Iões e compostos iónicos

Iões

• Os Iões são partículas com carga eléctrica que derivam de átomos ou moléculas.
• A um ião negativo chamamos anião e a um positivo catião.
• Quando um átomo perde um electrão (-) torna-se positivo e quando ganha fica negativo.
• Um átomo não pode receber nem perder mais que três electrões.
• Se um ião é formado por um só átomo, designa-se ião monoatómico e se é formado por mais que um átomo é ião poliatómico.

            



Compostos iónicos

• Um composto iónico é constituído por aniões (-) e catiões (+) na mesma quantidade, anulando-se e tornando os compostos iónicos neutros.

• Composto iónico do cloreto de sódio. 

Fórmula química: NaCl

Iões: Sódio: Na + ; Cloreto: Cl -

O sódio é um ião positivo e o cloreto negativo, então anulam-se.






Nota: Nas fórmulas químicas representa-se primeiro o ião positivo e de seguida o negativo.

Exemplos de fórmulas químicas de compostos iónicos:

• Carbonato de cálcio: Ca 2+/ CO 2- = CaCO3
• Cloreto de alumínio: Al 3+/ Cl- = AlCl3
• Hidróxido de sódio: Na+/HO- = NaHO
• Nitrato de ferro:Fe 2+/NO3 = Fe(NO3)2 

Lei de Lavoisier e acerto de equações químicas

Lei de Lavoisier

• A lei de Lavoisier diz que, num
  sistema fechado, a massa total
  dos reagentes é igual à massa
  total dos produtos da reacção. 
• Daí a frase: " Na natureza
  nada se perde, nada se cria, tudo
  se transforma."
  
  
  Massa dos reagentes = massa dos produtos da reacção

Acerto de equações químicas:

Conclusão: O número de átomos de cada elemento químico nos reagentes é igual ao número de átomos para cada elemento químico nos produtos da reacção.

Átomos e moléculas

Constituição do átomo:

   Como o número de protões é igual ao número de electrões o  átomo é sempre uma partícula neutra,

ou seja carga eléctrica nula:
nºde protões (+)= nºde neutrões (-) -> anulam-se



                            Escrita de alguns símbolos químicos:

Regras:

• A 1ª letra é sempre maiúscula e a 2ª minúscula.
• A leitura é feita letra a letra.

Informação qualitativa e quantitativa dos símbolos químicos:

Qualitativa: Informa o nome do elemento químico.

Quantitativa: Informa o número de átomos desse elemento.

H -> Um átomo de hidrogénio

2H-> 2 átomos de hidrogénio

Curiosidade: Um ponto final tem cerca de 3 biliões de átomos.
                                                                                            

Moléculas:

• As moléculas são substâncias formadas por átomos.  
• Existem as moléculas compostas e as elementares. As compostas são formadas por átomos de diferentes elementos químicos, por exemplo a água: H2O e as elementares são constituídas por átomos do mesmo elemento químico, por exemplo o azoto: N2.                      

                        Escrita de fórmulas químicas de moléculas

Constituição da matéria e teoria cinético-corpuscular

Teoria cinético-corpuscular

• Toda a matéria é constituído por corpúsculos.
• Encontram-se sempre em movimento, existindo espaços vazios entre eles.
• Quando aumenta a temperatura, aumenta a agitação dos corpúsculos.
  
  Estado sólido: 
• As partículas estão muito próximas
• Movimentam-se pouco                         
• Volume constante

       Estado líquido:

• As partículas estão mais livres
• A ligação entre as partículas é fraca
• Volume constante

       Estado gasoso:

• As partículas estão muito separadas
• Liberdade total
• Volume variável
  
  

  Aqui podes ver uma animação, onde se vê bem as diferenças nos 3 estados físicos: http://coisasdasciencias.com.sapo.pt/estados.swf

Reacções de Precipitação

Existe outro tipo de reacções químicas, as reacções de precipitação.

Estas reacções químicas consistem na formação de um sólido (precipitado) através de duas soluções aquosas de substâncias diferentes.

O precipitado é a substância menos solúvel.
Por exemplo quando juntamos a solução aquosa de iodeto de potássio com a solução aquosa de nitrato de chumbo, forma-se um precipitado (amarelo) o iodeto de chumbo e a solução aquosa de nitrato de potássio:

iodeto de potássio (aq)+ nitrato de chumbo (aq) -> iodeto de chumbo(s) + nitrato de potássio (aq)

                                Precipitação do iodeto de chumbo



Solubilidade: A solubilidade é a quantidade máxima de soluto que se pode dissolver numa certa quantidade de solvente.

pH

O pH

• 
  
        
• O pH serve para medir o nível de acidez ou basicidade de uma solução.
• A escala do pH vai de 0 a 14 consoante o nível de concentração da solução e da quantidade de ácido ou de base. 
• O nível de acidez varia entre 1 a 7 e o nível de basicidade varia de 8 a 14.
• As substâncias neutras têm pH=7.

Ácidos              Neutros             Básicos

• O pH mede-se com um medidor de pH que nos dá o resultado de forma mais rigorosa ou com um indicador universal, que se pode apresentar em forma de solução ou uma fita de papel que muda de cor consoante o pH da solução.                                                                             

   

Indicador Universal

Medidor de pH

           

• Curiosidade: A sigla pH significa potencial de hidrogénio. 

Soluções ácidas e soluções básicas

Principais diferenças:

• Depois existem as soluções que não são ácidas nem básicas, são as neutras.

Indicadores:

• Os indicadores servem para indicar se uma solução é ácida, básica ou neutra.
• São materiais naturais ou sintéticos que alteram a cor na presença de soluções ácidas, básicas ou neutras. 

• Os indicadores mais utilizados são a fenolftaleína e o azul de tornesol.
  
  
  
  
  

                                                                                           

                   

Reacções químicas

Combustões

As combustões são reacções químicas onde existe um combustível e um comburente. É sempre necessária a presença do oxigénio.

Combustão viva

• Nas combustões vivas há formação de chamas e são libertados óxidos.

• Os reagentes são o combustível e o comburente. O combustível é a substância que arde e o comburente é a que reage.

   Equação Química:

    Combustível+  Comburente -> Óxido

    Carbono (s) + Oxigénio (g) -> Dióxido de Carbono (g)

  

            C       +         2O       ->              CO2

   

Combustão lenta

• Na combustão lenta não há formação de chama.

• Um exemplo de uma combustão lenta é a oxidação do ferro ou a respiração celular que gera a energia indispensável ao ser humano.

   Equação Química – Oxidação do ferro:

     Combustível + Comburente -> Óxido

       Ferro (s)  + Oxigénio (g) -> Óxido de ferro

   Respiração celular:

   Combustível + Comburente -> Óxidos 

   Glicose (s)   + Oxigénio (g) -> Dióxido de Carbono (g) + Água (g) :

Transformações físicas e químicas

Existem dois tipos de transformações, as físicas:

• São transformações onde não há formação de novas substâncias, como por exemplo, a mudança de estado físico (derreter o gelado), o deslocamento de posição (empurrar uma cadeira) , a divisão em partes (rasgar um papel) ... 
• As substâncias iniciais são iguais às finais.

Mudanças de estado físico

                                                     




            Transformações químicas:

• Transformações químicas ou reacções químicas, são caracterizadas pela formação de novas substâncias a partir da originais. 
• As substâncias inicias são os reagentes e a finais são os produtos da reacção.
• A respiração, a queima de um fósforo, o enferrujar do ferro e o cozer de um bolo são tudo exemplos de reacções químicas. 
• Existem várias formas de descobrir se estamos perante uma reacção química: 
• A mudança de cor
• Cheiro
• Formação de bolhas (Efervescência)
• Textura
  
  

                           

                                                                 

                        Vídeo de reacção química de sódio com água

Separação de misturas

  
   A separação de misturas consiste em separar duas ou mais substâncias que se encontram juntas.  Existem vários processos de separação para os diferentes estados físicos e para as diferentes propriedades físicas das substâncias. Para a separação de misturas heterogéneas temos:

• Peneiração -> Esta técnica baseia-se no tamanho das substâncias. Utiliza-se um peneiro que tem uma rede que só permite os materiais mais pequenos passarem, retendo os maiores. Só serve para materiais sólidos.

             
                                      

•     Sublimação -> A sublimação é uma técnica de separação de duas ou mais substâncias que consiste na mudança de estado físico neste caso, do sólido para o gasoso, da mesma.

Sublimação do iodo

                                                             

• Separação magnética -> A separação magnética é uma técnica onde são retirados de misturas, materiais magnéticos atraídos por um íman. Por exemplo, separar limalha de ferro de areia.

                                                            

 Separação magnética de limalha de ferro

• Decantação -> Este processo baseia-se na diferença de densidades de substâncias que se encontram numa solução. Primeiro deixa-se as substâncias mais densas assentarem no fundo e de seguida, com a ajuda de uma vareta, passa se o líquido para outro recipiente.                                                    

 Decantação de areia

• Decantação em funil -> A decantação em funil também se baseia na densidade das substâncias, neste caso líquidos. É utilizado um funil para os separar. Para começar são colocados os líquidos num funil de decantação e deixa-se a repousar, para que se formem camadas. De seguida abre-se a torneira e separa-se o líquido inferior. 

                      

Vídeo de demonstração de decantação em funil






• Filtração -> Na filtração é utilizado um filtro de papel, tecido, porcelana ou areia, por onde passa a solução e ficam retidas as partículas sólidas. Isto permite-nos separar um sólido e um líquido. 

                                                             

Filtração do enxofre de uma
solução de sulfato de cobre

• Centrifugação -> A centrifugação serve para separar partículas de pequenas dimensões que estão dissolvidas numa solução, através de uma rotação a alta velocidade de uma centrifugadora que ao rodar projecta as pequenas partículas para o fundo do recipiente.

                                                             

Centrifugadora

                                                        

       Misturas homogéneas:

• Cristalização -> A cristalização serve para obtermos uma substância sólida cristalina que se encontra dissolvida numa solução, através de uma evaporação lenta. Quanto mais tempo a evaporação demorar, maiores vão ser os cristais. 

                                 

• Ebulição do solvente -> Este processo serve para recuperarmos um sólido dissolvido numa solução, ao aquecê-lo ocorre uma evaporação do solvente. 

• Destilação ->  Consiste na condensação dos vapores formados pela ebulição de uma mistura. Utiliza-se esta separação em misturas onde queremos separar substâncias com diferentes pontos de ebulição. Utilizamos este processo para separar por exemplo o álcool do vinho, neste caso é a destilação simples.

                            

• Cromatografia -> Utiliza-se esta técnica quando existem pequenas amostras e as substâncias têm diferentes capacidades de adsorção num material sólido (papel de filtro).

Cromatografia

                                           

Misturas

A maior parte dos materiais que se encontram à nossa volta são misturas.

Existem 3 tipos de misturas:

•  Misturas homogéneas - apresentam um aspecto uniforme ou seja não se conseguem distinguir os seus constituintes. Exemplos:

                          

                         Farinha de trigo                                   Aço                    

• Misturas heterogéneas - o aspecto não é uniforme e conseguem-se distinguir facilmente os constituintes. Exemplos: 

                  

            Granito                                            Água com azeite

• Misturas coloidais - são as misturas em que é necessário o microscópio para se distinguir os constituintes.

                    

       Sangue ao microscópio                               Manteiga