparelhos ópticos comuns: os microscópios. O leite é considerado uma mistura heterogênea. SISTEMAS Vamos estudar a substância água. Para isso, con- sideremos um copo contendo água. Essa porção limi- tada de água que vai servir para o nosso estudo é um sistema, sendo o restante do universos chamado de meio ambiente. Para facilitar seu estudo, subdividimo-lo em homo- gêneo e heterogêneo. Sistema homogêneo (uma fase) 08 Sistema heterogêneo: (mais de uma fase) 1) (Unicamp-SP) “Os peixes estão morrendo porque a água do rio está sem oxigênio, mas nos trechos de maior corredeira a quantidade de oxigênio aumenta”. Ao ouvir esta informação de um técnico do meio ambiente, um estudante que passava pela margem do rio ficou confuso e fez a seguinte reflexão: “Estou vendo a água no rio e sei que a água contém, em suas moléculas, oxigênio; então como pode ter acabado o oxigênio do rio?” a) Escreva a fórmula das substâncias mencionadas pelo técnico. b) Qual é a confusão cometida pelo estudante em sua reflexão? 2) Qual das alternativas a seguir contém apenas subs- tâncias compostas? a) N2, P4, S8. d) N2, O3, H2O. b) CO, He, NH3. e) H2O, I2, Cℓ2. c) CO2, H2O, C6H12O6. 3) (Fuvest-SP) Todas as “águas” com as denomina- ções a seguir podem exemplificar soluções de sólidos em um líquido, exceto: a) água potável. d) água mineral. b) água destilada. e) água do mar. c) água dura. 4) Identifique o número de fases e componentes nos sistemas a seguir: Mistura heterogênea: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases. Sistema homogêneo: apresenta aspecto contínuo, ou seja, é constituído por uma única fase. Sistema heterogêneo: apresenta um aspecto des- contínuo, ou seja, é constituído por mais de uma fase. Substância pura: um componente Mistura homogênea; mais de um componente Substância pura: um com- ponente em, diferentes es- tados físicos. Mistura homogênea; mais de um componente EXERCÍCIOS DE AULA 09 5) (IFSP) O leite em pó integral dura mais tempo do que o leite integral “in natura”. Isso ocorre porque, no processo de produção do leite em pó, o leite “in natura” a) foi desidratado. d) ganhou gorduras. b) foi embalado em lata. e) ganhou vitaminas. c) perdeu lactose. 1)(IFSP) Nas condições do ambiente, apresentam áto- mos isolados, isto é, não unidos a outros átomos, os seguintes elementos químicos: a) argônio e neônio (gases nobres). b) enxofre e oxigênio (calcogênios). c) sódio e potássio (metais alcalinos). d) magnésio e cálcio (metais alcalino-terrosos). e) cloro e bromo (halogênios). 2) (UFG-GO) Analisando as amostras I e II acima pode-se dizer que estão corretas as alternativas: 01) Na amostra II todas as moléculas são iguais. 02) A amostra I apresenta dois tipos de átomos dife- rentes. 04) Pela agregação das partículas a amostra I é sólida.08) A amostra II apresenta cinco moléculas esquema- tizadas. 16) Na amostra I temos dois tipos de moléculas. 32) As amostras I e II apresentam substâncias sólidas. Dê como resposta, a somas das alternativas corretas 3) (UFMT) Em 1974, Mário J. Molina e F. Sherwood Rowland lançaram uma ideia explosiva: baseados em cálculos teóricos, levantaram a hipótese de que o clo- ro proveniente de clorofluorcarbonos (compostos ga- sosos de carbono contendo cloro e flúor) poderia des- truir o ozônio estratosférico. Esses gases, conhecidos como Freons® ou pela sigla CFC, são utilizados principalmente como subs- tâncias refrigerantes em geladeiras, condicionadores de ar etc. e, na época, eram empregados como prope- lentes em frascos de aerossóis. Julgue os itens: a) O oxigênio é um exemplo de substância simples. b) O ozônio tem fórmula molecular O2. c) O ozônio é um gás que protege a Terra dos efeitos dos raios ultravioleta da luz solar. d) O oxigênio e o ozônio diferem quanto ao número a- tômico dos elementos químicos que os formam. Água do mar As águas dos mares e oceanos contêm vários sais, cuja quantidade dissolvida (salinidade) varia de acordo com a região em que foram colhidas amostras. O mar Vermelho, por exemplo, é o que apresenta mai- or salinidade — aproximadamente 40 g de sais dissol- vidos para cada litro de água (40 g/L). Já o mar Báltico é o que apresenta menor salinidade — em média, 30 g/L. Cerca de 80% (em massa) dos sais dissolvidos são constituídos de cloreto de sódio (NaCℓ); nos ou- tros 20% são encontrados vários sais, como o cloreto de magnésio (MgCℓ2) e o sulfato de magnésio (MgSO4). 