MATÉRIA

O QUE É MATÉRIA

Matéria é tudo o que tem massa e ocupa espaço.

Qualquer coisa que tenha existência física ou real é matéria. Tudo o que existe no universo conhecido manifesta-se como matéria ou energia.
A matéria pode ser líquida, sólida ou gasosa. São exemplos de matéria: papel, madeira, ar, água, pedra.

  

SUBSTÂNCIA E MISTURA

Analisando a matéria qualitativamente (qualidade) chamamos a matéria de substância.

Substância – possui uma composição característica, determinada e um conjunto definido de propriedades.
Pode ser simples (formada por só um elemento químico) ou composta (formada por vários elementos químicos).
Exemplos de substância simples: ouro, mercúrio, ferro, zinco.
Exemplos de substância composta: água, açúcar (sacarose), sal de cozinha (cloreto de sódio).

Mistura – são duas ou mais substâncias agrupadas, onde a composição é variável e suas propriedades também.
Exemplo de misturas: sangue, leite, ar, madeira, granito, água com açúcar.

CORPO E OBJETO

Analisando a matéria quantitativamente chamamos a matéria de Corpo.

Corpo - São quantidades limitadas de matéria. Como por exemplo: um bloco de gelo, uma barra de ouro.
Os corpos trabalhados e com certo uso são chamados de objetos. Uma barra de ouro (corpo) pode ser transformada em anel, brinco (objeto).

FENÔMENOS QUÍMICOS E FÍSICOS

Fenômeno é uma transformação da matéria. Pode ser química ou física.

Fenômeno Químico é uma transformação da matéria com alteração da sua composição.
Exemplos: combustão de um gás, da madeira, formação da ferrugem, eletrólise da água.

Química – é a ciência que estuda os fenômenos químicos. Estuda as diferentes substâncias, suas transformações e como elas interagem e a energia envolvida.

Fenômenos Físicos - é a transformação da matéria sem alteração da sua composição.
Exemplos: reflexão da luz, solidificação da água, ebulição do álcool etílico.

Física – é a ciência que estuda os fenômenos físicos. Estuda as propriedades da matéria e da energia, sem que haja alteração química.

PROPRIEDADES DA MATÉRIA

O que define a matéria são suas propriedades.
Existem as propriedades gerais e as propriedades específicas.
As propriedades gerais são comuns para todo tipo de matéria e não permitem diferenciar uma da outra. São elas: massa, peso, inércia, elasticidade, compressibilidade, extensão, divisibilidade, impenetrabilidade.

Massa – medida da quantidade de matéria de um corpo. Determina a inércia e o peso.

Inércia – resistência que um corpo oferece a qualquer tentativa de variação do seu estado de movimento ou de repouso. O corpo que está em repouso, tende a ficar em repouso e o que está em movimento tende a ficar em movimento, com velocidade e direção constantes.

Peso – é a força gravitacional entre o corpo e a Terra.

Elasticidade – propriedade onde a matéria tem de retornar ao seu volume inicial após cessar a força que causa a compressão.

Compressibilidade – propriedade onde a matéria tem de reduzir seu volume quando submetida a certas pressões.

Extensão – propriedade onde a matéria tem de ocupar lugar no espaço.

Divisibilidade – a matéria pode ser dividida em porções cada vez menores. A menor porção da matéria é a molécula, que ainda conserva as suas propriedades.

Impenetrabilidade – dois corpos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo.

As propriedades específicas são próprias para cada tipo de matéria, diferenciando-as umas das outras. Podem ser classificadas em organolépticas, físicas e químicas.
As propriedades organolépticas podem ser percebidas pelos órgãos dos sentidos (olhos, nariz, língua). São elas: cor, brilho, odor e sabor.

As propriedades físicas são: ponto de fusão e ponto de ebulição, solidificação, liquefação, calor específico, densidade absoluta, propriedades magnéticas, maleabilidade, ductibilidade, dureza e tenacidade.

Ponto de fusão e ebulição – são as temperaturas onde a matéria passa da fase sólida para a fase líquida e da fase líquida para a fase sólida, respectivamente.

Ponto de ebulição e de liquefação – são as temperaturas onde a matéria passa da fase líquida para a fase gasosa e da fase gasosa para a líquida, respectivamente.

Calor específico – é a quantidade de calor necessária para aumentar em 1 grau Celsius (ºC) a temperatura de 1grama de massa de qualquer substância. Pode ser medida em calorias.

Densidade absoluta – relação entre massa e volume de um corpo.

d = m : V

Propriedade magnética – capacidade que uma substância tem de atrair pedaços de ferro (Fe) e níquel (Ni).

Maleabilidade – é a propriedade que permite à matéria ser transformada em lâmina. Característica dos metais.

Ductibilidade – capacidade que a substância tem de ser transformada em fios. Característica dos metais.

Dureza – é determinada pela resistência que a superfície do material oferece ao risco por outro material. O diamante é o material que apresenta maior grau de dureza na natureza.

Tenacidade – é a resistência que os materiais oferecem ao choque mecânico, ou seja, ao impacto. Resiste ao forte impacto sem se quebrar.

As propriedades químicas são as responsáveis pelos tipos de transformação que cada substância é capaz de sofrer. Estes processos são as reações químicas. 

 Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/ef/materia/p2.php

AR

Nosso planeta está envolvido por uma camada imensa de gases, a atmosfera. Ela esta ao redor da Terra e é mantida através da atração da gravidade. Possui cerca de 1000 km de espessura.

ATMOSFERA

É a camada de ar que envolve a Terra.

Alguns fatos ilustram esta existência de um espaço que contém ar a partir do solo:
- quando respiramos, retiramos o gás oxigênio desta camada;
- quando um avião decola, ele deve ter velocidade suficiente para poder sustentar-se no ar;
- quando os aviões a jato, em altas altitudes ficam estabilizados porque estão num nível da atmosfera que há pouca turbulência.
A atmosfera é muito importante para a vida no planeta. Ela ameniza os efeitos da radiação solar sobre a Terra, contribui na manutenção de uma temperatura ideal para o desenvolvimento da vida, impede que nosso planeta seja diretamente atingido por grandes meteoritos.

