COLÉGIO INEDI Prof. Luiz Antônio Tomaz

1. EFETUANDO MEDIDAS PARA CONTROLAR REAÇÕES QUÍMICAS COLÉGIO INEDIProf. Luiz Antônio Tomaz

2. EFETUANDO MEDIDAS Ao realizar reações químicas e estudá-las, até o presente momento, tivemos preocupação apenas com seus aspectos qualitativos.

3. EFETUANDO MEDIDAS As observações qualitativas, obviamente que são importantes, mas mostram apenas o que existe no sistema em estudo.

4. EFETUANDO MEDIDAS A análise qualitativa de uma amostra de ar, com suspeita de estar poluído, poderá demonstrar que há monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre, etc.

5. Poluição atmosférica: CO2, NO2, C, CO, SO2 normalmente estão presentes.

6. EFETUANDO MEDIDAS Sabemos que os gases citados são prejudiciais, mas a partir de que parâmetros? De nada vale essa análise se as quantidades, geralmente em gramas por metro cúbico, não forem expressas.

7. EFETUANDO MEDIDAS Aliás, vendo a História da Química, nem sempre as medições tiveram destaque. Somente com Lavoisier (Séc. XVIII) é que a balança foi utilizada para determinar as massas dos participantes das reações químicas.

8. Lavoisier, o “pai da Química”, e seu laboratório (abaixo).

9. EFETUANDO MEDIDAS Pois bem, encontramo-nos em um estágio tal do nosso curso, em que uma abordagem quantitativa é indispensável, a fim de que possamos aprender novos conceitos.

10. EFETUANDO MEDIDAS É bom (re)lembrar que medida é o resultado da comparação entre aquilo que se mede com um padrão (arbitrário).

11. EFETUANDO MEDIDAS Assim, quando afirmamos que um saco de batatas apresenta massa igual a 50kg, queremos dizer que essa massa é 50 vezes maior do que a massa de um cilindro especial de platina-irídio ADOTADO INTERNACIONALMENTE.

12. EFETUANDO MEDIDAS Esse cilindro tem o volume aproximado de ... R=3,9cm H =3,9cm V = πR2H = 3,1416 x (3,9cm)2 x 3,9cm = 186,35cm3

13. EFETUANDO MEDIDAS Note que uma grandeza, além de um número que representa a quantidade, necessita de uma unidade. É a unidade que dará significado à grandeza.

14. EFETUANDO MEDIDAS No caso da massa temos . . . Grandeza = massa Unidade = quilograma (kg)

15. EFETUANDO MEDIDAS Na Química, várias são as grandezas utilizadas. Sendo, além da massa, as principais ...

16. EFETUANDO MEDIDAS GRANDEZA UNIDADE* ABREVIAÇÃO massa grama, quilograma*, ... g, kg, ... volume litro, mililitro, metro cúbico*, ... L, mL, m3, ... temperatura graus celsius, kelvin*, ... ºC, K, ... tempo segundo*, minuto, hora, ... s, min, h, ... pressão atmosfera, pascal*, ... atm, Pa, ... energia caloria, joule*, ... cal, J, ... quant. de matéria mol* mol PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICA *adotado pelo Sistema Internacional (SI)

17. EFETUANDO MEDIDAS PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICA Citamos algumas grandezas utilizadas pela química. Muitas outras são necessárias e aparecerão ao longo dos estudos.

18. EFETUANDO MEDIDAS PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICA Destacamos, por outro lado, que há grandezas que derivam de outras. Como conseqüência, suas unidades também. Repare no exemplo a seguir . . .

19. EFETUANDO MEDIDAS PRINCIPAIS GRANDEZAS E UNIDADES USADAS NA QUÍMICA A densidade* do ferro é 7,8g/cm3. Note que a grandeza densidade deriva de massa e de volume. * não expressamos esse exemplo no SI, por ser esta apresentação muito comum na Química.

20. EFETUANDO MEDIDAS Outro aspecto importante a considerar, quando se trata de grandezas, é como medi-las. Aparelhos, cada vez mais sofisticados e precisos, são desenvolvidos. Principalmente com o avanço da tecnologia digital. Ilustramos, em seguida, dois deles usados em química . . .

21. EFETUANDO MEDIDAS Medindo massas . . . Balança de laboratório

22. EFETUANDO MEDIDAS Medindo volumes líquidos . . . Provetas, balão volumétrico.

23. EFETUANDO MEDIDAS Agora que destacamos a importância de se medir, especialmente na Química, uma pergunta: Que padrão utilizar para medir a massa de um átomo ou uma molécula de uma determinada substância?

24. EFETUANDO MEDIDAS Lembremo-nos que átomos e moléculas são entes muito pequenos. Não os enxergamos diretamente. Fazemos modelos aproximados do que eles seriam na realidade. Seria possível colocar um átomo em uma balança?