4) Qual substância, não mencionada no texto, e que se encontra também dissolvida nas águas dos mares, permite a existência de peixes? 5) A água do mar é uma substância pura ou uma mis- tura? 6) Considere as seguintes amostras, todas contendo 1 L: x — água do mar Vermelho y — água do mar Báltico z — água do mar do litoral brasileiro Quais situações abaixo estão corretas? 7) Se 1000 L de água do mar Vermelho fossem total- mente evaporados, qual massa de resíduo sólido (sais) seria obtida? E quanto dessa quantidade corres- ponderia ao cloreto de sódio? 8) (Unicamp-SP) Sob condições adequadas, uma mistu- ra de nitrogênio gasoso, N2(g), e de oxigênio gasoso,O2(g), reage para formar diferentes óxidos de nitrogênio. Se re- presentarmos o elemento nitrogênio por e o elemento oxigênio por ,duas dessas reações químicas podem ser esquematizadas como: a) Dê a fórmula química do composto formado na rea- ção esquematizada em I. b) Escreva a equação química balanceada representa- da no esquema II. EXERCÍCIOS DE CASA Aula 4 vamente, a 0 ºC e 100 ºC. Existem outras escalas centígradas, como a Kelvin, recomendada pelo SI e conhecida como escala absolu- ta. Pressão (P) A Terra está envolvida por uma camada de ar que tem espessura aproximada de 800 km. Essa camada de ar exerce pressão sobre os corpos: a pressão at- mosférica. A pressão atmosférica varia de acordo com a altitu- de. Em regiões de grande altitude, há menor quantida- de de partículas do ar por unidade de volume, portanto a pressão também é menor. Pelo Sistema Internacional (SI), a unidade-padrão é o pascal (Pa), que se relaciona com a unidade at- mosfera na seguinte proporção: VALE A PENA LEMBRAR! UNIDADES DE MEDIDA Em Química, para realizar qualquer experimento, além dos conceitos básicos de matéria e energia, tam- bém é necessário conhecer algumas unidades de me- dida. Massa (m): a quantidade de matéria que existe num corpo. No Sistema Internacional (SI), a unidade-padrão de massa é o quilograma (kg). Volume (V): é a extensão de espaço ocupado por um corpo. No SI, a unidade-padrão de volume é o metro cúbi- co (m3). No entanto, a unidade mais usada em Quími- ca é o litro (L). Temperatura (T) Os valores de temperatura são determinados por um aparelho chamado termômetro. À medida que a temperatura aumenta, o líquido se expande e se move ao longo do tubo. A graduação do tubo indica a variação de tempera- tura do líquido. Essa graduação é a escala termométri- ca do aparelho. A escala de graduação mais comumente usada nos trabalhos científicos é a escala Celsius. Ela possui dois pontos de referência: o congelamento e a ebulição da água ao nível do mar, que correspondem, respecti- ESTADOS FISICOS DA MATÉRIA 1 - UNIDADES DE MEDIDAS 10 Pressão (P): a relação entre a força exercida na dire- ção perpendicular, sobre uma dada superfície, e a área dessa superfície. Temperatura: relaciona-se com o estado de agitação das partículas que formam um corpo e com a capaci- dade desse corpo de transmitir ou receber calor. 1 atm = 101.325 Pa ou, aproximadamente, 1 atm = 100 kPa. Densidade A expressão que permite calcular a densidade é dada por: Nota: Para sólidos e líquidos, a densidade geralmente é expressa em gramas/centímetros cúbicos (g/cm3); pa- ra gases, costuma ser expressa em gramas/litro (g/L). 