Camadas da Atmosfera:

A atmosfera possui cinco camadas distintas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e a exosfera.
Não há um limite entre uma camada e outra. Suas características vão mudando gradativamente.

                           
Troposfera

É a camada de ar que vai do solo até aproximadamente 12 km de altura. Nela, há gases poluentes e poeira. É nesta camada que se formam nuvens, ventos, chuva, neve e acontecem trovoadas e raios.
É na troposfera que os seres vivos retiram o gás oxigênio (O2) e produzem o gás carbônico (CO2) para realizar a fotossíntese e liberam o oxigênio.

Estratosfera

É a camada que começa onde termina a troposfera. Quase não há oxigênio, o ar é rarefeito (pouca quantidade de gás oxigênio; as moléculas de ar ficam muito afastadas umas das outras), as temperaturas são em torno de -50ºC, portanto não há vida nessa camada. O gás que é predominante é o nitrogênio (N).
Na estratosfera, não há nuvens, nem tempestades. É nela que aviões a jato navegam.
Há uma camada que envolve a estratosfera, a camada de ozônio. O gás ozônio (O3) é muito importante para o nosso planeta porque ele absorve toda a radiação ultravioleta (raios UV) que chegam à Terra. Os raios UV são prejudiciais à saúde porque em grandes quantidades alteram a constituição das células dos seres vivos, provocando o câncer.

Mesosfera

Possui aproximadamente 80 km e suas temperaturas podem chegar a -120ºC. Nessa camada são feitas as pesquisas meteorológicas através de balões-sonda que atravessam as demais camadas, até chegar à mesosfera.

Termosfera ou Ionosfera

Está a aproximadamente 640 km acima da superfície terrestre. Sua temperatura aumenta com a altitude chegando a 1000ºC.
Nela passam meteoritos (corpos rochosos ou metálicos que vêm do espaço cósmico) que pegam fogo ao entrar na termosfera devido ao atrito com o ar. São as chamadas “estrelas cadentes”. Alguns meteoritos conseguem chegar à superfície da Terra.
Na termosfera, acontecem dois fenômenos: a aurora boreal e a aurora austral.
A aurora boreal e a aurora austral são fenômenos luminescentes, ou seja, que ocorre a emissão de luz. Acontecem na atmosfera dos hemisférios norte e sul. Neles estão localizados dois pólos magnéticos da Terra. As partículas emitidas pelo Sol interagem com as partículas da termosfera e sob ação do campo magnético terrestre produzem faixas multicoloridas e brilhantes.
Quando este fenômeno acontece no hemisfério norte, chamamos de aurora boreal.
Quando este fenômeno acontece no hemisfério sul, chamamos de aurora austral.

A termosfera também é conhecida como ionosfera porque nela há muitos íons (partículas carregadas eletricamente).

Exosfera

Última camada atmosférica onde o ar é muito rarefeito. Inicia a uma altitude de aproximadamente 500 km e vai até mais de 1000 km de altitude. É o limite da atmosfera e o espaço cósmico ou sideral.
O gás predominante nesta camada é o hidrogênio (H2). Existe grande variação de temperatura, onde durante o dia pode chegar a 2000ºC e à noite cerca de -270ºC.

 COMPOSIÇÃO DO AR

O ar atmosférico é formado por vários gases, vapor d água, microorganismos e impurezas (poeira e fuligem).

Observe a tabela a seguir:

GÁS	QUANTIDADE EM %
OXIGÊNIO	21
GASES NOBRES	0,91
NITROGÊNIO	78
GÁS CARBÔNICO	0,03

Observando o gráfico, podemos ver que na atmosfera há vários gases: oxigênio, gases nobres (hélio, neônio, argônio, criptônio, radônio, xenônio), nitrogênio e gás carbônico. Podemos ver a quantidade (percentagem) de cada gás na atmosfera, sendo o nitrogênio em maior quantidade. Estes são os componentes constantes no ar atmosférico.
A quantidade de vapor d água, microorganismos e impurezas dependem de alguns fatores como, por exemplo, o clima, a poluição e os ventos. Então estes são componentes variáveis do ar atmosférico.

Componentes Constantes do Ar

Nitrogênio - É o gás mais abundante do ar (78%). Sua fórmula química é N2, ou seja, uma molécula de nitrogênio é formada por dois átomos de nitrogênio.
Os animais e as plantas não aproveitam o nitrogênio do ar, mas existem alguns seres vivos que conseguem aproveitá-lo e transformá-lo em sais nitrogenados, como os nitratos. Estes seres vivos são as bactérias que vivem em raízes de plantas leguminosas (feijão, soja e ervilha).
O ciclo começa com o gás nitrogênio penetrando no solo. As bactérias o absorvem, transformando em nitratos que são cedidos, em partes para as plantas. Estas plantas utilizam os nitratos para produzir proteínas, que fazem parte do corpo vegetal. Animais herbívoros comem estas plantas adquirindo para si as proteínas. Animais carnívoros comem os herbívoros, transferindo para eles as suas proteínas. Quando um animal morre é decomposto por bactérias e fungos, que retornam ao solo e mais tarde absorvidos por outra planta. E assim, iniciando o ciclo do nitrogênio novamente.

Oxigênio – Cerca de 21% do ar da atmosfera é de gás oxigênio. Nosso organismo não consegue ficar muito tempo sem respirar. Precisamos do ar atmosférico porque contém oxigênio, responsável para a respiração. O oxigênio atua na “queima” dos alimentos, produzindo energia necessária para o funcionamento dos nossos órgãos assim, eles conseguem se manter em atividade.
Também serve como gás comburente, que alimenta a combustão (queima).
Quando um ser vivo utiliza o gás oxigênio para a respiração damos o nome de seres aeróbicos (plantas e animais).
Quando não usam o gás oxigênio para a respiração ou “queimar” seus alimentos, damos o nome de seres anaeróbicos (algumas bactérias).
O O2 pode, no entanto, causar danos ao homem. Quando entra em contato com o ferro (Fe) provoca a chamada ferrugem, que destrói carros, máquinas portões, navios e etc.

