domingo, 27 de abril de 2008

REAÇÕES QUÍMICAS

As reações químicas fazem parte do nosso dia-a-dia. Por exemplo, quando vamos esquentar a água para preparar o café da manhã, estamos realizando uma reação química, pois o gás do fogão reage com o oxigênio do ar para produzir o calor que utilizamos para cozinhar os alimentos. Sabemos que para o carro andar devemos colocar gasolina. Mas o que a gasolina tem a ver com o movimento do carro?
Isso só é possível devido a uma reação química. A gasolina utilizada nos veículos é uma mistura de vários compostos. Um deles é o octano, composto formado por carbono e hidrogênio, cuja fórmula química é C8H18. Quando a gasolina reage com o oxigênio do ar produz dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e a energia que é utilizada para fazer com que o carro entre em movimento.
Você percebeu como as reações químicas estão presentes em nosso dia-a-dia? Vamos aprender como podemos nos expressar através das reações químicas. Vamos lá!

história da química está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento do homem, já que abarca todas as transformações de matérias e as teorias correspondentes. A ciência química surge no século XVII a partir dos estudos de alquimia populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química se recolhem pela primeira vez na obra do cientista britânico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A química, como tal, começa a ser explorada um século mais tarde com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e as suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão.
Os primeiros passos
A ciência química surge no século XVII a partir dos estudos de alquimia populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da química se recolhem pela primeira vez na obra do cientista britânico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A química, como tal, começa um século mais tarde com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão
A hipótese atomística
Uma das maiores vitórias da Química, devido ao uso de balanças nos experimentos, foi sem dúvida, devido a John Dalton. Esse cientista inglês ficou intrigado com o fato de que, ao decompor qualquer substância em seus constituintes mais simples, as razões entre as massas das diversas substâncias obtidas podem ser sempre escritas a partir de números inteiros de pequeno valor, ocorrendo freqüentemente razões do tipo 1:2, 2:3, 5:2, etc.
Com base nesse curioso dado experimental, Dalton propôs, em 1881, um modelo para a constituição da matéria: tais dados seriam facilmente explicados se toda a matéria fosse constituída de unidades indivisíveis, nomeadas de átomo (do grego, indivisível). Tal conceito, cuja primeira descrição provinha do Filósofo grego Demócrito, agora surgia, naturalmente, de medidas quantitativas rigorosas.
A teoria atomística de Dalton teve importantes repercussões. Baseado em dados experimentais, um cientista francês chamado Joseph Proust já tinha proposto formalmente o conceito de que toda substância tinha uma composição constante e homogênea. Assim, a água, por exemplo, independente de sua origem, era sempre composta pela mesma proporção de dois gases: oxigênio e hidrogênio. Juntando esse conceito e seus postulados atomísticos, Dalton organizou de forma racional as diversas substâncias conhecidas, criando uma tabela de substâncias que seriam formadas por apenas um tipo de átomo, e substâncias que eram formadas por uma combinação característica de átomos.
Assim, o tanto o grafite como os gases hidrogênio e oxigênio, por exemplo, eram formados apenas por um tipo de átomo, enquanto que outras substâncias, como a água, eram formadas pela combinação de dois ou mais átomos. Nesse caso, dos elementos hidrogênio e oxigênio (As dificuldades de obter certos dados com uma precisão razoável levaram Dalton a propor erroneamente para a água à fórmula HO, em vez de H2O). Apesar das dificuldades experimentais, Dalton propôs formulas certas para diversos compostos conhecidos na época, tendo seu trabalho revolucionado de forma definitiva o entendimento da matéria.
Estados da matéria
Fases ou estados da matéria são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. São três os estados ou fases considerados:
sólido, líquido e gasoso. Outros tipos de fases da matéria, como o estado pastoso ou o plasma são estudados em níveis mais avançados de física. No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de suas partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.
No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.
No estado gasoso, o corpo mantém apenas a
quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.
Substâncias e Misturas