1) (Unicamp-SP) Três frascos de vidro transparente, fechados, de formas e dimensões iguais, contêm cada um a mesma massa de líquidos diferentes. Um con- tém água, o outro, clorofórmio e o terceiro, etanol. Os três líquidos são incolores e não preenchem totalmen- te os frascos, os quais não têm nenhuma identifica- ção. Sem abrir os frascos, como você faria para i- dentificar as substâncias? A densidade (d) de cada um dos líquidos, à tempera- tura ambiente, é: d(água) = 1,0 g/cm 3 d(clorofórmio) = 1,4 g/cm 3 d(etanol) = 0,8 g/cm 3 2) (CEFET) Qual o volume ocupado por 4,0 gramas de Prata sólida? A densidade da prata é de 10,5 g/cm-3. a) 0,48 d) 0,38 cm3 b) 4,00 L e) 4,00 dm3 c) 0,48 L 11 3) (CEFET) Um estudante encontrou um cubo maciço de metal e decidiu descobrir que tipo de metal era a- quele. Com um paquímetro mediu a aresta do cubo, obtendo 3 cm. Levou o cubo a sua escola para obter o valor de sua massa na balança do laboratório, que indicou 283,5 g. Utilizando a tabela a seguir, que indi- ca o valor da densidade relativa de sólidos em relação à água a 4°C, ele descobriu que metal era aquele. Usando o mesmo raciocínio do estudante, assinale a alternativa que corresponde ao metal do cubo. a) Alumínio. d) Chumbo. b) Prata. e) Estanho. c) Cobre. 4) (CEFET) Substância, quando puras, possuem pon- to de fusão e ebulição constantes, que são determina- dos experimentalmente. Veja alguns exemplos: Substância P.F. P.E. Substância I 0 ºC 100 ºC Substância II -117 ºC 78 ºC Substância III 1535 ºC 2885 ºC Pode-se afirmar que o estado físico de cada subs- tância, a temperatura de 80ºC é respectivamente, a) líquido, líquido, gasoso. b) líquido, gasoso, sólido. c) sólido, líquido, sólido. d) líquido, líquido, sólido. e) sólido, sólido, gasoso. UNIDADES DE PRESSÃO atm cm Hg mm Hg torr kPa 1 76 760 760 100 Densidade (d): é a relação (razão) entre a massa de um material e o volume por ele ocupado. EXERCÍCIOS DE AULA Metal Densidade (g/cm3) Alumínio 2,7 Chumbo 11,3 Cobre 8,9 Estanho 7,3 Ferro, aço 7,1 a 7,9 Latão 8,1 a 8,6 Madeira 0,5 a 0,8 Níquel 8,9 Prata 10,5 Vidro 2,4 a 2,6 Zinco 7,1 5) (ETEC) Considere as informações: • 1 microlitro (µL) = 10–6 L • volume de 1 gota = 5µL =50 · 10–6 L Determine o número de gotas necessário para encher um recipiente de 0,20 L. 1) (SEE-SP) A separação dos gases do ar atmosférico é um importante processo industrial e permite a obten- ção dos gases puros para utilizações hospitalares e industriais. Um dos processos possíveis de separação é a liquefação fracionada, onde o ar atmosférico é comprimido e submetido a um abaixamento de tempe- ratura. A tabela a seguir relaciona algumas substân- cias que compõem o ar atmosférico e suas temperatu- ras de ebulição (na pressão de 1 atm). Ao aquecermos o ar atmosférico liquefeito, os ga- ses serão obtidos na seguinte sequência: a) hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, argônio e neônio. b) argônio, hidrogênio, nitrogênio, neônio e oxigênio. c) oxigênio, argônio, nitrogênio, neônio e hidrogênio. d) hidrogênio, neônio, nitrogênio, argônio e oxigênio. e) neônio, argônio, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio 2) Conversão de unidades. 1 - Transforme as massas em gramas (g): a) 0,20 kg b) 200 mg 2 - Transforme os volumes em litros (L): a) 1 dm3 b) 100 mL c) 200 cm3 d) 3,0 m3 3 - Transforme as temperaturas: a) 27 ºC em Kelvin (K) b) 500 K em ºC (Celsius) 4 - Transforme as pressões: a) 1 520 mmHg em atm b) 0,5 atm em mmHg 3) Observe a tabela: Esses três materiais foram colo- cados numa proveta, originando um sistema com o seguinte as- pecto: Relacione as substâncias A, B, C com aquelas mencionadas na tabela. Justifique. 