4Fe +3 O2   →2 Fe2O3

Gás Carbônico – Este gás, com fórmula química CO2, é essencial para a vida dos vegetais na realização da fotossíntese, que produz glicose e energia.
A glicose é armazenada em forma de amido e pode ser utilizada na produção de celulose.

Para a realização da fotossíntese é necessário:
- clorofila (substância de cor verde que absorve energia luminosa);
- luz do Sol;
- água;
- gás carbônico

Quando há presença de luz solar (absorvida pela clorofila), o gás carbônico do ar e a água do solo retirado pelas raízes é levada até as folhas se transforma em glicose e gás oxigênio. A glicose é usada como fonte de energia ou para fazer outra substância e o oxigênio é liberado para o meio ambiente.

Gases Nobres – Dificilmente se combinam com outras substâncias, por isso são nobres. São eles: hélio (He), Neônio (Ne), Argônio (Ar), criptônio (Kr), Xenônio (Xe) e Radônio (Rn). São isolados e utilizados pelo homem:
- em flashes, máquinas fotográficas (Xe);
- em letreiros luminosos (Ne, Kr);
- para encher balões (He);
- em aparelhos utilizados para tratamento de câncer (Rn);
- no interior de lâmpadas (Ar).

O gás Hélio é muito leve.
O gás neônio também é chamado de gás-neon. Ele produz luz vermelha e laranja. 

O criptônio produz uma luz verde-azulada.

Componentes Variáveis do Ar

Vapor d água – O vapor d água da atmosfera vem da evaporação da água dos mares, rios e lagos; respiração dos seres vivos; transpiração das plantas; evaporação da água do solo e evaporação da água de dejetos (fezes e urina de animais).
Esta umidade (vapor d água) é importante para os seres vivos porque ajuda na formação das nuvens. Em alguns locais, onde há baixa umidade, muitas pessoas apresentam dificuldade na respiração. É o caso da região centro-oeste do Brasil. Nestes casos, é recomendado colocar recipientes com água perto da cama. Isto acontece para que o vapor d água umedeça a mucosa das vias respiratórias (nariz, faringe).

Poeira – é formada por várias partículas sólidas que se depositam nos móveis, utensílios domésticos, estradas, telhados, etc.
Na atmosfera, é possível ver a poeira.

Fumaça – Quem mais produz fumaça com fuligem são as fábricas que não em filtros nas suas chaminés.
A fuligem, que tem cor escura, é formada por substâncias como chumbo (Pb). Causa sérios danos ao aparelho respiratório.
A fumaça que sai de automóveis, ônibus e caminhões contêm dióxido de enxofre (SO2), monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrogênio (NO2) e hidrocarbonetos.

Microorganismos – Estão em grandes quantidades na atmosfera. Muitos são responsáveis por doenças como o tétano, tuberculose e gripe. Alguns não causam doenças e ajudam na decomposição de organismos mortos, na fabricação de antibióticos. Outros, como o bacilo láctico se desenvolve no leite produzindo a coalhada.

 Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/ef/ar/

ÁGUA

ÁGUA NO PLANETA TERRA

A água é encontrada em toda parte: nos mares, nos rios, nos lagos, nas nuvens, nos lençóis subterrâneos, no ar, nos animais, nas plantas, no ser humano. A água é indispensável para a vida.

Hidrosfera                            

No nosso planeta, há na superfície da crosta terrestre, uma camada enorme que está coberta de água. Chamamos esta camada de hidrosfera, ou seja, a esfera de água. A água cobre cerca de três quartos da crosta terrestre ou aproximadamente 71% da superfície.

ESTADOS FÍSICOS DA ÁGUA

A água encontra-se sempre em um destes estados físicos: líquido, sólido ou gasoso.

A água no estado líquido é encontrada em mares, oceanos, lagos, rios, fontes e nos seres vivos. A água que bebemos é obtida através dos rios, poços ou fontes (que vem dos lençóis freáticos ou subterrâneos).
A maior parte do corpo dos animais é formada por água. Por exemplo, no homem, a água corresponde a 70% do seu peso. Nas frutas, a quantidade de água também é grande.

A água no estado sólido é o gelo. Na natureza, encontramos em diversas formas como neve, nuvens, granizo, geada, icebergs e nas calotas polares.
Nas nuvens, formam-se pequenos blocos de gelos, mas apenas nas nuvens do tipo cirros.
Na neve, formam-se flocos de gelo que caem e formam grossas camadas. Isto acontece porque há um resfriamento de pequenas gotas de vapor de água que se condensam no ar, ou seja, passam do estado gasoso para líquido.
Nas geadas, o vapor de água do ar atmosférico transforma-se em pequenas gotas de água, o orvalho. Este orvalho congelado é a geada. Forma-se em noites muito frias, cobrindo de gelo as superfícies.

No granizo, formam-se pedras de gelo formadas dentro das nuvens de tempestades
Nos icebergs, que são enormes blocos de gelos, forma-se com o desprendimento das geleiras que estão no litoral dar regiões polares. Os icebergs ficam flutuando nos mares e rios até que derretam transformando-se em água líquida. O iceberg é uma montanha de gelo onde a sua maior parte está submersa no mar.
A água no estado gasoso é encontrada na forma de vapor de água que existe no ar que forma-se através da evaporação da água dos mares, rios e lagos. Na transpiração e respiração dos animais e vegetais também existe vapor de água. A água evaporada se condensa transformando-se em pequenas gotas. Estas gotas juntas formam as nuvens.

Estados Físicos

Para entender como ocorrem as mudanças de estados físicos é preciso entender qual é a composição das substâncias.

