1. Fronts Quimica 1 Feltre LA 10/06/2005 16:12 Page 1CompositeC M Y CM MY CY CMY KJOHN WILLIAM BANAGAN / THE IMAGE BANK GETTY IMAGESEngenheiro Qumico pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo.Doutor em Engenharia Qumica pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo.Professor de Qumica em cursos pr-vestibulares e em cursos superiores.Ilustraes: Adilson Secco, Nelson Matsuda-6 edioSo Paulo, 2004

2. Ttulo original: QUMICA Ricardo Feltre, 2004Coordenao editorial: Jos Luiz Carvalho da CruzEdio de texto: Alexandre da Silva Sanchez, Flvia Schiavo, Mrcio CostaColaboradora: Soraya Saadeh (Manual do Professor)Reviso tcnica: Francisco Benedito Teixeira Pessini, Soraya SaadehReviso editorial: Maria Aiko NishijimaPreparao de texto: Morissawa Casa de Edio MEAssistncia editorial: Joel de Jesus Paulo, Rosane Cristina Thahira, Regiane deCssia ThahiraCoordenao de design e projetos visuais: Sandra Botelho de Carvalho HommaProjeto grfico: Marta Cerqueira Leite, Sandra Botelho de Carvalho HommaCapa: Luiz Fernando RubioFoto: Mulher trabalhando nas salinas, VietnJohn William Banagan/The Image Bank-Getty ImagesCoordenao de produo grfica: Andr Monteiro, Maria de Lourdes RodriguesCoordenao de reviso: Estevam Vieira Ldo Jr.Reviso: Daniela Bessa Puccini, Jos Alessandre S. NetoCoordenao de arte: Wilson Gazzoni AgostinhoEdio de arte: Wilson Gazzoni AgostinhoEditorao eletrnica: Setup Bureau Editorao EletrnicaCoordenao de pesquisa iconogrfica: Ana Lucia SoaresPesquisa iconogrfica: Vera Lucia da Silva BarrionuevoAs imagens identificadas com a sigla CID foram fornecidas pelo Centro deInformao e Documentao da Editora Moderna.Coordenao de tratamento de imagens: Amrico JesusTratamento de imagens: Amrico Jesus, Fabio N. Precendo e Rubens M. RodriguesSada de filmes: Helio P. de Souza Filho, Marcio H. KamotoCoordenao de produo industrial: Wilson Aparecido TroqueImpresso e acabamento:Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)(Cmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)Feltre, Ricardo, 1928- .Qumica / Ricardo Feltre. 6. ed. So Paulo : Moderna, 2004.Obra em 3 v.Contedo: V. 1. Qumica geral v. 2.Fsico-qumica v. 3. Qumica orgnicaBibliografia.1. Qumica (Ensino mdio) 2. Fsico-qumica(Ensino mdio) Problemas, exerccios etc.I. Ttulo.04-2879 CDD-540.7ndices para catlogo sistemtico:1. Qumica : Ensino mdio 540.7Reproduo proibida. Art. 184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Todos os direitos reservadosEDITORA MODERNA LTDA.Rua Padre Adelino, 758 - BelenzinhoSo Paulo - SP - Brasil - CEP 03303-904Vendas e Atendimento: Tel. (0_ _11) 6090-1500Fax (0_ _11) 6090-1501www.moderna.com.br2005Impresso no Brasil1 3 5 7 9 10 8 6 4 2Ficha QUIMICA 1-PNLEM 2 06/07/2005, 15:23 3. APRESENTAOReproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Em seus trs volumes, esta obra procura contribuir parao ensino da Qumica entre os alunos do Ensino Mdio. Nelaso apresentados os conhecimentos bsicos da Qumica esuas aplicaes mais importantes. Continuamos nos guian-dopara a simplificao da teoria, na articulao desta comos fatos do cotidiano e na diversificao dos exerccios.Para atingir essa finalidade, cada captulo da obra foidividido em tpicos que visam tornar a exposio tericagradual e didtica. No final de cada tpico, propusemosalgumas perguntas cuja finalidade a reviso das idiasprincipais a desenvolvidas, seguindo-se tambm uma sriede exerccios sobre o que foi discutido.Em todos os captulos foram colocados, em muitas opor-tunidades,boxes com curiosidades e aplicaes da Qumica,pequenas biografias de cientistas, sugestes de atividadesprticas e leituras. A inteno dessas sees foi proporcio-narmaior articulao dessa cincia com outras, como a Ma-temtica,a Fsica e a Biologia, e tambm com os avanostecnolgicos.Agradecemos aos professores e aos alunos que presti-giamnossa obra e reiteramos que crticas e sugestes serosempre bem recebidas.O autorSumario-QF1-PNLEM 3 6/7/05, 14:05 4. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.SUMRIO 1Captulo 1 PRIMEIRA VISO DA QUMICA1. Observando a natureza, 22. As transformaes da matria, 33. A energia que acompanha as transformaes da matria, 5Box: Veja o que a falta de energia pode provocar, 74. Conceito de Qumica, 75. A Qumica em nosso cotidiano, 7Atividades prticas pesquisa 8Reviso, 9Exerccios, 9Leitura, 10 Questes sobre a leitura, 10VOLUMECaptulo 2CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES1. Como a matria se apresenta: Homognea? Heterognea?, 122. Fases de um sistema, 123. Como a matria se apresenta: Pura? Misturada?, 13Atividades prticas, 14Reviso, 14Exerccios, 15 Exerccios complementares, 154. Transformaes da gua, 15Reviso, 18Exerccios, 18 Exerccios complementares, 195. As observaes e as experincias na cincia, 205.1. Medies: o cotidiano e o cientfico, 205.2. Uma medio importante: a densidade, 235.3. A importncia dos grficos no dia-a-dia, 24Atividades prticas, 26Reviso, 26Exerccios, 26 Exerccios complementares, 286. Substncia pura (ou espcie qumica), 29Reviso, 30Exerccios, 307. Processos de separao de misturas, 317.1. Filtrao, 327.2. Decantao, 337.3. Destilao, 35Box: Destilao do ar lquido, 36Sumario-QF1-PNLEM 4 30/5/05, 10:53 5. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Captulo 37.4. Cristalizao, 367.5. Outros processos de desdobramento de misturas, 368. Aprendendo mais sobre o laboratrio de Qumica, 379. A segurana nos laboratrios de Qumica, 39Atividades prticas, 40Reviso, 40Exerccios, 41 Exerccios complementares, 42Leitura, 43 Questes sobre a leitura, 44Desafio, 45EXPLICANDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES1. Vale a pena explicar (entender) os fatos do cotidiano (e da cincia)?, 49Box: Conhecimento e poder, 492. As tentativas de explicar a matria e suas transformaes, 493. O nascimento da Qumica, 503.1. A lei de Lavoisier, 503.2. A lei de Proust, 51Atividades prticas, 52Reviso, 52Exerccios, 524. A hiptese de Dalton, 535. Os elementos qumicos e seus smbolos, 54Reviso, 55Exerccios, 556. Explicando a matria As substncias qumicas, 556.1. Substncias simples, 576.2. Substncias compostas ou compostos qumicos, 587. Explicando a matria As misturas, 58Atividades prticas pesquisa 59Reviso, 59Exerccios, 60 Exerccios complementares, 608. Explicando as transformaes dos materiais, 618.1 As transformaes fsicas, 618.2 As transformaes qumicas, 61 fcil reconhecer uma transformao qumica?, 62 Misturar ou reagir?, 639. As propriedades das substncias, 64Atividades prticas, 64Reviso, 65Exerccios, 65 Exerccios complementares, 65Sumario-QF1-PNLEM 5 30/5/05, 10:53 6. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Captulo 410. Explicando as variaes de energia que acompanhamas transformaes materiais, 6611. Segunda viso da Qumica, 6612. Como a cincia progride, 67Atividades prticas, 69Reviso, 69Exerccios, 69Leitura, 70 Questes sobre a leitura, 71Desafio, 72A EVOLUO DOS MODELOS ATMICOS1. O modelo atmico de Thomson, 752. A descoberta da radioatividade, 773. O modelo atmico de Rutherford, 78Atividades prticas, 80Reviso, 80Exerccios, 81 Exerccios complementares, 814. A identificao dos tomos, 814.1. Nmero atmico, 824.2. Nmero de massa, 824.3. Elemento qumico, 824.4. ons, 824.5. Istopos, isbaros e istonos, 83Reviso, 84Exerccios, 85 Exerccios complementares, 865. O modelo atmico de Rutherford-Bohr, 865.1 Introduo, 865.2 Um breve estudo das ondas, 875.3 As ondas eletromagnticas, 885.4 O modelo de Rutherford-Bohr, 90Atividades prticas, 92Reviso, 92Exerccios, 93 Exerccios complementares, 936. O modelo dos orbitais atmicos, 94Box: Pode-se ver o tomo?, 957. Os estados energticos dos eltrons, 967.1 Nveis energticos, 967.2 Subnveis energticos, 967.3 Orbitais, 967.4 Spin, 977.5 A identificao dos eltrons, 98Reviso, 99Exerccios, 100 Exerccios complementares, 101Sumario-QF1-PNLEM 6 30/5/05, 10:53 7. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.8. A distribuio eletrnica, 1018.1 Distribuio eletrnica em tomos neutros, 1018.2 Distribuio eletrnica nos ons, 102Exerccios, 103 Exerccios complementares, 104Leitura, 105 Questes sobre a leitura, 107Desafio, 108Captulo 5 A CLASSIFICAO PERIDICA DOS ELEMENTOS1. Histrico, 1112. A classificao peridica moderna, 113Classificao peridica dos elementos, 1142.1. Perodos, 1152.2. Colunas, grupos ou famlias, 1152.3. Os nomes dos elementos qumicos, 117Reviso, 118Exerccios, 118 Exerccios complementares, 1193. Configuraes eletrnicas dos elementosao longo da classificao peridica, 119Reviso, 121Exerccios, 121 Exerccios complementares, 1234. Propriedades peridicas e aperidicas dos elementos qumicos, 1234.1 Introduo, 1234.2 Raio atmico, 1244.3 Volume atmico, 1264.4 Densidade absoluta, 1274.5 Ponto de fuso e de ebulio, 1274.6 Potencial de ionizao, 1274.7 Eletroafinidade ou afinidade eletrnica, 127Atividades prticas, 128Reviso, 128Exerccios, 128 Exerccios complementares, 130Leitura, 131 Questes sobre a leitura, 132Desafio, 133Captulo 6 AS LIGAES QUMICAS1. Introduo, 1362. Ligao inica, eletrovalente ou heteropolar, 1372.1. Conceitos gerais, 1372.2. A ligao inica e a Tabela Peridica, 1392.3. O tamanho do on, 140Reviso, 141Exerccios, 141 Exerccios complementares, 142Sumario-QF1-PNLEM 7 30/5/05, 10:53 8. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.3. Ligao covalente, molecular ou homopolar, 1433.1. Ligao covalente, 1433.2. Caso particular da ligao covalente, 1453.3. Frmulas de compostos covalentes, 1463.4. Compostos moleculares e compostos inicos, 1473.5. Excees regra do octeto, 148Reviso, 149Exerccios, 149 Exerccios complementares, 1504. Ligao metlica, 1514.1. Estrutura dos metais, 1514.2. A ligao metlica, 1524.3. Propriedades dos metais, 152Reviso, 153Exerccios, 153Leitura, 154 Questes sobre a leitura, 154Desafio, 155Captulo 7 A GEOMETRIA MOLECULAR1. A estrutura espacial das molculas, 1571.1. Conceitos gerais, 1571.2. Molculas com pares eletrnicos ligantes e no-ligantes, 1581.3. Teoria da repulso dos pares eletrnicos da camada de valncia, 1581.4. Macromolculas covalentes, 1591.5. Alotropia, 159 A alotropia do carbono, 159 A alotropia do fsforo, 160 A alotropia do enxofre, 161Reviso, 161Exerccios, 162 Exerccios complementares, 1632. Eletronegatividade/polaridade das ligaes e das molculas, 1642.1. Conceitos gerais, 1642.2. Ligaes polares e ligaes apolares, 1652.3. Momento dipolar, 1662.4. Molculas polares e molculas apolares, 167Reviso, 168Exerccios, 169 Exerccios complementares, 1703. Oxidao e reduo, 1713.1. Conceitos de oxidao e reduo, 1713.2. Conceito de nmero de oxidao, 1723.3. Nmeros de oxidao usuais, 1733.4. Clculo dos nmeros de oxidao, 173Box: A exploso do foguete brasileiro VLS-1(Veculo Lanador de Satlites-1), 174Reviso, 174Exerccios, 175 Exerccios complementares, 1764. Foras (ou ligaes) intermoleculares, 1764.1. Foras (ou ligaes) dipolo-dipolo, 176Sumario-QF1-PNLEM 8 6/7/05, 14:08 9. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.4.2. Ligaes por pontes de hidrognio, 1764.3. Foras (ou ligaes) de Van der Waals (ou de London), 1784.4. Relao entre as ligaes e as propriedades das substncias, 179Atividades prticas, 179Reviso, 180Exerccios, 180 Exerccios complementares, 182Leitura, 183 Questes sobre a leitura, 184Desafio, 184Captulo 8 CIDOS, BASES E SAIS INORGNICOS1. Introduo, 1881.1. Dissociao e ionizao, 1891.2. Grau de ionizao, 189Reviso, 190Exerccios, 1902. cidos, 1912.1. A definio de cido de Arrhenius, 1912.2. Classificao dos cidos, 191a) De acordo com o nmero de hidrognios ionizveis, 191b) De acordo com a presena ou no de oxignio na molcula, 192c) De acordo com o grau de ionizao, 1922.3. Frmulas dos cidos, 1922.4. Nomenclatura dos cidos, 193a) Hidrcidos, 193b) Oxicidos, 1932.5. cidos importantes, 194a) cido sulfrico H2SO4, 194b) cido clordrico HCl, 195c) cido ntrico HNO3, 195d) cido fluordrico HF, 195Reviso, 196Exerccios, 196 Exerccios complementares, 1973. Bases ou hidrxidos, 1983.1. Definio de base de Arrhenius, 1983.2. Classificaes das bases, 199a) De acordo com o nmero de hidroxilas (OH#), 199b) De acordo com o grau de dissociao, 199c) De acordo com a solubilidade em gua, 1993.3. Frmulas das bases, 1993.4. Nomenclatura das bases, 199a) Quando o elemento forma apenas uma base, 199b)Quando o elemento forma duas bases, 1993.5. Bases importantes, 200a) Hidrxido de sdio NaOH, 200b) Hidrxido de clcio Ca(OH)2, 200c) Hidrxido de amnio NH4OH, 201Reviso, 201Exerccios, 201Sumario-QF1-PNLEM 9 30/5/05, 10:53 10. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.4. Comparao entre cidos e bases, 2024.1. Propriedades funcionais, 2024.2. A medida do carter cido e do bsico, 203Box: Acidez do solo, 204Atividades prticas, 204Reviso, 205Exerccios, 205 Exerccios complementares, 2055. Sais, 206Box: Imprio do sal, 2065.1. Conceituao dos sais, 2075.2. Reao de neutralizao total/Sais normais ou neutros, 207a) Frmula geral dos sais normais, 208b) Nomenclatura dos sais normais, 208c) Solubilidade dos sais normais, 2095.3. Outros tipos de sais, 209a) Sais cidos ou hidrogeno-sais, 209b) Sais bsicos ou hidroxi-sais, 209c) Sais duplos ou mistos, 210d) Sais hidratados ou hidratos, 210e) Sais complexos, 210Box: O galo do tempo, 2105.4. Sais importantes, 210a) Cloreto de sdio NaCl, 210b) Carbonato de sdio Na2CO3, 211c) Hipoclorito de sdio NaOCl, 211d) Carbonato de clcio CaCO3, 211Atividades prticas, 211Reviso, 212Exerccios, 212 Exerccios complementares, 213Leitura, 214 Questes sobre a leitura, 215Desafio, 216Captulo 9 XIDOS INORGNICOS1. Definio de xido, 2192. Frmula geral dos xidos, 2193. xidos bsicos, 2203.1. Nomenclatura dos xidos bsicos, 2204. xidos cidos ou anidridos, 2214.1. Nomenclatura dos xidos cidos, 2225. xidos anfteros, 2226. xidos indiferentes ou neutros, 2237. xidos duplos, mistos ou salinos, 2248. Perxidos, 224Box: gua oxigenada, 225Sumario-QF1-PNLEM 10 30/5/05, 10:53 11. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.9. xidos importantes, 2259.1. xido de clcio CaO, 2259.2. Dixido de carbono CO2, 226Reviso, 226Exerccios, 227 Exerccios complementares, 22810.As funes inorgnicas e a classificao peridica, 228Reviso, 231Exerccios, 231 Exerccios complementares, 232Leitura, 233 Questes sobre a leitura, 235Desafio, 235Captulo 10 AS REAES QUMICAS1. Introduo, 2381.1. Equaes inicas, 2392. Balanceamento das equaes qumicas, 240Reviso, 241Exerccios, 2413. Classificaes das reaes qumicas, 2423.1. Reaes de sntese ou de adio, 2423.2. Reaes de anlise ou de decomposio, 2433.3. Reaes de deslocamento ou de substituio ou de simples troca, 2433.4. Reaes de dupla troca ou de dupla substituio, 244Reviso, 244Exerccios, 244 Exerccios complementares, 2454. Quando ocorre uma reao qumica?, 2464.1. Reaes de oxirreduo, 246a) Comportamento dos metais, 246b) Comportamento dos no-metais, 2474.2. Reaes que no so de oxirreduo, 248a) Quando um dos produtos for menos solvel que os reagentes, 248b)Quando um dos produtos for mais voltil que os reagentes, 248c) Quando um dos produtos for menos ionizado que os reagentes, 249Reviso, 249Exerccios, 250 Exerccios complementares, 2515. Resumo das principais reaes envolvendo as funes inorgnicas, 2525.1. Reaes entre os opostos, 2525.2. Outros tipos de reao, 253a) Reaes com o oxignio, 253b) Reaes com o hidrognio, 253c) Reaes com a gua, 253d) Comportamento diante do calor, 254Atividades prticas, 255Reviso, 255Exerccios, 255 Exerccios complementares, 256Leitura, 258 Questes sobre a leitura, 258Desafio, 259Sumario-QF1-PNLEM 11 30/5/05, 10:53 12. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Captulo 11Captulo 12MASSA ATMICA E MASSA MOLECULAR1. Unidade de massa atmica (u), 2632. Massa atmica, 2632.1. Massa atmica dos elementos qumicos, 2642.2. Determinao moderna das massas atmicas, 2642.3. Regra de Dulong-Petit, 265Reviso, 265Exerccios, 2653. Massa molecular, 266Reviso, 267Exerccios, 2674. Conceito de mol, 2685. Massa molar (M ), 269Reviso, 270Exerccios, 270 Exerccios complementares, 273Leitura, 274 Questes sobre a leitura, 276Desafio, 276ESTUDO DOS GASES1. Introduo, 2782. O estado gasoso, 2783. O volume dos gases, 2784. A presso dos gases, 2795. A temperatura dos gases, 280Box: Zero absoluto, 281Reviso, 281Exerccios, 2816. As leis fsicas dos gases, 2826.1. Lei de Boyle-Mariotte, 282Box: As leis da cincia s valem dentro de certos limites, 2836.2. Lei de Gay-Lussac, 2836.3. Lei de Charles, 2847. Equao geral dos gases, 2868. Condies normais de presso e temperatura (CNPT), 2869. Teoria cintica dos gases, 28610.Gs perfeito e gs real, 287Atividades prticas, 287Reviso, 288Exerccios, 288 Exerccios complementares, 29011.Leis volumtricas das reaes qumicas (leis qumicas dos gases), 29111.1. Leis volumtricas de Gay-Lussac, 291Sumario-QF1-PNLEM 12 30/5/05, 10:54 13. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Captulo 1311.2. Hiptese ou lei de Avogadro, 291Reviso, 293Exerccios, 293 Exerccios complementares, 29412.Volume molar, 29413.Equao de Clapeyron, 295Reviso, 297Exerccios, 297 Exerccios complementares, 30014.Misturas gasosas, 30114.1. Conceitos gerais, 301a) Relao entre os gases iniciais e a mistura final, 302b) Situao dentro da mistura final, 302Box: As presses parciais em nosso organismo, 302c) Relacionando valores parciais com o valor total, 303Box: Medidas da poluio, 30414.2. Massa molar aparente de uma mistura gasosa, 304Reviso, 304Exerccios, 305 Exerccios complementares, 31015.Densidade dos gases, 31115.1. Densidade absoluta, 31115.2. Densidade relativa, 312Atividades prticas, 313Reviso, 313Exerccios, 314 Exerccios complementares, 31516. Difuso e efuso dos gases, 316Atividades prticas, 317Reviso, 317Exerccios, 317Leitura, 318 Questes sobre a leitura, 320Desafio, 320CLCULO DE FRMULAS1. As frmulas na Qumica, 3232. Clculo da frmula centesimal, 323Reviso, 325Exerccios, 325 Exerccios complementares, 3263. Clculo da frmula mnima, 326Reviso, 328Exerccios, 328 Exerccios complementares, 3284. Clculo da frmula molecular, 3284.1. Clculo da frmula molecular a partir da frmula mnima, 3294.2. Clculo direto da frmula molecular, 330Reviso, 330Exerccios, 330 Exerccios complementares, 331Leitura, 331 Questes sobre a leitura, 334Desafio, 335Sumario-QF1-PNLEM 13 30/5/05, 10:54 14. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.CLCULO ESTEQUIOMTRICO1. Introduo, 3372. Casos gerais de clculo estequiomtrico, 3392.1. Quando o dado e a pergunta so expressos em massa, 339Exerccios, 339 Exerccios complementares, 3402.2. Quando o dado expresso em massae a pergunta em volume (ou vice-versa), 341Exerccios, 341 Exerccios complementares, 3432.3. Quando o dado e a pergunta so expressos em volume, 343Exerccios, 3442.4. Quando o dado expresso em massae a pergunta em mols (ou vice-versa), 344Exerccios, 344 Exerccios complementares, 3452.5. Quando o dado expresso em massa e a perguntaem nmeros de partculas (ou vice-versa), 345Exerccios, 3462.6. Havendo duas ou mais perguntas, 346Exerccios, 3473. Casos particulares de clculo estequiomtrico, 3473.1. Quando aparecem reaes consecutivas, 347Exerccios, 348 Exerccios complementares, 3493.2. Quando so dadas as quantidades de dois (ou mais) reagentes, 350Exerccios, 351 Exerccios complementares, 3523.3. Quando os reagentes so substncias impuras, 353Exerccios, 355 Exerccios complementares, 3563.4. Quando o rendimento da reao no total, 356Exerccios, 358 Exerccios complementares, 3583.5. Quando h participao do ar nas reaes qumicas, 359a) Clculo do volume do ar necessrio combusto, 359b) Clculo do volume total dos gases no final da reao, 359Exerccios, 3603.6. Quando os reagentes so misturas, 360Exerccios, 362Leitura, 362 Questes sobre a leitura, 365Desafio, 365Respostas, 369Lista de siglas, 376Tabelas auxiliares, 378Sugestes de leitura para os alunos, 381Museus brasileiros ligados Cincia, 382Referncias bibliogrficas, 384Captulo 14Sumario-QF1-PNLEM 14 30/5/05, 10:54 15. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.NDICE DAS LEITURASO planeta Terra (captulo 1), 10O ciclo da gua na Terra (captulo 2), 43O meio ambiente em perigo (captulo 3), 70Usos das radiaes eletromagnticas (captulo 4), 105Trs famlias importantes (captulo 5), 131Ligas metlicas (captulo 6), 154Semicondutores (captulo 7), 183O tratamento da gua (captulo 8), 214A chuva cida (captulo 9), 233O vidro e o cimento (captulo 10), 258Histria das medies (captulo 11), 274A camada de oznio (captulo 12), 318O efeito estufa (captulo 13), 331Produo do ferro e do ao (captulo 14), 362NDICE DAS BIOGRAFIASAntoine Laurent de Lavoisier (captulo 3), 50Joseph Louis Proust (captulo 3), 51John Dalton (captulo 3), 53Joseph John Thomson (captulo 4), 77Ernest Rutherford (captulo 4), 78Niels Henrik David Bohr (captulo 4), 91Linus Carl Pauling (captulo 4), 101Dimitri Ivanovitch Mendeleyev (captulo 5), 112Gilbert Newton Lewis (captulo 6), 144Svante August Arrhenius (captulo 8), 188Evangelista Torricelli (captulo 12), 279William Thomson Lord Kelvin of Largs (captulo 12), 280Robert Boyle e Edme Mariotte (captulo 12), 282Joseph Louis Gay-Lussac (captulo 12), 283Jacques Alexandre Csar Charles (captulo 12), 284Amedeo Avogadro (captulo 12), 291Benoit Pierre mile Clapeyron (captulo 12), 295Thomas Graham (captulo 12), 316Sumario-QF1-PNLEM 15 30/5/05, 10:54 16. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.ELEMENTOS QUMICOS(As massas atmicas entre parnteses so dos istopos mais estveis dos elementos radioativos.)