O Elemento quimico é um conjunto de átomos com o mesmo número de prótons. O Número átomico é o número de prótons que um átomo possui.
Uma substância possui uma composição característica, determinada e um conjunto definido de propriedades. Um dos exemplos de substâncias são o
cloreto de sódio, a sacarose, o oxigênio , entre outros. Uma substância pode ser composta por um único elemento químico, como por exemplo o ouro, ferro ou o cobre. Ou pode ser támbem composto por dois ou mais elementos numa proporção definida, como é o caso do cloreto de sódio (39,34% de sua massa é de sódio e 60,66%,de cloro).
Duas ou mais substâncias agrupadas constituem uma
mistura, cuja composição e propriedade são variáveis. O leite, por exemplo, é uma mistura.
Átomo - um átomo é a menor porção em que pode ser dividido um
elemento químico, mantendo ainda as suas propriedades físico-químicas mínimas.
Elementos - denomina-se elemento químico todos os átomos que possuem o mesmo
número atômico (Z), ou seja, o mesmo número de prótons.
Compostos - um composto químico é uma
substância química constituída por moléculas ou cristais de 2 ou mais átomos ou íons ligados entre si. As proporções entre elementos de uma substância não podem ser alterados por processos físicos.
Em química, um composto é uma substancia formada por dois ou mais elementos, ligados numa proporção fixa e definida. Por exemplo, a
água é um composto formado por hidrogênio e oxigênio na proporção de dois para um.
Moléculas - uma molécula é um conjunto electricamente neutro de dois ou mais
átomos unidos por pares compartilhados de elétrons (ligações covalentes) que se comportam como uma única partícula. Uma que apresente somente ligações covalentes e formada por moléculas discretas é chamada de substância molecular cuja ligação suficientemente forte caracteriza como uma identidade estável.
Íons ou Iões - um íon, ou ião é uma espécie química eletricamente carregada, geralmente um
átomo ou molécula que perderam ou ganharam elétrons. Íons carregados negativamente são conhecidos como ânions, ou aniões (que são atraídos para ânodos), enquanto íons carregados positivamente são conhecidos como cátions, ou catiões (que são atraídos por cátodos).
Leis da química
A Lei da Conservação das Massas - foi publicada pela primeira vez
1760, em um ensaio de Mikhail Lomonosov. No entanto, a obra não repercutiu na Europa Ocidental, cabendo ao francês Antoine Lavoisier o papel de tornar mundialmente conhecido o que hoje se chama Lei de Lavoisier.
Preocupado em utilizar
métodos quantitativos, Lavoisier tinha a balança como um de seus principais instrumentos em atividades experimentais.
Por volta de
1774, o químico francês realizava experiências sobre a combustão e a calcinação de substâncias. Observou que, dessas reações, sempre resultavam óxidos cujo peso era maior que o das substâncias originalmente usadas.
Informado sobre as características do
gás que ativava a queima de outras substâncias (que mais tarde foi denominado pelo próprio Lavoisier como oxigênio, que quer dizer gerador de ácidos), passou a fazer experiências com o mesmo e acabou por deduzir que a combustão e a calcinação nada mais eram que o resultado da combinação desse gás com as outras substâncias. E que a massa aumentada dos compostos resultantes correspondia à massa da substância inicialmente empregada, mais a massa do gás a ela incorporado através da reação.
Os estudos experimentais realizados por Lavoisier levaram-no a concluir que, numa
reação química que se processe num sistema fechado, a massa permanece constante, ou seja, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos:
m(reagentes) = m(produtos)
Assim, por exemplo, quando 2 gramas de
hidrogênio reagem com 16 gramas de oxigênio verifica-se a formação de 18 gramas de água; do mesmo modo, quando 12 gramas de carbono reagem com 32 gramas de oxigênio ocorre a formação de 44 gramas de gás carbônico.
Através de seus trabalhos, pôde enunciar uma lei que ficou conhecida.
Lei da Conservação das Massas ou Lei de Lavoisier - "Numa reação química que ocorre em sistema fechado, a massa total antes da reação é igual à massa total após a reação".
ou,
"Numa reação química a massa se conserva porque não ocorre criação nem destruição de
átomos. Os átomos são conservados, eles apenas se rearranjam. Os agregados atômicos dos reagentes são desfeitos e novos agregados atômicos são formados".
Ou ainda, filosoficamente falando,
"Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma".
O que hoje pode parecer evidente, nem sempre o foi. Queimando-se