4) (ETEC) Em uma cena de um filme, um indivíduo corre carregando uma maleta tipo 007 (volume de 20 dm3) cheia de barras de um certo metal. Considerando que um adulto de peso médio (70 kg) pode deslocar com uma certa velocidade, no máximo, o equivalente ao seu próprio peso, indique qual o me- tal contido na maleta, observando os dados da tabela abaixo. (Dado: 1 dm3 = 1 L = 1 000 cm3) a) Alumínio. d) Chumbo. b) Zinco. e) Ouro. c) Prata. 5) (ETEC) A febre é o aumento da temperatura corpo- ral, que raramente excede a 41ºC nos seres humanos, e faz parte do mecanismo de defesa do corpo, pois é normalmente provocada por processos inflamatórios, infecciosos e de intoxicação. Por outro lado, tempera- turas abaixo de 36,1 ºC, provocadas pela exposição 12 SUBSTÂNCIA TEMPERATURA DE EBULI- ÇÃO - T.E. (°c) Hidrogênio - 253 Nitrogênio - 196 Oxigênio - 183 Argônio - 186 Neônio - 246 EXERCÍCIOS DE CASA prolongada a ambientes muito frios, também podem ser letais: o organismo, na tentativa de manter sua temperatura normal, acelera intensamente o metabo- lismo, acarretando infartos. Quais os valores, em Kelvin (K), para as temperatu- ras mencionadas no texto? 6) Um mergulhador, quando atinge a profundidade de 32 m, está sujeito a uma pressão total de 5 atm, que corresponde à soma da pressão exercida pela atmos- fera e da coluna de água sobre ele. Determine a pres- são total, em mm Hg, que agirá sobre esse mergulha- dor quando ele atingir uma profundidade de 64 m. 7) Neste restaurante do tipo self-service, os clientes são “pesados” na entrada e na saída, e a cobrança é feita em função da diferença de massa. Suponha que você fosse a esse restaurante e na entrada a balança indi- casse 40 quilogramas. Se na saída a balança indicas- se 40,6 quilogramas, a) o seu aumento de massa corresponderia a quantos gramas? b) quanto você pagaria pela refeição? 8) Em vários medicamentos, como, por exemplo, xaro- pes, encontramos um pequeno frasco medidor, como mostra a figura ao lado: Suponha que seu médico tenha lhe receitado to- mar 5 mL de um determinado xarope 4 vezes ao dia, durante 10 dias, e que o frasco continha 0,15 L do me- dicamento. a) Qual volume total, em litros (L), você deve ingerir diariamente? b) Quantos frascos desse medicamento você deve comprar para seguir a prescrição médica? c) Ocorrerá sobra de medicamento? Leia o texto a seguir para resolver as questões 9 e 10. Um dos combustíveis mais utilizados no mundo atual é a gasolina, que é uma mistura de hidrocarbo- netos e apresenta densidade aproximada de 0,8 g/ cm3. Seu preço varia de país para país, de acordo com vários fatores, tais como: quantidade do petróleo extraído de fontes nacionais, quantidade do petróleo importado, custo do transporte do petróleo e seus deri- vados, valor da moeda nacional etc. Nos Estados Uni- dos, a gasolina é comercializada usando-se como uni- dade de medida de volume o galão (correspondente a aproximadamente 3,8 L), cujo preço médio é de US$ 2,00. Num teste para medição de consumo de combustí- vel, um automóvel vazio, contendo 57 L de gasolina no tanque, teve a sua massa medida antes e depois de percorrer uma distância de 150 quilômetros, sendo encontrados os seguintes valores: • massa inicial = 1 025,6 quilogramas • massa final = 1 013,6 quilogramas 9) Determine a massa da gasolina contida em um ga- lão e o preço, em reais, de 1 L dessa gasolina, com- prada nos Estados Unidos (1 US$ = R$ 2,70). 10) Considerando que a variação de massa seja devi- da unicamente à gasolina consumida, determine o volume de gasolina consumido e o consumo médio, em quilômetros por litro, no teste. 11) (ENEM) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituí- do de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses componentes são dadas na tabela. Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álco- ol hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto, mediu a densidade de cada uma, obtendo: 13 A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos: a) I e II. d) III e V. b) I e III. e) IV e V. c) II e IV. 12) (FATEC) – Uma barra de certo metal, de massa igual a 37,8g, foi introduzida num cilindro graduado contendo água. O nível da água contida no cilindro, antes (1) e após (2) a imersão da barra metálica é mostrado na figura. Analisando-se a figura, pode-se afirmar que o metal da barra metálica é provavelmente o a) Ag, d = 10,50 g/cm3 b) Aℓ, d = 2,70 g/cm3 c) Fe, d = 7,87 g/cm3 d) Mg, d = 1,74 g/cm3 e) Pb, d = 11,30 g/cm3 DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS A maior parte dos sólidos é mais densa que sua forma líquida. Por exemplo, o benzeno (C6H6) líquido tem densi- dade 0,90g/cm3 a 5°C. Já o benzeno sólido tem densi- dade 1,0g/cm3 a 5°C. Assim, tendo-se um frasco contendo benzeno lí- quido e abaixando a temperatura, o benzeno sólido que aparece vai para o fundo por ser mais denso. A água é exceção, isto é, o gelo é menos denso que a água líquida. A densidade da água líquida a 0°C é aproximada- mente 1,0g/cm3, enquanto a densidade do gelo a 0°C é 0,92g/cm3. Colocando-se um frasco contendo água líquida no congelador, o gelo aparece na superfície por ser menos denso. Isso acontece porque o espaço entre as partículas (moléculas) na água líquida é menor do que no gelo. Deste modo, a água líquida ocupa menor volume do que igual massa de gelo. 14 S A I B A M A I S Aula 5 temperaturas de fusão e ebulição não permanecem constantes. As temperaturas de fusão (TF) e ebulição (TE) são duas propriedades utilizadas para caracterizar e identi- ficar substâncias puras. Além das TF e TE, é necessário o conhecimento de uma outra propriedade para se identificar uma subs- tância: a densidade. Há várias tabelas contendo os valores de TF, TE e a densidade de muitas substâncias: Existem algumas misturas com comportamento diferente, as quais apresentam um patamarapenas. Misturas eutéticas Essas misturas comportam-se como uma substân- cia, isto é, apresentam TF constante, e o gráfico apre- senta um patamar durante a fusão. Exemplos: solda (estanho + chumbo) gelo + sal de cozinha Ao aquecermos uma amostra de substância pura, como, por exemplo, a água no estado sólido (gelo) e anotarmos as temperaturas nas quais ocorrem as mu- danças de estado, ao nível do mar, obteremos o se- guinte gráfico, onde: O gráfico de aquecimento da água apresenta dois patamares, os quais indicam que, durante as mudan- ças de estado, a temperatura permanece constante. Se aquecermos uma amostra de mistura, como, por exemplo, de água e açúcar e anotarmos as tempe- raturas nas quais ocorrem as mudanças de estado, ao nível do mar, obteremos o seguinte gráfico, onde: ΔtF = variação da temperatura durante a fusão. ΔtE = variação da temperatura durante a ebulição. Durante as mudanças de estado da mistura, as ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA 2 - DIAGRAMAS DE MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO 15 t1 = início da fusão t3 = término da fusão t1 = t2 = 0°C t3 = início da ebulição t4 = término da ebulição t3 = t4 = 100°C O gráfico de mudança de estado de qualquer subs- tância pura apresenta sempre dois patamares. O gráfico de mudança de estado de misturas geral- mente não apresenta patamares. Misturas azeotrópicas Essas misturas comportam-se como uma substân- cia, isto é, apresentam TE constante, e o gráfico a- presenta um patamar durante a ebulição. Exemplo: álcool comum (96% de etanol e 4% de água) 1) Dada a tabela: resolva as questões: a) Qual o estado físico de cada substância à tempera- tura ambiente? b) Construa um gráfico de mudança de estado, indi- cando como a temperatura de uma amostra de cloro- fórmio sólido varia com o tempo quando submetida a aquecimento. Indique os estados físicos presentes em cada região do gráfico. 