(De acordo com as ltimas recomendaes da IUPAC.)Elemento SmboloNmero MassaAtmico AtmicaActnio Ac 89 (227)Alumnio Al 13 26,9815Amercio Am 95 (243)Antimnio Sb 51 121,75Argnio Ar 18 39,948Arsnio As 33 74,9216Astato At 85 (210)Brio Ba 56 137,34Berqulio Bk 97 (247)Berlio Be 4 9,0122Bismuto Bi 83 209Bhrio Bh 107 (262,1)Boro B 5 10,811Bromo Br 35 79,909Cdmio Cd 48 112,40Clcio Ca 20 40,08Califrnio Cf 98 (251)Carbono C 6 12,01115Crio Ce 58 140,12Csio Cs 55 132,905Chumbo Pb 82 207,19Cloro Cl 17 35,453Cobalto Co 27 58,93Cobre Cu 29 63,55Criptnio Kr 36 83,80Cromo Cr 24 51,996Crio Cm 96 (247)Darmstcio Ds 110 (269)Disprsio Dy 66 162,50Dbnio Db 105 (262)Einstinio Es 99 (252)Enxofre S 16 32,064rbio Er 68 167,26Escndio Sc 21 44,956Estanho Sn 50 118,69Estrncio Sr 38 87,62Eurpio Eu 63 151,96Frmio Fm 100 (257)Ferro Fe 26 55,847Flor F 9 18,9984Fsforo P 15 30,9738Frncio Fr 87 (223)Gadolnio Gd 64 157,25Glio Ga 31 69,72Germnio Ge 32 72,59Hfnio Hf 72 178,49Hssio Hs 108 (265)Hlio He 2 4,0026Hidrognio H 1 1,00797Hlmio Ho 67 164,930ndio In 49 114,82Iodo I 53 126,9044Irdio Ir 77 192,2Itrbio Yb 70 173,04trio Y 39 88,905Lantnio La 57 138,91Elemento SmboloNmero Massaatmico atmicaLaurncio Lr 103 (260)Ltio Li 3 6,941Lutcio Lu 71 174,97Magnsio Mg 12 24,312Meitnrio Mt 109 (269)Mangans Mn 25 54,9380Mendelvio Md 101 (258)Mercrio Hg 80 200,59Molibdnio Mo 42 95,94Neodmio Nd 60 144,24Nenio Ne 10 20,183Netnio Np 93 (237)Nibio Nb 41 92,906Nquel Ni 28 58,69Nitrognio N 7 14,0067Noblio No 102 (259)smio Os 76 190,2Ouro Au 79 196,967Oxignio O 8 15,9994Paldio Pd 46 106,4Platina Pt 78 195,09Plutnio Pu 94 (244)Polnio Po 84 (209)Potssio K 19 39,098Praseodmio Pr 59 140,907Prata Ag 47 107,870Promcio Pm 61 (145)Protactnio Pa 91 (231)Rdio Ra 88 (226)Radnio Rn 86 (222)Rnio Re 75 186,2Rdio Rh 45 102,905Roentgnio Rg 111 (272)Rubdio Rb 37 85,47Rutnio Ru 44 101,07Rutherfrdio Rf 104 (261)Samrio Sm 62 150,35Seabrgio Sg 106 (263,1)Selnio Se 34 78,96Silcio Si 14 28,086Sdio Na 11 22,9898Tlio Tl 81 204,37Tantlio Ta 73 180,948Tecncio Tc 43 (98)Telrio Te 52 127,60Trbio Tb 65 158,924Titnio Ti 22 47,90Trio Th 90 232,0Tlio Tm 69 168,934Tungstnio W 74 183,85Urnio U 92 238Vandio V 23 50,942Xennio Xe 54 131,38Zinco Zn 30 65,38Zircnio Zr 40 91,22Sumario-QF1-PNLEM 16 30/5/05, 10:54 17. 1 PRIMEIRA VISO DA QUMICACaptuloApresentao do captuloUn alquimista, obra de Adriaen van Ostade, 1661.Tpicos do captulo1 Observando a natureza2 As transformaes da matria3 A energia que acompanhaas transformaes da matria4 Conceito de Qumica5 A Qumica em nosso cotidianoLeitura: O planeta TerraNATIONAL GALLERY COLLECTION; BY KIND PERMISSION OF THE TRUSTEES OF THE NATIONAL GALLERY, LONDON / CORBIS-STOCK PHOTOSImaginemos um filme sobre a evoluo da humanidade, desde o ser humano mais primitivoat os dias atuais. Notaramos que o desenvolvimento material da humanidade ocorreugraas ao melhor aproveitamento e ao desenvolvimento das tcnicas de transformao dosrecursos disponveis na natureza.Com o advento da Revoluo Industrial, o trabalho artesanal foi, em grande parte,substitudo por tcnicas cada vez mais sofisticadas de produo em srie. Do mesmo modo,as observaes sobre os acontecimentos do cotidiano foram dando origem a teoriascientficas crescentemente avanadas.Nesse contexto, como todo ramo do conhecimento humano, a Qumica tambm temacompanhado a evoluo histrica da humanidade. Com relao ao ttulo deste captulo Primeira viso da Qumica , devemos esclarecer que a viso aqui apresentada , porenquanto, bastante simplificada e incompleta.O objetivo deste captulo exatamente o de dar algumas idias de matria, suastransformaes, e da energia que estas envolvem.Capitulo 01-QF1-PNLEM 1 29/5/05, 18:08 18. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.CIDAs pedras se apresentam na forma slida. Agua se apresenta na21 OBSERVANDO A NATUREZADesde o incio da civilizao at hoje, a humanidade pde observar que a natureza formada pormateriais muito diferentes entre si. O solo em que pisamos pode ser de: terra vermelha, terra preta,areia, pedras etc. Os vegetais tambm apresentam enorme variedade: existem desde os minsculosmusgos at rvores gigantescas; a madeira pode ser mais mole ou mais dura; as flores tm cores muitodiversificadas; h grandes diferenas entre os frutos, e assim por diante. O mesmo ocorre com os ani-mais:existem aves, mamferos, peixes etc. de formas, tamanhos e constituies muito diferentes entre si.Todos esses materiais que nos rodeiam (a terra, as pedras, a gua e os seres vivos) constituem o quechamamos matria. Da dizemos que:Matria tudo que tem massa e ocupa lugar no espao (isto , tem volume).Massa e volume so ento propriedades gerais da matria. bom lembrar tambm que a mat-riapode se apresentar slida (por exemplo, as pedras), lquida (por exemplo, a gua) ou gasosa (porexemplo, o ar que respiramos).O trabalho de separao dos diferentes materiais encontrados na natureza foi uma atividade mui-toimportante para a humanidade. Um primeiro cuidado do homem primitivo deve ter sido o de reco-nheceros alimentos comestveis e os venenosos, bem como o de encontrar as plantas que podiam curarsuas enfermidades.Com o passar dos sculos, os seres humanos foram aperfeioando as tcnicas de extrao e sepa-raode materiais teis ao seu dia-a-dia. Assim, por exemplo: dos vegetais extraram as tintas parapintar seus corpos e seus utenslios; da terra separaram metais, como a prata e o ouro; do leite, agordura para fabricar a manteiga, e assim por diante.Podemos ento dizer que:Separaes so os processos que visam isolar os diferentes materiais encontradosnuma mistura.forma lquida.O ar se apresenta na forma gasosa.O garimpeiro, com sua peneira, separa diamantesdo cascalho existente no fundo do rio.A cozinheira cata o feijo, separando os grosde m qualidade.CIDCIDEDUARDO SANTALIESTRARUIZ RUIZ DE VELASCO / CIDCapitulo 01-QF1-PNLEM 2 6/7/05, 14:10 19. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.2 AS TRANSFORMAES DA MATRIAAo longo do tempo, a humanidade tem observado que, sob certas condies, a matria se trans-forma.A prpria natureza se encarrega de muitas transformaes. Assim, por exemplo: o frio intensotransforma a gua em gelo; o fogo transforma uma rvore em cinzas; com o tempo, os frutos apodre-cem;o ferro se enferruja; e at nosso corpo envelhece. Dizemos ento que:Transformao material toda e qualquer alterao sofrida pela matria.As transformaes da matria so tambm chamadas de fenmenos materiais (ou simplesmentefenmenos), sendo que, nessa expresso, a palavra fenmeno significa apenas transformao, nosignificando nada de extraordinrio, fantstico ou sobrenatural.Exemplos de transformaes ou fenmenos materiaisCIDA exploso de fogos de artifcio. A gua se transformando em vapor aoser aquecida em um bquer.A ferrugem formada em tambores.ESGUEVA / CIDCID muito importante lembrar tambm que os seres humanos tm provocado transformaes namatria, em seu prprio interesse. Assim, por exemplo, com o fogo conseguiu: assar a carne dos animais para melhorar sua alimentao; cozer vasos de barro para guardar gua ou alimentos; cozer blocos de barro, transformando-os em tijolos, para construir suas casas; etc.Captulo 1 PRIMEIRA VISO DA QUMICA 32003 TRIBUNE MEDIA /INTERCONTINENTAL PRESSA.C. johnny hartCapitulo 01-QF1-PNLEM 3 29/5/05, 18:08 20. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Cozinha industrial Laboratrio qumico moderno4Usando tcnicas cada vez mais avanadas, os seres humanos conseguiram, com o passar dos scu-los,transformar, por exemplo: fibras vegetais ou plos de animais em tecidos para se abrigarem; produtos vegetais em corantes para colorir seus tecidos; minrios em metais, como o cobre, o ferro, o chumbo etc.Atualmente a Qumica est presente em todas as situaes de nosso cotidiano. De fato, grandeparte dos avanos tecnolgicos obtidos pela civilizao ocorreu graas curiosidade e ao esforo emdesenvolver novas tcnicas para separar e transformar os materiais encontrados na natureza. Do mesmomodo que, ao longo do tempo, os cozinheiros procuraram transformar os alimentos em pratos cada vezmais saborosos, os tcnicos e os cientistas experimentaram novos caminhos para transformar os mate-riaisda natureza em produtos que permitem melhorar a qualidade de vida das pessoas. Podemos entodizer que um dos conceitos de experincia em Qumica refere-se s tentativas de separar e reconheceralguns materiais e, em seguida, tentar transform-los em novos produtos.Por meio dessas tcnicas podemos fabricar: adubos, inseticidas e diversos insumos que aumentam a produo agrcola; produtos que permitem conservar os alimentos por mais tempo; fibras e tecidos para produzir desde roupas delicadas at coletes prova de balas; cosmticos e perfumes para embelezar as pessoas; medicamentos especficos para o tratamento de inmeras doenas; materias variados para a construo de casas e edifcios; veculos (carros, nibus, avies, navios etc.) para o transporte de pessoas e cargas; chips de computadores que revolucionaram a vida moderna, pois armazenam milhares deinformaes.CIDCIDANTONIO VIAS VALCARCEL / CIDMICHAEL ROSENFELD / STONE-GETTY IMAGESCapitulo 01-QF1-PNLEM 4 29/5/05, 18:08 21. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.PAWS INC. ALL RIGHTS RESERVED/ DIST. BY ATLANTIC SYNDICATIONGARFIELD JIM DAVIS3 A ENERGIA QUE ACOMPANHA AS TRANSFORMAES DA MATRIAA descoberta do fogo foi um dos passos mais importantes na evoluo da humanidade. O fogocontrolado surgiu quando o ser humano aprendeu a acender uma fogueira, na hora desejada. Nessecaso, a energia se apresenta nas formas de luz e calor. Com a luz, o homem primitivo iluminou suasnoites e afugentou os animais perigosos e, com o calor, aprendeu a assar seus alimentos, a cozer o barroe, muitos sculos depois, a extrair os metais dos minrios.Atualmente sabemos que algumas transformaes so passageiras ou reversveis, isto , podem serdesfeitas. Transformaes desse tipo recaem, em geral, no que chamamos de transformaes fsicas(ou fenmenos fsicos). Exemplificando: em montanhas muito altas, a gua se congela; mas, com um pouco de calor, a neve ou o gelo sederretem facilmente, voltando forma lquida; num termmetro, o mercrio se dilata com o calor e se contrai com o frio, mas continua sendosempre o mesmo mercrio; o sal que dissolvemos na gua pode ser recuperado, bastando que ocorra a evaporao da gua.Outras transformaes so mais profundas e freqentemente irreversveis, isto , torna-se difcil (e,s vezes, impossvel) retornar situao inicial. So, em geral, transformaes, fenmenos ou reaesqumicas. Exemplos: depois de se queimar um pedao de madeira, impossvel juntar as cinzas e a fumaa finais erefazer a madeira inicial; depois de se preparar um ovo frito, impossvel fazer o ovo voltar forma original; se um objeto de ferro se enferruja, muito difcil reverter o processo (raspar o objeto antes depint-lo significa apenas jogar a ferrugem fora, e no recuperar a poro de ferro oxidado).O progresso da civilizao foi tambm devido procura de novas formas de obteno de ener-gia.Como exemplo podemos citar que os primeiros seres humanos dependiam de seus msculos paraobter energia. Mais tarde, animais foram domesticados e atrelados a moendas, a carroas, passando aser utilizados como fonte de energia.LAERTECaptulo 1 PRIMEIRA VISO DA QUMICA 5Capitulo 01-QF1-PNLEM 5 29/5/05, 18:08 22. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.6A energia proveniente de quedas dgua foi aproveitada para movimentar as rodas dgua e asturbinas das modernas hidroeltricas, e a energia proveniente dos ventos, para acionar os moinhos eas modernas turbinas elicas.Evoluo no aproveitamento dos ventosGESTENGA / CIDO mesmo vento que move moinhosem alguns pases da Europa moveas turbinas elicas (modernosgeradores de eletricidade).CIDAtualmente o consumo de energia cada vez maior e sua produo, crescentemente diversificada: a queima do carvo e dos derivados de petrleo movimenta caldeiras, automveis, avies etc.; a energia eltrica ilumina nossas ruas e edifcios e aciona umgrande nmero de aparelhos doms-ticose industriais; a energia qumica de pilhas e baterias fundamental para o funcionamento de aparelhos port-teis(rdios, telefones celulares etc.); a energia nuclear, defendida por alguns e combatida por outros, talvez se torne importante nofuturo.A foto mostra prdios comerciais iluminados no horrio em quepoucos funcionrios esto trabalhando. Assim, conclumos queocorre desperdcio de energia.Usina nuclear Angra I, Angra dos Reis, RJDUDU CAVALCANTI / CIDE, afinal, o que energia? difcil defini-la, por se tratar de algo que no material, mas nem porisso duvidamos de sua existncia. De fato, at hoje ningum viu a energia eltrica passando por um fio,mas, mesmo assim, evitamos o contato direto com fios desencapados.Costuma-se dizer, de modo geral, que:Energia a propriedade de um sistema que lhe permite realizar um trabalho.DELFIM MARTINS / PULSARCapitulo 01-QF1-PNLEM 6 29/5/05, 18:08 23. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Enfim, reconhecemos a existncia da energia pelo efeito (trabalho) que ela produz. Por exemplo: a energia trmica (calor) pode realizar o trabalho de dilatar um corpo; a energia eltrica (eletricidade) pode realizar o trabalho de movimentar um motor eltrico; a energia qumica de uma exploso pode realizar o trabalho de demolir um prdio.VEJA O QUE A FALTA DE ENERGIA PODE PROVOCAREm geral, s percebemos a importncia de alguma coisa, quando ela nos falta. Na tarde de 14 deagosto de 2003, faltou energia eltrica em Nova York e em grande parte da regio leste dos EstadosUnidos e do Canad, durante aproximadamente 24 horas.O blecaute deixou 50 milhes de norte-americanos s escuras, sem elevadores, sem metr e trenseltricos, e sem comunicao telefnica. Milhares de pessoas dormiram nas ruas.Sob forte onda de calor, os aparelhos de ar-condicionado no funcionaram, os alimentos se deterioraramnas geladeiras emuitos incndios foram provocados pelo uso de velas.Oprejuzo foi de milhes de dlares.4 CONCEITO DE QUMICAConsiderando os conceitos vistos nas pginas anteriores, podemos agora dizer que:Qumica o ramo da cincia que estuda: a matria; as transformaes da matria; e a energia envolvida nessas transformaes.O estudo que iniciamos agora visa detalhar e aprofundar cada um desses tpicos.5 A QUMICA EM NOSSO COTIDIANOA Qumica (ou, melhor, a matria e suas transformaes) est sempre presente em nosso dia-a-dia:nos alimentos, no vesturio, nos edifcios, nos medicamentos, e assim por diante. No tm sentidocertas propagandas que anunciam alimento natural sem Qumica, pois o prprio alimento em si j uma mistura qumica.Talvez o exemplo mais ligado a nosso cotidiano seja o funcionamento de nosso prprio organismo.O corpo humano um laboratrio em que ocorrem, durante todo o tempo, fenmenos qumicosmuito sofisticados, a saber: ingerimos vrios materiais: alimentos, gua, ar (pela respirao) etc.; h muitas transformaes desses materiais, no estmago, nos intestinos etc. auxiliadas porprodutos qumicos especficos existentes no suco gstrico, na bile (do fgado) etc.; h produo de energia, utilizada nas movimentaes de nosso corpo e tambm para manter atemperatura do organismo em torno de 36-37 C etc.; h recombinao dos alimentos para a manuteno de nossos ossos, tecidos, rgos etc.; aps inmeras transformaes, o organismo elimina os produtos residuais, por meio das fezes,urina, suor etc.Enfim, nesse processo da vida, notamos ainda um perfeito entrosamento dos fenmenos queso estudados pela Qumica, Fsica, Biologia e por novos ramos da cincia.Uma das crticas mais constantes, na atualidade, a de que a Qumica perigosa, responsvel portoda a poluio existente no mundo. Isso no verdade. Seus produtos so projetados para serem teis humanidade. O problema reside no mau uso desses produtos. Assim, por exemplo, o petrleo til naproduo da gasolina, do diesel etc., mas torna-se nocivo quando derramado nos mares, devido aosacidentes martimos.Captulo 1 PRIMEIRA VISO DA QUMICA 7Capitulo 01-QF1-PNLEM 7 29/5/05, 18:08 24. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.8O problema no est no uso, mas no abuso da utilizao dos produtos qumicos. o que aconte-ce,por exemplo, com o uso excessivo de carros para satisfazer o conforto da vida moderna, mas queacarreta a poluio do ar das grandes cidades. Enfim, a culpa no da Qumica, mas da ignorncia, daincompetncia ou da ganncia das pessoas que a usam.Em um lixo podem ser encontrados desde restosde comida at materiais txicos e infectados.Praia de Atafona, em So Joo da Barra, RJ, atingida pelosprodutos qumicos da fbrica de celulose Cataguazes,de Minas Gerais, em 04/04/2003.Note como importan-teconhecer a Qumica (e evi-dentementeoutros ramos dacincia) para compreendermelhor o mundo em que vi-vemos.O conhecimento evi-tarque voc seja enganadopor produtos e propagandas,tornando-se umcidado maisconsciente, e o levar, semdvida, a evitar o consumoexcessivo de materiais e deenergia. Por fim, o conheci-mentoir conscientiz-lo danecessidade de reciclagem demateriais como o papel, o vi-dro,os metais etc.Usina de reciclagem de lixo de Campinas, Estado de So Paulo.ATIVIDADES PRTICAS PESQUISA1a Identifique cinco produtos utilizados em sua casa quecontenham componentes qumicos.2a Procure saber por que h, nos postos, dois ou maistipos de gasolina com preos diferentes.3a Faa uma relao de equipamentos existentes em suacasa que possuam chips eletrnicos.CIDFBIO MOTTA / AE MARCOS PERON / KINO4a Compare os rtulos de vrios cremes dentais. Procu-reverificar se h componentes qumicos em comum.5a Imagine uma experincia para provar que o ar temmassa.Capitulo 01-QF1-PNLEM 8 6/7/05, 14:11 25. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.REVISO Responda emseu cadernoa) O que matria?b) Como pode se apresentar a matria?c) O que so separaes e para que servem?d) O que so transformaes materiais?e) O que se costumam realizar, especialmente, os cientistas, na tentativa de separarare reconhecer alguns materiais e tentar transform-los em novos produtos?f) O que fenmeno fsico?g) O que fenmeno qumico?h) O que energia?i) O que a Qumica estuda?J) O que o abuso no uso de matria e energia pode causar ao planeta?EXERCCIOS1 Cite trs materiais comuns retirados do solo.2 Costuma-se dizer que a gua um lquido. Isso sempreverdade?3 Cite trs materiais gasosos que voc conhece.4 Como se costuma retardar o processo de enferrujamento,por exemplo, de um porto de ferro?5 Antigamente, tubos de ferro eram utilizados em instala-esde gua nas residncias. Hoje preferem-se tubos deplstico. Por qu?6 Por que so empregados aditivos nos alimentos?7 De que modo o fogo ajudou os seres humanos primitivos?8 Cite uma forma de produo de energia e uma de suasaplicaes.9 Cite trs produtos normalmente encontrados no lixodomiciliar.10 Voc considera que a Qumica responsvel por toda apoluio existente no planeta?11 (Mackenzie-SP) A alternativa que contm um fenmenofsico observado no dia-a-dia :a) a queima de um fsforo.b) o derretimento do gelo.c) a transformao do leite em coalhada.d) o desprendimento de gs, quando se coloca sal defrutas em gua.e) o escurecimento de um objeto de cobre.12 (UFPE) Considere as seguintes tarefas realizadas no dia-a-diade uma cozinha e indique aquelas que envolvem trans-formaesqumicas.1) Aquecer uma panela de alumnio.2) Acender um fsforo.3) Ferver gua.4) Queimar acar para fazer caramelo.5) Fazer gelo.a) 1, 3 e 4b) 2 e 4c) 1, 3 e 5d) 3 e 5e) 2 e 313 (UFPE) Em quais das passagens grifadas abaixo est ocor-rendotransformao qumica?1) O reflexo da luz nas guas onduladas pelos ventoslembrava-lhe os cabelos de seu amado.2) A chama da vela confundia-se com o brilho nos seusolhos.3) Desolado, observava o gelo derretendo em seu copoe ironicamente comparava-o ao seu corao.4) Com o passar dos tempos comeou a sentir-se comoa velha tesoura enferrujando no fundo da gaveta.Esto corretas apenas:a) 1 e 2b) 2 e 3c) 3 e 4d) 2 e 4e) 1 e 3Captulo 1 PRIMEIRA VISO DA QUMICA 9Capitulo 01-QF1-PNLEM 9 29/5/05, 18:09 26. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.10LEITURAO PLANETA TERRAA espaonave chamada PLANETA TERRA uma esfera com cerca de 12.600 km de dime-tro,que pesa cerca de 6 # 1021 toneladas e se des-locano espao com uma velocidade de aproxi-madamente106.000 km/h. No entanto, na vas-tidodo universo, nosso planeta apenas umapartcula de poeira. Essa espaonave carregamais de 6 bilhes de seres humanos e um nme-roenorme de vegetais e animais. Na verdade,todos os seres vivos habitam apenas uma pel-culada Terra, que se assemelha, em propores, casca de uma ma. Essa pelcula uma regiodenominada biosfera (do grego: bios, vida;sphaira, esfera). importante tambm notar quetodos os seres vivos s existem custa do que retirado do ar (atmosfera), da gua (hidrosfera)e do envoltrio slido (litosfera). Do espao ex-terior,porm, nos chega a energia solar, sem aqual no existiria na Terra a vida tal qual a co-nhecemos.A atmosfera formada principalmente por ni-trognioe oxignio. A hidrosfera a capa degua que envolve a Terra. Encontra-se na formaslida (gelo, nas altas montanhas, nas geleiras, nosicebergs etc.), na forma lquida (oceanos, rios, la-gos,gua subterrnea etc.) ou na forma gasosa(como na umidade do ar, por exemplo). A litosferaou crosta terrestre conhecida, com relativa preci-so,somente at poucos quilmetros de profundi-dade. formada por rochas, minerais, minrios etc.,onde aparecem, em maior quantidade, o oxignio,o silcio, o alumnio e o ferro.Isso tudo de que a humanidade dispe parasobreviver. Portanto, no gaste a Terra com con-sumosexcessivos nem a torne uma lata de lixocom demasiado desperdcio.Fonte: TEIXEIRA, Wilson, et. al. Decifrandoa Terra. Oficina de Textos, So Paulo, 2001.14 O que biosfera?15 De onde so retirados todos os materiais necessrios vida humana?16 Qual a fonte de energia mais importante para a huma-nidade?17 (Enem-MEC) Se compararmos a idade do planeta Terra,avaliada em quatro e meio bilhes de anos (4,5 # 109 anos),com a de uma pessoa de 45 anos, ento, quando come-arama florescer os primeiros vegetais, a Terra j teria 42anos. Ela s conviveu com o homem moderno nas lti-masquatro horas e, h cerca de uma hora, viu-o come-ara plantar e a colher. H menos de um minuto perce-beuo rudo de mquinas e de indstrias e, como denun-ciauma ONG de defesa do meio ambiente, foi nessesltimos sessenta segundos que se produziu todo o lixodo planeta!I. O texto acima, ao estabelecer uma paralelo entre aidade da Terra e a de uma pessoa, pretende mostrarque:C r o s t a ( li t o s f e r a )a) a agricultura surgiu logo em seguida aos vegetais,perturbando desde ento seu desenvolvimento.b) o ser humano s se tornou moderno ao dominar aagricultura e a indstria, em suma, ao poluir.c) desde o surgimento da Terra, so devidas ao ser hu-manotodas as transformaes e perturbaes.d) o surgimento do ser humano e da poluio cerca dedez vezes mais recente que o do nosso planeta.e) a industrializao tem sido um processo vertiginoso,sem precedentes em termos de dano ambiental.II. O texto permite concluir que a agricultura comeoua ser praticada h cerca de:a) 365 anos c) 900 anos e) 460.000 anosb) 460 anos d) 10.000 anosIII. Na teoria do Big Bang, o Universo surgiu h cerca de15 bilhes de anos, a partir da exploso e expansode uma densssima gota. De acordo com a escala pro-postano texto, essa teoria situaria o incio do Univer-soh cerca de:a) 100 anos c) 1.000 anos e) 2.000 anosb) 150 anos d) 1.500 anosAtmosfera (ar)Hidrosfera(a gua cobre 75%da superfcie terrestre)Litosfera(crosta terrestre)AtmosferaManto (rochas)+ 800 kmSuperfcie 30 km 5.000 km 6.300 kmNcleo(Fe, Ni)Responda emQuestes sobre a leitura seu cadernoCapitulo 01-QF1-PNLEM 10 6/7/05, 14:11 27. 