APOSTILA DE CIÊNCIAS NATURAIS
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PROFESSOR
(A):Jaíres
COORDENADORA: Janaína
ALUNO(A):
_____________________________________________ ANO/TURMA:_______ DATA:
___/___/2020
|
A
MATÉRIA E SUAS PROPRIEDADES
É
pau, é pedra, é o fim do caminho
É um resto de toco, é um pouco sozinho
É um caco de vidro, é a vida, é o sol
É a noite, é a morte, é o laço, é o anzol
É peroba do campo, é o nó da madeira (Águas de Março)Tom Jobim)
É um resto de toco, é um pouco sozinho
É um caco de vidro, é a vida, é o sol
É a noite, é a morte, é o laço, é o anzol
É peroba do campo, é o nó da madeira (Águas de Março)Tom Jobim)
TUDO É MATÉRIA...
MATÉRIA
Tudo em que você puder pensar,
destas páginas que você está lendo até a cadeira que você está sentado, a água
que você bebe, tudo é feito de matéria. Mas a matéria não é apenas uma coisa
que você pode tocar. Inclui o ar que se respira. Os planetas no Universo, seres
vivos e inanimados, insetos e rochas. Tudo é feito de matéria.
Portanto definimos matéria como
tudo aquilo que possui massa e que por sua vez ocupa lugar no espaço.
Toda matéria é constituída de
pequenas partículas chamadas átomos, que por sua vez são formadas de partícula
ainda menores, chamadas partículas subatômicas.
A Química envolve o estudo da
matéria e do que ela é feita, e como os átomos se unem para formar materiais
diferentes.
Com um pedaço de madeira um marceneiro faz uma mesa. Com uma barra de
ouro, um ouvires faz uma pulseira. O pedaço de madeira e a barra de ouro são
exemplos de corpos. A mesa e a pulseira são exemplos de objetos. Desta forma,
podemos definir:
Corpo - É qualquer porção limitada de matéria
Objeto- É um corpo trabalhado e que tem alguma utilidade.
Relacionando os exemplos acima com matéria, podemos afirmar que:
Madeira tábua mesa
(matéria) (corpo) (objeto)
Ouro barra de ouro pulseira
(matéria)
(corpo) (objeto)
Não há uma definição
exata para energia, mas
podemos dizer que ela está associada à capacidade de produção de ação e/ou
movimento e manifesta-se de muitas formas diferentes, como movimento de corpos,
calor, eletricidade etc.. Desta forma, podemos concluir que energia é a capacidade de um corpo
produzir movimento ou ação
De acordo com as leis da física, a
energia não pode ser criada, mas apenas transformada (primeiro princípio da
Termodinâmica), sendo cada um dos tipos de energia capaz de provocar fenômenos determinados
e característicos nos sistemas físicos. Neste sentido, enquanto a matéria é tudo aquilo que tem
massa e ocupa um lugar no espaço, a energia:é tudo aquilo que age sobre
um corpo e nele produz algum efeito, o qual pode modificar a metéria,
desloca-lá ou causar supostas deformações nessa mesma matéria.
PROPRIEDADES
DA MATÉRIA
Quando misturamos óleo na água, ambos no estado líquido, percebemos
rapidamente que um não se dissolve no outro e posiciona-se de forma diferente
no recipiente.
Mistura formada por água e óleo
Essa simples mistura é suficiente para
visualizarmos diversas propriedades da matéria, como a solubilidade (por
não se dissolverem) e a densidade (por se posicionarem de
forma diferente).
De uma forma geral, as propriedades
da matéria estão divididas em dois grupos, as gerais e as específicas, todas exploradas a
seguir:
Propriedades gerais da matéria
São as características que toda matéria apresenta,
independentemente do seu estado físico(sólido, líquido ou gasoso).
Uma
matéria sempre apresenta a tendência de manter o seu estado, seja de repouso,
seja de movimento, a não ser que uma força externa influencie.
Fisicamente,
massa é uma grandeza que indica a medida da inércia ou da resistência de um
corpo de ter seu movimento acelerado. Porém, podemos, de uma forma geral,
associar a massa à quantidade de partículas existentes em uma matéria.
·
Volume
É o
espaço que uma matéria ocupa independentemente do seu estado físico.
·
Impenetrabilidade
Duas
matérias não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Para enchermos uma
garrafa com água, por exemplo, o ar tem que sair dela.
·
Compressibilidade
É a
característica que a matéria apresenta de diminuir o espaço que estava ocupando
quando submetida a uma força externa. Isso pode ser visto quando tampamos a
ponta de uma seringa e empurramos o gás em seu interior com o êmbolo.
