Parte I = Quimica Geral.

O QUE É QUÍMICA

Química é a ciência que estuda a matéria e suas transformações. Estuda também a energia que está envolvida nessas transformações.

A química está muito ligada ao nosso dia a dia. Nos alimentos, medicamentos, construções, nas plantas, no vestuário, nos combustíveis. Tudo o que existe no universo é formado por química. No nosso organismo também há diversas transformações químicas.

MATÉRIA E SUBSTÂNCIA

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.

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).
As substâncias químicas podem ser classificadas de duas formas: quanto ao tipo de ligação que as forma e quanto ao número de elementos químicos que participam na ligação.

Propriedades da Matéria

As propriedades da matéria podem ser classificadas de acordo com vários critérios, como, por exemplo, aquelas que são gerais e as que são específicas. Tem também as que não dependem da quantidade da amostra, que são chamadas de intensivas; e as que dependem da quantidade, que são as extensivas.

Na gasolina é possível identificar propriedades distintas, como seu estado físico líquido e sua inflamabilidade

Todas as substâncias possuem várias características ou propriedades diferentes. Por exemplo, duas das propriedades da gasolina são: ser líquida à temperatura ambiente e entrar em combustão sob determinadas condições. Essas duas propriedades são muito diferentes entre si, pois o fato de a água estar líquida, sólida ou gasosa não interfere na sua composição. Já quando ela queima, ocorre uma transformação na sua constituição e são produzidos outros materiais e energia.

A partir desse exemplo, conseguimos perceber que as propriedades das substâncias podem ser classificadas em grupos diferentes. A seguir veremos quatro desses grupos:

• Propriedades Gerais: são aquelas propriedades que não identificam uma substância como diferente das demais, pois ela pode se repetir com outros materiais. Por exemplo, a massa e o volume são propriedades usadas para medir diversos materiais, principalmente para comercializá-los. Portanto, a massa e o volume são propriedades gerais.

• Propriedades Específicas: são aquelas que não se repetem para mais de uma substância e que podem servir, portanto, para identificá-las. Por exemplo, a temperatura de fusão e de ebulição da água pura, ao nível do mar, é sempre 0°C e 100°C, respectivamente. Veja abaixo os pontos de fusão (PF) e de ebulição (PE) que diferenciam algumas substâncias à pressão de 1 atm:

Tabela de algumas propriedades físicas como ponto de fusão e ebulição.

Além dessas citadas, outras propriedades físicas específicas da matéria são: densidade; condutividade térmica e elétrica; e propriedades organolépticas, que são aquelas relacionadas aos sentidos, como cor, cheiro, textura e sabor. As propriedades organolépticas não são confiáveis, pois além de algumas vezes nos enganarmos ou discordarmos quanto à cor, por exemplo, é também muito perigoso para a saúde cheirar, tocar e ingerir substâncias desconhecidas.

• Propriedades Intensivas: essas propriedades não dependem da quantidade de material contida na amostra. Por exemplo, a densidade do gelo não muda se o seu volume for maior. É por isso que um cubo de gelo e um iceberg flutuam na água, independentemente do seu tamanho. A temperatura também é uma propriedade intensiva.

• Propriedades Extensivas: são o contrário das propriedades intensivas, pois dependem da quantidade da amostra. Por exemplo, a energia liberada na combustão aumenta se aumentarmos os combustíveis. Outros exemplos de propriedades extensivas são: massa e volume.

A massa e o volume do gelo são propriedades extenivas, já sua densidade é intensiva, pois independentemente da quantidade de gelo, ele flutua na água

Mistura e Substâncias Puras

Um conjunto de átomos com as mesmas propriedades químicas constitui um elemento químico, as substâncias. Essas, por sua vez, se caracterizam por uma porção desses átomos. Substância pura é aquela formada exclusivamente por partículas (moléculas ou átomos) quimicamente iguais.

As substâncias puras podem ser simples ou compostas como, por exemplo, o gás nitrogênio (N₂), que é uma substância pura simples, pois é formado apenas pelo elemento N. Já a água é uma substância pura composta, pois contém dois elementos em suas moléculas (H₂ + O).

Outros exemplos: o gás ozônio é formado por 3 átomos de oxigênio (O₃), portanto é uma substância pura simples. Como também o gás hélio, cujas moléculas contêm um único átomo de He.

É muito difícil encontrar substâncias puras livres na natureza. Em geral, elas são produzidas em laboratório, por processos de fracionamento de misturas ou métodos de purificação.

Misturas são formadas por duas ou mais substâncias e se classificam em homogênea ou heterogênea, dependendo da natureza de seus constituintes, uma vez que toda mistura homogênea é uma solução.
- O ar que respiramos é uma mistura homogênea de vários componentes, entre eles nitrogênio e oxigênio.

- A água do mar é uma mistura homogênea de sais minerais + H₂O.

- O petróleo é uma mistura homogênea que pode ser fracionada (processo conhecido por destilação) e dar origem a vários produtos: gasolina, querosene, parafina, óleo, etc.