Explicando a matéria e suas transformações

Explicando a matéria e suas transformações

Esta postagem se baseia no livro de Ricardo Feltre, Química, Ensino Médio Volume 1

O Nascimento da Química

A lei de Lavoisier, lei de conservação de matéria dá inicio a ciência química de maneira mais experimental. No final do século XVIII o cientista Lavoisier descobriu a lei de conservação da matéria, fazendo experimentos em sistemas fechados Lavoisier percebeu que independentemente das trasformações físicas ou químicas ocorridas o peso do sistema não variava, logo a matéria não é criada nem eliminada, este experimento levou a célebre frase de Lavoisier:

Uma segunda importante lei descoberta foi a lei de Proust ou a lei das proporções constantes, Proust percebeu que diferentes substâncias reagem sempre na mesma proporção, por exemplo é necessário 3g de carbono (C) para reagir com 8g de oxigênio (O) produzindo 11 g de gás carbônico (CO2). Já para 6 g de carbono reagir completamente com o oxigênio  é necessário 16 g de oxigênio produzindo assim 22 g de gás carbônico. As quantidades necessárias de elementos para produzir uma reação é sempre proporcional. Isto é chamado pelos químicos de "lei das proporções constantes".

As duas leis apresentadas acima são denominadas leis ponderais da química, elas marcam o início da química e são fundamentos para a hipótese de Dalton.

As duas leis ponderais da química nos mostram que a matéria não se desfaz e que suas combinações para formação de diferentes substâncias  se dá de maneira proporcional, isto nos permite ter uma maior noção de manipulação de materiais, Proust provou que diferentes elementos reagem em padrões bem definidos. Estes experimentos realizados por Lavoisier e Proust levaram Dalton a imaginar um unidade mínima de matéria, a menor parte de uma substância, o qual Dalton nomeou de átomo a (não) tomo (divisível). Cada elemento é formado por átomos específicos. Os químicos para poderem identificar diferentes elementos usam uma simbologia própria de letras, cada elemento é representado por um ou duas letras - a segunda minúscula - sendo que estas letras são baseadas no nome do elemento em latim, que é uma língua normalmente utilizada para maior rigor e universalidade das ciências, já que de fato não sendo mais um idioma praticado não corre o risco de sofrer variações.

Exemplo:  H - símbolo do Hidrogênio

                C - símbolo do Carbono

                Cl - símbolo do Cloro

                Pb - símbolo do Chumbo, vem do dialeto latim Plumbum

Outros exemplos: O nomes estão em espanhol, mas observe elementos como mercúrio cujo o nome vem do latim hydrargirium, mantém a mesma simbologia independente em qual idioma seja o pesquisador.

Uma pequena quantidade de átomos existente quando combinados geram todas as substâncias que conhecemos. As combinações podem gerar moléculas ou aglomerados de íons.

Molécula: Água = H2O

Aglomerados de íons: Sal comum = Na⁺Cl^-  

Os aglomerados iônicos não são ligados por ligaçoes químicas, mas por atratividade entre moléculas carregadas negativamente (íons com mais eletróns, os ânions) ex: Cl^-e moléculas carregadas positivamente (íons com menor quantidade de elétros do que de prótons, os cátions) ex: Na⁺.

 As fórmulas

Uma substância pura ou espécie química é a união de um determinado número de moléculas, se essas moléculas são do mesmo elemento a substância é chamada de substância simples, por exemplo o oxigênio que respiramos é formado por duas moléculas de oxigênio, é represantado pela seguinte fórmula O2. As fórmulas são representaçaõ simbólica dos fenômenos da natureza:

Exemplo: Oxigênio = O2 = Duas moléculas de Oxigênio.

               Ozônio = O3 = Três moléculas de Oxigênio.

               Água = H2O = Duas moléculas de Hidrogênio e uma de Oxigênio.

OBS: 1º Alguns átomos não se misturam ex: Hélio.
        2º Alguns elementos podem formar diferentes substâncias dependendo a forma que se organizam, por exemplo O2 = Oxigênio, já O3=Ozônio. Este fenômeno é conhecido como alotropia, neste caso do elemento quimico O.
        3º Chama-se atomicidade o número de átomos em uma molécula:

• Molécula monoatômica: 1 átomo (He)
• Moléclula diatônica: 2 átomos (O2)
• Molécula triatônica: 3 átomos (O3) e assim consecutivamente.

 A matéria apresenta diversas misturas, misturas de substâncias diferentes que por sua vez são formados por diversos átomos.

A matéria apresenta diverssas misturas de substâncias diferentes que por sua vez são formados por diversos átomos.

Transformações físicas e químicas

Nas transformações físicas, há apenas uma reordenação das moléculas. Nas transformações químicas o processo pode ser irreversível, há alteração na forma estrutural das moleculas, ocorre uma reação química. Nas reações químicas há reagentes e produtos, reagentes são as substâncias que irão interagir e gerar novas substâncias, os produtos.Tomemos por exemplo a queima de carvão:

QUEIMA DE CARVÃO

O+C => CO2

reagentes      produtos

 A demostração em símbolos da reação química é chamada de equação química.

Uma característica da reação química é a liberação de energia (luz, calor, eletricidade etc) ou consumo.

Percebemos que uma reação é química por algumas características típicas como liberação de gases, alteraçaõ da cor ou liberação de energia (iluminação , calor).

REAÇÕES QUIMICAS:

Podem liberar Gases

Podem Alterar a Cor

Podem iluminar

Podem liberar calor

 

RECORDAR:

MISTURAR=> FÍSICO=>HÁ CONTATO MAS NÃO INTERAÇÃO QUÍMICA.

REAGIR=>QUÍMICO=>HÁ ALTERAÇÃO QUÍMICA, OCORRE MUDANÇAS DE PROPRIEDADES ESPECÍFICAS, AS REAÇÕES OCORREM EM PROPORÇÃO CONSTANTE DE ACORDO COM A LEI DE PROUST.

VARIAÇÃO DE ENERGIA

 Como já dito anteriormente as reações químicas e fenômenos físicos liberam ou consomem energia. Exemplo: 

	LIBERADA	CONSUMIDA
CALOR	Queima de Carvão	Evaporação da água
LUZ	Combustão de Vela	Fotossíntese de plantas
ELETRICIDADE	Pilha elétrica comum	“Carga” de bateria de um automóvel

 

Fenômenos que liberam energia são chamados de exotérmicos, aqueles que absorvem energia são chamados de endotérmicos.

Na reação química quando as moléculas são quebradas a energia potencial é liberada, logo toda a reação química que há quebra de moléculas libera energia, entretanto a própria formação de produtos necessita de uma quantidade de energia, deste fato deriva as sobras - ou falta- de energia para a reação, é possível fazer um cálculo da energia necessária para a reação e as sobras pós reação. Esta informação é uma das bases fudamentais da química e sua transformação, é através dela que vislumbramos o tripé que mantém a química como ciência. O estudo da matéria, da transforamação da matéria e da energia envolvida na transformação.