Composição da água

A água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Sua fórmula molecular é então H2O.
A fórmula química que representa uma molécula de água é H2O.
Isto quer dizer que a água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.

                                O que é átomo e molécula?

Para entender melhor o conceito de átomo e molécula, imagine que você tenha que dividir um pedaço de alguma coisa, por exemplo, a água. E depois vai dividindo, dividindo e dividindo...até chegar a uma porção que não consiga mais dividir. Esta porção chamamos de molécula.

Molécula – menor porção de uma substância, contendo a mesma composição desta substância.

Estas moléculas definem então a substância água:
- insípida (não tem gosto)
- inodora (não tem cheiro)
- incolor (não tem cor)

As moléculas são formadas por outras partículas menores ainda que chamamos de átomos, que em grego quer dizer não divisível.

Átomo - é aquilo que não pode ser dividido.

Organização molecular

O estado físico de uma substância depende da organização de seus átomos e moléculas. Esta organização vai depender das condições que se encontra esta substância.

No estado sólido, as moléculas estão fortemente unidas entre si. Vibram em torno de posições praticamente fixas.

No estado líquido, as moléculas estão um pouco mais afastadas entre si do que as moléculas no estado sólido. Vibram com mais intensidade e movimentam-se mais livremente.

No estado gasoso, há uma grande distância entre as moléculas. O movimento entre elas é desordenado e chegam a se chocar.

Por que ocorrem as mudanças de estados físicos?

Alguns fatores fazem com que o estado físico das substâncias mudem. Um destes fatores é a temperatura e a pressão.

Quando queremos ferver a água, ou seja, transformar a água líquida em vapor, fornecemos calor. Então há um aumento na temperatura até que a água ferva. Deixando de fornecer calor, a temperatura da água vai diminuindo até ficar na temperatura ambiente. Se colocarmos na geladeira essa água, ela perderá calor, então a temperatura irá diminuir. Ao colocar no congelador, a água perderá mais calor ainda, até que congele.

Então, quando a água:
Absorve calor – as moléculas ficam mais agitadas e aumenta a temperatura.
Perde calor – as moléculas ficam menos agitadas e diminui a temperatura.

Outro fator que influencia a mudança de estado físico é a pressão. Quando aumentamos a pressão de um gás, por exemplo, as moléculas ficam mais próximas umas das outras, fazendo com que fiquem mais organizadas, passando assim para o estado líquido. A diminuição desta pressão faz com que as moléculas fiquem mais distantes entre si transformando-se em gás.

Na figura acima podemos observar as mudanças de estados físicos e o que acontece quando aumentamos ou diminuímos a temperatura ou a pressão de uma substância.

Mudança de estados físicos

As mudanças de estados físicos da matéria são: fusão, vaporização, condensação, solidificação e sublimação. Na água, as transformações mais comuns são a fusão, vaporização, condensação e solidificação.

A ) Fusão – mudança do estado sólido para o líquido. Quando o gelo derrete acontece essa transformação.

B) Vaporização – mudança do estado líquido para o gasoso. Existem três tipos de vaporização: evaporação, que é uma transformação mais lenta; ebulição, que é uma vaporização mais rápida, é o momento que a água ferve; calefação, que é uma mudança que ocorre muito rápida, por exemplo, quando respigamos água em uma chapa quente.

C) Solidificação – mudança do estado líquido para sólido. Quando colocamos a água líquida no congelador para formar gelo.

D) Condensação ou Liquefação – mudança do estado gasoso para líquido. Quando a água atinge a tampa de uma panela, que está em cozimento, este vapor perde calor e se transforma em líquido. O mesmo acontece com as nuvens. As gotículas quando se juntam formam as chuvas.

E) Sublimação – mudança do estado gasoso para sólido ou do sólido para gasoso. Na naftalina acontece esta mudança. Na água não é muito comum.

 CICLOS DA ÁGUA

Depois que a Terra se formou, a sua superfície foi se resfriando, formaram-se as nuvens e as chuvas. Das chuvas formaram-se os rios, lagos, mares, oceanos e lençóis subterrâneos.

As nuvens formam-se através da evaporação da água no estado líquido, que sempre retorna à Terra em forma de chuva, neve ou granizo. Depois evapora novamente e assim forma-se o ciclo da água.

Quanto maior for a superfície de exposição da água, maior será o nível de evaporação. O vapor de água, quando resfriado, pode também formar a neblina (nevoeiro), ou seja, aquela "nuvem" que se forma perto do solo. A água do solo é absorvida pelas raízes das plantas. Por meio da transpiração, as plantas eliminam água no estado de vapor para o ambiente, principalmente pelas folhas.  

E na cadeia alimentar, as plantas, pelos frutos, raízes, sementes e folhas, transferem água para os seus consumidores. Além do que é ingerido pela alimentação, os animais obtêm água bebendo-a diretamente. Devolvem a água para o ambiente pela transpiração, pela respiração e pela eliminação de urina e fezes. Essa água evapora e retorna à atmosfera. No nosso planeta, o ciclo de água é permanente.

Neste ciclo, a chuva é fundamental, não só pelo seu retorno à Terra, mas também pela sua distribuição nas diversas partes do planeta. Ela redistribui toda a umidade da Terra. Nem sempre ela vem limpa, como durante a sua evaporação. Dependendo do lugar que ela caia, algumas vezes, a água das chuvas pode vir contaminada, principalmente nas cidades poluídas. Mesmo assim, ela pode ser reaproveitada pela maioria das plantas e animais. Em média, cada molécula de água passa por este ciclo a cada dez ou quinze dias. Existem moléculas que permanecem nos oceanos por mais de 1500 anos.

SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES E PRINCIPAIS TIPOS

Na natureza é muito difícil encontrar água pura. A água que cobre o nosso planeta está em grande parte nos oceanos e mares. Para este tipo de água, damos o nome de água salgada, por conter uma grande quantidade de sais dissolvidos nela, como por exemplo, o cloreto de sódio (NaCl) ou sal de cozinha. Mas há também os rios, córregos, lagos e lençóis freáticos, o qual chamamos de água doce, este nome é devido à presença de uma pequena quantidade de sal dissolvidos e não porque a água realmente é doce.

Como separar os componentes da água?

A água é composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Podemos utilizar o voltâmetro para separar estes componentes.

Este aparelho é feito de 3 ou 4 pilhas grandes ligados em série, um frasco com água, um pouco de suco de limão, dois tubos de ensaio cheios desta mistura e dois pedaços de fio elétrico. O suco de limão ajuda na passagem da corrente elétrica. Quando essa corrente começa a circular formam-se bolhas nos tubos. Estas bolhas são o gás hidrogênio e o gás oxigênio, que são gases invisíveis e, portanto de difícil identificação.
O tubo que contém menor volume de água é o que está com o gás hidrogênio, já que a fórmula da água é sempre dois átomos de H para um de O. então o hidrogênio está em dobro. Este processo de separação dos componentes de uma substância através da corrente elétrica chama-se eletrólise, neste caso, a eletrólise da água.

Como testar estes gases?

Os gases envolvidos na experiência (hidrogênio e oxigênio) têm propriedades diferentes. Então é mais fácil verificar qual gás está em cada tubo.
O gás hidrogênio é combustível e, portanto pode ser queimado. Se retirarmos o tubo que acreditamos ser o hidrogênio e colocar um palito de fósforo aceso, deve haver uma pequena explosão. Então neste tubo está o gás hidrogênio.
O gás oxigênio é comburente, ou seja, provoca combustão (queima). Se este procedimento for feito no tubo que talvez contenha oxigênio, devemos observar que a brasa será “avivada”, reacendendo o palito. Então neste tubo contém oxigênio.

Principais tipos de água

Como vimos, a água pura é dificilmente encontrada na natureza. Esta água contém apenas moléculas de H2O. Normalmente encontramos a água com sais, gases e impurezas dissolvidas.
Água Potável: é a água apropriada para beber. Deve ser cristalina, ou seja, incolor e límpida; inodora (sem cheiro) e insípida (sem gosto); livre de impurezas (micróbios e substâncias tóxicas).
Ela pode conter alguns sais dissolvidos e gases em pequenas quantidades. Algumas impurezas podem ser retiradas com o auxílio de um filtro doméstico.

Água Mineral: é a água que contém sais minerais dissolvidos. São benéficos para o ser humano.
Esta água pode ser classificada de acordo com o mineral que a compõem. No Brasil, existem muitas fontes de água mineral, as chamadas Estâncias Hidrominerais.
- água sulfurosa – Águas de São Pedro (SP), Araxá e Poços de Caldas (MG), Dorizon (PR).
- água bicarbonatada – Águas de Prata (SP) e Salutaris (RJ).
- água cloretada – Caldas do Cipó (BA).
- água carbogasosa e ferruginosa – Lambari, Caxumbu e São Lourenço (MG).
- água bicarbonato-cloretada – Iraí (RS).

Água Termal: é a água que contém sais minerais e que sai do solo com a temperatura alta (gêiser).
No Brasil, existem também várias fontes de água termal, como por exemplo, em Goiás, onde a temperatura da água pode chegar a 40°C.
O banho de água termal é muito bom para a saúde.

Água Destilada: é a água obtida através da destilação. Que é um método de separação de mistura homogênea, ou seja, que só contém uma fase.

Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/ef/agua/

TERMOQUÍMICA

As transformações físicas e as reações químicas quase sempre estão envolvidas em perda ou ganho de calor. O calor é uma das formas de energia mais comum que se conhece.
A Termoquimica é uma parte da Química que faz o estudo das quantidades de calor liberadas ou absorvidas durante as reações químicas. A maioria das reações químicas envolve perda ou ganho de calor (energia).

Veja no quadro abaixo os tipos de reações com perda ou ganho de calor:

REAÇÕES QUE LIBERAM ENERGIA	REAÇÕES QUE ABSORVEM ENERGIA
Queima do carvão	Cozimento de alimentos
Queima da vela	Fotossíntese das plantas, o sol fornece energia
Reação química em uma pilha	Pancada violenta inicia a detonação de um explosivo
Queima da gasolina no carro	Cromagem em para-choque de carro, com energia elétrica

As transformações físicas também são acompanhadas de calor, como ocorre na mudanda de estados físicos da matéria.

absorção de calor
 

SÓLIDO               LÍQUIDO                GASOSO

liberação de calor

Quando a substância passa do estado físico sólido para liquido e em seguida para gasoso, ocorre absorção de calor.
Quando a substância passa do estado gasoso para líquido e em seguida para sólido, ocorre liberação de calor.
Essa energia que vem das reações químicas é decorrente de rearranjo das ligações químicas dos reagentes transformando-se em produtos. Essa energia armazenada é a ENTALPIA (H). É a energia que vem de dentro da molécula.
Nas reações químicas não é necessário calcular a entalpia. Devemos calcular, geralmente, a variação de entalpia (ΔH). 
A variação de entalpia é a diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes.

UNIDADE DE CALOR

Tipos de Reações

As reações químicas podem ser de dois tipos:
- ENDOTÉRMICA: absorvem calor (+)
- EXOTÉRMICA: liberam calor (-)

Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/em/termoquimica/

PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG

Segundo Werner Heisenberg, para encontrar a posição correta de um elétron, é necessário que ele interaja com algum instrumento de medida, como por exemplo, uma radiação. A radiação deve ter um comprimento de onda na ordem da incerteza com que se quer determinar esta posição.
Quanto menor for o comprimento de onda, maior é a precisão do local onde está o elétron.
Quando se consegue descobrir o local provável onde está o elétron, este elétron já não estará neste local.

