Química

Precisão de medição A capacidade de repetir um experimento e obter os mesmos resultados, ou reprodutibilidade, é essencial na pesquisa científica. No entanto, é impossível repetir um experimento se você não souber como o fez. Assim, os cientistas mantêm registros detalhados de seus experimentos em cadernos de laboratório. Esses registros incluem informações importantes, como a quantidade de cada material usado e descrições de cada etapa do procedimento. Equipamentos, como balanças e vidrarias...

Gráficos bidimensionais Alguns experimentos de química assumem a forma de alterar diretamente uma propriedade do sistema que você está estudando, também conhecida como variável independente, como temperatura, e medir os efeitos em outra propriedade, também conhecida como variável dependente, como volume. Uma vez que os dados tenham sido coletados, a interação entre os dois parâmetros deve ser quantificada - ou convertida em uma forma que possa ser avaliada - e comparada a outras relações.

As equações químicas representam como uma reação química procede de reagentes para produtos por meio de mudanças físicas ou químicas usando fórmulas químicas. Estequiometria é um termo que descreve as quantidades relativas de reagentes e produtos em uma reação química. Baseia-se na Lei da Conservação da Massa, que é uma lei fundamental que afirma que a matéria não é criada nem destruída. Muito simplesmente, o número e a identidade dos átomos reagentes devem ser iguais ao número e à identidade...

Oxidação e Redução Algumas reações químicas podem ser classificadas como reações de redução-oxidação ou reações redox. A oxidação é o processo da matéria, como um átomo ou molécula iônica, perdendo um ou mais elétrons, e a redução é o processo da matéria ganhando um ou mais elétrons. Estados de oxidação Cada átomo em uma molécula tem seu próprio estado de oxidação ou número de oxidação. O estado de oxidação descreve o quão oxidada uma molécula é em relação à sua forma elementar livre. O estado...

Derivação da Lei dos Gases Ideal Os gases são um estado fundamental da matéria. Um gás é uma coleção de moléculas que têm uma distância significativa entre suas moléculas. Devido a essa distância, os gases incolores são invisíveis ao olho humano e são estudados usando quatro parâmetros mensuráveis: pressão (P), volume (V), número de moles (n) e temperatura (T). A lei dos gases ideais é uma equação matemática que relaciona todos esses parâmetros. É uma combinação de várias leis diferentes que...

Ácidos e Bases Um ácido de Arrhenius produz íons de hidrogênio quando é dissolvido em água: HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) Aqui, HA é o ácido não dissociado, H+ é o cátion hidrogênio e A- é o ânion solvatado - chamado de base conjugada. Uma base de Arrhenius produz íons hidróxido quando dissolvido em água: BOH + H2O → B+(aq) + OH-(aq) Aqui, BOH é a base não dissociada, OH- é o íon hidróxido e B+ é o cátion solvatado - chamado de ácido conjugado. Uma base conjugada é formada quando um ácido perde um...

Buffers Quando um ácido de Arrhenius (HA) é adicionado à água, ele se dissocia em sua base conjugada (A-) e um cátion hidrogênio (H+). HA + H2O → H+(aq) + A-(aq) A quantidade de íons de hidrogênio presentes na solução determina a acidez da solução, onde mais íons de hidrogênio indicam um pH mais baixo ou mais ácido. Da mesma forma, quando uma forte base de Arrhenius (BOH) é adicionada à água, ela se dissocia em seu ácido conjugado (B+) e um íon hidróxido (OH-). BOH + H2O → B+(aq) + OH-(aq)

Entalpia de Reação A termodinâmica é o estudo da energia térmica e de outros tipos de energia, como o trabalho. As leis da termodinâmica são usadas em todos os campos científicos conhecidos e têm aplicações que vão da biologia à física. Três Leis da Termodinâmica Existem três leis principais da termodinâmica que descrevem as interações que ocorrem dentro do universo, independentemente da escala. A primeira é a lei da conservação de energia, que descreve que a energia total de um sistema isolado...

solubilidade A solubilidade descreve quanto de um soluto pode se dissolver em um determinado volume de um solvente específico. A solubilidade é geralmente relatada em termos de massa de soluto por volume de solvente ou massa de soluto por massa de solvente. Por exemplo, a solubilidade do cloreto de sódio em água à temperatura ambiente é relatada como 36 g por 100 mL de água. Se a solubilidade for relatada em massa de soluto por massa de solvente, a massa de solvente precisará ser convertida em...

