Química 10º ano - Módulo Inicial - Pré requisitos

1. Pré-requisitos Física e Química A
Módulo Inicial
· Terra em transformação – Materiais:
A. Constituição do mundo material:
 O mundo é constituído por uma grande variedade de materiais, dos quais alguns existem
independentemente da nossa vontade, que classificamos por naturais, são exemplos: os
oceanos, as rochas, o ar, a madeira, etc.
 Os outros classificamos de manufacturados, porque o homem os transformou, e temos como
exemplos os medicamentos, o aço, o vidro, a cerâmica, o plástico, etc.
 Como é enorme a variedade de materiais que nos rodeiam houve necessidade de os classificar.
Mas há várias maneiras de fazer esta classificação, dependendo do critério utilizado.
 Se o critério utilizado for o estado físico, os materiais serão classificados em sólidos, líquidos e
gasosos. O ferro, o enxofre e o sulfato de cobre são sólidos. A água, o sumo e a tinta de
escrever são líquidos. O ar contido nos balões e o gás butano armazenado na botija são
gasosos.
 Se o critério for a combustibilidade, a classificação será em combustíveis – os que ardem – e
incombustíveis – os que não ardem. O álcool, o enxofre e o gás butano ardem, logo, são
combustíveis. A água, o sumo, a tinta de escrever e o sulfato de cobre não ardem, logo, são
incombustíveis.
 Podemos também classificar os materiais em solúveis – como o açúcar ou o sal – e em
insolúveis – como o petróleo ou o azeite, por exemplo.
 Os materiais podem ainda ser classificados como orgânicos – como no caso dos alimentos – ou
como inorgânicos – como o vidro ou o alumínio, por exemplo.
A. Misturas homogéneas e misturas heterogéneas:
 Quase todos os materiais que nos rodeiam são misturas de dois ou mais componentes.
Assim, conforme o tipo de componentes e as quantidades de cada um, as misturas
apresentam aspecto e propriedades diferentes.
Uma mistura é constituída por dois ou mais componentes;
como não tem composição fixa, as suas propriedades são
variáveis.
 Há misturas nas quais todos ou alguns dos componentes são visíveis. Estas misturas designam-se
por misturas heterogéneas.
 Há outras misturas que apresentam aspecto uniforme em toda a sua extensão, quer se
observem à vista desarmada, quer ao microscópio. São as misturas homogéneas ou soluções.
 Existem, por vezes, misturas que nos parecem homogéneas, mas na realidade não o são.
Observadas mais atentamente ou ao microscópio, mostram-se heterogéneas. Estas misturas
são as misturas coloidais. Por exemplo: os gelados, as tintas, o leite, o iogurte, a gelatina, a
maionese, a manteiga, etc.