2 TRANSFORMAESCONHECENDO A MATRIA E SUASCaptuloTpicos do captulo1 Como a matria se apresenta:homognea? heterognea?2 Fases de um sistema3 Como a matria se apresenta:pura? misturada?4 Transformaes da gua5 As observaes e as experinciasna cincia6 Substncia pura (ou espciequmica)7 Processos de separao demisturas8 Aprendendo mais sobre olaboratrio de Qumica9 A segurana nos laboratriosde QumicaLeitura: O ciclo da gua na TerraGIUSEPPE GIORCELLI / CIDApresentao do captuloErupo do vulco Etna. Siclia, Itlia, 2001.No captulo 1, falamos da matria e de suas transformaes, de um modo muito superficial.Neste vamos aprofundar nossos conhecimentos desse assunto. Falaremos sobre como amatria se apresenta aos nossos olhos homognea e heterognea. o que chamamosde uma viso macroscpica da matria.Estudaremos as chamadas mudanas de estado fsico da matria. Veremos tambm osprocessos que permitem separar os diferentes tipos de matria existentes numa mistura atse chegar a vrias substncias isoladas umas das outras. Falaremos, ainda, da medida depropriedades caractersticas das substncias, como ponto de fuso, ponto de ebulio,densidade etc., que permitem distinguir uma substncia de outra.Capitulo 02A-QF1-PNLEM 11 29/5/05, 18:11 28. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.1 COMO A MATRIA SE APRESENTA: HOMOGNEA? HETEROGNEA?12Quando observamos e estudamos uma poro limitada da matria, passamos a cham-la desistema em estudo. Veremos ento que alguns sistemas se apresentam uniformes, como a gua lmpida,o leite, um fragmento de ouro etc., e outros no-uniformes, como uma pedra que possui pontos clarose pontos escuros, um pedao de madeira com veios de diferentes cores etc. Em decorrncia dessasobservaes, surgiu a seguinte classificao:A gua lmpida um exemplode sistema homogneo. sistemas homogneos: os que se apresentam uniformes e com caractersticas iguais em todos osseus pontos; sistemas heterogneos: os que no se apresentam uniformes nem tm caractersticas iguais emtodos os seus pontos. importante notar que o critrio de diferenciao entre homogneo e heterogneo relativo,pois depende da aparelhagem de que dispomos para nossas observaes. Assim, medida que vosendo construdos microscpios mais potentes, vamos notando que muitos sistemas que nos pareciamhomogneos so, na realidade, heterogneos. Agora, voc j comea a compreender por que a cinciaexige, muitas vezes, o uso de aparelhos sofisticados.2 FASES DE UM SISTEMAConsidere os exemplos abaixo:Tronco de rvore seccionado, no qual se vem veios dediferentes cores. Exemplo de sistema heterogneo.leo de cozinha flutuando sobregua (h duas pores lquidas ehomogneas).Se voc observar cuidadosamente um pedaode granito, ver trs pores slidas ehomogneas.JAVIER JAIME / CIDCIDJAVIER JAIME / CIDJOS JUAN BALBUENA / CIDCapitulo 02A-QF1-PNLEM 12 29/5/05, 18:11 29. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Em um sistema heterogneo, as pores homogneas so denominadas fases. No exemplo dosistema gua/leo, temos duas fases lquidas; no caso do granito, temos trs fases slidas (o conjuntodos pontos brilhantes, o conjunto dos pontos escuros e a massa acinzentada).Assim, quanto ao nmero de fases, os sistemas so classificados como: sistemas monofsicos tm uma nica fase (logo, so homogneos); sistemas polifsicos possuem mais de uma fase (portanto, sempre heterogneos).Os sistemas polifsicos podem ser bifsicos (formados por duas fases, como o sistema gua/leo),trifsicos (como o granito), e assim por diante.OBSERVAES muito importante no confundir as fases com os componentes existentes em um sistema. Assim, noexemplo ao lado, temos:a) trs fases uma slida, que o gelo; outra fase slida, que o sal no-dissolvido; e uma fase lquida, formada pelo sal dissol-vidoe pela prpria gua;b) apenas dois componentes a gua (lquida ou na forma degelo) e o sal (dissolvido ou depositado no fundo do recipiente). tambm importante notar que uma fase pode estar subdividi-daem muitas pores. Se tivermos, por exemplo, um sistemaformado por gua lquida e cinco pedaos de gelo, teremos, mes-moassim, apenas duas fases: uma lquida (a gua) e outra slida(que o gelo).3 COMO A MATRIA SE APRESENTA: PURA? MISTURADA?Gelogua salgadaSal no-dissolvidoComparando um copo com gua pura (isto , que no contenha mistura) com um copo com guae acar, totalmente dissolvido, nossa viso no ir notar nenhuma diferena, mas, pelo paladar, perce-bemosa diferena entre uma e outra. Note que: pela viso, distinguimos os materiais homogneos dos heterogneos; pelo paladar, distinguimos salgado, doce, azedo ou amargo; pelo olfato, percebemos desde um perfume at um odor extremamente desagradvel.gua pura(incolor etransparente)gua com acar(incolor etransparente)H diferena?As propriedades que impressionam nossos sentidos so chamadas propriedades organolpticas.Considerando que nunca se deve provar ou cheirar substncias desconhecidas, pois isto pode atrepresentar risco de morte, a Cincia desenvolveu aparelhos e medidas com essa finalidade, comoveremos ainda neste captulo.Captulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 13Capitulo 02A-QF1-PNLEM 13 6/7/05, 14:13 30. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.14Resumindo o que foi dito at agora, chegamos ao seguinte esquema:MatriaSistema homogneo(uma s fase)Substncia pura(um s componente)Mistura homogneaou soluo (mais deum componente)Substncia pura (umcomponente em formasslida, lquida ougasosa, diferentes)Mistura heterogneaSistema heterogneo(mais de uma fase)ATIVIDADES PRTICASATENO: No cheire nem experimente substnciaalguma utilizada nesta atividade.Materiais 1 copo de vidro ou de plstico transparente 1 colher (de caf) de sal de cozinha 1 colher (de caf) de areia 1 colher (de caf) de acar 1 colher (de caf) de raspas de giz 1 colher (de caf) de limalha de ferro 1 colher (de caf) de tinta guache 1 cubo de gelo gua 1 colher de sopaProcedimento Coloque gua at a metade do copo e adicione o sal. Agite bem. Observe o que acontece e anote, em seu caderno, todosos dados observados experimentalmente (nmero decomponentes utilizados, nmero de fases observadas). Repita o procedimento com a areia, o acar, as raspasde giz, a limalha de ferro, a tinta guache e o cubo de gelo. Analise os dados coletados e classifique os sistemas eas misturas em homogneos e heterogneos, apon-tandoo nmero de fases e de componentes de cadaum dos sistemas.Perguntas1) Quais sistemas voc classificou como homogneo equais como heterogneo?2) Quais misturas voc classificou como homognea equais como heterognea?3) Se um sistema apresenta duas fases, voc pode afir-marque esse sistema uma mistura heterognea?Por qu?REVISO Responda emseu cadernoa) O que sistema?b) O que sistema homogneo?c) O que sistema heterogneo?d) O que so fases?e) Como denominado um sistema com duas fases? E com trs fases?f) O que so propriedades organolpticas?g) Quantos componentes uma substncia pura apresenta?h) Quantos componentes formam uma mistura?i) O que soluo?Capitulo 02A-QF1-PNLEM 14 29/5/05, 18:12 31. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.EXERCCIOS Registre as respostasem seu caderno1 (Ufac) A mistura de gua e lcool :a) homognea gasosa.b) heterognea lquida.c) homognea lquida.d) heterognea slida-lquida.e) simples.2 (UFSM-RS) Considere as misturas:I. areia e guaII. sangueIII. gua e acetonaIV. iodo dissolvido em lcool etlicoClassificam-se como homogneas:a) apenas I e II.b) apenas I e III.c) apenas II e IV.d) apenas III e IV.e) apenas I, II e III.3 (Ufes) Em um sistema, bem misturado, constitudo deareia, sal, acar, gua e gasolina, o nmero de fases :a) 2 b) 3 c)4 d)5 e) 64 (Ufes) Observe a representao dos sistemas I, II e III eseus componentes. O nmero de fases em cada um ,respectivamente:EXERCCIOS COMPLEMENTARES Registre as respostas5 (UCDB-MS) Em umlaboratrio de Qumica foram prepa-radasas seguintes misturas:I. gua /gasolinaII. gua/salIII. gua/areiaIV. gasolina/salV. gasolina/areiaQuais dessas misturas so homogneas?a) Nenhuma. c) II e III. e) II e IV.b) Somente II. d) I e II.6 (Mackenzie-SP) Constitui umsistema heterogneo a mis-turaformada de:a) cubos de gelo e soluo aquosa de acar (glicose)b) gases N2 e CO2c) gua e acetonad) gua e xarope de groselhae) querosene e leo dieselObservao: Os gases sempre formam misturas homo-gneas.I II IIIleo, gua egelogua gaseificadae geloleo, gelo, guasalgada e granitoa) 3, 2 e4 c) 2, 2 e4 e) 3, 3 e 6b) 3, 3 e4 d) 3, 2 e 5em seu caderno7 Misturando, agitando bem e deixando um certo tempoem repouso, diga quantas fases surgiro em cada umdos sistemas:a) gua e lcoolb) gua e terc) gua, lcool e acetonad) gua, lcool e mercrioe) gua, gasolina e areia8 (UGF-GO) No sistema representado pela figura a seguir, osnmeros de fases e componentes so, respectivamente:a) 2 e 2b) 2 e 3c) 3 e 2d) 3 e 3e) 3 e 4leoCubos de gelogua4 TRANSFORMAES DA GUAObservamos, em nosso cotidiano, que o gelo derrete sob a ao do calor, transformando-se emgua, e que a gua ferve, sob a ao de calor mais intenso, transformando-se em vapor dgua.CalorGelo (slido)A nuvem branca formada porgotculas de gua lquida emsuspenso no ar.gua (lquido)Chaleiragua (vapor)Captulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 15Capitulo 02A-QF1-PNLEM 15 6/7/05, 14:13 32. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.16Vaporizao(evaporao)(ebulio)O esquema resume as seguintes definies: Fuso a passagem do estado slido para o lquido. Solidificao o inverso. Vaporizao a passagem do estado lquido para o gasoso (gs ou vapor). Evaporao a vaporizao lenta, que ocorre na superfcie do lquido, sem agitao nemsurgimento de bolhas. Ebulio a vaporizao rpida, com agitao do lquido e aparecimento de bolhas. Calefao uma vaporizao muito rpida, com gotas do lquido pulando em contato comuma superfcie ultra-aquecida. Liquefao ou Condensao a passagem do gs ou vapor para o estado lquido. Sublimao a passagem do estado slido diretamente para o gasoso (e menos freqentementeusada para a transformao inversa).Se acompanharmos as mudanas dos estados fsicos da gua, com um termmetro que permitaregistrar as temperaturas durante o processo de aquecimento, ao nvel do mar, iremos notar que: o gelopuro derrete a 0 C (temperatura ou ponto de fuso do gelo) e a gua pura ferve a 100 C (temperaturaou ponto de ebulio da gua)." calor " calorGelo gua lquida gua em ebulioMAURICIO DE SOUSA PRODUES LTDA.Esses trs estados slido, lquido e gasoso so chamadas de estados fsicos ou estados deagregao da matria, e as transformaes de um estado para outro so denominadas mudanasde estado fsico da matria. Essas mudanas recebem os nomes gerais mostrados no esquema abaixo.SLIDO(ex.: gelo)LQUIDO(ex.: gua)FusoSolidificaoGS ou VAPOR(ex.: vapor de gua)SublimaoLiquefao(condensao)Capitulo 02A-QF1-PNLEM 16 29/5/05, 18:12 33. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Se estas observaes forem transportadas para um grfico, teremos o chamado diagrama demudana de estados fsicos.Temperatura (C)GeloIncio da fuso (0 C)Neste trechos existegelo (slido),cuja temperaturaest subindo.Gelo + guaFim da fuso (0 C)Trecho defuso:coexistemgelo e guaem temperaturaconstante (0 C).guaIncio da ebulio (100 C)Neste trechos existegua (lquido),cuja temperaturaest subindo.gua + vaporTrecho deebulio:coexistemgua e vaporem temperaturaconstante(100 C).Fim da ebulio (100 C)Va por d'guaNeste trechos existevapor d'gua,cuja temperaturaest subindo.TempoP.E. = 100 C(temperaturade ebulio)P.F. = 0 C(temperaturade fuso)Neste grfico notamos dois trechos horizontais (dois patamares). O primeiro patamar do grficoexprime o fato de que a fuso do gelo ocorre temperatura constante de 0 C, que a temperatura defuso ou ponto de fuso (P.F.) do gelo. Do mesmo modo, o segundo patamar indica que a ebulio dagua ocorre temperatura constante de 100 C, que a temperatura de ebulio ou ponto deebulio (P.E.) da gua.No resfriamento da gua, o grfico ser invertido:Aquecimento da gua Resfriamento da guaTemperatura (C)100 C0 CGeloEbulioVaporTempoFusoguaGeloTempoTemperatura (C)VaporCondensaoguaSolidificaoSe tivermos uma mistura (ou substncia impura), os patamares mostrados acima no sero maisencontrados. Assim, por exemplo, uma mistura de gua e sal ter um intervalo (ou faixa) de fusoabaixo de 0 C e um intervalo (ou faixa) de ebulio acima de 100 C, ao nvel do mar, como sev abaixo.TemperaturaFinal da ebulioIncio da ebulioFinal da fusoIncio da fusoFaixa deebulioTempoFaixa de fusoCaptulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 17Capitulo 02A-QF1-PNLEM 17 29/5/05, 18:12 34. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.18OBSERVAOExistem misturas especiais que acabam se comportando como se fossem susbtncias puras, diantedos fenmenos de fuso/solidificao ou de ebulio/condensao. No primeiro caso, temos umamistura euttica (ou, simplesmente, um euttico), que se funde/solidifica em temperatura cons-tante(como no caso da liga metlica que contm, em massa, 62% de estanho e 38% de chumbo,que se funde temperatura constante de 183 C); no segundo caso, temos uma mistura azeotrpica(ou, simplesmente, umazetropo), que ferve/se condensa em temperatura constante (como ocor-recom a mistura contendo, em volume, 96% de lcool comum e 4% de gua, que ferve tempera-turaconstante de 78,1 C).Para finalizar, devemos fazer uma generalizao importante: tudo o que acabamos de explicarpara a gua pura ocorre tambm com outros materiais puros. De fato, ao nvel do mar, cada lquido(lcool, acetona etc.) e tambm cada slido (como os metais chumbo, ferro etc.), desde que puros, irose fundir e ferver em temperaturas bem definidas. Ao nvel do mar, por exemplo, temos:Substncia Ponto de fuso (C) Ponto de ebulio (C)lcool #114,1 "78,5Acetona #94,0 "56,5Chumbo "327,0 "1.740,0Ferro "1.535,0 "2.750,0a) O que estado fsico (ou de agregao) da matria? Quais so esses estados?b) O que mudana de estado fsico (ou de agregao)?c) O que fuso?d) O que vaporizao?e) O que liquefao?f) O que solidificao?g) O que sublimao?9 (Univali-SC) Resfriando-se progressivamente gua desti-lada,quando comear a passagem do estado lquido parao slido, a temperatura:a) permanecer constante, enquanto houver lquido pre-sente.b) permanecer constante, sendo igual ao ponto decondensao da substncia.c) diminuir gradativamente.d) permanecer constante, mesmo depois de todo lqui-dodesaparecer.e) aumentar gradativamente.10 (Vunesp) O naftaleno, comercialmente conhecido comonaftalina, empregado para evitar baratas em roupas, fundeem temperaturas superiores a 80 C. Sabe-se que boli-nhasde naftalina, temperatura ambiente, tm suasmassas constantemente diminudas, terminando por de-saparecersem deixar resduo. Essa observao pode serexplicada pelo fenmeno da:a) fuso.b) sublimao.c) solidificao.d) liquefao.e) ebulio.REVISO Responda emseu cadernoEXERCCIOS Registre as respostasem seu cadernoCapitulo 02A-QF1-PNLEM 18 6/7/05, 14:14 35. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.11 (UCDB-MS) Uma substncia slida aquecida continua-mente.O grfico a seguir mostra a variao da tempera-tura(ordenada) com o tempo (abscissa):Pela anlise dos dados da tabela, medidos a 1 atm,podemos afirmar que, temperatura de 40 C e 1 atm:a) o ter e o etanol encontram-se na fase gasosa.b) o ter encontra-se na fase gasosa e o etanol nafase lquida.c) ambos encontram-se na fase lquida.d) o ter encontra-se na fase lquida e o etanol nafase gasosa.e) ambos encontram-se na fase slida.ResoluoVamos transportar os dados do problema para umesquema representando a temperatura dada (40 C)e os pontos de fuso e de ebulio do etanol e do15010050Temperatura (C)10 20 30Tempo (min)O ponto de fuso, o ponto de ebulio e o tempo duran- ter etlico.te o qual a substncia permanece no estado lquido so,respectivamente:a) 150, 65 e5 d) 65, 150 e 5b) 65, 150 e 25 e) 65, 150 e 10c) 150, 65 e 2512 (UFPA) Dado o diagrama de aquecimento de ummaterial:2102008010Temperatura (C)Y VaporFaixa de temperaturaTempo (min)XSlidoLquidoA alternativa correta :a) o diagrama representa o aquecimento de uma subs-tnciapura.b) a temperatura no tempo zero representa o aqueci-mentode um lquido.c) 210 C a temperatura de fuso do material.d) a transformao de X para Y umfenmeno qumico.e) 80 C a temperatura de fuso do material.Exerccio resolvidoPonto deebulio (C)13 (Mackenzie-SP)Substncia Ponto de fuso(C)Etanol #117 78ter etlico #116 34Temperatura40 CEtanolGasoso(temperaturadada)teretlicoP.E. % 34 CP.E. % 78 CP.F. % #116 CGasosoLquidoP.F. % #117 CLquidoSlidoSlidoVeja que a linha tracejada horizontal corresponden-tea 40 C corta a linha do etanol na regio do lqui-doe a linha do ter etlico na regio do gasoso.Alternativa b14 (Fuvest-SP) Considere a tabela a seguir:Ponto defuso (C)Ponto deebulio (C)Oxignio #218,4 #183Fenol 43 182Pentano #130 36,1Qual o estado fsico dessas substncias temperaturaambiente?Observao: Considere 20 C como a temperatura am-biente.EXERCCIOS COMPLEMENTARES Registre as respostasem seu caderno15 (PUC-MG) Numa praia, em pleno vero, um estudante de Qumica observou que o carrinho de picol usava gelo-secopara retardar o degelo dos picols. Pediu vendedora um pedao do gelo e colocou-o num copo com gua, ocorrendoformao de fumaas brancas. Observou-se ento o fenmeno de:a) evaporao. c) fuso. e) liquefao.b) sublimao. d) gaseificao.Captulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 19Capitulo 02A-QF1-PNLEM 19 29/5/05, 18:12 36. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.16 (UGF-RJ) O aquecimento global j apresenta sinais vis-veisem alguns pontos do planeta. Numa ilha do Alasca,na Aldeia de Shishmaret, por exemplo, as geleiras j de-morammais a congelar, no inverno; descongelam maisrpido, na primavera, e h mais icebergs. Desde 1971, atemperatura aumentou, em mdia, 2 C.Asmudanas de estados descritas no texto, so, respecti-vamente:a) solidificao e fuso.b) solidificao e condensao.c) sublimao e solidificao.d) solidificao e ebulio.e) fuso e condensao.17 (Cesgranrio-RJ) Um cientista recebeu uma substncia des-conhecida,no estado slido, para ser analisada. O grfi-coabaixo representa o processo de aquecimento de umaamostra dessa substncia.a) slido, lquido, gasoso e lquido.b) lquido, slido, lquido e gasoso.c) lquido, gasoso, lquido e slido.d) gasoso, lquido, gasoso e slido.e) slido, gasoso, lquido e gasoso.Temperatura (C)Tempo (min)100908070605040302020 40 601010 30 50Analisando o grfico, podemos concluir que a amostraapresenta:a) durao da ebulio de 10 min.b) durao da fuso de 40 min.c) ponto de fuso de 40 C.d) ponto de fuso de 70 C.e) ponto de ebulio de 50 C.18 (Mackenzie-SP) As fases de agregao para as substnciasabaixo, quando expostas a uma temperatura de 30 C,so, respectivamente:Exerccio resolvido19 (Unifor-CE) Na fuso, uma substncia pura passa:a) de dissolvida para precipitada, absorvendo energia.b) do estado lquido para o slido, liberando energia.c) do estado gasoso para o slido, liberando energia.d) do estado slido para o lquido, liberando energia.e) do estado slido para o lquido, absorvendoenergia.ResoluoLembre-se de que, para derreter ou vaporizar ummaterial, precisamos fornecer calor (energia), que ,ento, absorvido pelo material (dizemos que atransformao endotrmica). Na seqncia inver-sa,isto , na condensao e solidificao, o materialnos devolve a energia que lhe fora fornecida (e atransformao dita exotrmica).Esquematicamente, temos:Slido Lquido20 (UFSM-RS) Com relao aos processos de mudana deestado fsico de uma substncia, pode-se afirmar que soendotrmicos, isto , absorvem energia:a) vaporizao, solidificao, liquefao.b) liquefao, fuso, vaporizao.c) solidificao, fuso, sublimao.d) solidificao, liquefao, sublimao.e) sublimao, fuso, vaporizao.Ponto de ebulio(C) (1 atm)Materiais Ponto de fuso(C) (1 atm)5 AS OBSERVAES E AS EXPERINCIAS NA CINCIA5.1. Medies: o cotidiano e o cientfico20Como conseqncia do que foi explicado no item anterior, podemos agora dizer que: verificar que o gelo derrete e a gua ferve, sob a ao do calor, uma observao do cotidiano; verificar que, ao nvel do mar, o gelo puro derrete a 0 C e a gua pura ferve a 100 C umaobservao cientfica (feita por meio de uma experincia controlada).Note que, na cincia, tenta-se levar em considerao todos os fatores que podem influir nos resul-tadosda experincia (ao nvel do mar, gelo puro, gua pura etc.). Assim, qualquer pessoa poderepetir a experincia e chegar aos mesmos resultados (e acreditar no que foi dito).Gs ouvaporA transformao absorveenergia (endotrmica).A transformao liberaenergia (exotrmica).Alternativa emercrio #38,87 356,9amnia #77,7 #33,4benzeno 5,5 80,1naftaleno 80,0 217,0Capitulo 02A-QF1-PNLEM 20 29/5/05, 18:12 37. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Na vida diria usamos vrias medies para controlar, por exemplo, as relaes comerciais decompra e venda, nosso estado de sade, e assim por diante. Exemplificando: tecidos so vendidos ametro (m); refeies so cobradas a quilogramas (kg); velocidades so controladas em quilmetrospor hora (km/h); a massa de nosso corpo um dos ndices de sade; at o ritmo de nossa vida controlado em dias, horas, minutos etc.LEVY MENDES JROs velocmetros indicam a velocidade escalar instantnea. Para medir a massa dos corpos, utilizam-se balanas.No campo da cincia as medies so ainda mais importantes. Medimos massa, volume, tempera-turase inmeras outras grandezas. Aqui definimos:Grandeza tudo aquilo que pode ser medido.Lembre-se tambm de que, na experincia de fuso do gelo e vaporizao da gua, as temperatu-rasforam medidas com o auxlio da unidade graus Celsius (C). Generalizando, dizemos que:Unidade uma grandeza escolhida arbitrariamente como padro.Em cincia so usadas, de preferncia, as unidades do chamado Sistema Internacional de Unida-des(SI).Veja alguns exemplos do SI: a unidade de tempo o segundo (s): seus mltiplos so o minuto (1 minuto % 60 segundos), ahora (1 hora % 60 minutos) etc.; a unidade de massa o quilograma (kg): ummltiplo usual a tonelada (1 tonelada % 1.000 kg);um submltiplo usual o grama (1 grama % 0,001 ou 10#3 kg); a unidade de comprimento o metro (m): um mltiplo usual o quilmetro (1 km % 1.000 ou103 metros); um submltiplo usual o centmetro (1 cm % 0,01 ou 10#2 metros).So derivadas do comprimento as unidades de: rea, por exemplo: 1 centmetro quadrado (1 cm2): 1 cm1 cm1 cm1 cm1 cm volume, por exemplo: 1 centmetro cbico (1 cm3):No caso das medidas de volume tambm usamos o litro (1 litro % 1.000 cm3) e o mililitro(1 mililitro % 1 cm3 % 0,001 ou 10#3 litros).CIDCaptulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 21Capitulo 02A-QF1-PNLEM 21 6/7/05, 14:15 38. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.22Por fim, devemos lembrar que as medies s so possveis com o auxlio de aparelhos (instrumen-tos)convenientes. Tanto no dia-a-dia como na cincia esses instrumentos vm evoluindo atravs dostempos. Assim, usamos: relgios cada vez mais precisos para medir o tempo;Ampulheta. Relgio gtico do sculo XV. Relgio digital de pulso. balanas cada vez mais precisas para medir as massas.Balana romana. Balana de dois pratos. Balana eletrnica.2003 TRIBUNE MEDIA / INTERCONTINENTAL PRESSGARCIA-PELAYO / CIDORONOZJAVIER JAIME / CIDJAVIER JAIME / CIDMATTON. BILD, S.L. / CIDGARCIA-PELAYO / CIDO MAGO DE ID PARKER & HARTCapitulo 02A-QF1-PNLEM 22 6/7/05, 14:16 39. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.As medies so to importantes na cincia que o cientista William Thomson (Lord Kelvin,1824-1907) disse: Afirmo muitas vezes que, se voc medir aquilo de que est falando e expressarem nmeros, voc conhece alguma coisa sobre o assunto; mas, quando voc no o pode exprimir emnmeros, seu conhecimento pobre e insatisfatrio.CROCK, O LEGIONRIO BILL RECHIN & DON WILDER5.2. Uma medio importante: a densidade2003 KING FEATURES / INTECONTINENTAL PRESSPara satisfazer as exigncias da vida diria (e tambm da cincia), novas medies foram criadas,ao longo do tempo. No cotidiano comum dizermos, por exemplo, que o chumbo pesa mais do quea madeira. No entanto, 1 kg de chumbo afunda, enquanto 1 kg de madeira flutua na gua. fcilperceber, porm, que tal comparao s se torna justa e racional quando feita entre volumes iguais:1 cm3 de madeirapesa entre 0,60 ge 0,80 g.1 cm3 de guapesa 1 g.1 cm3 de ferropesa 7,86 g.1 cm3 de chumbopesa 11,40 g.Surge dessa comparao o conceito de densidade dos materiais, entendida como a massa dospedaos iguais (volumes iguais) dos vrios materiais (no exemplo acima, pequenos cubos de volumeigual a 1 cm3). Matematicamente, essa idia corresponde seguinte definio:Densidade o quociente da massa pelo volume do material (a uma dada temperatura).Essa definio expressa pela seguinte frmula:m % massa da substncia (em g)d m% sendo V % volume da substncia (em cm3 ou mL)Vd % densidade (em g/cm3 ou em g/mL)CIDTanto um iceberg quantoum navio (ambos commilhares de toneladas)flutuam na gua.CIDCaptulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 23Capitulo 02A-QF1-PNLEM 23 29/5/05, 18:13 40. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.O densmetro (localizado na parte central da foto) confere a densidade dolcool, em um posto de abastecimento.24Um caso particular importante o da medio das densidades dos lquidos, que feita diretamentepelos densmetros. Esse instrumento um tubo de vidro, como mostrado a seguir, cuja parte inferior mais larga e pesada do que a superior, que consiste em uma haste graduada em densidades. Coloca-donum lquido o densmetro afunda mais ou menos, e a graduao da haste, que coincide com o nvellquido, d diretamente a densidade do lquido.Os densmetros so usados, por exemplo, em postosde gasolina, para medir a densidade do lcool vendido; emcooperativas de leite, para comprovar a qualidade do leitenegociado, e assim por diante.0 91 01 11 21 3guad % 1,0 g/mL0 91 01 11 21 3Soluo dabateria deautomvelcarregadad % 1,3 g/mL(A) (B) importante ainda observar que a densidade varia com a temperatura, pois o volume de umcorpo muda de acordo com a temperatura, embora a massa permanea a mesma. Por isso, impor-tanteque, em informaes cientficas, se expresse, por exemplo, que a densidade do chumbo de11,34 g/cm3, a 20 C.5.3. A importncia dos grficos no dia-a-dia muito comum e importante expressar o resultado de nos-sasmedies por meio de grficos. Ao lado, por exemplo, temoso grfico que mostra a variao da densidade da gua com atemperatura.Lactodensmetro utilizado para medira densidade do leite.O densmetro indicado na figura A flutua na gua de modo que sua escalamarca 1,0 g/mL (densidade da gua pura) na superfcie do lquido.O densmetro da figura B flutua numa soluo de bateria de automvelcarregada de modo que sua escala marca 1,3 g/mL (densidade dasoluo de bateria carregada). O lquido da bateria uma soluode cido sulfrico em gua, apresentando densidade maior que a gua.d (g/cm3)T (C)1,00000,99990,99980,99970,99960 2 4 6 8 10EDUARDO SANTALIESTRALUIZ ANTONIO DA SILVA / CIDCapitulo 02A-QF1-PNLEM 24 12/7/05, 19:38 41. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Diariamente encontramos, nos jornais e nas revistas, uma srie de grficos mostrando relaesentre fatos do nosso cotidiano.100908070605040302010Grfico de linhasBRASIL: EVOLUO DO SETOR DE PETRLEO 1973-1999Em milhes de m345,867,557,936,062,631,765,436,171,240,230,9 29,3 29,276,445,681,848,889,4 92,758,033,1 33,3 30,39,8 9,665,327,01973 1979 1985 1991 1995 1996 1997 1998 1999ConsumoImportaoProduoGrfico de setores (ou de pizza)COMPOSIO QUMICA DA CROSTA TERRESTRE% do peso total0,71,7 1,045,22,32,85,127,45,88,0Oxignio (O)Silcio (Si)Alumnio (Al)Ferro (Fe)Clcio (Ca)Magnsio (Mg)Sdio (Na)Potssio (K)Titnio (Ti)OutrosGrfico de barras (ou de colunas)EMISSES ANUAIS, NA ATMOSFERA, DE CARBONO E CFCCarbonoMilhes de toneladasCFCMil toneladas7.0006.0005.0004.0003.0002.0001.0005001001201008060402006.5005.0004.0003.0006725952891201001004412106Fontes: Ministrio das Minas eEnergia; Almanaque Abril 2001.So Paulo: Abril, 2001. p. 83.Fonte: THE OPEN UNIVERSITY.Os recursos fsicos da Terra.Bloco 1 Recursos, economia egeologia: uma introduo.Campinas: Unicamp, 1994. p. 33.(Srie Manuais)RegiesfricaAmrica do Norte e CentralAmrica do SulAntiga URSSsiaEuropaOceaniaFonte: NAGLE, Garret e SPENCER, Kris. Advanced geography. Oxford: Oxford University Press, 1997. p. 137.Captulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 25Capitulo 02A-QF1-PNLEM 25 29/5/05, 18:13 42. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.ATIVIDADES PRTICASATENO: No cheire nem experimente substnciaalguma utilizada nesta atividade.1aMateriais 1 copo grande (ou um frasco de vidro), de boca largaou de plstico transparente, com capacidade para300 mL ou mais 1 jarra medidora 1 colher de sopade sal de cozinha 1 ovo guaProcedimento Coloque cerca de 200 mL de gua no copo e adicione,cuidadosamente, o ovo. Observe e faa um desenho,em seu caderno, do que acontece. Retire o ovo do copocom gua com cuidado. Adicione o sal ao copo comgua. Agite bem e recoloque o ovo no copo. Observee faa, em seu caderno, um desenho do que acontece. Analise as observaes e os desenhos feitos.Perguntas1) No incio, utilizando apenas a gua e o ovo, quemapresentou maior densidade?2) O ovo permaneceu na mesma posio inicial quandofoi adicionado sal gua? O que mudou? Por qu?3) O que poderia ser alterado para que o ovo ficasse noREVISO Responda emseu cadernoExerccio resolvido21 Uma lata contm 450 gramas (g) de leite em p.26Qual a massa do produto em quilogramas (kg)?ResoluoSabendo que 1 kg equivale a 1.000 g, temos:22 Uma cadeira pesa 8,5 kg. Qual sua massa em gramas?23 Faa as seguintes transformaes:a) 20 g em quilogramas (kg)b) 15 g em miligramas (mg)c) 2,5 toneladas (t) em gramas (g)24 Quantos gramas de medicamento existem numa caixacontendo 50 comprimidos de 200 mg cada um?Exerccio resolvido25 A quantos mL (ou cm3) corresponde o volume de3,5 litros de gua?ResoluoSabendo que 1 litro (L) corresponde a 1.000 mL(ou cm3), temos:26 Quantos litros de gasolina transporta um caminho com4,5 m3 do combustvel? (Dado: 1 m3 % 1.000 litros.)27 Faa as seguintes transformaes:a) 1,82 litros em mililitrosb) 250 cm3 em litrosc) 15 L em m31.000 g 1 kg450 g xx % 0,450 kg1 L 1.000 mL3,5 L xx % 3.500 mLa) O que grandeza?b) O que unidade?c) Quais so as unidades de tempo, massa e comprimento no Sistema Internacional deUnidades (SI)?d) Quais so as unidades usuais de volume?e) O que densidade?EXERCCIOS Registre as respostasem seu cadernomeio da soluo?2aMateriais 1canudinho de refrigerantemassa de modelar 1 copocontendo 100 mL de gua 1 copo contendo 100 mLde leo 1 copo contendo 100 mL de vinagre 1 canetade retroprojetor ou pedaos de fita adesivaProcedimento Tampe bem a extremidade do canudinho com umabolinha de massa de modelar (este ser o seudensmetro). Mergulhe seu densmetro no copo con-tendogua. Faa uma marca no copo, com a canetaou a fita adesiva, da posio em que a bolinha se en-contra. Observe e faa um desenho em seu cadernodo que acontece. Repita o mesmo processo para oscopos contendo leo e vinagre. Analise as observa-ese os desenhos feitos.Perguntas1) As marcaes feitas nos copos foram iguais? Por qu?2) Compare, por meio da leitura de seu densmetro, asdensidades da gua, do leo e do vinagre.3) Poderamos dizer que o ovo, no experimento ante-rior,funcionou como um densmetro? Por qu?Capitulo 02A-QF1-PNLEM 26 6/7/05, 14:16 43. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.28 (Osec-SP) Densidade uma propriedade definida pelarelao:a) massa/presso d) presso/temperaturab) massa/volume e) presso/volumec) massa/temperaturaExerccio resolvido29 (FMU/Fiam-Faam/Fisp-SP)Umvidro contm 200 cm3de mercrio de densidade 13,6 g/cm3. A massa demercrio contido no vidro :a) 0,80 kg c) 2,72 kg e) 6,8 kgb) 0,68 kg d) 27,2 kgResoluoDizer que a densidade do mercrio 13,6 g/cm3significa dizer que 1 cm3 de mercrio pesa 13,6 g.Da surge a relao:1 cm3 mercrio 13,6 g200 cm3 mercrio xx % 2.720 gou 2,72 kgAlternativa c30 (UFU-MG) Em condies ambientes, a densidade domercrio de aproximadamente 13 g/cm3. A massa des-semetal, da qual um garimpeiro de Pocon (MT) neces-sitapara encher completamente um frasco de meio litrode capacidade, de:a) 2.600g c) 4.800g e) 7.400 gb) 3.200g d) 6.500 g32 (Mackenzie-SP) No preparo de uma limonada em duasetapas, foram feitas as seguintes observaes:Exerccio resolvido31 (UFPE) Para identificar trs lquidos de densida-des0,8, 1,0 e 1,2 o analista dispe de uma pe-quenabola de densidade 1,0. Conforme a posiodas bolas apresentadas no desenho a seguir, pode-mosafirmar que:1 2 3a) os lquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apre-sentamdensidades 0,8, 1,0 e 1,2.b) os lquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apre-sentamdensidades 1,2, 0,8 e 1,0.c) os lquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apre-sentamdensidades 1,0, 0,8 e 1,2.d) os lquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apre-sentamdensidades 1,2, 1,0 e 0,8.e) os lquidos contidos nas provetas 1, 2 e 3 apre-sentamdensidades 1,0, 1,2 e 0,8.ResoluoNa proveta 1, a bola mais densa que o lquido,pois afundou. Conseqentemente, o lquido me-nosdenso que a bola (densidade % 1). Na proveta2, a bola no afunda nem flutua, provando que olquido e a bola tm a mesma densidade (d % 1). Naproveta 3, a bola flutua, provando que o lquido mais denso que a bola (d % 1).Alternativa a1a etapa mistura IAo se espremer o limosobre a gua, uma semen-teescapou e caiu no copo.1a observaoA semente imediatamen-teafundou na mistura.2a etapa mistura IINa mistura