2) O gráfico a seguir indica as mudanças de estado da substância pura chumbo quando submetida a um aquecimento: a) Qual o estado físico em que o chumbo se encontra após 15 minutos de aquecimento? b) Durante quanto tempo o chumbo permaneceu total- mente liquefeito? c) Em qual estado físico o chumbo se encontra a uma temperatura de 1760 °C? d) Em quais intervalos de tempo o chumbo coexiste em dois estados físicos? 3) (Unicamp-SP) Colocando-se água bem gelada num copo de vidro, em pouco tempo ele fica molhado por fora, devido à formação de minúsculas gotas de água. Para explicar esse fenômeno, propuseram-se as duas hipóteses seguintes: a) Se aparece água do lado de fora do copo, é porque o vidro não é totalmente impermeável. As moléculas de água, atravessando lentamente as paredes do vidro, vão formando minúsculas gotas. b) Se aparece água do lado de fora do copo, deve ha- ver vapor de água no ar. O vapor de água, entrando em contato com as paredes frias do copo, condensa -se em minúsculas gotas. Qual hipótese explica o fenômeno? Justifique. 4) (UNICAMP) A figura adiante mostra o esquema de um processo usado para a obtenção de água potável a partir de água salobra (que contém alta concentração de sais). Este "aparelho" improvisado é usado em regiões de- sérticas da Austrália. 16 EXERCÍCIOS DE AULA a) Que mudanças de estado ocorrem com a água, dentro do "aparelho"? b) Onde, dentro do "aparelho", ocorrem estas mudan- ças? c) Qual destas mudanças absorve energia e de onde esta energia provém? 5) (FUVEST-SP) – Durante a fervura de um líquido homogêneo, à pressão constante, a temperatura varia conforme indica o gráfico: Pergunta-se: a) Trata-se de substância pura? b) Por quê? 1) (UNESP) – Aquecendo-se continuamente uma substância pura, à pressão constante, quando se ob- serva a passagem do estado sólido para o líquido a temperatura do sistema: a) é constante e igual ao ponto de ebulição; b) é constante, mesmo depois que todo o sólido tenha desaparecido; c) é constante, enquanto há sólido; d) aumenta gradativamente; e) aumenta até acabar todo o sólido. 2) Os gráficos esboçados a seguir mostram a variação da temperatura com o tempo durante o aquecimento da água pura, até a ebulição (gráfico I); de uma mistu- ra de água e sal (gráfico II); de uma substância pura qualquer, até as mudanças de fase (gráfico III). Julgue os itens: 1 - O ponto de ebulição de uma mistura de água e sal, com qualquer composição, sob pressão de 1atm, será sempre 101°C. 2 - O patamar obtido para amostras de água pura, de diferentes procedências e em diferentes quantidades, sob pressão de 1atm, corresponderá a 100°C. 3 - No gráfico III, em cada patamar há duas fases. 3) Numa bancada de laboratório temos cinco frascos fechados com rolha comum que contêm, separada- mente, 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 4) (MACK-SP) Analisando o gráfico acima, referente ao aqueci- mento 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. 5) (ETEC) Dois copos, A e B, contendo respectiva- mente 100 mL e 200 mL de água destilada, são aque- cidos 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 temperatu- 17 EXERCÍCIOS DE CASA ras de ebulição nos copos A e B, podemos afirmar: a) tA = tB; TEA = TEB d) tA > tB; TEA = TEB b) tA < tB; TEA < TEB e) tA < tB; TEA = TEB c) tA > tB; TEA > TEB João estava no ponto de ônibus quando foi abor- dado por um desconhecido, que lhe contou uma estó- ria triste, cheia de desgraça, doenças, perda de em- prego etc. Ao final da estória, o desconhecido ofere- ceu-lhe uma corrente de ouro 18 quilates, de massa igual a 76 g, por apenas R$ 50,00. João, condoído e tentado pela oferta vantajosa, acabou comprando a corrente. Mais tarde, meio des- confiado, 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 16,5 g/cm3, responda às questões: 6) A corrente era realmente de ouro 18 quilates? Explique como você chegou a essa conclusão. 