Emissão de chama de metal O teste de chama é uma técnica analítica em que uma amostra é colocada em uma chama e a cor característica da chama é usada para identificar a substância. Cada elemento tem uma emissão de luz característica quando colocado em uma chama, o que significa que cada elemento produz uma cor única. Esse fenômeno é usado em exibições de fogos de artifício, onde a cor dos fogos de artifício corresponde a uma característica específica de um metal. A emissão de luz colorida de...

O modelo de Bohr Niels Bohr propôs um modelo para o átomo de hidrogênio em 1913 que descrevia que estados de energia discretos estão associados a uma órbita eletrônica fixa ao redor do núcleo. É importante ressaltar que um átomo não pode descarregar energia enquanto seus elétrons estão em estados estacionários. Um elétron só pode emitir energia alterando os estados de energia. Para mudar os estados de energia, um elétron deve se mover de uma órbita para outra, absorvendo ou emitindo energia.

Absorbância e Fluorescência Quando a luz atinge uma substância, ela é absorvida, transmitida ou refletida. Normalmente, uma substância interage com uma faixa de comprimentos de onda de luz, cada um interagindo com as moléculas ou átomos de maneira diferente. Uma substância pode absorver uma faixa específica de comprimentos de onda, refletir outra faixa de comprimentos de onda e transmitir os outros comprimentos de onda da luz. Quando uma molécula absorve luz, a energia é usada de quatro...

Cinética Química e a Lei da Taxa de Reação A cinética química refere-se à taxa ou velocidade de uma reação química. A taxa depende do mecanismo, complexidade e número de reagentes na reação. A concentração do reagente também desempenha um papel significativo na taxa de uma reação. A lei de taxa quantifica essa relação por meio da experimentação. Cada reagente contribui para a velocidade da reação por um fator conhecido como ordem de reação. Esse fator pode variar de zero a dois e depende da...

Cinética Química A taxa de reação é a velocidade com que ocorre uma reação química. A taxa de reação é definida como a mudança na concentração de um componente na reação com o tempo. A velocidade de uma reação depende de vários fatores, incluindo a concentração de reagentes e a temperatura na qual a reação é realizada. Cada reagente contribui para a velocidade da reação por um fator específico. Essa relação é definida pela lei da taxa de reação. Lei de taxas A lei de velocidade é uma equação...

eletroquímica A eletroquímica é um ramo da química que estuda a relação entre a energia elétrica e uma mudança química. Essas reações químicas envolvem o movimento de elétrons de uma espécie para outra. Esse movimento gera corrente ou é impulsionado pela corrente aplicada. A principal reação em eletroquímica é a reação de oxidação-redução, ou redox. A reação redox é composta por duas meias-reações; a reação de oxidação, onde uma substância perde elétrons, e a reação de redução, onde uma...

eletroquímica A eletroquímica é um ramo da química que descreve e mede a relação entre a energia elétrica e uma mudança química. As reações eletroquímicas envolvem o movimento de elétrons de uma espécie para outra. Se a reação for espontânea, pode resultar em uma corrente gerada. Se a reação não for espontânea, ela pode ser impulsionada pela aplicação de corrente. Em eletroquímica, a reação chave é a reação de oxidação-redução, chamada de reação redox. A reação redox é composta por duas...