Modelo Atual

Segundo Heisenberg, é difícil se prever a posição correta de um elétron na sua eletrosfera. Schrodinger em 1926 calculou a região mais provável onde o elétron possa estar. Para essa região deu o nome de orbital.
Orbital – região do espaço que está ao redor do núcleo, onde há máxima probabilidade de se encontrar um elétron.
É importante ressaltar que não se pode ver um átomo isolado exatamente como foi descrito nos modelos atômicos. Algumas técnicas utilizadas por supercomputadores mostram manchas coloridas, mostrando a localização dos átomos de um determinado material. Essas imagens são obtidas por um microscópio de tunelamento que pode aumentar até 28 milhões de vezes.
De acordo com o modelo de Rutherford-Bohr, o átomo apresenta níveis de energia ou camadas energéticas, onde cada nível possui um número máximo de elétrons. O número do nível representa o número quântico principal (n).
Cada nível está dividido em subníveis de energia s, p, d, f.
Representam o número quântico secundário ou azimutal (l).

SUBNÍVEL	s	p	d	f
NÚMERO QUÂNTICO	0	1	2	3
NÚMERO MÁX DE é	2	6	10	14

O subnível indica a forma da região no espaço onde está o elétron.
As siglas s, p, d, f vem das palavras em inglês sharp, principal, diffuse e fine, respectivamente.

Número máximo de elétrons em cada subnível:

K = 1 ; 1s²
L = 2 ; 2s²   2p6
M = 3 ; 3s²  3p6 3d10
N = 4 ; 4s²  4p6 4d10 4f14
O = 5 ; 5s²  5p6 5d10 5f14
P = 6 ; 6s²  6 p6 6d10
Q = 7 ; 7s²

O diagrama acima mostra a notação utilizada para indicar o número de elétrons em um nível e em um subnível.

Exemplos:
1s² - 2 é no subnível s do nível 1 (K)
2p3  - 3 é no subnível p do nível 2 (L)
5d6 – 6 é no subnível d do nível 5 (O)

Os orbitais são identificados pelo número quântico magnético (m). Indica a orientação desse orbital no espaço. Para cada valor de “l” (subnível), m assume valores inteiros que variam de – l ..., O,... +l

Assim:

s – 1
p – 3
d – 5
f – 7

Cada orbital é representado simbolicamente por um quadradinho. Então eles podem ser assim:

-3

-2

-1

0

+1

+2

+3

Em cada orbital pode conter no máximo dois elétrons.
Mas se os elétrons são cargas negativas, porque eles não se repelem e se afastam?
Se os elétrons giram no mesmo sentido ou em sentido contrário, eles criam campo magnético que os repelem ou os atraem. Essa rotação é chamada de SPIN, palavra em inglês derivada do verbo to spin, que significa girar.

Fonte:http://www.soq.com.br/conteudos/em/modelosatomicos/p7.php

ÍON, ISÓTOPO, ISÓBARO E ISÓTONO

ÍON

O átomo que possui p = é, ou seja, o número de prótons igual ao número de elétrons é eletricamente neutro.
Átomo neutro = p = é

Se o átomo tiver elétrons a mais ou a menos, então não será mais um átomo neutro. Este átomo passará a ser chamado de ÍON.

Íon = p ≠ é

Íon é um átomo que perde ou ganha elétrons. Ele pode ficar negativo ou positivo. Então:
Íon positivo (+) doa elétrons – íon cátion. Ex. Na⁺
Íon negativo (-) recebe elétrons – íon ânion. Ex. Cl^-
Quando um cátion doa elétrons, ele fica positivo.
Quando um ânion ganha elétrons, ele fica negativo.

ISÓTOPO, ISÓBARO E ISÓTONO

Se observarmos o número atômico, número de massa e de nêutrons de diferentes átomos podemos encontrar conjuntos de átomos com outro número igual.
Os isótopos são átomos que possuem o mesmo número de prótons (p) e diferente número de massa (A).
Exemplo: o hidrogênio (H)

¹H                   ²H              ³H
¹                      ¹                ¹
hidrogênio     deutério    trítio
Z = 1             Z = 1         Z = 1
A = 1            A = 2         A = 3

Este fenômeno é muito comum na natureza. Quase todos os elementos químicos naturais são formados por mistura de isótopos.

Os isóbaros são átomos que possuem o mesmo número de massa (A) e diferente número de prótons.
Exemplo:

⁴⁰K                        ⁴⁰Ca
^{19                            20}
A = 40               A = 40
Z = 19               Z = 20

São átomos de elementos químicos diferentes, mas que tem o mesmo número de massa.

Os isótonos são átomos que possuem o mesmo número de nêutrons e com diferentes números de prótons e de massa. São átomos de diferentes elementos químicos.

Exemplo:

A = ³⁷Cl                  A = ⁴⁰Ca
Z = 17                     Z = 20
__________           __________
n = 20                        n = 20

Os isótonos têm propriedades químicas e físicas diferentes.

ELEMENTOS QUÍMICOS E SÍMBOLOS

Elemento Químico é o conjunto de todos os átomos com o mesmo número atômico (Z).
O número atômico (Z) identifica o elemento. Esta proposta foi feita por Moseley, em 1914.
Cada elemento químico é representado por um símbolo. Em geral, o símbolo do elemento deve ser a letra inicial do seu nome, em letra de imprensa maiúscula.
H – hidrogênio
F – flúor
O – oxigênio
I – iodo
C – carbono
N – nitrogênio
B – boro

Outros são seguidos pela segunda letra do elemento.
Co – cobalto
Cr – crômio
Cu – cobre
Cs – césio
Ca – cálcio
Cl – cloro
Cd – cádmio

Outros têm o seu símbolo derivado do seu nome em latim.
Na (natrium) – sódio
K (kalium) – potássio
S (sulfur) – enxofre
P (phosphoros) – fósforo
Ag (argentum) – prata
Au (aurum) – ouro
Cu (cuprum) – cobre
Sn (stannum) – estanho
Pb (plumbum) – chumbo
Hg (hydrargyrium) - mercúrio

O símbolo representa o átomo do elemento químico.
A representação (notação) é feita colocando o símbolo do elemento, o número atômico Z à esquerda e abaixo do símbolo e o número de massa (A) à esquerda ou direita acima do símbolo.
Veja o modelo:

^AX             X^{A
Z             Z}   

Observe os exemplos:

⁴⁰Ca     ou     Ca^{40                    56}Fe          ou      Fe^{56
                        20                20                         27                      27}   

Fonte:http://www.soq.com.br/conteudos/ef/introducaoconstituicao/p2.php

SOLUÇÕES

As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.