obtida, dissol-veram-se trs colheres deacar.2a observaoA semente subiu para asuperfcie do lquido.Das observaes 1 e 2, pode-se concluir que a densidadeda semente :a) menor que a densidade do suco de limo mais gua.b) menor que a densidade do suco de limo mais gua eacar.c) igual densidade do suco de limo.d) maior que a densidade do suco de limo mais gua eacar.e) igual densidade da gua mais acar.33 (UFMG) Em umfrasco de vidro transparente, umestudan-tecolocou 500 mL de gua e, sobre ela, escorreu vagaro-samente,pelas paredes in-ternasdo recipiente, 500 mLde etanol. Em seguida, elegotejou leo vegetal sobreesse sistema. As gotculasformadas posicionaram-sena regio interfacial, confor-memostrado nesta figura:Considerando-se esse ex-perimento,Regiointerfacial correto afirmar que:Gotculas de leoa) a densidade do leo menor que a da gua.b) a massa de gua, no sistema, 10 vezes maior que ade etanol.c) a densidade do etanol maior que a do leo.d) a densidade da gua menor que a do etanol.34 (Enem-MEC) Um estudo sobre o problema do desem-pregona Grande So Paulo, no perodo 1985-1996, rea-lizadopelo Seade-Dieese, apresentou o seguinte grficosobre taxa de desemprego:Mdias anuais da taxa de desemprego totalGrande So Paulo 1985-199685 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 9616,0%14,0%12,0%10,0%8,0%6,0%Fonte: SEP, Convnio Seade-Dieese.Pela anlise do grfico, correto afirmar que, no perodoconsiderado:a) a maior taxa de desemprego foi de 14%.b) a taxa de desemprego no ano de 1995 foi a menor doperodo.c) a partir de 1992, a taxa de desemprego foi decrescente.d) no perodo 1985-1996, a taxa de desemprego esteveentre 8% e 16%.e) a taxa de desemprego foi crescente no perodo com-preendidoentre 1988 e 1991.Captulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 27Capitulo 02A-QF1-PNLEM 27 29/5/05, 18:13 44. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.28EXERCCIOS COMPLEMENTARES Registre as respostasAnalisando-se o grfico, pode-se concluir que a densida-deda gua:a) cresce com o aumento do volume.b) varia linearmente com a temperatura.c) no varia com a temperatura.d) mnima a 0 C.e) mxima a 4 C.39 (Enem-MEC) Para convencer a populao local da inefi-cinciada Companhia Telefnica Vilatel na expanso daoferta de linhas, um poltico publicou no jornal local ogrfico I, abaixo representado. A companhia Vilatel res-pondeupublicando dias depois o grfico II, em que pre-tendejustificar um grande aumento na oferta de linhas.O fato que, no perodo considerado, foram instaladas,efetivamente, 200 novas linhas telefnicas.Exerccio resolvido35 (FMU/Fiam-Faam/Fisp-SP)Oesquema representa trstubos de ensaio de mesmo dimetro, contendo cadauma mesma massa dos seguintes lquidos incolores:gua, acetona e clorofrmio.I II IIIDadas as densidades: dgua % 1,00 g/cm3;dacetona % 0,80 g/cm3; dclorofrmio % 1,4 g/cm3, pode-mosafirmar que os tubos I, II e III contm, respecti-vamente:a) acetona, gua e clorofrmio.b) acetona, clorofrmio e gua.c) gua, clorofrmio e acetona.d) clorofrmio, gua e acetona.e) clorofrmio, acetona e gua.ResoluoDe acordo com a definio de densidade d mV% ,conclui-se matematicamente que, para massas iguais,a densidade ser tanto menor quanto maior for ovolume do lquido. Considerando que os volumesvo crescendo na ordem das figuras I, II e III, con-cluiremosque as densidades iro decrescer nessamesma ordem.Alternativa d36 (UFPE) Em um bquer com 100 mL de gua, so coloca-dos20 mL de leo vegetal, umcubo de gelo e uma barraretangular de alumnio.Qual das figuras melhor representa a aparncia dessamistura?a) b) c) d) e)37 (UFPI) Em uma cena deum filme, um indivduocorre carregando umamaleta tipo 007 (volu-mede 20 dm3) cheia debarras de um certo me-tal.Considerando queum adulto de massamdia (70 kg) pode des-locar,com uma certa ve-locidade,no mximo o equivalente sua prpria massa,indique qual o metal contido na maleta, observando osdados da tabela.(Dado: 1 dm3 % 1 L % 1.000 cm3)a) Alumnio c) Prata e) Ourob) Zinco d) Chumbo38 (Fatec-SP) O volume ocupado por qualquer amostra degua depende da temperatura da amostra. O grfico aseguir representa a variao do volume de certa amostrade gua em funo da sua temperatura.V (mL)0 1 2 3 4 5 6 7 T ()C)N totalde linhastelefnicas2.2002.1502.1002.0502.000Jan.Grfico IAbr. Ago. Dez.N total de linhastelefnicas2.000Grfico IIAnalisando os grficos, pode-se concluir que:a) o grfico II representa um crescimento real maior doque o do grfico I.b) o grfico I apresenta o crescimento real, sendo o IIincorreto.c) o grfico II apresenta o crescimento real, sendo o gr-ficoI incorreto.d) a aparente diferena de crescimento nos dois grficosdecorre da escolha das diferentes escalas.e) os dois grficos so incomparveis, pois usam escalasdiferentes.2.2002.1502.1002.050Jan. Abr. Ago. Dez.Densidade em g/cm3Alumnio 2,7Zinco 7,1Prata 10,5Chumbo 11,4Ouro 19,3em seu cadernoCapitulo 02B-QF1-PNLEM 28 6/7/05, 14:17 45. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.40 (Enem-MEC) O nmero de indivduos de certa popula-o representado pelo grfico ao lado.Em 1975, a populao tinha um tamanho aproximada-menteigual ao de:a) 1960b) 1963c) 1967d) 1970e) 1980109876543211940 1950 1960 1970 1980 1990Nmero de indivduos (" 1.000)6 SUBSTNCIA PURA (OU ESPCIE QUMICA)Uma pessoa reconhecida por suas caractersticas fsicas:fisionomia, massa, altura, cor da pele, cor dos olhos etc. Consideran-doque a populao de um pas muito grande, o governo criou acdula de identidade para facilitar a identificao das pessoas.Lembre-se tambm de que, para melhorar a identificao das pes-soas,foram criados vrios outros sistemas de identificao. Por exemplo: CPF (Cadastro de Pessoas Fsicas)foi criado pela Secretaria daFazenda para identificar os contribuintes do Imposto de Renda; CRM (Conselho Regional de Medicina) d a cada mdicoseu nmero de identificao; OAB (Ordem dos Advogados do Brasil)d a cada advogadoseu nmero de identificao.Pois bem, a quantidade de materiais diferentes existente nomun-do tambm enorme. obrigao da Qumica reconhecer e identifi-carcada um desses materiais. As propriedades gerais da matriat (anos)(massa e volume), sendo comuns a todo e qualquer material, no seprestam a essa identificao. As propriedades organolpticas (cor, sabor, odor etc.) tambm no, poisso de aplicao perigosa. Deve-se, ento, recorrer s chamadas propriedades especficas, que so par-ticularese exclusivas de cada material. J falamos, em pginas anteriores, no ponto de fuso (P.F.), noponto de ebulio (P.E.) e na densidade dos materiais. Todas essas medidas, como tm valores fixos econstantes para cada material, so denominadas constantes fsicas dos materiais. Muitas outras constan-tesfsicas nos ajudam a identificar, com maior preciso, cada material, como, por exemplo: calor especfico a quantidade de calor necessria para aumentar em 1 C a temperatura de1 g do material (1 g de gua, por exemplo, necessita de 1 caloria para ter sua temperaturaaumentada de 1 C; dizemos, ento, que o calor especfico da gua 1 cal/g # C); solubilidadea maior massa (por exemplo, em gramas) do material que podemos dissolver emdada quantidade de um lquido (geralmente expressa em litros), a dada temperatura (por exem-plo,podemos dissolver, no mximo, 365 g de sal comum em 1 L de gua a 20 C).Quando um material apresenta constantes fsicas bem definidas e invariveis, conclumos quese trata de matria isenta de outros materiais e a denominamos substncia pura. Assim, temos aseguinte definio:Substncia pura (ou simplesmente substncia, ou, ainda, espcie qumica) ummaterial nico, isento de outros materiais e que apresenta constantes fsicas bem definidas.CID CIDCaptulo 2 CONHECENDO A MATRIA E SUAS TRANSFORMAES 29Capitulo 02B-QF1-PNLEM 29 6/7/05, 14:18 46. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.Identificao da guaLquido incolorPonto de fuso % 0 CPonto de ebulio % 100 C ao nvel do marDensidade % 1 g/cm3 a 4 C ao nvel do marCalor especfico % 1 cal/g # C30Por exemplo:As constantes fsicas so catalogadas em livros e tabelas especiais. Os qumicos se baseiam nelastanto para identificar as substncias como tambm para constatar sua pureza. Por esse motivo, dizemosque as constantes fsicas so utilizadas como critrios de pureza das substncias qumicas.Sempre que uma substncia extrada da natureza ou produzida num laboratrio, determinam-sesuas constantes fsicas. Desse modo, ficamos sabendo se ela uma substncia nova ou j conhecida.Sendo conhecida, temos tambm uma idia de sua pureza.Ao contrrio das substncias puras, as misturas no apresentam constantes fsicas definidas.REVISO Responda emseu cadernoa) O que propriedade especfica?b) O que constante fsica?c) O que calor especfico?d) O que solubilidade?e) O que substncia pura?f) Como so denominadas as constantes fsicas quando testamos a pureza de uma41 (UFMG) Uma amostra de uma substncia pura X tevealgumas de suas propriedades determinadas. Todas asalternativas apresentam propriedades que so teis paraidentificar essa substncia, exceto:a) densidade.b) massa da amostra.c) solubilidade em gua.d) temperatura de ebulio.e) temperatura de fuso.42 (Fuvest-SP) Quais das propriedades a seguir so as maisindicadas para verificar se pura uma certa amostra sli-dade uma substncia conhecida?a) cor e densidadeb) cor e durezac) ponto de fuso e densidaded) cor e ponto de fusoe) densidade e dureza43 (Mackenzie-SP) O valor do ponto de ebulio determi-nadoexperimentalmente numa amostra de uma certasubstncia mostrou-se maior do que o valor encontradoIdentificao do sal comum (cloreto de sdio)Slido brancoPonto de fuso % 801 CPonto de ebulio % 1.460 CDensidade % 2,18 g/cm3Solubilidade % 365 g do sal por litro de gua a 20 Cem tabelas. Essa diferena pode ser atribuda ao fato deque, no experimento, usou-se:a) um combustvel de alto poder calorfico.b) uma quantidade de substncia muito grande.c) uma quantidade de substncia muito pequena.d) uma substncia composta.e) uma substncia contendo impurezas.44 (Vunesp) O rtulo de uma garrafa de gua mineral estreproduzido a seguir.Composio qumica provvel:Sulfato de clcio 0,0038 mg/LBicarbonato de clcio 0,0167 mg/LCom base nessas informaes, podemos classificar a guamineral como:a) substncia pura.b) substncia simples.c) mistura heterognea.d) mistura homognea.e) suspenso coloidal.substncia?EXERCCIOS Registre as respostasem seu cadernoCapitulo 02B-QF1-PNLEM 30 6/7/05, 14:19 47. Reproduo proibida. Art.184 do Cdigo Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.45 (Mackenzie-SP) A dureza de um mineral reflete a resistncia deste ao risco. Uma das escalas utilizadas para verificar a durezade um mineral a escala de Mohs.Escala de Mohs(minerais em ordem crescente de dureza)1 talco 3 calcita 5 apatita 7 quartzo 9 corndon2 gesso 4 fluorita 6 ortoclsio 8 topzio 10 diamanteDe acordo com essa escala, incorreto afirmar que:a) o diamante o mineral mais duro. d) o topzio e a fluorita riscam a calcita.b) apenas o corndon risca o diamante. e) o mineral menos duro o talco.c) a apatita riscada pelo quartzo.7 PROCESSOS DE SEPARAO DE MISTURASOs materiais encontrados na natureza so, em geral, misturas de vrias substncias. Mesmo emlaboratrio, quando tentamos preparar uma s substncia, acabamos, normalmente, ch