2. A. Separação das substâncias de uma mistura:
 Para separar os componentes de uma mistura, recorremos a processos adequados:
- Ao tipo de mistura;
- À sua composição;
- Ao fim a que os componentes da mistura se destinam;
 Há técnicas de separação diferentes para misturas heterogéneas e para misturas homogéneas.
 Misturas heterogéneas sólidas:
- Separação Magnética: técnica que se usa quando um dos componentes da mistura tem
propriedades magnéticas, como acontece com o ferro e o aço. Com um íman consegues separar,
por exemplo, a limalha de ferro dos grãos de milho.
- Peneiração: Técnica que se usa para separar os componentes de misturas sólidas constituídas por
partículas de tamanhos diferentes. Com uma peneira separa-se, por exemplo, a farinha do milho.
- Sublimação: Técnica que se usa quando um dos componentes da mistura sólida sublima
facilmente, isto é, passa directamente do estado sólido ao estado gasoso, por aquecimento, e do
estado gasoso ao estado sólido, por arrefecimento. Podes usar esta técnica para separar, por
exemplo, o iodo da areia.
- Dissolução Fraccionada: Técnica que se usa para separar os componentes de uma mistura sólida,
adicionando-se à mistura um líquido (solvente) que dissolve apenas um dos componentes sólidos.
Podes usar esta técnica para separar, por exemplo, o farelo do açúcar.
 Misturas heterogéneas de sólidos e líquidos:
- Decantação: Técnica que se usa para separar um líquido de um sólido depositado no fundo do
recipiente. O líquido é transferido para outro recipiente com a ajuda de uma vareta. Podes separar,
por exemplo, a água corada da areia por esta técnica.
- Filtração: Técnica que se usa para separar partículas sólidas em suspensão num líquido, através de
um filtro (material poroso). Por esta técnica podes separar, por exemplo, o sumo de laranja do
farelo.
- Centrifugação: Técnica que permite depositar de uma forma rápida, no fundo de tubos de ensaio,
partículas que se encontram em suspensão num líquido. Para isso, usam-se centrifugadoras. O
líquido separa-se depois por decantação. Por esta técnica podes separar, por exemplo, terra em
suspensão na água.
 Misturas heterogéneas líquidas:
- Decantação com ampola de decantação: Técnica que permite separar líquidos imiscíveis. Quando
se abre a torneira, com a ampola destapada, o líquido da camada inferior sai, separando-se do da camada
superior. Por esta técnica podes separar, por exemplo, o azeite da água.
 Misturas homogéneas líquidas:
- Vaporização: Técnica que permite separar um componente sólido dissolvido num dado líquido.
Por aquecimento da mistura até à ebulição e completa vaporização da água, neste caso, obtém-se como
resíduo sólido o sal das cozinhas que se encontrava dissolvido.
- Cristalização: Técnica que permite separar um sólido dissolvido, num líquido, obtendo-se cristais.
Esta técnica requer que a evaporação do líquido seja lenta. Pode separar-se, por exemplo, o ‘’sal’’ da água
(é o que se passa nas salinas) ou o sulfato de cobre (II), que é azul, da água.
- Cromatografia: Técnica que permite separar os componentes de pequenas amostras de misturas
homogéneas, pelo facto de componentes diferentes serem arrastados com velocidades diferentes ao longo
de uma tira de papel ou de uma placa própria de material poroso, por um solvente apropriado. Por esta
técnica podem-se separar, por exemplo, os pigmentos de diferentes cores de uma tinta.
- Destilação Simples: Técnica que permite separar: sólidos dissolvidos em líquidos; dois ou mais
líquidos (miscíveis) com pontos de ebulição diferentes. Podes, por esta técnica, separar, por exemplo, a
água do ‘’sal’’ dissolvido. A mistura é aquecida até à ebulição e a água, que se transforma em vapor, ao
passar pelo condensador, passa novamente ao estado líquido, formando-se, assim, água destilada.