As misturas homogêneas possuem uma fase distinta.
As misturas heterogêneas possuem duas ou mais fases distintas.

Solução é uma mistura homogênea entre duas ou mais substâncias. O processo utilizado para obter essa mistura é chamdo de dissolução.

Uma solução é sempre formada pelo soluto e pelo solvente.

Soluto – substância que será dissolvida.
Solvente – substância que dissolve.

A água é chamada de solvente universal. Isso porque ela dissolve muitas substâncias e está presente em muitas soluções.

As soluções podem ser formadas por qualquer combinação envolvendo os três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.

Exemplos de soluções no nosso dia-a-dia:

- álcool hidratado
- acetona
- água mineral
- soro fisiológico

Tipos de Dispersão

Dispersão – são sistemas nos quais uma substância está disseminada, sob a forma de pequenas partículas, em uma segunda substância.

Um exemplo é a mistura entre água e areia em um copo. No início, a mistura fica turva, mas com o passar do tempo, as partículas maiores vão de depositando no fundo do copo. Mesmo assim, a água ainda fica turva na parte de cima. A água não ficará totalmente livre de areia.

De acordo com o tamanho das partículas, podemos classificar estas dispersões em solução verdadeira,colóide e suspensão.

Veja a seguir o diâmetro médio das partículas dispersas:

Dispersão	Diâmetro médio
Soluções Verdadeiras	Entre 0 e 1nm
Colóides	Entre 1 e 1.000nm
Suspensões	Acima de 1.000nm

Obs. 1nm (nanômetro) = 1.10-9m

Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/em/solucoes/

As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.

As misturas homogêneas possuem uma fase distinta.
As misturas heterogêneas possuem duas ou mais fases distintas.

Solução é uma mistura homogênea entre duas ou mais substâncias. O processo utilizado para obter essa mistura é chamdo de dissolução.

Uma solução é sempre formada pelo soluto e pelo solvente.

Soluto – substância que será dissolvida.
Solvente – substância que dissolve.

A água é chamada de solvente universal. Isso porque ela dissolve muitas substâncias e está presente em muitas soluções.

As soluções podem ser formadas por qualquer combinação envolvendo os três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.

Exemplos de soluções no nosso dia-a-dia:

- álcool hidratado
- acetona
- água mineral
- soro fisiológico

Tipos de Dispersão

Dispersão – são sistemas nos quais uma substância está disseminada, sob a forma de pequenas partículas, em uma segunda substância.

Um exemplo é a mistura entre água e areia em um copo. No início, a mistura fica turva, mas com o passar do tempo, as partículas maiores vão de depositando no fundo do copo. Mesmo assim, a água ainda fica turva na parte de cima. A água não ficará totalmente livre de areia.

De acordo com o tamanho das partículas, podemos classificar estas dispersões em solução verdadeira,colóide e suspensão.

Veja a seguir o diâmetro médio das partículas dispersas:

Dispersão	Diâmetro médio
Soluções Verdadeiras	Entre 0 e 1nm
Colóides	Entre 1 e 1.000nm
Suspensões	Acima de 1.000nm

Obs. 1nm (nanômetro) = 1.10-9m

ISOMERIA

Algumas substâncias podem apresentar a mesma fórmula molecular e possuir propriedades e nome diferentes.

Veja dois exemplos de substâncias químicas que possuem a mesma fórmula molecular, mas diferem no nome e em algumas propriedades:

                                   
Fórmula molecular: C₂H₆O
Nome: etanol
Função: álcool
Ponto de fusão: -115°C
Ponto de ebulição: 78°C
Reatividade: alta
Estado físico a 25°C: líquido

Fórmula molecular: C₂H₆O
Nome: metóxi-metano
Função: éter
Ponto de fusão: -140°C
Ponto de fusão: -24°C
Reatividade: baixa
Estado físico a 25°C: gás

Veja o outro exemplo análogo:

Que palavras você poderia escrever com as letras RMAO com diferentes arrumações?
Poderíamos escrever as palavras: amor e roma.

O mesmo acontece com as substâncias. Para este fenômeno, que é tão comum, damos o nome de ISOMERIA.

Isomeria – é o fenômeno que ocorrem entre moléculas com mesma fórmula molecular mas diferem na sua estrutura, propriedade e nome.

Os compostos que sofrem este tipo de fenômeno são chamados de isômeros. A palavra isômero deriva de dois radicais gregos: iso, que significa igual e meros, que significa partes.

A isomeria pode ser dividida em:
- isomeria plana (cadeia, posição, metameria, função e tautomeria)
- isomeria espacial (geométrica cis-trans e óptica)

ISOMERIA PLANA

É a isomeria onde os compostos são identificados por meio de suas fórmulas estruturais planas.
Dividem-se em isomeria plana de cadeia, posição, metameria, função e tautomeria.

ISOMERIA PLANA DE CADEIA

Esta isomeria ocorre quando isômeros pertencem à mesma função, mas diferem no tipo de cadeia carbônica.

Exemplos:

ISOMERIA PLANA DE POSIÇÃO

Esta isomeria ocorre entre isômeros que pertenem à mesma função, possuem o mesmo tipo de cadeia, mas diferem na posição dos radicais, insaturações ou dos grupos funcionais.