7) Por certo, a aparência da corrente contribuiu para a decisão de João, que se esqueceu ou desconhecia o fato de que um objeto pode ser recoberto por uma fina película de metal e, dessa forma, ter sua aparência alterada. Baseado na tabela de densidade apresenta- da a seguir, qual dos metais apresentados deve ser o mais provável constituinte da corrente? Justifique sua resposta. 8) O sistema formado pela corrente e a água é homo- gêneo ou heterogêneo? Quantas fases apresenta? 9) Sabendo que o ouro 18 quilates é formado por 75% de ouro e 25% de prata e cobre, em massa, identifique o gráfico que melhor representaria sua fusão: Justifique sua escolha. 18 ANOTAÇÕES Aula 6 bônico). 4. Aparecimento de chama ou luminosidade. Exem- plos: álcool queimando, luz emitida pelos vaga-lumes. Algumas reações ocorrem sem essas evidências visuais. A formação de novas substâncias é constatada pela mudança das propriedades físico-químicas.EQUAÇÕES QUÍMICAS As substâncias são representadas por fórmulas, que indicam os elementos constituintes através de sím- bolos, e as quantidades de átomos através de índices. As reações químicas são representadas por equa- ções químicas, que mostram as fórmulas das substân- cias participantes, em proporções adequadas. Esquematicamente: Como uma reação é um rearranjo dos átomos, é necessário que: Sempre que o número total de átomos dos reagen- tes for igual ao dos produtos, diz-se que a equação está balanceada. Veja um exemplo de equação química balanceada: Em equação temos: N2 + 3H2 → 2NH3 Qualquer modificação que ocorra com a matéria é considerada um fenômeno: água em ebulição, massa do pão "crescendo", explosão de uma bomba etc. Os fenômenos podem ser classificados em físicos ou químicos. Nesses fenômenos, a forma, o tamanho, a aparên- cia e o estado físico podem mudar, porém a constitui- ção da substância não sofre alterações. Os principais fenômenos físicos são as mudanças de estado físico. Quando ocorre um fenômeno químico, uma ou mais substâncias se transformam e dão origem a no- vas substâncias. Então, dizemos que ocorreu uma rea- ção química. Veja o exemplo: Uma maneira bem simples de reconhecermos a ocorrência de um fenômeno químico é a observação visual de alterações que ocorrem no sistema. A formação de uma nova substância está associa- da à: 1. Mudança de cor. Exemplos: queima de papel; cân- dida ou água de lavadeira em tecido colorido; queima de fogos de artifício. 2. Liberação de um gás (efervescência). Exemplos: antiácido estomacal em água; bicarbonato de sódio (fermento de bolo) em vinagre. 3. Formação de um sólido. Exemplos: líquido de ba- teria de automóvel + cal de pedreiro dissolvida em á- gua; água de cal + ar expirado pelo pulmão (gás car- TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA FENOMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS 19 Fenômenos físicos: não alteram a natureza da maté- ria, isto é, a sua composição. Fenômenos químicos: alteram a natureza da maté- ria, ou seja, a sua composição. reagentes produtos Nº total de átomos Nº total de átomos dos reagentes dos produtos Tomando a reação acima como referencial, vamos fazer a diferença entre os termos coeficiente e índice. Pegue-se, por exemplo, a amônia (NH3), da ma- neira como ela está escrita: • A representação indica que temos duas moléculas de NH3. Essa quantidade é determinada pelo coefici- ente. • A representação indica que em uma molécula de amônia há um átomo de nitrogênio e três átomos de hidrogênio. Essas quantidades são determinadas pe- los índices. • Ao todo, podemos dizer que a representação indica a existência de duas moléculas de amônia e oito áto- mos, sendo seis de hidrogênio e dois de nitrogênio. FIQUE LIGADO! Fotossíntese Areação que é o pulmão do mundo A quantidade de gás carbônico (CO2) na atmosfera é controlada por vários processos, destacando-se o efetuado pelas plantas