3. - Destilação Fraccionada: técnica que permite separar dois ou mais líquidos com pontos de
ebulição próximos. Nesta técnica usa-se uma coluna de fraccionamento, onde os vapores formados se
condensam. O líquido que destila primeiro é o líquido de ponto de ebulição mais baixo (o mais volátil),
seguindo-se o líquido de ponto de ebulição imediatamente superior e assim sucessivamente.
A. Como comprovar se um material é uma substância ou uma mistura?
 As substâncias puras, ou simplesmente substâncias, têm um só componente na sua
constituição.
 As misturas têm dois ou mais componentes. Por exemplo:
- O ar é uma mistura de substâncias.
- O oxigénio, o azoto, o dióxido de carbono e o vapor de água são exemplos de substâncias que
entram na sua constituição.
- A água salgada é uma mistura de substâncias. A água e o cloreto de sódio são substâncias que
entram na sua constituição.
Uma solução é uma mistura homogénea de
duas ou mais substâncias.
 Numa solução temos a considerar:
- O soluto – substância que se dissolve no solvente. Uma solução pode ter mais que um soluto;
- O solvente – substância na qual se dissolve o soluto.
 No caso da água salgada, o soluto é, portanto, o cloreto de sódio e o solvente é a água.
 O solvente é, em geral, o componente que está em maior quantidade. O estado físico da
solução é o do solvente.
 Quando temos materiais com aspecto homogéneo e não temos nenhum rótulo que
indique a sua composição, vamos ter de recorrer a ensaios laboratoriais para podermos
comprovar se se trata de uma mistura ou de uma substância. Como, por exemplo,
distinguir água doce de água salgada através do processo da vaporização.
A. Concentração de uma solução:
 Com um mesmo soluto e um mesmo solvente, pode-se preparar muitas soluções
diferentes. As quantidades relativas de soluto e de solvente podem variar; não são
necessariamente iguais.
 Só é possível comparar a concentração de duas soluções quando temos um mesmo soluto
num mesmo solvente.
A solução mais concentrada é a que contém
mais soluto num mesmo volume de solução.
 Comparamos as concentrações de duas soluções através da intensidade da cor. Mas este
critério, além de ser qualitativo, não pode ser geral, pois há soluções que não têm cor.

4.  Para compararmos as concentrações de duas soluções, devemos conhecer a sua
composição quantitativa, isto é, a sua concentração.
 Esta pode ser calculada dividindo a massa de soluto (m) pelo volume da solução (V).
Concentração da solução = Massa (soluto)
A. Propriedades de um material:
Volume (solução)
 As substâncias podem ter diversas propriedades, como a cor, o brilho, aroma, estado
físico, dureza, etc.
 De facto, propriedades como estas não são suficientes para identificar uma substância,
pois há muitas substâncias com a mesma dureza, no mesmo estado físico ou com a mesma
cor, por exemplo.
As substâncias têm propriedades características; são
estas propriedades que as permitem distinguir umas
das outras.
 As propriedades características de uma substância podem ser:
- Propriedades físicas;
- Propriedades químicas.
 Propriedades físicas - são as propriedades que se relacionam com as transformações
físicas, transformações em que não alteramos a constituição da substância. A substância
continua a ser a mesma; não há formação de novas substâncias. Por exemplo:
- Quando escreves com um lápis, a grafite (substância), ao riscar o papel, desfaz-se, mas
continua a ser grafite.
- Quando o açúcar (sacarose) se dissolve na água, ele está lá; não alteramos a sua
constituição, apenas se subdividiu mais e deixamos de o ver.
 Propriedades químicas – são as propriedades que se relacionam com as transformações
químicas, transformações em que a substância ‘’deixa de ser ela’’ , formando-se outras
substâncias. Por exemplo:
- Quando o magnésio (substância) arde, deixamos de ter magnésio; formando-se outra substância.
A. Propriedades físicas de uma substância:
 Para podermos concluir se um determinado material é ou não uma substância, temos de o
submeter a processos de análise que permitam determinar o valor de algumas
propriedades.
 As propriedades físicas características de uma substância, mais facilmente detectáveis,
são:
- A massa volúmica;
- A temperatura de fusão ou ponto de fusão;