·
Elasticidade
É a
característica que uma matéria tem de voltar à sua forma original quando uma
força externa a estica ou comprime.
·
Divisibilidade
É a
capacidade que a matéria possui de ser dividida inúmeras vezes sem deixar de
ser o que ela é, isto é, não há modificação de sua composição química.
Propriedades específicas da matéria
São
características próprias de cada matéria, ou seja, se uma matéria apresenta,
não quer dizer que outra também apresentará a mesma característica.
a) Propriedades organolépticas
É a característica que a matéria apresenta de
estimular pelo menos um dos cinco sentidos. Veja alguns exemplos:
·
Paladar: quando ingerimos cloreto de sódio, sentimos o sabor salgado;
·
Audição: o som produzido pelo bife sendo
frito em uma panela;
·
Tato: quando passamos uma toalha no rosto e
sentimos que ela é áspera;
·
Visão: luz percebida a partir da explosão
de fogos de artifício;
·
Olfato: o aroma liberado quando descascamos
uma mexerica.
b) Propriedades funcionais
É a
característica que algumas substâncias apresentam de desempenhar um mesmo papel
(função) ou promover uma mesma sensação. Veja alguns exemplos:
Toda substância classificada como ácida
apresenta sabor azedo (quando ingerida) e é capaz de sofrer o fenômeno da ionização (produzir íons).
Toda substância classificada como
básica promove a sensação de adstringência (sensação de secura e aperto na boca
quando ingerida) e é capaz de sofrer o fenômeno da dissociação (liberar íons) em água.
Toda substância classificada como salina possui sabor salgado (quando
ingerida) e é capaz de sofrer o fenômeno da dissociação (liberar íons) em água.
c) Propriedades químicas
É a característica que uma matéria
apresenta de se transformar em outra, em um processo denominado de fenômeno químico. Muitas vezes um fenômeno
químico só ocorre quando a matéria é submetida a determinadas condições
(temperatura, catalisadores, eletrólise etc.).
Uma matéria só se transforma em outra quando apresentam uma
caraterística química em comum, principalmente átomos de elementos químicos em
comum. Se queremos produzir iogurte, é preciso utilizar leite, e não suco de
uva, por exemplo.
Outro exemplo clássico de fenômeno
químico é a formação da água. Nesse processo, submetemos os gases oxigênio (O2)
e hidrogênio (H2) a altas pressões e temperaturas, sendo o resultado
a produção de uma substância completamente diferente, a água.
Isso não é possível quando reagimos os
gases cloro (Cl2) e hidrogênio (H2). Nesse caso, o
resultado é a formação de ácido clorídrico (HCl).
d) Propriedades físicas
São características da matéria determinadas de forma experimental.
·
Solubilidade
É a característica que uma determinada matéria apresenta de dissolver
outra. A água, por exemplo, tem a capacidade de dissolver o cloreto de sódio
(sal de cozinha). Vale ressaltar que a quantidade de soluto, solvente e a
temperatura são fatores que influenciam a solubilidade.
Um exemplo da influência da temperatura, quantidade de soluto e solvente
está descrito na tabela a seguir:
Tabela que expressa a solubilidade da sacarose em água
Na tabela, podemos observar que, se
tivermos 100 mL de água, a 10oC, dissolveremos 190,5 g de sacarose.
Agora, se essa mesma quantidade de água estiver a 50 oC, a
quantidade de sacarose que poderá ser dissolvida é de 260,4 g.
É a relação entre a massa (m) da matéria e o espaço (volume) que ela
ocupa. Ela é calculada por meio da seguinte expressão:
d = m
V
V
·
Ponto de fusão (PF)
É a temperatura que indica quando uma
matéria deixa de ser sólida e passa a ser totalmente líquida. O ferro, por
exemplo, deixa de ser sólido e passa a ser líquido a 1535 oC.
·
Ponto de ebulição (PE)
É a temperatura que indica quando uma
matéria deixa de ser líquida e passa a ser totalmente gasosa. O metal mercúrio,
por exemplo, deixa de ser líquido e passa a ser gasoso a 356,9 oC.
·
Tenacidade
É a capacidade que uma matéria tem de resistir ao impacto com outra
matéria. Quando uma pedra é arremessada no vidro, este se quebra, ou seja, a
pedra é mais tenaz que o vidro.
·
Dureza
É a capacidade que uma matéria apresenta de riscar outra. Um exemplo é
quando uma pedra arranha o vidro de uma janela, ou seja, a pedra é mais dura
que o vidro.
CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA
ÁTOMO É O NOME DADO AO formador da matéria (tudo aquilo que ocupa espaço e possui
massa). Esse nome foi proposto pelo cientista John Dalton em 1808. Elementos químicos, moléculas, substâncias e
materiais orgânicos ou inorgânicos são formados por átomos.
Em sua constituição, o átomo apresenta
partículas (prótons, nêutrons e elétrons), não sendo a menor parte da matéria.
Todavia, sua visualização não é possível. O que se conhece sobre o
átomo está relacionado com experimentos físicos, químicos e aspectos
matemáticos comprovados cientificamente.
A evolução do conhecimento sobre o átomo fez com que diversas
tecnologias fossem desenvolvidas e aperfeiçoadas.
Composição básica de um átomo
·
Núcleo: região mais densa do átomo e
comporta prótons e nêutrons;
·
Eletrosfera,
também chamada de Nuvem eletrônica ou Densidade eletrônica é a região externa
do núcleo do átomo onde se localizam os elétrons.
·
Níveis de energia: regiões que
envolvem o núcleo e que abrigam subníveis, orbitais e elétrons. Há sete níveis
de energia, que são representados pelas letras K, L, M, N, O, P e Q;
·
Prótons: partículas positivas (representadas por
p);
·
Elétrons: partículas negativas que apresentam
também comportamento de onda (representadas por e);
·
Nêutrons: partículas sem carga que diminuem a
repulsão entre os prótons no núcleo (representadas por n).
·
Número atômico (Z): indica o número
de prótons presentes no núcleo do átomo e o número de elétrons (e) presentes
nos níveis de energia.
Fórmula que indica a representatividade do número atômico
·
Número de massa (A): indica a massa
presente no núcleo do átomo, que resulta da soma do número de prótons (p) e o
número de nêutrons (n).
Elemento químico é o conjunto de átomos de mesmo
número atômico. O número atômico é a quantidade de prótons que um átomo possui em seu núcleo.
Desse modo, a menor parte ou partícula que conserva as propriedades de um elemento químico é
um átomo só com aquele determinado número atômico.
Para entender como isso se
dá, pense em uma gota do elemento químico mercúrio (Hg). Ela pode ser subdivida em
outras gotas menores, que continuarão sendo mercúrio, pois conservam as mesmas
propriedades. Do mesmo modo, o elemento
químico é um conjunto de átomos com o mesmo número
atômico, mas a menor parte é apenas um átomo.
Assim, na Tabela Periódica, apresentada em ordem crescente
de número atômico, é exatamente esse número que identifica e diferencia os
elementos químicos uns dos outros
TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS.
FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Elemento
químico"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/elemento-quimico.htm>. Acesso em 13 de marco de 2018.
REAÇÕES QUÍMICAS
A matéria pode sofrer dois tipos de transformações
principais: a física e a química. A transformação física é quando
não se altera a natureza da matéria, ou seja, a sua composição. Por exemplo,
quando cortamos um pedaço de madeira, ela sofreu uma transformação, mas foi um
fenômeno físico, porque ainda continua sendo madeira, a sua constituição é a
mesma do início.
O que são reações químicas, afinal?
São transformações, nas quais uma ou mais propriedades da
matéria são alteradas, resultando em novas substâncias.
Reação
química é transformação e fenômeno
Então, uma reação, transformação ou fenômeno químico
ocorre quando a natureza ou composição da matéria é alterada. Nesse caso, as
partículas iniciais (que podem ser moléculas, átomos, aglomerados iônicos, íons
etc.) são como que desmontadas e seus átomos se rearranjam, montando novas
moléculas, aglomerados, átomos, íons etc., isto é, novas substâncias.
Uma reação química, também chamada de fenômeno
químico, é o processo que envolve a mudança ou transformação da matéria,
alterando sua constituição em nível molecular. Ou seja, não é apenas uma
mudança de estado — de sólido para líquido, de líquido para vapor — mas um
rearranjo dos átomos.
Nas reações, há dois tipos de substâncias principais:
·
os reagentes,
que são os componentes originais que se misturam e reagem entre si;
·
os produtos,
que é o que resulta da reação, depois das transformações.
Uma reação é representada da seguinte forma geral:
REAGENTES
→ PRODUTOS
Para que uma reação química aconteça, os
reagentes precisam ter afinidade química. Por isso, nem toda
mistura de substâncias resulta em reação.
Além disso, há variação na entalpia, que é a quantidade de energia encontrada
nas substâncias. Quando os reagentes têm mais energia que os produtos, ela é
liberada no processo e temos uma reação exotérmica. Porém, quando
os produtos têm mais energia que os reagentes, chamamos a reação
endotérmica.