superiores, algumas algas e bactérias, através da fotossíntese. Através de poros existentes nas folhas chamados estômatos, o CO2 atmosférico se difunde para o interi- or da planta e atinge organelas chamadas cloroplas- tos. Por meio da clorofila, pigmento de estrutura com- plexa, ocorre a absorção de energia luminosa. A fotos- síntese é, portanto, um processo endotérmico. Retirando o dióxido de carbono do ar e a água do solo, as plantas combinam essas substâncias para formar carboidratos (açúcares). Clorofila, a luz do sol e enzimas (proteínas que aceleram a reação) são ne- cessárias. O que é extremamente importante é o fato de a fotossíntese produzir gás oxigênio (O2), renovando, assim, o suprimento vital dessa substância. 20 O reverso da fotossíntese – açúcar vira energia Os seres vivos oxidam (queimam) carboidratos para produzir dióxido de carbono, água e energia. C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia Assim, existe um ciclo na natureza. Durante o metabolismo, as plantas e os animais retiram O2 do ar e libe- ram CO2. Na fotossíntese, as plantas retiram CO2 do ar e liberam O2. As plantas armazenam energia solar nos carboidratos (a fotossíntese é endotérmica, absorve energia). No metabolismo desses carboidratos, a mesma quantidade de energia é liberada (o processo é exotérmico, libera energia). 1) (UFMG) A alternativa que não envolve reação quí- mica é: a) Caramelização do açúcar. b) Combustão da lenha. c) Dissolução em água de um comprimido efervescen- te. d) Explosão da dinamite. e) Precipitação da chuva. 2) Classifique os fenômenos em físicos ou químicos: a) secagem de roupa pendurada no varal; b) desaparecimento de bolinhas de naftalina coloca- das em armários; c) produção do álcool a partir da cana-de-açúcar; d) produção de vinho a partir da uva; e) queima de um fósforo; f) batida de carros; g) explosão após uma batida de carros; h) produção da gasolina a partir do petróleo; i) queima da gasolina. 3) (UFSC) O(s) fenômeno(s) a seguir, que envolve (m) reação(ões) química(s), é(são) (01) digestão dos alimentos. (02) enferrujamento de uma calha. (04) explosão da dinamite. (08) fusão do gelo. (16) queda da neve. (32) combustão do álcool de um automóvel. (64) sublimação da naftalina. Indique a soma dos itens corretos. 4) O metano (CH4) reage com cloro (Cℓ2) formando tetracloreto de carbono (CCℓ4) e cloreto de hidrogênio (HCℓ) de acordo com o esquema: Escrever uma equação balanceada para a reação quí- mica citada. 5) (FAEE-GO) – A sequência na qual todas as subs- tâncias simples apresentam atomicidades diferentes entre si é: a) H2, H2O, H2O2 e O2 b) S8, Fe, O2 e P4 c) F2, Aℓ, N2 e O3 d) CH4, CCℓ4, H2SO4 e HCℓO4 e) Na2O, NaCℓ, HCℓ e H2O 1) O metano, CH4, é o principal componente do gás natural. A sua combustão fornece gás carbônico (CO2) e água. A representação da reação usando o modelo de Dal- ton é: Escrever a equação química balanceada da combus- tão do metano. 2) Qual das alternativas abaixo contém somente subs- tâncias simples: a) H2O, HCℓ, CaO d) H2, Cℓ2, NaK b) H2O, Au, K e) Au, Fe, O2 c) H2O, Cℓ2, K 3) Muitos processos químicos e físicos fazem parte do cotidiano, como, por exemplo: I. queima de gasolina II. dissolução de açúcar no café III. derreter gelo IV. escurecimento de uma maçã cortada V. desbotamento de pintura Indique a alternativa que contém somente processos químicos: a) II, III e V d) I, II e V b) I, IV e V e) I, II e III c) II, III e IV 4) Indique qual das misturas a seguir é sempre um sistema homogêneo nas condições ambiente: a) água e óleo de milho b) oxigênio e nitrogênio c) água e gasolina d) álcool etílico e areia e) água e serragem 5) O esquema representa uma reação química ou fe- nômeno químico. Quais os coeficientes da equação? a) 1, 2 e 1 d) 2, 1 e 1 b) 1, 2 e 2 e) 2, 2 e 2 c) 2, 1 e 2 21 EXERCÍCIOS DE AULA EXERCÍCIOS DE CASA