25. EFETUANDO MEDIDAS Como isso não é possível e a escolha de um padrão é arbitrária, faz-se a escolha de um que seja compatível com a pequenez dos átomos e das moléculas.

26. EFETUANDO MEDIDAS O padrão a ser escolhido deverá ter a mesma ordem de grandeza de átomos e de moléculas. E o que tem tamanho de átomos? Outros átomos!

27. EFETUANDO MEDIDAS De início a escolha do padrão recaiu no átomo de hidrogênio. Hoje, a referência é o átomo de um dos isótopos do carbono: o carbono 12.

28. EFETUANDO MEDIDAS Na verdade, esse padrão tem como referência o carbono 12, mas apenas 1/12 do mesmo é chamada unidade de massa atômica, ou simplesmente “u”.

29. EFETUANDO MEDIDAS Assim, ao comparar uma molécula de água com a unidade de massa atômica, dizemos que ela (a água) é 18 vezes mais “pesada” do que 1/12 da massa do carbono 12.

30. EFETUANDO MEDIDAS Massa molecular da água: 18u (significa que cada molécula de água “pesa” 18 vezes mais do que 1/12 da massa do C-12) Molécula de H2O MM = 18u

31. EFETUANDO MEDIDAS Pois bem, acontece que, na prática do laboratório ou da indústria não se trabalha com átomos ou moléculas isoladamente. Por isso, são utilizados como padrão o “grama”, o “litro”, ...

32. EFETUANDO MEDIDAS Então, como relacionar a unidade de massa atômica com a unidade de grama, por exemplo? Agrupando uma quantidade muito grande de átomos ou de moléculas, para termos um fator de conversão.

33. EFETUANDO MEDIDAS Aliás, em nosso dia a dia, várias vezes agrupamos “coisas” com o intuito de facilitar contagens. Quer ver? Dúzia de ovos = 12 unidades; Cento de salgadinhos = 100 unidades Milheiro de tijolos = 1000 unidades Resma de folhas de papel = 500 unidades

34. EFETUANDO MEDIDAS Um dos significados do que foi exposto é: Fator de conversão da dúzia é 12; Fator de conversão do cento é 100; Fator de conversão de milheiro é 1000; Fator de conversão de resma é 500.

35. EFETUANDO MEDIDAS Agrupar átomos e moléculas também é possível, mas salientamos que não é um conceito de fácil “digestão”. Isso, insistimos, por causa do tamanho diminuto desses entes (sub)microscópicos. Entretanto, lá vai!

36. EFETUANDO MEDIDAS Podemos dizer que a “dúzia”, o “milheiro”, o “cento” dos químicos é o MOL. Mas, quanto vale 1 MOL? Exatos 602000000000000000000000! (seiscentos e dois sextilhões)

37. EFETUANDO MEDIDAS Esse número gigantesco é simbolizado por “N” e é conhecido por número de Avogadro. Por razões de facilitação de escrita, é comum representá-lo em notação científica: N = 6,02 x 1023

38. EFETUANDO MEDIDAS Esse número fantasticamente grande é o fator de conversão de unidade de massa atômica em grama. CAMPO SUBMICROSCÓPICO CAMPO MACROSCÓPICO 6,02 x 1023 Unidade: u Unidade:g

39. EFETUANDO MEDIDAS Por exemplo: 1 molécula de H2O: 18u 1 MOL* de H2O: 18g (repare na coincidência numérica, nunca de unidade) * 6,02 x 1023 moléculas.

40. EFETUANDO MEDIDAS Significados: 18 u é a massa molecular da água; 18g é a massa molar da água. Perceba que massa molecular é diferente de massa molar.

41. EFETUANDO MEDIDAS Veja outro exemplo: Para o oxigênio(monoatômico), a massa atômica é 16u. A massa molar é 16g. Para o oxigênio (O2, molecular), a massa molecular é 32u. A massa molar é 32g.

42. EFETUANDO MEDIDAS Concluindo: Um aspecto muito importante que queremos destacar é que não tivemos preocupação, nem tempo, para explicar os métodos utilizados pelos cientistas para chegar às conclusões apresentadas.

43. EFETUANDO MEDIDAS Oportunamente poderemos abordar o assunto. Por enquanto, basta-nos saber utilizar os conceitos apresentados: medidas, unidades de medida, instrumentos de medida, mol, massa molar, massa atômica, massa molecular.

44. EFETUANDO MEDIDAS Por fim, salientamos que os valores de massa atômica e conseqüentes valores de massa molecular e massa molar (é só fazer as conversões necessárias) podem ser obtidos (jamais decorados) utilizando a Tabela Periódica de Mendeleiev.