QUMICA 1 Ano Unidades de medida e converso

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Área 2 - Química Ensino Médio - 1º Ano PRINCIPAIS UNIDADES DE MEDIDA UTILIZADAS EM QUÍMICA (MASSA, VOLUME, TEMPERATURA E PRESSÃO) E CONVERSÃO DE UNIDADES

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Conceitos iniciais • Sem nos darmos conta, usamos constantemente as unidades de medidas no nosso cotidiano. Quando você está procurando a casa de um amigo para poder chegar numa festa, por exemplo. Perdido, decide pedir informação. A pessoa que responde diz: “Fica a 3 quarteirões de distância” e vai embora. Você anda 3 quarteirões e se lembra de que devia ter perguntado: “Para que lado? ” • Então para e pergunta a outra pessoa, que responde (apontando uma direção): “Fica a 200 metros pra lá”. • Percebeu? Nessas duas situações, foram usados diferentes tipos de unidades para representar distância (1).

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Conceitos iniciais • Outro exemplo é quando você quer preparar uma pizza e vai à padaria comprar 200 gramas de queijo. • Ou então quando vai comprar uma TV de 21 polegadas. • Ou ainda quando faltam 5 minutos para chegar à aula e você está a 10 quilômetros da escola sob um sol de 38 graus (Celsius). • Podemos dar milhões de outros exemplos. • Agora imagine um mundo sem unidades de medida. • Você vai à padaria e pede o quê? 200 coisinhas de queijo? Não dá, não é? (2)

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Conceitos iniciais • Pois bem. Para realizarmos qualquer experimento em Química, é preciso conhecer algumas unidades de medida. • A medida de uma grandeza é um número que expressa uma quantidade, comparada com um padrão previamente estabelecido. • O volume, a massa, a temperatura, a densidade e a pressão unidades de medida bastante usadas (3). Imagem: Stefan-Xp / GNU Free Documentation License Imagem: Cruccone / Creative Commons Attribution 3. 0 Unported

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Imagem: Karelj / Public Domain Imagem: 百楽兎 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3. 0 Unported Massa • Não. “Massa” não é só de macarrão ou pizza. • Massa é definida como a quantidade de matéria existente em um corpo. • Para medir a massa de um objeto, usa-se um aparelho chamado balança (4). • A unidade padrão pelo Sistema Internacional (SI) é o quilograma (Kg).

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Massa • O padrão de massa é o único que permanece definido por um protótipo; trata-se um cilindro de platina e irídio, chamado Quilograma Protótipo Padrão, mantido (desde 1889) no Bureau Internacional de Pesos e Medidas, em Sèvres, na França. Então 1 kg é igual à massa desse cilindro (vide figura). • Cópias do quilograma padrão foram enviadas para laboratórios em vários países como padrões secundários para padronização e calibração. • A cópia brasileira, denominada Quilograma Protótipo Nº 66, é mantida no Laboratório de Massa (LAMAS) do Inmetro, órgão responsável pela padronização e calibração do padrão de massa em nosso país (5). Imagem: National Bureau of Standards/ Public Domain

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Volume Imagem: User: Salgueiro / Public Domain Imagem: M. Romero Schmidtke / GNU Free Documentation License Imagem: Mietitor 17 / Creative Commons CC 0 1. 0 Universal Public Domain Dedication • Desliguem o rádio! • Tudo bem! Desliguem o mp 3 player! Não estamos falando de som alto. • O volume de um corpo é a extensão que ele ocupa no espaço. • A fórmula simplificada para cálculo de volume é: V = comprimento x altura x largura

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Volume • A unidade padrão de volume no SI é o metro cúbico (m 3). • Em nosso cotidiano e nos laboratórios, a unidade mais usada é o litro (L) e suas subunidades (m. L, . . . ). • Vários instrumentos servem para medir volume no laboratório: balão volumétrico (direita acima), pipeta (direita abaixo), bureta, proveta, etc. Imagem: Dr. Eugen Lehle / GNU Free Documentation License

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Conversão de unidades (massa e volume) • Relações de massa: 1 kg = 1. 000 g = 106 mg; 1 g = 1. 000 mg = 0, 001 kg; 1 ton = 1. 000 kg = 106 g. • Relações volumétricas: 1 L (dm 3) = 1. 000 m. L (cm 3); 1 m 3 = 1. 000 L.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Imagem: Original uploader was Michiel 1972 at nl. wikipedia / GNU Free Documentation License Temperatura • Agora o negócio vai esquentar!!! E nem estamos na praia. • Temperatura é a relação da capacidade que um corpo tem de transmitir ou de receber calor. Também está relacionada ao estado de agitação das partículas que formam o corpo (6).

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Temperatura • O termômetro é o aparelho usado para determinar os valores de temperatura. • A graduação do termômetro permite visualizar a variação de temperatura. • Essa graduação é denominada escala termométrica do aparelho (7). Imagem: Menchi / Medical mercury-in-glass thermometer / GNU Free Documentation License Imagem: Berthold Werner / Electronic medical thermometer / GNU Free Documentation License

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Escalas de temperatura: Celsius Imagens: SEE-PE • A escala Celsius foi criada pelo sueco Anders Celsius (17011744), tomando como base a ideia de que a água (H 2 O) muda de estado físico de agregação sempre na mesma temperatura para uma dada pressão. • Assim, ele atribuiu o valor 0°C ao ponto de fusão e 100°C ao ponto de ebulição da água ao nível do mar, dividindo a escala em cem partes iguais. • Essa é a escala usada no Brasil.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Um pouco de história da escala Celsius • O termo original para este sistema foi centígrado (100 partes) ou centésimos. • Em 1948, o nome foi oficialmente modificado para Celsius, como reconhecimento ao seu criador e para eliminar a confusão causada pelo conflito de uso do prefixo centi do SI (8). • Em 1954, a escala foi redefinida em termos do ponto triplo da água (estado em que as fases sólida, líquida e gasosa coexistem em equilíbrio) e da escala de temperatura do gás perfeito. • Os aspectos importantes dessa nova escala são o único ponto fixo (o ponto triplo da água) e a definição da magnitude do grau (9). Imagem: SEE-PE.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades • A escala Fahrenheit foi uma criação do alemão Daniel Grabriel Fahrenheit (1686 -1736), que se baseou em outra ideia. • Ele tomou como base a temperatura média aproximada do corpo humano (~37, 8°C) e a associou ao valor 100 em sua escala (100°F). • Nesta escala relativa, a vaporização da água ocorre em 212°F (=100°C) e a fusão do gelo em 32°F (=0°C). • Entre esses dois pontos fixos, temos 180 partes iguais. Imagem: Pearson Scott Foresman / Wikimedia Foundation /Public Domain Escalas de temperatura: Fahrenheit

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Escalas de temperatura: Kelvin Imagem: SEE-PE • Por fim, temos a escala Kelvin, criada pelo inglês William Thomson (1824 -1907), mais conhecido como Lorde Kelvin. • Ela é o padrão mundial de temperatura e pertence ao SI. • Também é conhecida como escala de temperatura absoluta, pois o seu zero (0 K = -273, 15°C), chamado de zero absoluto, corresponde à menor temperatura possível no Universo (10). • Na figura ao lado, podemos visualizar a conversão de gelo em água e em vapor, acompanhando a variação de temperatura em cada escala.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Conversão entre unidades de temperatura • As escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin se relacionam pela equação ao lado. • Quanto vale, por exemplo, 25, 2°C (temperatura média anual de Recife) nas escalas: (a) Kelvin e (b) Fahrenheit? a) Tc/5 = (Tk-273)/5 Tc = Tk-273 Tk = Tc+273 = 25, 2+273 = 298, 2 K b) Tc/5 = (Tf-32)/9 Tf = (9 x. Tc/5)-32 Tf = (9 x 25, 2/5)-32 = 13, 4°F Imagens: SEE-PE

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Pressão • Não, não se trata da pressão do chefe para terminar um trabalho ou da pressão quando está terminando o horário da prova. • A pressão de que estamos falando é aquela percebida nos balões de ar, na panela de pressão e no sangue. Imagem: Kropsoq / 2006 Ojiya Balloon Festival / GNU Free Documentation License Imagem: Pressure cooker / GNU Free Documentation License Imagem: Rsabbatini / Public Domain

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Pressão • A pressão é a grandeza que relaciona a força exercida sobre uma dada superfície (área). • Podemos perceber pela equação que, para uma dada força, quanto menor a área, maior a pressão (11). • O que chamamos de pressão atmosférica é a pressão exercida pela camada de ar que nos envolve em todas as direções. Imagem: Tecnòlegs de l'IES Bisbal / Creative Commons Attribution-Share Alike 2. 0 Generic.

Imagens: SEE-PE. Imagem: S. L. Pelaco / Evangelista Torricelli / 17 th century /United States Public Domain QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Pressão • A pressão atmosférica é medida com um barômetro, inventado pelo italiano Evangelista Torricelli (16081647) – vide figura ao lado. • São as diferenças de pressão na atmosfera que causam os ventos (ar em movimento). • Dependendo da diferença de pressão (que está associada à velocidade dos ventos), podemos ter ciclones ou anticiclones.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades • A unidade no SI para medir pressão é o Pascal (Pa ou N/m 2). • A pressão atmosférica , ao nível do mar, mede 101. 325 Pa (=1 atm). • Outras unidades mais usadas: – Atmosfera é a pressão correspondente a 760 mm de Hg (lembra de Torricelli? ); – Bar é a unidade de pressão no sistema cgs e vale uma dyn/cm²; – PSI (pound per square inch, libra por polegada quadrada) é a unidade de pressão no sistema inglês/americano: 1 bar = 14, 5 psi. Imagem: OSH FPa. D / Creative Commons CC 0 1. 0 Universal Public Domain Dedication. Unidades de pressão • Um manômetro serve para medir a pressão de fluidos contidos em recipientes fechados. • Acima, temos um manômetro que mede em psi (escala vermelha) e em k. Pa (escala preta).

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Comparação entre unidades de pressão Pa bar atm psi ≡ 1 N/m² = 10− 5 bar ≈ 9, 87 × 10− 6 atm ≈ 145 × 10− 6 psi 1 bar = 100. 000 Pa ≡ 1 bar ≈ 0, 987 atm ≈ 14, 504 psi 1 atm = 101. 325 Pa = 1, 01325 bar ≡ 1 atm ≈ 14, 696 psi ≈ 68, 948× 10− 3 bar ≈ 68, 046× 10− 3 atm ≡ 1 lbf/in² 1 Pa 1 psi ≈ 6894, 757 Pa

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Densidade • Não, não estamos falando de densidade populacional. Isso é assunto de Geografia. E estamos numa aula de Química. • Densidade pode ser definida como a razão entre a massa de um corpo e seu volume. D = m / V • Quanto mais denso for um corpo, maior será a quantidade de massa num mesmo volume: Sólido > Líquido > Gasoso • A densidade para sólidos e líquidos é normalmente expressa em g/cm 3 (=g/m. L) e para gases em g/L. Imagem: SEE-PE

Imagem: Created by Uwe Kils (iceberg) and User: Wiska Bodo (sky) / A photomontage of what a whole iceberg might look like / GNU Free Documentation License Imagem: Victor Blacus / Two phases (water and oil) in the same state of aggregation (liquid) / GNU Free Documentation License QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Densidade • Você já observou que, em regiões polares, é comum ver grandes blocos de gelo (icebergs) flutuando na água do mar? Isso ocorre devido à densidade do gelo (0, 92 g/cm 3) ser menor que a da água do mar (1, 03 g/cm 3) (12). • Analogamente, materiais imiscíveis (que não se misturam) com densidade maior afundam nos de menor densidade. Como ocorre com o óleo flutuando na água.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Medindo a densidade de sólidos Receita: 1. determine a massa (em g) do sólido em uma balança (m); 2. adicione um volume (em m. L) conhecido de água a uma proveta (Vi); 3. mergulhe o sólido na proveta; 4. meça o volume final (Vf); 5. calcule o volume ocupado pelo sólido (Vf – Vi); 6. calcule a densidade do sólido: d = m / (Vf – Vi). Fácil, não é? Imagem: SEE-PE

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Exercícios 1. Um caminhão com capacidade máxima de carga igual a 10 ton pode transportar quantos sacos de cimento de 50 kg? Imagem: GNU Free Documentation License 10 ton = 10. 000 kg N = 10. 000/50 N = 200 sacos de cimento Imagem: KVDP / A pallet of Portland cement bags used for construction / Public Domain

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Exercícios 2. Coloca-se, em um recipiente, três diferentes quantidades de água: 10 L, 500 m. L e 47 cm 3. Qual será a quantidade final (em L)? V 1 = 10 L V 2 = 500 m. L = 0, 5 L V 3 = 47 cm 3 = 0, 047 L Vf = V 1 + V 2 + V 3 Vf = 10 + 0, 5 + 0, 047 = 10, 547 L Imagem: JJ Harrison (http: //www. noodlesnacks. com) / GBU Free Documentation License.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Exercícios Imagem: GNU Free Documentation License. Vtotal = 1, 00 x 0, 80 x 0, 40 Vtotal = 0, 32 m 3 = 320 L V(água) = 320 x 7/8 V(água) = 280 L 3. Um aquário tem 7/8 de sua capacidade cheio de água. Se suas dimensões são: 1, 00 m (altura) x 0, 80 m (largura) x 0, 40 m (profundidade), determine o volume de água em litros existente no aquário.

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades 4. (Mackenzie SP) Uma pessoa mediu a temperatura de seu corpo, usando um termômetro graduado na escala Fahrenheit e encontrou o valor 97, 7°F. Na escala Celsius, essa temperatura corresponde a. . . a) 36, 5°C b) 37, 0°C c) 37, 5°C d) 38, 0°C e) 38, 5°C Imagem: R. A. Millikan and H. G. Gale / Public Domain. Exercícios

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Exercícios 5. Converta os seguintes valores de pressão: 0, 79 11, 6 0, 80 a) 80 k. Pa _____ atm, _____ psi, _____bar 76, 4 5, 27 526, 9 b) 5, 2 atm _____ psi, _____ bar, _____k. Pa 103, 4 1, 02 1, 03 c) 15, 0 psi _____ k. Pa, ____ atm, _____bar

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Exercícios 6. Em um laboratório, foram selecionadas cinco amostras metálicas, contudo, o técnico acabou misturando-as. Para identificá-las, ele resolveu usar a densidade de cada uma. Para cada amostra, foi colocada determinada quantidade de água destilada em uma proveta, verificando a medida (Vinicial). Colocou-se, então, a amostra na proveta e observou-se, novamente, a medida (Vfinal). Confira os dados na tabela ao lado. Amostra 1 2 3 4 5 Massa (g) 7, 81 8, 06 10, 29 5, 91 15, 04 Vinicial (m. L) 25, 0 28, 1 26, 2 27, 1 26, 2 Vfinal (m. L) 26, 1 29, 0 27, 1 29, 3 28, 1 Agora, responda: Sabendo a densidade teórica de cada metal (abaixo), ajude-o a identificar cada amostra (13): – Alumínio (2, 7 g/cm 3) 4 1 – Zinco (7, 1 cm 3) 5 – Ferro (7, 9 cm 3) – Cobre (8, 96 g/cm 3) 2 – Chumbo (11, 4 g/cm 3) 3

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Até a próxima aula!

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Tabela de Imagens Slide 4 a 4 b 5 a 5 b 6 7 a 7 b 7 c 8 10 Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso Cruccone / Creative Commons Attribution 3. 0 http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Ther 09/03/2012 Unported mometer_from_france. jpg Stefan-Xp / GNU Free Documentation License http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: WMF 09/03/2012 _Schnelldrucktopf_4, 5_Liter_Perfect_Ultra. jpg Karelj / Public Domain http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Balan 09/03/2012 ce_Mettler_AJ 100. jpg 百楽兎 / Creative Commons Attribution-Share http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Balan 09/03/2012 Alike 3. 0 Unported ce_icon. svg National Bureau of Standards/ Public Domain http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Stand 09/03/2012 ard_kilogram, _2. jpg User: Salgueiro / Public Domain http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Cone. 09/03/2012 png Mietitor 17 / Creative Commons CC 0 1. 0 http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: 3 x 3 x 5 09/03/2012 Universal Public Domain Dedication -magic-cube. jpg M. Romero Schmidtke / GNU Free http: //enciclopedia. us. es/index. php/Archivo: Es 09/03/2012 Documentation License fera. png Dr. Eugen Lehle / GNU Free Documentation http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Mess 09/03/2012 License kolben. jpg Original uploader was Michiel 1972 at http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Ther 09/03/2012 nl. wikipedia / GNU Free Documentation mometer. jpg License

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença 11 a Berthold Werner / Electronic medical thermometer / GNU Free Documentation License 11 b Menchi / Medical mercury-in-glass thermometer / GNU Free Documentation License 12 SEE-PE 13 SEE-PE 14 Pearson Scott Foresman / Wikimedia Foundation /Public Domain 15 SEE-PE 16 SEE-PE 17 a Pressure cooker / GNU Free Documentation License 17 b Rsabbatini / Public Domain Link da Fonte Data do Acesso http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Fieber 09/03/2012 thermometer_BW_2. JPG http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Clinic 09/03/2012 al_thermometer_38. 7. JPG Acervo SEE-PE http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Ther mometer_(PSF)_de. svg Acervo SEE-PE http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Press ure_cooker. jpg http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Sphyg momanometer. jpg 17 c Kropsoq / 2006 Ojiya Balloon Festival / GNU http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: 2006_ Free Documentation License Ojiya_balloon_festival_011. jpg 18 Tecnòlegs de l'IES Bisbal / Creative Commons http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Mete Attribution-Share Alike 2. 0 Generic. otek 08_atmosfera 06. jpg 19 a S. L. Pelaco / Evangelista Torricelli / 17 th http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Evang century /United States Public Domain elista_Torricelli 2. jpg 12/03/2012 13/03/2012 09/03/2012 13/03/2012 09/03/2012

QUÍMICA - 1° Ano Unidades de medida e conversão de unidades Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença 19 b SEE-PE 19 c SEE-PE 20 OSH FPa. D / Creative Commons CC 0 1. 0 Universal Public Domain Dedication. 22 SEE-PE 23 a Victor Blacus / Two phases (water and oil) in the same state of aggregation (liquid) / GNU Free Documentation License 23 b Created by Uwe Kils (iceberg) and User: Wiska Bodo (sky) / A photomontage of what a whole iceberg might look like / GNU Free Documentation License 24 SEE-PE 25 a GNU Free Documentation License Link da Fonte Data do Acesso Acervo SEE-PE 12/03/2012 http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Man% 13/03/2012 C 3%B 3 metro_de_la_c%C 3%A 1 mara. jpg Acervo SEE-PE 12/03/2012 http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Water 13/03/2012 _and_oil. jpg http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Iceber 09/03/2012 g. jpg Acervo SEE-PE http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Iveco _7 -5 tonner_mit_Kofferaufbau. jpg 25 b KVDP / A pallet of Portland cement bags used http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Portla for construction / Public Domain nd_Cement_Bags. jpg 26 JJ Harrison (http: //www. noodlesnacks. com) / http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Water GBU Free Documentation License. _Dolphin. jpg? uselang=pt-br 27 GNU Free Documentation License. http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Aquar iumsimple. jpg 28 R. A. Millikan and H. G. Gale / Public Domain. http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Fahre nheit_Celsius_scales. jpg 12/03/2012 13/03/2012 13/03/2012