Resumo de Química Geral

Sistemas, substâncias e misturas - Elemento químico e alotropia

Sistema

Sistema é uma porção limitada do universo, considerada como um todo para efeito de estudo. 

Sistema homogêneo ou material homogêneo ou matéria homogênea é aquele que apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinado. 

Sistema heterogêneo ou material heterogêneo ou matéria heterogênea é aquele que não apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinado. 

Fases são as diferentes porções homogêneas, limitadas por superfícies de separação, que constituem um sistema heterogêneo. 
Os sistemas homogêneos são monofásicos ou unifásicos. Os sistemas heterogêneos são polifásicos, podendo ser bifásicos, trifásicos, etc. 
Sistema com n componentes sólidos como regra tem n fases. Sistema com n gases sempre tem uma única fase. Não existe sistema heterogêneo de dois ou mais gases. 
Sistema heterogêneo ou é uma mistura (heterogênea) ou é uma substância pura em mudança de estado físico. 
Sistema homogêneo ou é uma mistura (homogênea) ou é uma substância pura num único estado físico. 
 

Mistura e substância pura

Mistura é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras, denominadas componentes. Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme apresente ou não as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinada. 

Toda mistura homogênea é uma solução, por definição. 

Substância pura é todo material com as seguintes características: 
 

• Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si. 

• Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc. 

• A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.). 

• Pode ser representada por um fórmula porque tem composição fixa. 

• Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substância pura composta. 

As misturas não apresentam nenhuma das características acima. Essas são as diferenças entre as misturas e as combinações químicas (substâncias puras compostas). 

Mistura eutética e mistura azeotrópica 
Existem misturas que, como exceção, se comportam como se fossem substâncias puras no processo de fusão, isto é, a temperatura mantém-se inalterada no início ao fim da fusão. Essas são chamadas misturas eutéticas.
Existem misturas que, como exceção, se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição. Essas são chamadas misturas azeotrópicas.

Não é conhecida nenhuma mistura que seja eutética e azeotrópica simultaneamente. 

Substância simples e alotropia 

Substância simples é toda substância pura formada de um único elemento químico. 

Alotropia é o fenômeno em que um mesmo elemento químico (átomos de mesmo Z) forma duas ou mais substâncias simples diferentes. 

Reação química e equação química

Reação química é um fenômeno químico. 

Equação química é a representação de uma reação química por meio das fórmulas das substâncias participantes. 

Nas reações químicas há conservação dos átomos de todos os elementos. Os átomos dos reagentes são os mesmos dos produtos e em igual número, por isso a equação deve ser balanceada. 

Massa atômica, massa molecular e mol 

O átomo de ¹²C foi escolhido como átomo padrão na construção das escalas de massas atômicas. Sua massa atômica foi fixada em 12 u. 

Unidade de massa atômica (u) é a massa de 1/12 do átomo de ¹²C.

Massa atômica de um átomo é a massa desse átomo expressa em u. Indica quantas vezes a massa do átomo é maior que 1/12 da massa de 12C. 
Massa atômica de um elemento formado por uma mistura de isótopos é a massa média dos átomos desse elemento expressa em u. É igual à média ponderada das massas atômicas dos isótopos constituintes do elemento. 
Massa molecular de uma substância é a massa da molécula dessa substância expressa em u. Indica quantas vezes a massa da molécula dessa substância é maior que a massa de 1/12 do átomo de 12C. 
A massa molecular de uma substância é numericamente igual à soma das massas atômicas de todos os átomos da molécula dessa substância. 

Mol é a unidade de quantidade de matéria ou quantidade de substância. 

Mol é a quantidade de matéria (ou de substância) que contém tantas entidades elementares representadas pela respectiva fórmula, quantos são os átomos de ¹²C contidos em 0,012 kg de ¹²C. 

Constante de Avogadro (antigamente chamada número de Avogadro) é o número de átomos de ¹²C contidos em 0,012 kg de 12C. Seu valor numérico é: 

6,02 x 10²³ mol ^-1

Massa molar é a massa de substância que contém 6,02 x 10²³ entidades representadas pela fórmula dessa substância. É comumente expressa em g/mol . 

Quando perguntamos qual a quantidade de X... , estamos perguntando quantos mols de X.... 

Solução, dispersão coloidal e suspensão

Solução é toda mistura homogênea de duas ou mais substâncias. 

As partículas dispersas: 
 

1. são moléculas ou íons comuns 

2. têm diâmetro menor que 1 nm (10dispersão coloidal : 

           * as partículas dispersas têm diâmetro entre 1 e 100 nm 
           * são agregados de moléculas ou de íons comuns, ou macromoléculas, ou macroíons isolados 
           * não se sedimentam sob a ação da gravidade, nem sob a ação dos centrifugadores comuns, mas sim sob a ação de ultracentrifugadores 
           * não são retidas por filtros comuns, mas o são por ultrafiltros 
           * não são detectadas ao microscópio comum, mas o são com o auxílio do microscópio eletrônico e do ultramicroscópio. 

Na suspensão: 

           * as partículas dispersas têm diâmetro maior que 100 nm 
           * são agregados de moléculas ou de íons 
           * sedimentam-se pela ação da gravidade ou dos centrifugadores comuns 
           * são retidas pelo filtro comum e são detectadas a olho nu ou com o auxílio de microscópios comuns. 

Classificação das soluções 

Quanto ao estado físico: 

• sólidas 

• líquidas 

• gasosas 

Quanto à condutividade elétrica: 

• eletrolíticas ou iônicas 

• não-eletrolíticas ou moleculares 

Quanto à proporção soluto/solvente: 

• diluída 

• concentrada 

• não-saturada 

• saturada 
  supersaturada 

Colóides 

Estado coloidal - A passagem de sol a gel é reversível. As partículas dispersas têm película de solvatação, que estabiliza o colóide.
Exemplos: proteínas em água, amido em água, gelatina em água e a maioria dos colóides naturais. 

Colóide irreversível ou liófobo ou hidrófobo - os processos vitais estão associados ao estado coloidal. 

Industrial - preparo de geléias, maionese, creme chantilly, etc. 

Veja também : Experiências       Os Gases          Hibridação do Carbono