magnésio, cientistas anteriores a Lavoisier observavam um aumento de massa, enquanto que, queimando enxofre, notavam uma perda de massa. Coube a Lavoisier, percebendo que esses ensaios deveriam ser feitos em sistemas fechados, esclarecer que as diferenças de massas eram devidas à absorção ou liberação de gases durante as reações.
Atualmente sabemos que a lei de Lavoisier como inicialmente foi proposta nem se verifica. É possível a perda de
massa no decurso de uma reacção libertando-se energia (fenômeno explicável pela teoria da relatividade). O que se deverá verificar sempre é a primeira lei da termodinâmica.
Lei da Conservação de Energia - a Lei da Conservação de Energia é uma das lei mais importantes de toda a
Física. Seu enunciado diz que, em qualquer sistema isolado, o somatório das energias ao inicío de qualquer processo é igual ao somatório das energias ao fim do processo.
"Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.",
Lavoisier.
Então James Prescott Joule, o criador da medida "joule", baseando-se em Lavoisier criou a frase:"A energia não pode ser criada,não pode ser destruida"
Lei de conservação da energia - é a lei da mecânica que estabelece que a energia mecânica de um sistema físico se conserva, isto é, que ela é invariante no tempo. A Lei de conservação da energia pode ser sintetizada como “Num sistema isolado a energia interna permanece constante”, ou ainda “a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra”. A Lei de conservação da energia não é valida nos casos em que ocorrem reações nucleares onde se observa transformações de massa em energia, conforme previsto pela Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein.
Historia da Conservação de Energia Mecânica
A primeira idéia de que havia conservação de uma determinada grandeza chamado energia veio com a conservação da
energia mecânica...
Ela diz que: Num sistema sob ação exclusiva de
forças conservativas uma grandeza denominada energia mecânica se conserva ao longo do tempo...
Essa grandeza é definida como a soma das energias
potencial cinética do sistema...
Essa léi é de grande valia quando se pode desconsiderar o efeito de
forças não-conservativas como o atrito, sobre o sistema. Mas ela recebeu importância apenas secundária, uma vez que perdia sua validade em um grande número de casos...
Lei de Proust -
a Lei de Proust ou a Lei das proporções constantes foi elaborada em 1797 pelo químico Joseph Louis Proust. Ele verificou que as massas dos reagentes e as massas dos produtos que participam de uma reação obedecem sempre a uma proporção constante. Essa proporção é característica de cada reação, isto é, independe da quantidade de reagentes utilizados.
Assim, para a reação entre, por exemplo,
e oxigênio formando água, os seguintes valores experimentais podem ser obtidos:
No caso das reações de síntese (aquelas que originam uma substância a partir de seus elementos constituintes), o enunciado da lei de Proust pode ser o seguinte
"A proporção, em massa, dos elementos que participam da composição de uma substância é sempre constante e independe do processo químico pelo qual a substância é obtida."
Essa lei foi, mais tarde, a base para a
teoria atômica de Dalton, que a corrobora
Lei de Boyle-Mariotte - a Lei de Boyle-Mariotte (enunciada por
Robert Boyle e Edme Mariotte) diz que: "Sob temperatura constante (condições isotermas), o produto da pressão e do volume de uma massa gasosa é constante, sendo, portanto, inversamente proporcionais. Qualquer aumento de pressão produz uma diminuição de volume e qualquer aumento de volume produz uma diminuição de pressão."
Em um
gráfico pressão x volume, sob uma temperatura constante, o produto entre pressão e volume deveria ser constante, se o gás fosse perfeito. Existe uma temperatura onde o gás real aparentemente obedece à lei de Boyle-Mariotte. Esta temperatura é chamada de temperatura de Mariotte.
Lei de Charles -
a lei de Charles é uma lei dos gases perfeitos : à pressão constante, o volume de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura. Esta lei diz respeito às transformações isocóricas ou isométricas, isto é, aquelas que se processam a volume constante, cujo enunciado é o seguinte:
O volume constante, a pressão de uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta, ou seja: = constante
Desta maneira, aumentando a temperatura de um gás a volume constante, aumenta a pressão que ele exerce, e diminuindo a temperatura, a pressão também diminui. Teoricamente, ao cessar a agitação térmica das moléculas a pressão é nula, e atinge-se o zero absoluto.

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Nenhum comentário: