A história da evolução da química

História da Química

Se compararmos os milhões de anos que sabemos existir vida humana na Terra com a

curiosidade de saber do que é constituída a matéria, chegaremos à conclusão de que esta

preocupação é muito recente. Provavelmente os primeiros a se preocuparem em especular

sobre a constituição da matéria foram os gregos, há pouco mais de 2.400 anos.

O homem pré-histórico, por tentativas e erros, descobriu como lascar a pedra como construir

armas e algo muito importante na história da matéria – o fogo – através do atrito entre pedaços

de madeira.

Na história da química, foram também importantes, as descobertas de alguns metais, milhares

de anos antes de Cristo. O ouro, que deve ter sido encontrado na forma de pepitas, o cobre,

talvez livre ou chamando a atenção por sua cor quando alguma fogueira foi produzida em local

onde havia o seu minério. De qualquer forma, aproximadamente 3000 a.C. o ser humano

conhecia o chumbo, o cobre, o bronze (obtido da fusão do estanho com o cobre). O ferro,

talvez conhecido através da queda de meteoritos, já era utilizado pelo hititas, 1500 a.C.

Enfim, as civilizações antigas desenvolveram a metalurgia e obtiveram o vinho, a cerveja, o

vidro e uma série de outros materiais, sem se preocupar por que tais fenômenos ocorriam.

Apesar disso, a contribuição das civilizações anteriores à Era Cristã não pode ser desprezada,

pois foram conquistas importantes para desenvolvimento da ciência moderna.

A Teoria dos Quatro Elementos

A curiosidade dos filósofos gregos sobre a natureza

levou-os a refletir e debater a respeito da constituição da

matéria. Tales, ao perceber que a água poderia existir na

forma líquida, sólida e gasosa, propôs, quase 600 anos

a.C., que todo o universo era formado por água.

Posteriormente, outro grego sugeriu ser o ar a base de

tudo que existia sobre a Terra. No século V a.C. Heráclito

supôs ser o fogo a base de tudo que existia.

Unindo estas três idéias e acrescentando a terra,

Empédocles formulou a Teoria dos Quatro Elementos,

segundo a qual ar, água, fogo e terra poderiam unir-se

graças ao amor e desunir graças a força do ódio.

Dentre todas as concepções gregas sobre a matéria, a mais lembrada, já que foi retomada 24

séculos mais tarde, é a de Leucipo, defendida também pelo filósofo Demócrito. Segundo eles,

a matéria seria formada por diminutas partículas, que não poderiam sofrer qualquer tipo de

divisão, os átomos.

Pouco depois, Aristóteles, filósofo que teve grande liderança, criticou a filosofia atomista e

complementou a Teoria dos Quatro Elementos. Segundo ele, qualquer um desses elementos

poderiam ser transformados em outro, já que os quatro eram constituídos de algo em comum.

Aristóteles defendeu muitas idéias que provavelmente atrasaram o desenvolvimento da

Química e da Física em especial.

Apesar dos filósofos gregos terem sido os primeiros a se preocuparem com a composição da

matéria, não se pode dizer que eles fizeram um trabalho científico, uma vez que ele era

totalmente desvinculado da parte experimental.

Os Alquimistas e a Alquimia

No “atraso” representado pelas idéias de Aristóteles inspirou-se a Alquimia. Já que havia uma

matéria comum aos quatro elementos e que bastava mudá-la, começaram eles buscar a pedra

filosofal, capaz de transformar qualquer metal em ouro, e o elixir da vida, que teria como

propriedade a capacidade de tornar-nos imortais.

Os Alquimistas, desde o início da Era Cristã até o século XVII, com sua busca incansável para

obter a pedra filosofal e o elixir da vida, um misto de ciência com muito misticismo, foram muito

importantes para a química moderna. Foram eles que legaram à ciência moderna a descoberta

de muitas substâncias, além de instrumentos de laboratório e algumas técnicas das quais se

velaram cientistas do século XVII.

Eles deixaram receitas sobre obtenção de pólvora, de alguns ácidos, bases e sais, do álcool

através da destilação do vinho. Supõe-se que os elementos arsênio, antimônio, bismuto,

fósforo e zinco também foram obtidos por eles. Talvez os principais legados dos alquimistas

sejam a técnica e a aparelhagem utilizadas. Eles desenvolveram destilações, cristalizações,

aparelhos para refinar metais e obter ligas (metalurgia), enfim, foram os autores das práticas de

laboratório.

A Química Moderna

Robert Boyle é considerado por muitos o iniciador da Química Moderna, em meados do século

XVII. No período da química moderna, Boyle conseguiu obter o fósforo branco a partir da urina

(o fósforo já tinha sido obtido por um alquimista que descrevera seu brilho e sua capacidade de

inflamar). Foi a partir de uma série de experimentos que Boyle conseguiu repetir o feito do

alquimista e reconhecer o fósforo como elemento.

Em decorrência da postura e dos procedimentos utilizados nas ciências, busca-se um

aperfeiçoamento constante. A química, como qualquer ciência moderna, procura explicações

através da construção de modelos para justificar fatos experimentais. Hoje, muitos cientistas

consideram Lavoisier, que viveu no século XVIII, o grande iniciador da química experimental.

Site : http://www.coladaweb.com/quimica/quimica-geral/a-historia-da-evolucao-da-quimica

O átomo é a menor partícula capaz de identificar um elemento químico e participar de uma

reação química.

O estudo do átomo se iniciou na Grécia antiga com o

filósofo Leucipo e seu discípulo Demócrito: para eles, o átomo era o

menor componente de toda a matéria existente. Sendo, então,

impossível dividí-lo em partes menores.

Ao desenrolar da história, diversos cientistas e estudiosos tentaram

definir o átomo quanto a sua forma, dando origem a diversas teorias

sobre sua constituição física. Surgiram, então, os modelos

atômicos.

Modelos Atômicos Modelo de Dalton (bola de bilhar) - 1803

Para John Dalton, a teoria de Leucipo e Demócrito era bastante

coerente. Segundo este modelo, os átomos eram as menores

partículas possíveis, assumiam formas esféricas e possuíam massa

semelhante caso fossem correspondentes ao mesmo elemento

químico.

Modelo de Thomson (pudim de passas) – 1897

Através da descoberta do elétron (partícula constituinte do átomo

com carga elétrica negativa), o modelo de Dalton ficou defasado.

Assim, com os estudos de Thomson, um novo modelo foi idealizado.

De acordo com este novo modelo, o átomo era uma esfera de carga

elétrica positiva incrustada com elétrons, com carga negativa,

tornando-se assim eletricamente neutro. Ficou conhecido como pudim

de passas.

Modelo de Rutherford-Bohr (sistema planetário) –

1908/1910

Rutherford ao bombardear partículas alfa sobre uma lâmina

de ouro percebeu que a maioria atravessava a lâmina. Enquanto que

uma menor parte sofria pequeno desvio, e uma parte ínfima sofria

grande desvio contrário à trajetória.

A partir desse experimento, foi possível perceber que os átomos não

eram maciços como se pensava, mas dotados de grande espaço

vazio. Assim como, que eram constituídos por um núcleo carregado

positivamente e uma nuvem eletrônica carregada negativamente.

Essa nuvem eletrônica era composta por elétrons que giravam em

órbitas elípticas ao redor do núcleo (assim como os planetas ao redor

do sol).

Também constatou-se que a maior parte da massa de um átomo se

concentra no núcleo (que rebatia as partículas alfa no sentido

contrário do bombardeio).

Mas ainda havia um enigma: De acordo com a teoria das ondas

eletromagnéticas, os elétrons ao girarem em torno do núcleo

perderiam gradualmente energia, começariam a descrever um

movimento helicoidal, e simplesmente cairiam no núcleo. Mas, como

isso pode acontecer se os átomos são estruturas estáveis?

Dois anos após Rutherford ter exposto o seu modelo atômico, Niels

Bohr o aperfeiçoou. A teoria de Bohr pode ser fundamentada em três

postulados:

1) Os elétrons descrevem, ao redor do núcleo, órbitas circulares

com energia fixa e determinada. Sendo denominadas órbitas

estacionárias;

2) Durante o movimento nas órbitas estacionárias, os elétrons

não emitem energia espontaneamente;

3) Quando um elétron recebe energia suficiente do meio externo,

realiza um salto quântico: migra entre dois orbitais. E, como tende a

voltar ao orbital inicial, a energia recebida é emitida na mesma

quantidade para o meio. Sendo essa energia (recebida e emitida) a

diferença energética entre os dois orbitais.

Apesar de bastante difundida no ensino médio, o modelo atômico de

Rutherford-Bohr é, em parte, ineficiente. Pois:

Os elétrons, na prática, não realizam trajetórias circulares ou elípticas

ao redor do núcleo;

Não deixa claro o porquê de os elétrons não perderem energia

durante seu movimento;

Não explica a eletrosfera de átomos que possuem muitos elétrons.

Assim, o modelo atômico ideal está sendo obtido a cada dia em que

se descobrem mais informações acerca da estrutura íntima da

matéria.

Estrutura de um Átomo

Os átomos são compostos de, pelo

menos, um próton e um elétron. Podendo apresentar nêutrons (na

verdade, apenas oátomo de hidrogênio não possui nêutron: é apenas

um elétron girando em torno de um próton).

Elétrons – Os elétrons são partículas de massa muito pequena

(cerca de 1840 vezes menor que a massa do próton. Ou

aproximadamente 9,1.10-28g) dotados de carga elétrica negativa: -

1,6.10-19C. Movem-se muito rapidamente ao redor do núcleo atômico,

gerando campos eletromagnéticos.

Prótons – Os prótons são partículas que, junto aos nêutrons,

formam o núcleo atômico. Possuem carga positiva de mesmo valor

absoluto que a carga dos elétrons; assim, um próton e um elétron

tendem a se atrair eletricamente.

Nêutrons – Os nêutrons, junto aos prótons, formam o núcleo

atômico. E, como possuem massa bastante parecida, perfazem

99,9% de toda a massa do átomo. Possuem carga elétrica nula

(resultante das sub-partículas que os compõem), e são dispostos

estrategicamente no núcleo de modo a estabilizá-lo: uma vez que

dois prótons repelem-se mutuamente, a adição de um nêutron

(princípio da fissão nuclear) causa instabilidade elétrica e o átomo se

rompe.

Os elétrons estão dispostos em 8 camadas que constituem

a eletrosfera. Para cada camada, determinado número

de subníveis (orbitais) são preenchidos. A mais externa é

chamada camada de valência, sendo também a mais energética.

Site: http://www.infoescola.com/quimica/atomo/

Matéria e sua classificação Publicado por: Líria Alves de Souza em Química Geral5 comentários

Álcool combustível: mistura de etanol e água.

Podemos considerar a matéria como sendo tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço. Ela é formada por pequenas partículas, designadas átomos e podem se unir de várias maneiras, formando as moléculas. As moléculas dão origem a diferentes compostos e esses, por sua vez, originam as substâncias e misturas. Vejamos como se classificam as substâncias:

Substâncias simples: apresentam apenas um tipo de átomo que pode estar agrupado em moléculas ou isolado. Exemplos: Oxigênio (O2), Ozônio (O3), Hidrogênio (H2), Hélio (He).

Substâncias compostas: formadas por mais de um elemento químico. Exemplos: Metano (CH4), Gás carbônico (CO2), Amônia (NH3), Água (H20), Gás cianídrico (HCN). As substâncias podem se unir e formar misturas de seus componentes.

Misturas As misturas são formadas por mais de uma substância e podem se classificar em Misturas homogêneas ou heterogêneas.

Misturas homogêneas: são as misturas que apresentam uma única fase. Exemplos: o ar atmosférico é uma mistura homogênea de vários gases, dentre eles o gás nitrogênio (N2) e o gás oxigênio (O2). A mistura homogênea de etanol e água dá origem ao álcool etílico, que é usado como combustível de automóveis.

Misturas heterogêneas: apresentam mais de uma fase. O aspecto visual de uma mistura não se limita apenas à percepção a olho nu, mas requer a utilização de aparelhos ópticos como os microscópios. Se considerarmos o leite, por exemplo, como uma mistura homogênea, estaríamos considerando apenas o que vemos a olho nu. Mas se observarmos o leite com a ajuda de um microscópio, perceberemos a existência de gotículas de gordura de aspecto amarelado em meio a um líquido branco. Sendo assim, o leite é considerado uma mistura heterogênea, porque apresenta duas fases.

Site: http://www.mundoeducacao.com/quimica/materia-sua-classificacao.htm

ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA

QUÍMICA

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A matéria é composta por pequenas partículas e, de acordo com o maior ou menor grau

de agregação entre elas, pode ser encontrada em três estados: sólido, líquido e gasoso.

O volume, a densidade e a forma de um composto podem variar com a temperatura,

sendo assim, os compostos apresentam características de acordo com o estado físico em

que se encontram, veja as características de cada um:

Estado Sólido: as moléculas da matéria se encontram muito próximas, sendo assim

possuem forma fixa, volume fixo e não sofrem compressão. Por exemplo: em um cubo

de gelo as moléculas estão muito próximas e não se deslocam.

Estado Líquido: as moléculas estão mais afastadas do que no estado sólido e os

elementos que se encontram nesse estado possuem forma variada, mas volume

constante. Além dessas características, possui facilidade de escoamento e adquirem a

forma do recipiente que os contém.

Estado Gasoso: a movimentação das moléculas nesse estado é bem maior que no

estado líquido ou sólido. Se variarmos a pressão exercida sobre um gás podemos

aumentar ou diminuir o volume dele, sendo assim, pode-se dizer que sofre compressão e

expansão facilmente. Os elementos gasosos tomam a forma do recipiente que os

contém.

Essas características obedecem a fatores como a Força de Coesão (faz com que as

moléculas se aproximem umas das outras) e a Força de Repulsão (as moléculas se

afastem umas das outras). No estado gasoso a Força de Repulsão predomina, enquanto

que no estado sólido é a Força de Coesão.

Assim, quando uma substância muda de estado físico sofre alterações nas suas

características microscópicas (arranjo das partículas) e macroscópicas (volume, forma),

sendo que a composição continua a mesma.

Site: http://www.brasilescola.com/quimica/estados-fisicos-materia.htm

SEPARAÇÃO DE MISTURAS

Quando desejamos separar os componentes de uma mistura devemos usar processos específicos que são definidos de acordo com alguns fatores, como: - O tipo de mistura: homogênea ou heterogênea. - Seu estado físico: sólido, líquido ou gasoso. - As propriedades físicas dos materiais que constituem a mistura: pontos de fusão e ebulição, densidade e solubilidade.

I)Separação dos componentes de mistura homogênea

Líquido +

Sólido

Destilação Simples: a separação ocorre de acordo com a

diferença nos pontos de ebulição do solvente e soluto. Por

aquecimento, em aparelhagem apropriada com um

condensador adaptado, só o líquido entra em ebulição,

passando para o estado gasoso, e, em seguida, é

condensado e recolhido, separando-se do sólido.

Para separar a mistura de água e sal e recuperar também a

água, emprega-se a destilação simples. O líquido

purificado, que é recolhido no processo de destilação,

recebe o nome de destilado.

Evaporação: neste processo a mistura, contida em

recipiente aberto, é aquecida (naturalmente ou não) até o

líquido evaporar, separando-se do soluto na forma sólida.

Este é o método utilizado nas salinas para obtenção de sal

marinho.

Líquido +

Líquido

Destilação fracionada: consiste no aquecimento dos

líquidos misturados, em aparelhagem específica e com

controle de temperatura. Dessa forma, à medida que a

temperatura for aumentando, o ponto de ebulição

específico de cada líquido é atingido, fazendo com que

cada um deles deixe a mistura isoladamente. O

componente mais volátil, ou seja, aquele com menor ponto

de ebulição, é destilado primeiro. Este processo é utilizado,

por exemplo, na obtenção de bebidas alcoólicas, e também

no fracionamento do petróleo para a obtenção de seus

subprodutos.

Aparelhagem de destilação simples (Foto: Wikimedia

Commons)

Gás + Gás

Liquefação fracionada: através de resfriamento em

aparelhagem adequada e com controle de temperatura, os

gases se liquefazem separadamente. Uma aplicação desse

processo consiste na separação dos componentes do ar

atmosférico.

II)Separação dos componentes de mistura heterogênea

Líquido +

Sólido

Decantação: este processo é utilizado quando o

componente sólido for mais denso que o líquido da mistura.

Essa diferença de densidade faz com que o sólido se

deposite no fundo do recipiente, e, após a deposição,

inclina-se o recipiente para escoar o líquido.

Centrifugação: processo caracterizado pelo uso de

aparelhos denominados centrífugas, que aceleram a

decantação, separando materiais de densidades diferentes.

A separação de glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo é

feito com o auxílio de uma centrífuga.

Educação: Processo de tratamento da água envolve

filtração, veja!

Filtração: a mistura é separada através de uma superfície

porosa que, dependendo do tamanho da partícula sólida a

ser isolada, pode ser de cascalho, areia, tecido ou carvão

ativado. O sólido fica retido no filtro e o líquido é recolhido

em outro recipiente. A preparação do café é um exemplo

de filtração.

Líquido +

Líquido

Funil de decantação (Foto:

Reprodução/Colégio Qi)

Decantação: separa líquidos imiscíveis com a utilização de

um funil de decantação. Após a decantação, abre-se a

torneira, deixando passar o líquido mais denso.

Catação: separação manual dos sólidos com diferentes

tamanhos de partículas. Essa prática é muito comum na

seleção de grãos bons de feijão para o cozimento.

Sólido + Sólido

Levigação: quando os sólidos da mistura tem densidades

diferentes, usa-se uma corrente de água, que arrasta o

componente menos denso. Este processo é utilizado na

extração do ouro.

Ventilação: separação dos componentes sólidos de

densidades diferentes, na qual o componente menos denso

é arrastado por uma corrente de ar. Na separação de

cereais e suas cascas, já soltas, utiliza-se a ventilação.

Peneiração (tamisação): processo utilizado na separação

de sólidos de tamanhos diferentes, através do auxílio de

uma peneira onde somente as partículas com menor

dimensão atravessam a malha. Pode ser utilizado na

separação de diferentes granulações de areia.

Separação magnética: separa os componentes de uma

mistura, onde um deles é atraído por um ímã, e o outro

não. Pode ser utilizado, por exemplo, para separar areia e

limalha de ferro.

Flotação: consiste em separar sólidos de densidades

diferentes através de um líquido com densidade

intermediária. Quando temos uma mistura de terra e

serragem, adicionamos água. A areia fica no fundo e a

serragem flutua na água.

Sólido + Água

Filtração: separa partículas sólidas de um gás com a

utilização de um filtro. Este é o processo utilizado pelo

aspirador de pó.

GRÁFICOS DE MUDANÇA DE ESTADO

FÍSICO

QUÍMICA

O gráfico de mudança de estado físico das substâncias apresenta dois

patamares, enquanto o das misturas não apresenta nenhum. COMPARTILHE

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CURTIDAS

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Veremos neste texto como é construído um gráfico de mudança de estado físico para

qualquer substância pura, como interpretar esse tipo de diagrama e como é representado

o gráfico no caso de misturas.

Para tal vamos considerar o exemplo da água. Digamos que pegamos um copo com gelo

em uma temperatura de – 10 ºC e iniciamos um processo de aquecimento, sob pressão

de 1 atm. Você notará que à medida que a temperatura for aumentando, indo de -10 ºC

para -9 ºC, para – 8ºC e assim sucessivamente, o gelo permanecerá no estado sólido até

atingir a temperatura de 0 ºC.

Nesse ponto ele começa a passar para o estado líquido, ou seja, começa a ocorrer a

fusão e, portanto, essa temperatura é denominada de ponto de fusão da água. A

temperatura não continuará aumentando como antes, mas permanecerá constante em

0ºC até que todo o gelo tenha derretido:

Depois que todo o sólido fundiu, passando para o estado líquido, a temperatura do

sistema continuará a aumentar, até atingir a temperatura de 100ºC. Nessa temperatura, a

água que estava no estado líquido começará a passar para o estado de vapor, ou seja, ela

entrará em ebulição e, por isso, 100ºC é o ponto de ebulição.

Assim, como aconteceu no ponto de fusão, no ponto de ebulição a temperatura também

permanecerá constante até que todo o líquido vire vapor. Depois disso, se continuarmos

aquecendo o sistema, a temperatura continuará a subir:

Pronto! Esse é o gráfico ou diagrama que representa a mudança de estado físico da água

ou a sua curva de aquecimento. Se fosse o processo inverso, teríamos a seguinte curva

de resfriamento da água:

Um aspecto muito importante nesses gráficos é que são formados dois patamares, ou

seja, dois pontos em que a temperatura permanece constante por um tempo. Isso ocorre

sempre que a mudança de estado estiver ocorrendo com uma substância pura. A única

diferença são os valores dos pontos de fusão e de ebulição. Por exemplo, ao contrário da

água, o oxigênio não é líquido, mas sim gasoso à temperatura ambiente (cerca de 20ºC).

Isso acontece porque seu ponto de fusão ao nível do mar é igual a -223,0 ºC e seu ponto

de ebulição é de -183,0 ºC. Veja o seu gráfico de mudança de estado físico abaixo:

No entanto, se estivermos aquecendo ou resfriando uma mistura em vez de uma

substância pura, então o ponto de fusão e o ponto de ebulição não terão valores

determinados e constantes, ou seja, não se formarão os dois patamares observados nos

gráficos acima. As mudanças de estados físicos ocorrerão em faixas de temperatura e

não em um valor fixo. O ponto de fusão, por exemplo, começará em uma dada

temperatura e terminará em outra, e o mesmo ocorrerá com o ponto de ebulição, como

mostrado no gráfico abaixo:

Duas exceções são as misturas eutética e azeotrópicas. Veja o que acontece com elas:

Mistura eutética: é toda mistura que se comporta como se fosse uma substância pura

durante a fusão, ou seja, nesse ponto a temperatura se mantém constante do início ao

fim da mudança de estado de agregação.

Mistura azeotrópica: comporta-se como uma substância pura durante a ebulição, ou

seja, nesse ponto a temperatura se mantém constante do início ao fim da mudança de

estado de agregação.

Site: http://www.brasilescola.com/quimica/graficos-mudanca-

estado-fisico.htm