Exemplos:

- diferença na posição dos radicais:

- diferença na posição da insaturação:

- diferença na posição do grupo funcional:

ISOMERIA DE METAMERIA OU COMPENSAÇÃO

Esta isomeria ocorre entre isômeros que pertencem à mesma função mas diferem na posição de um heteroátomo na cadeia carbônica.
O heteroátomo deve sempre estar entre carbonos.

Exemplos:

ISOMERIA DE FUNÇÃO

Esta isomeria ocorre quando os isômeros pertencem a funções diferentes. Os isômeros mais comuns para este tipo de isomeria são:
- álcool e éter
- aldeído e cetona
- ácido carboxílico e éter

Exemplos:

-  álcool e éter: C2H6O

  

- aldeído e cetona: C3H6O

- ácido carboxílico e éster: C4H8O2

ISOMERIA DE TAUTOMERIA

Esta isomeria é um caso especial da isomeria plana, onde os isômeros pertencem à funções químicas diferentes e estabelecem um equilíbrio químico dinâmico. Os casos mais comuns ocorre entre:
- aldeído e enol
- cetona e enol

Exemplos:

- aldeído e enol

- cetona e enol

ISOMERIA ESPACIAL

A isomeria espacial é aquela que só pode ser explicada por meio de fórmulas estruturais espaciais. Só será posivel diferencias os isômeros através de modelos moleculares espaciais.
A isomeria espacial divide-se em dois tipos:
- isomeria geométrica cis-trans
- isomeria óptica

ISOMERIA ESPACIAL GEOMÉTRICA CIS-TRANS

A isomeria geométrica cis-trans ocorre quando um par de isômeros apresentam a mesma fórmula molecular, mas são diferentes em suas fórmulas estruturais.
Pode ocorrer em dois casos:
- em compostos com ligação dupla
- em compostos cíclicos

Compostos com ligação dupla

Os isômeros deverão ter carbonos unidos por uma dupla ligação e ligantes diferentes presos a cada carbono da dupla ligação.

Seja a ligação dupla entre C = C e seus ligantes a, b, c, d, a condição para que ocorra a isomeria geométrica cis-trans deve ter seus ligantes a e b diferentes e c e d diferentes.

Assim:

Exemplos:

A fórmula molecular C2H2Cl2 pode representar duas moléculas com fórmulas estruturais diferentes.

Obseve que os átomos ligantes H e Cl estão no mesmo lado na fórmula à esquerda. Estão em posições opostas na fórmula à direita. Por este motivo, damos nomes diferentes para estes isômeros.

ISOMERIA CIS

– Indicando átomos iguais de um mesmo lado em relação aos carbonos da dupla. A palavra cis vem do latim e significa “aquém de”. 

ISOMERIA TRANS

– Indicando que os átomos estão em posições transversais ou opostas em relação aos carbonos da dupla. A palavra trans vem do latim e significa “além de”.

Nomenclatura correta destes isômeros:

Compostos Cíclicos

Para que esta isomeria ocorra em compostos cíclicos é necessário que pelo menos dois carbonos do ciclo apresentem ligantes diferentes entre si.

Nesta molécula os ligantes dos carbonos são diferentes:

Exemplos:

ISOMERIA ESPACIAL ÓPTICA

A isomeria espacial óptica é aquela que apresenta um carbono com quatro ligantes diferentes entre si. Para este carbono damos o nome de assimétrico. Está identificado com um asterisco (*).

Carbono Assimétrico ou Quiral – é o átomo de carbono que está ligado a quatro grupos diferentes entre si.

Exemplo: ácido lático ou ácido 2-hidróxi-propanóico

Observe que há quatro grupos diferentes nesta molécula: H, CH3, OH, COOH.

Se pudéssemos colocar um espelho na frente da molécula do ácido lático, visualizaremos a seguinte molécula:
O ácido lático recebe o nome D e a sua imagem especular (imagem do espelho), o nome L.

Substâncias que desviam a luz polarizada para a direita chamam-se dextrógira (do latim dexter, direito) e substâncias que desviam a luz polarizada para a esquerda chamam-se levógira (do latim laevus, esquerda).
Então as duas moléculas de ácido lático desviam a luz plano polarizada porém uma para um lado e a outra para o outro.
Podemos esrever:
- ácido lático dextrógiro, ácido d-lático ou ácido (+) lático
- ácido lático levógiro, ácido l-lático ou ácido (-) lático

As propiredades físicas destes isômeros são as mesmas. A única diferença é a polarização da luz plano polarizada.
Os dois isômeros de ácido lático podem ser chamado de par de enantiomorfos ou antípodas ópticos.

Existem algumas moléculas que possuem diversos carbonos assimétricos ou quirais.
Veja o exemplo do ácido α-hidróxi-β-metil-succínico:

Nesta substância, temos dois carbonos assimétricos e diferentes entre si.
Este composto apresenta quatro isômeros opticamente ativos e distintos entre si, que podem ser representados desta forma:

A diferença entre os quatro compostos é indicada pelas posições dos grupos OH e CH3, que as vezes estão na esquerda e outra vez à direita da fórmula.
Os isômeros A e B são antípodas ópticos, sendo que um é dextrógiro e o outro levógiro.
Os isômeros C e D são antípodas ópticos, sendo que um é dextrógiro e o outro levógiro.
Observe que A e B; C e D são imagens especulares uma da outra. É como se houvesse um espelho na frente de cada uma destas moléculas.
Os isômeros ópticos que não são enantiomorfos entre si são chamados de diastereoisômeros. Neste caso são A e C; A e D; B e C; B e D.
Para saber quantos isômeros ópticos existe, podemos calcular de acordo com o número de carbonos assimétricos.

2n

Onde:
n = número de carbonos assimétricos
Exemplo:

Na molécula do ácido α-hidróxi-β-metil-succínico existem dois carbonos assimétricos. Então aplicando a fórmula:

2n
2² = 4

Existem quatro isômeros para este composto. 
Formam-se dois dextrógiros e dois levógiros.

Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/em/isomeria/