Exemplos de reações químicas
Nem de longe a Química é uma
ciência alheia à nossa realidade. Ela está acontecendo ao redor (e até dentro)
de nós, todos os dias, a todo momento. Quer ver?
Confira alguns exemplos de reações químicas muito
comuns:
·
a fotossíntese,
como citamos, é a síntese de compostos orgânicos realizada pelas plantas na
presença de luz, água e gás carbônico;
·
a queima
da gasolina no motor do carro, fazendo com que o motor funcione e
produzindo gás carbônico e água;
·
a ferrugem,
que é formada pela oxidação do ferro e pela redução do oxigênio;
·
o escurecimento
de uma maçã cortada, pela oxidação da enzima chamada polifenol.
Equações de reações químicas
As reações são representadas por equações químicas.
Você usa a estrutura que citamos (reagentes gerando produtos) usando a fórmula
química dos compostos. Veja alguns exemplos:
2H2 + O2 → 2H2O
Tipos
de reações químicas
As reações
químicas são classificadas em quatro tipos:
- síntese
ou adição
- análise ou decomposição
- simples troca ou deslocamento
- dupla troca
- análise ou decomposição
- simples troca ou deslocamento
- dupla troca
- SÍNTESE OU ADIÇÃO – é a reação onde duas ou mais
substâncias reagem para se transformar em uma. Exemplos:
C
+ O2 → CO2
Cao + H2O → Ca(OH)2
Cao + H2O → Ca(OH)2
- ANÁLISE OU DECOMPOSIÇÃO – é a reação onde uma
substância se divide em duas ou mais substâncias de estrutura mais simples.
Exemplos:
2AgBr
→ 2Ag + Br2
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
- SIMPLES TROCA OU DESLOCAMENTO – é a
reação onde uma substância simples troca de lugar com um elemento de uma
substância composta, se transformando em uma nova substância simples. Exemplos:
Zn
+ H2SO4 → ZnSO4
+ H2
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
- DUPLA TROCA – é a reação onde duas substâncias
compostas reagem e trocam seus elementos, se transformando em duas substâncias
também compostas. Exemplos:
HCl
+ NaOH → NaCl + H2O
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
Reação
química é transformação e fenômeno
Então, uma reação, transformação ou fenômeno químico
ocorre quando a natureza ou composição da matéria é alterada. Nesse caso, as
partículas iniciais (que podem ser moléculas, átomos, aglomerados iônicos, íons
etc.) são como que desmontadas e seus átomos se rearranjam, montando novas
moléculas, aglomerados, átomos, íons etc., isto é, novas substâncias.
Exemplos de reações químicas (são
reações do cotidiano}
Nem de longe a Química é uma
ciência alheia à nossa realidade. Ela está acontecendo ao redor (e até dentro)
de nós, todos os dias, a todo momento. Quer ver?
Confira alguns exemplos de reações químicas muito
comuns:
·
a fotossíntese,
como citamos, é a síntese de compostos orgânicos realizada pelas plantas na
presença de luz, água e gás carbônico;
·
a queima
da gasolina no motor do carro, fazendo com que o motor funcione e
produzindo gás carbônico e água;
·
a ferrugem,
que é formada pela oxidação do ferro e pela redução do oxigênio;
·
o escurecimento
de uma maçã cortada, pela oxidação da enzima chamada polifenol.
Reagentes e Produtos
Nas reações químicas, as substâncias iniciais são
chamadas de reagentes e as finais de produtos, e
as reações são representadas por meio de equações
químicas, que seguem a seguinte estrutura geral:
Para que uma reação química aconteça, os
reagentes precisam ter afinidade química. Por isso, nem toda
mistura de substâncias resulta em reação.
Além disso, há variação na entalpia, que é a quantidade de energia encontrada
nas substâncias. Quando os reagentes têm mais energia que os produtos, ela é
liberada no processo e temos uma reação exotérmica. Porém, quando
os produtos têm mais energia que os reagentes, chamamos a reação
endotérmica.
Equações químicas
Considerando o exemplo anterior da reação de combustão
completa do álcool (etanol), temos a seguinte equação química:
Etanol + Gás oxigênio (→ Dióxido de carbono + Água
Reagentes: Etanol+ Gás
oxigênio
Produtos: Dióxido de carbono
+ Água
Essa reação química é representada de acordo com o modelo
de Dalton, na forma de simples esferas:
Tipos
de reações químicas
As reações
químicas são classificadas em quatro tipos:
- síntese
ou adição
- análise ou decomposição
- simples troca ou deslocamento
- dupla troca
- análise ou decomposição
- simples troca ou deslocamento
- dupla troca
- SÍNTESE OU ADIÇÃO – é a reação onde duas ou mais
substâncias reagem para se transformar em uma. Exemplos:
C
+ O2 → CO2
Cao + H2O → Ca(OH)2
Cao + H2O → Ca(OH)2
- ANÁLISE OU DECOMPOSIÇÃO – é a reação onde uma
substância se divide em duas ou mais substâncias de estrutura mais simples.
Exemplos:
2AgBr
→ 2Ag + Br2
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
- SIMPLES TROCA OU DESLOCAMENTO – é a
reação onde uma substância simples troca de lugar com um elemento de uma
substância composta, se transformando em uma nova substância simples. Exemplos:
Zn
+ H2SO4 → ZnSO4
+ H2
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
- DUPLA TROCA – é a reação onde duas substâncias
compostas reagem e trocam seus elementos, se transformando em duas substâncias
também compostas. Exemplos:
HCl
+ NaOH → NaCl + H2O
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S
Tipos de reação – Conhecendo melhor a
hidrólise nas reações químicas
A hidrólise corresponde a um processo químico
que envolve a quebra de uma molécula em presença de água. Lembre-se que o termo
“hidro”
significa água e “lise” é relativo à quebra.
Esse processo é comum na área da química
(reações) e também da biologia (hidrólise de enzimas e de proteínas).É, portanto reação de decomposição ou
alteração de uma substância pela água (p.ex., de um cátion com água para formar
uma base fraca e de uma base para formar um ácido fraco).
O álcool 70% é o mais utilizado no processo de
antissepsia da pele porque age de maneira instantânea nos microrganismos, isto
é, a reação de hidrólise do álcool
provoca a quebra e a desnaturação das proteínas.
Nessa concentração, sendo 70% de álcool 30% água, o
produto é ótimo para atividade antiviral
e bactericida, pois desnatura as proteínas dos microrganismos, atuando na
membrana plasmática ou na parede celular bacteriana, inibindo sua síntese e provocando
sua destruição. E isso acontece rapidamente na presença de água, pois facilita
a entrada do álcool nos microrganismos.
REFERÊNCIAS
FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "O que é uma reação
química?"; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-uma-reacao-quimica.htm.
Acesso em 05 de junho de 2020.
_________________________________________________________
ATIVIDADE
SOBRE REAÇÕES QUÍMICAS
QUESTÃO
01
O que são reações
químicas?
QUESTÃO
02
O que é uma equação
química? Dê dois exemplos.
QUESTÃO
03
Numa reação química, o que
são reagentes?O que são Produtos?
QUESTÃO
03
Dê exemplos de tipos
de reações químicas
QUESTÃO
04
Por que o álcool a 70% é eficiente para prevenção da Covide- 19?
QUESTÃO
05
Pela respiração, os seres vivos, em
geral, convertem a glicose em gás carbônico e água.
Para a química, estas transformações são denominadas:
a) fenômenos físicos.
b) fórmulas.
c) equações.
d) reações químicas
Para a química, estas transformações são denominadas:
a) fenômenos físicos.
b) fórmulas.
c) equações.
d) reações químicas
QUESTÃO
06
Reações
químicas são fenômenos em que, necessariamente, ocorrem mudanças:
a) de cor.
b) de estado
físico.
c) de
condutibilidade elétrica.
d) de massa.
e) na natureza
das substâncias.
QUESTÃO
07
Entre
as transformações a seguir, indique quais podem ser consideradas transformações
físicas:
a) obtenção de
vinho através da fermentação da uva.
b) queima de
madeira em uma lareira.
c) decantação
de uma amostra de água turva.
d) ebulição da
água.
QUESTÃO
08
Assinale
a única opção que não apresenta uma reação química:
a) A
queima da vela;
b) A ferrugem;
c) A quebra de um copo;
d)A formação de bolor.
QUESTÃO
09
Dê exemplos de transformações
químicas de seu dia-a-dia.
QUESTÃO
10
As reações químicas, quanto ao calor envolvido, podem ser classificadas
em: ENDOTÉRMICAS - absorvendo calor externo, e EXOTÉRMICAS - liberando calor
para o meio ambiente. Nas pizzarias há cartazes dizendo: “Forno a lenha”. A
reação que ocorre neste forno, para assar a pizza, é
a) explosiva.
b) catalisada.
c) exotérmica.
d) endotérmica.
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