Manutenção orgânica do caderno do laboratório A manutenção de registros é uma habilidade vital em laboratórios de ciências e química orgânica. Sem notas, descrições, quantidades ou observações adequadas, um experimento conduzido no laboratório não pode ser replicado ou reproduzido. Portanto, manter um caderno preciso e atualizado é necessário para alcançar a reprodutibilidade na ciência. Um caderno de laboratório é uma ferramenta poderosa em ambientes acadêmicos e industriais. Torna-se...

Vidraria em Química Orgânica Existem peças padrão de vidro que são usadas no laboratório de química orgânica. Os copos e os frascos Erlenmeyer são normalmente usados para mistura simples ou para reter solventes, mas não devem ser usados para medir o volume, a menos que seja necessário apenas um volume aproximado. Os artigos de vidro podem ser divididos nas seguintes categorias: Vidraria volumétrica – Isso inclui vidraria, como cilindros graduados, pipetas de vidro volumétrico e frascos...

Pontos de fusão em química orgânica O ponto de fusão de um composto é a temperatura na qual a fase sólida faz a transição para a fase líquida a uma pressão padrão de 1 atmosfera. O ponto de fusão de um composto é uma propriedade física, como solubilidade, densidade, cor e eletronegatividade, que pode ser usada para identificar um composto. Determinar a temperatura exata na qual um composto começa a derreter é uma tarefa desafiadora; Por causa disso, o ponto de fusão dos compostos é relatado...

Determinação do ponto de ebulição Semelhante ao ponto de fusão, o ponto de ebulição é uma propriedade física. Se a amostra for um composto puro, o ponto de ebulição pode ser usado para determinar a identidade do composto. Em última análise, determinar experimentalmente o ponto de ebulição exato é um desafio. Como os pontos de fusão, os pontos de ebulição experimentais são dados como um intervalo e variam em alguns graus do valor real da literatura. Pressão de vapor Para entender por que um...

recristalização Freqüentemente, o produto desejado de uma reação química faz parte de uma mistura de reação mais complexa, que pode ser composta pelo solvente, materiais de partida e impurezas. Aprender a purificar compostos orgânicos adequadamente é uma técnica valiosa em química orgânica. A recristalização aproveita as diferenças de solubilidade do composto desejado e a impureza no solvente para purificar o produto desejado como um sólido. Existem três métodos padrão de purificação:...

extração A extração é uma técnica comum usada em química orgânica para isolar um composto alvo. No processo de extração, um soluto é transferido de uma fase para outra para separá-lo de materiais de partida ou impurezas que não reagiram. A extração também é usada para facilitar o isolamento de um soluto de um solvente de reação que é difícil de remover por evaporação, como um solvente com alto ponto de ebulição. Geralmente, existem três tipos de extrações. Primeiro, na extração sólido-líquido,...

Destilação de uma mistura miscível Alguns líquidos evaporam totalmente com o tempo se deixados em um recipiente aberto em temperatura ambiente. No entanto, esse processo de evaporação pode ser significativamente acelerado se o líquido for aquecido. À medida que o líquido é aquecido, as moléculas dentro dele ganham energia para escapar da fase líquida e fazer a transição para a fase gasosa na forma de bolhas. Esse fenômeno é chamado de ebulição. Pressão de vapor Considere um recipiente fechado...

Destilação a vapor A destilação a vapor é uma técnica de separação que aproveita a propriedade de baixo ponto de ebulição de misturas imiscíveis. É predominantemente usado para separar moléculas orgânicas sensíveis à temperatura de um contaminante não volátil. A molécula orgânica deve ser imiscível em água. Na destilação a vapor, a mistura imiscível é aquecida até a ebulição, causando a destilação da água e dos compostos orgânicos voláteis. Isso significa que a mistura gasosa sobe até um...

cromatografia A cromatografia é uma técnica usada em química orgânica para separar compostos em uma mistura com base em suas diferenças de solubilidade entre duas fases diferentes. O conceito é semelhante à extração líquido-líquido, exceto na cromatografia, as duas fases consistem na fase estacionária e na fase móvel. A fase estacionária é um sólido - normalmente um grânulo de hidrogel em microescala - enquanto a fase móvel é um solvente transportador. Na cromatografia tradicional, a fase...

Cromatografia em coluna Existem várias técnicas para purificar e separar compostos em um laboratório de química orgânica. Uma das técnicas de separação mais confiáveis para separações em microescala, onde menos de 10 gramas do composto estão disponíveis para análise, é a cromatografia em coluna. Essa técnica separa os compostos em uma mistura com base em suas propriedades físicas, como solubilidade, polaridade, hidrofobicidade, tamanho e carga. Noções básicas de cromatografia Os principais...

Triglicerídeos Os triglicerídeos são moléculas de triéster compostas por uma estrutura de glicerol que se liga a 3 ácidos graxos. Estes formam a base de muitos lipídios biológicos encontrados em óleos e gorduras vegetais. Os lipídios isolados do material vegetal são a base dos óleos vegetais, enquanto os lipídios extraídos de animais são usados como banha ou fontes gerais de gorduras. Uma molécula de ácido graxo tem uma longa cadeia de carbono - entre 12 e 20 carbonos - com um ácido orgânico...

As reações químicas podem ser classificadas como endotérmicas ou exotérmicas, dependendo se as reações absorvem ou liberam calor quando mudam para produtos. A diferença de energia entre reagentes e produtos é conhecida como entalpia da reação. Isso é encontrado calculando a diferença de energias entre os produtos e os reagentes, ou ΔH. Se ΔH for positivo, a reação é endotérmica; se for negativo, a reação é exotérmica. Embora as reações químicas sejam tradicionalmente consideradas como uma...

Ésteres A estrutura de um éster é uma carbonila com um grupo alquil ou arilo (R) de um lado e um oxigênio ligado a outro grupo alquil ou arila (R') do outro lado, representado pela fórmula geral: RCOOR'. Os ésteres podem ser comumente derivados por uma reação de esterificação entre um ácido carboxílico e um álcool. O grupo hidroxila do ácido carboxílico é substituído por um grupo alquila ou arila. Os ésteres simples, que possuem baixo peso molecular e pequenos grupos funcionais R e R', possuem...

Aldeídos e cetonas Aldeídos e cetonas têm um grupo carbonila (C = O) como um grupo funcional. Uma cetona tem dois grupos alquil ou arila ligados ao carbono carbonílico (RCOR'). A cetona mais simples é a acetona, que possui dois grupos metil ligados ao carbono carbonílico (CH3COCH3). Um aldeído é semelhante a uma cetona, exceto que, em vez de dois grupos laterais conectados ao carbono carbonílico, eles têm pelo menos um hidrogênio (RCOH). O aldeído mais simples é o formaldeído (HCOH), pois...

Absorvância Quando a luz interage com uma substância, uma parte da luz é absorvida enquanto o restante é refletido ou transmitido através dela. Substâncias que percebemos como tendo uma cor refletem a luz na faixa visível. A cor da substância que podemos ver depende de qual comprimento de onda da luz é refletido. Uma substância que percebemos como azul reflete a luz na faixa azul (430 – 480 nm) do espectro visível. De acordo com a roda de cores, a mesma substância absorve luz complementar à luz...

Álcoois Os álcoois são compostos orgânicos que estão entre os mais reconhecíveis e familiares, pois têm amplas aplicações e usos na vida cotidiana. Os álcoois são moléculas orgânicas contendo um grupo funcional hidroxila conectado a um grupo alquil ou arila (ROH). Se o hidroxilo carbono tiver apenas um único grupo R, ele é conhecido como álcool primário. Se tiver dois grupos R, é um álcool secundário, e se tiver três grupos R, é um álcool terciário. Como muitos outros compostos orgânicos, os...