5. - A temperatura de ebulição ou ponto de ebulição.
A. Massa volúmica de uma substância:
 Quando, no dia-a-dia, dizes que:
- O ar quente é menos ‘’denso’’ do que o ar frio;
- O gelo é menos ‘’denso’’ do que a água (líquida);
- O ferro é mais ‘’denso’’ do que o alumínio;
 O termo ‘’denso’’ que usas tem a ver com a grandeza física massa volúmica. O que significa
esta grandeza?
 A massa volúmica de uma substância é, portanto, igual à razão entre a massa (m) da
substância e o volume (V) que ocupa.
Massa volúmica = massa
Volume
 Cada substância tem um valor característico para a sua massa volúmica, a uma dada
temperatura.
 Sendo assim, a massa volúmica é uma propriedade física que é característica de uma
substância.
A. Temperaturas de fusão e de ebulição:
 Como sabes, os materiais podem-se encontrar, em condições normais, em três estados
físicos diferentes:
- Estado sólido, como as rochas, a madeira, o vidro, os metais, os plásticos, as fibras têxteis, etc.
- Estado líquido, como a água, as bebidas, a gasolina, etc.
- Estado gasoso, como o ar, os combustíveis gasosos, o dióxido de carbono, o oxigénio, etc.
 Mas um mesmo material pode, por vezes, existir em estados físicos diferentes,
dependendo da pressão e da temperatura a que se encontra. É o que acontece, por
exemplo, com a água.
 A água encontra-se na Natureza, nos estados sólido, líquido e gasoso.
- O gelo dos glaciares, dos icebergues, no alto da montanha, entre outros, é água no estado sólido.
- A água dos oceanos, dos rios e lagos, da chuva, da torneira, entres outros, é água no estado
líquido.
- O vapor de água que existe no ar atmosférico é água no estado gasoso.
 Quando se aquece ou arrefece um material, pode ocorrer uma mudança de estado.

6. A. A que temperatura funde uma substância?
 Quando se aquece uma substância no estado sólido, a sua temperatura vai aumentando e,
em dado momento, pode atingir-se a temperatura à qual ocorre a passagem do estado
sólido ao estado líquido. Essa é a temperatura de fusão ou ponto de fusão da substância.
A temperatura de fusão de uma substância é a
temperatura à qual essa substância passa do
estado sólido ao estado líquido.
 Enquanto se dá a fusão da substância (pura), a temperatura não aumenta, embora o
aquecimento continue.
 Depois de toda a substância ter passado ao estado líquido, se o aquecimento continuar, a
temperatura volta a aumentar.
 Cada substância tem um valor característico para a sua temperatura de fusão. Esta
permite identificar a substância.
 Sendo a solidificação o fenómeno inverso da fusão, a temperatura de solidificação é igual
à temperatura de fusão. Assim, por exemplo:
- A temperatura de fusão do gelo (à pressão normal) é zero graus Celsius;
- A temperatura de solidificação da água (à pressão normal) é zero graus Celsius;
 Verificando-se que a presença de impurezas numa substância faz baixar a temperatura de
fusão dessa substância.

7.  Quando o gelo, por exemplo, está misturado com outras substâncias, a fusão começa a
uma temperatura inferior a 0 graus Celsius.
 Por exemplo:
- Se aqueceres um gobelé com gelo, verificarás que a temperatura aumenta até atingir os 0 graus
Celsius (à pressão normal), momento em que o gelo começa a fundir.
- Se aqueceres um gobelé com gelo e sal das cozinhas, verificarás que a temperatura aumenta até
um valor inferior a 0 graus Celsius (à pressão normal), momento em que o gelo começa a fundir.
 O gelo com sal das cozinhas tem, portanto, um ponto de fusão inferior ao do gelo puro.
 Também as soluções aquosas, apesar da grande percentagem de água, têm pontos de
solidificação inferiores a 0 graus Celsius;
A presença de impurezas numa
substância faz baixar a temperatura de
fusão dessa substância.
A. A que temperatura entra uma substância em ebulição?
 Quando se aquece uma substância no estado líquido, a sua temperatura vai aumentando
e, em dado momento, pode atingir-se a temperatura à qual ocorre a passagem do estado
líquido ao estado gasoso. Essa é a temperatura de ebulição ou ponto de ebulição da
substância.
A temperatura de ebulição de uma
substância é a temperatura à qual
essa substância passa do estado
líquido ao estado gasoso.
 Enquanto se dá a ebulição da substância (pura), a temperatura não aumenta, embora o
aquecimento continue.
 Cada substância tem um valor característico de temperatura de ebulição. Esta permite
identificar a substância.
A presença de impurezas numa substância
faz aumentar a temperatura de ebulição
dessa substância.
· Sustentabilidade na Terra – Reacções Químicas:

8. A. As reacções químicas e a sua representação:
 A junção de substâncias origina muitas vezes a sua transformação em substâncias
diferentes. Ocorrem, desta forma, transformações químicas a que se chama também
reacções químicas.
 Em qualquer reacção química:
- As substâncias iniciais, de que se parte, chamam-se reagentes;
- As novas substâncias, que se formam, chamam-se produtos da reacção.
 Qualquer reacção química pode ser representada através de equações de palavras,
procedendo como se indica seguidamente. Escreve-se:
- Primeiro, o nome dos reagentes separados por sinais +;
- Depois, o nome dos produtos da reacção separados também por sinais +.
 Após o nome de cada reagente e de cada produto, indica-se o estado físico, usando a
seguinte simbologia:
- (g) – estado gasoso;
- (l) – estado líquido;
- (s) – estado sólido;
- (aq) – aquoso (dissolvido em água).
 Os nomes dos reagentes separam-se dos nomes dos produtos da reacção por meio de uma
seta com o sentido dos reagentes para os produtos.
A B
+ C + D
Reagentes Produtos da reacção
· Viver melhor na Terra – classificação de materiais:
A. Organização da Tabela Periódica actual:
 Actualmente conhecem-se 118 elementos, uns naturais e outros artificiais. O número de
elementos naturais, 90, é muito maior do que o número de elementos artificiais, ou seja,
sintetizados em laboratório.
 Todos os elementos estão dispostos na Tabela Periódica actual por ordem crescente do
número atómico.
 Nesta tabela, os elementos formam:
- Colunas verticais, os grupos;
- Linhas horizontais, os períodos.
 Há dezoito grupos, na Tabela Periódica actual, numerados de 1 a 18. Os grupos são
constituídos por elementos com propriedades químicas semelhantes, os quais formam
famílias de elementos. Alguns têm designação própria:
- Grupo 1: metais alcalinos;
- Grupo 2: metais alcalino-terrosos;
- Grupo 17: halogéneos;
- Grupo 18: gases nobres.
 Há sete períodos na Tabela Periódica:
- O 1º período é muito curto, com apenas dois elementos;
- O 2º e o 3º período são curtos, com 8 elementos cada um;

9. - O 4º e o 5º período são longos, com 18 elementos cada um;
- O 6º e o 7º período são extralongos com 32 elementos cada um.
 Na parte inferior da tabela estão os elementos que constituem as famílias dos lantanídeos
e dos actinídeos.
 Os elementos localizados no lado esquerdo da tabela chamam-se elementos metálicos e os
do lado direito chamam-se não metálicos.
 Há ainda os semimetálicos como, por exemplo, o silício (Si) com propriedades semelhantes
aos metálicos e aos não metálicos.
 O hidrogénio é colocado na Tabela Periódica normalmente no grupo 1; no entanto, tem
propriedades completamente diferentes das dos restantes elementos desse grupo,
comportando-se umas vezes como elemento metálico e outras como elemento não
metálico.

10. - O 4º e o 5º período são longos, com 18 elementos cada um;
- O 6º e o 7º período são extralongos com 32 elementos cada um.
 Na parte inferior da tabela estão os elementos que constituem as famílias dos lantanídeos
e dos actinídeos.
 Os elementos localizados no lado esquerdo da tabela chamam-se elementos metálicos e os
do lado direito chamam-se não metálicos.
 Há ainda os semimetálicos como, por exemplo, o silício (Si) com propriedades semelhantes
aos metálicos e aos não metálicos.
 O hidrogénio é colocado na Tabela Periódica normalmente no grupo 1; no entanto, tem
propriedades completamente diferentes das dos restantes elementos desse grupo,
comportando-se umas vezes como elemento metálico e outras como elemento não
metálico.