Química

Post dedicado ao estudo da Química.

Introdução

• A Química é a ciência que estuda a estrutura das substâncias, em nível micro e macroscópico, e as possíveis transformações dessas substâncias.
• Ela se desenvolveu gradualmente ao longo da história, atravessando momentos como os filósofos atomistas pré-socráticos, os alquimistas, os cientistas da Revolução Francesa e o surgimento da química nuclear.
• Essa ciência está presente no dia a dia de todos nós, pois vivemos cercados de substâncias químicas: no nosso próprio corpo, na comida, e nos objetos que vemos ao nosso redor.
• A Química é considerada uma ciência experimental, pois os experimentos possibilitam observações que são a base da comprovação de hipóteses.
• Antes de realizar um experimento, é fundamental preparar-se adequadamente, usando todos os equipamentos de segurança, garantindo que o laboratório esteja seguro (limpo e com os equipamentos de emergência funcionando) e seguindo boas práticas, como não comer nem beber no laboratório e desligar torneiras e gás quando não estiverem em uso.
• Exemplos de elementos químicos encontrados na:
  • Panela: alumínio;
  • Fio condutor de eletricidade: cobre;
  • Joia: ouro;
  • Trilho de trem: ferro;
  • Lata de bebida: alumínio;
  • Faca: ferro (99%) e carbono (1%), que formam o aço, mais durável que o ferro puro;
  • Filamento de lâmpada: tungstênio.
• Qual substância encontrada em bebidas alcoólicas pode ser utilizada como combustível para mover veículos? Qual matéria-prima é utilizada no Brasil para produzi-la?
  • A substância é o álcool etanol. A matéria-prima é a cana-de-açúcar.
• Se pegarmos duas palhas de aço novas, molharmos uma delas com água e expusermos as duas ao ar, haverá formação de ferrugem em ambas, mais acentuada na palha que foi molhada. A ferrugem é o produto da interação do ferro com outras duas substâncias. Quais são?
  • Água e oxigênio.

• Por que a palha de aço não enferruja dentro da embalagem?
  • Porque, dentro da embalagem, a palha fica protegida da umidade e do oxigênio do ar.
• O que enferruja mais rápido: uma palha de aço numa cidade litorânea ou em Brasília?
  • Na cidade litorânea, por conta da umidade mais elevada.
• Matéria é tudo que tem massa, ocupa lugar no espaço e possui as seguintes características, conhecidas como Propriedades Gerais da Matéria:
  • Volume: espaço ocupado pela matéria;
  • Inércia: a matéria tende a continuar o estado de movimento em que ela se encontra, a menos que uma força externa aja sobre ela;
  • Divisibilidade: a matéria pode ser dividida em partes menores;
  • Compressibilidade: a matéria, sob pressão, tem seu volume reduzido;
  • Elasticidade: cessada a pressão, a matéria recupera, parcial ou totalmente, o seu volume original;
  • Indestrutibilidade: a matéria não pode ser destruída, apenas transformada;
  • Descontinuidade: a matéria possui vazios entre suas partículas.
• Note que poder ser visto não está entre as propriedades gerais. O ar é um exemplo de matéria invisível para os seres humanos.
• A matéria pode ser divida em partes cada vez menores, mantendo suas propriedades, até que se chega numa partícula — o átomo — que não pode mais ser dividido sem perder propriedades. É por isso que o átomo é considerado a menor unidade da matéria.
• O átomo pode ser dividido. Ele é formado por partículas menores, as subatômicas, como prótons, nêutrons e elétrons, mas essas partículas não apresentam todas as propriedades gerais da matéria.
• Energia é um conceito intuitivo. Ela está relacionada à capacidade de modificar a matéria. Geralmente, pode ser convertida de uma forma para outra: elétrica, química, luminosa, térmica, sonora, mecânica.

Funções Inorgânicas

As funções inorgânicas foram classificadas pelo químico sueco Svante Arrhenius ao estudar a condutividade elétrica de substâncias dissolvidas em água. Ele observou que certas substâncias, ao serem dissolvidas em meio aquoso, liberavam íons e conduziam eletricidade, formando soluções eletrolíticas, enquanto outras não liberavam íons e, portanto, não conduziam eletricidade.

A liberação de íons pode ocorrer de duas maneiras:

• Dissociação iônica: acontece quando um composto iônico (formado por ligação iônica entre cátions, geralmente metais, e ânions, geralmente não metais) se dissolve na água. Os íons já estavam presentes no composto e apenas se separam na presença da água. Exemplo: o sal de cozinha (NaCl) se dissocia em Na⁺ e Cl⁻, formando uma solução eletrolítica.
• Ionização: ocorre com compostos moleculares (formados por ligação covalente entre não metais) que reagem com a água e formam íons. Exemplo: o ácido clorídrico (HCl) reage com a água e libera íons H⁺ e Cl⁻. Essa reação gera uma solução iônica, também condutora de eletricidade. Por outro lado, algumas substâncias moleculares apenas se dissolvem, sem formação de íons, resultando em soluções moleculares, como no caso da sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) dissolvida em água, que é não eletrolítica.

As principais funções inorgânicas são:

• Ácidos: substâncias que sofrem ionização em solução aquosa, liberando, como cátion principal, o íon H⁺ (na prática, o H⁺ se associa à água, formando o íon hidrônio, H₃O⁺).
• Bases: substâncias que sofrem dissociação em água, liberando como ânion principal o íon hidroxila, OH⁻.
• Sais: substâncias que sofrem dissociação em água, liberando ao menos um cátion diferente de H⁺ e um ânion diferente de OH⁻.