1.10: Resumo

1.1 Química em contexto

A química lida com a composição, estrutura e propriedades da matéria e as formas pelas quais várias formas de matéria podem ser interconvertidas. Assim, ocupa um lugar central no estudo e na prática da ciência e tecnologia. Os químicos usam o método científico para realizar experimentos, apresentar hipóteses, formular leis e desenvolver teorias, para que possam entender melhor o comportamento do mundo natural. Para isso, eles operam nos domínios macroscópico, microscópico e simbólico. Os químicos medem, analisam, purificam e sintetizam uma grande variedade de substâncias que são importantes para nossas vidas.

1.2 Fases e classificação da matéria

Matéria é qualquer coisa que ocupe espaço e tenha massa. O elemento básico da matéria é o átomo, a menor unidade de um elemento que pode entrar em combinações com átomos do mesmo ou de outros elementos. Em muitas substâncias, os átomos são combinados em moléculas. Na Terra, a matéria geralmente existe em três estados: sólidos, de forma e volume fixos; líquidos, de forma variável, mas de volume fixo; e gases, de forma e volume variáveis. Em condições de alta temperatura, a matéria também pode existir como plasma. A maior parte da matéria é uma mistura: ela é composta por dois ou mais tipos de matéria que podem estar presentes em quantidades variáveis e podem ser separados por meios físicos. As misturas heterogêneas variam em composição de ponto a ponto; misturas homogêneas têm a mesma composição de ponto a ponto. As substâncias puras consistem em apenas um tipo de matéria. Uma substância pura pode ser um elemento, que consiste em apenas um tipo de átomo e não pode ser decomposto por uma mudança química, ou um composto, que consiste em dois ou mais tipos de átomos.

1.3 Propriedades físicas e químicas

Todas as substâncias têm propriedades físicas e químicas distintas e podem sofrer alterações físicas ou químicas. Propriedades físicas, como dureza e ponto de ebulição, e mudanças físicas, como fusão ou congelamento, não envolvem uma mudança na composição da matéria. Propriedades químicas, como inflamabilidade e acidez, e mudanças químicas, como ferrugem, envolvem a produção de matéria que difere daquela presente anteriormente.

As propriedades mensuráveis se enquadram em uma das duas categorias. As propriedades extensas dependem da quantidade de matéria presente, por exemplo, da massa de ouro. As propriedades intensivas não dependem da quantidade de matéria presente, por exemplo, da densidade do ouro. O calor é um exemplo de uma propriedade extensa, e a temperatura é um exemplo de propriedade intensiva.

1.4 Medições

As medições fornecem informações quantitativas que são essenciais para estudar e praticar química. Cada medição tem uma quantidade, uma unidade para comparação e uma incerteza. As medições podem ser representadas em notação decimal ou científica. Os cientistas usam principalmente unidades SI (Sistema Internacional), como metros, segundos e quilogramas, bem como unidades derivadas, como litros (para volume) e g/cm ³ (para densidade). Em muitos casos, é conveniente usar prefixos que produzem unidades fracionárias e múltiplas, como microssegundos (10 ⁻⁶ segundos) e megahertz (10 ⁶ hertz), respectivamente.

1.5 Incerteza, exatidão e precisão da medição

As quantidades podem ser definidas ou medidas. As quantidades medidas têm uma incerteza associada que é representada pelo número de números significativos no número da quantidade. A incerteza de uma quantidade calculada depende das incertezas nas quantidades usadas no cálculo e é refletida na forma como o valor é arredondado. As quantidades são caracterizadas em relação à precisão (proximidade com um valor verdadeiro ou aceito) e precisão (variação entre os resultados de medição replicados).

1.6 Tratamento matemático dos resultados de medição

As medições são feitas usando uma variedade de unidades. Muitas vezes, é útil ou necessário converter uma quantidade medida de uma unidade em outra. Essas conversões são realizadas usando fatores de conversão de unidades, que são derivados de aplicações simples de uma abordagem matemática chamada método de rótulo fatorial ou análise dimensional. Essa estratégia também é empregada para calcular as quantidades buscadas usando quantidades medidas e relações matemáticas apropriadas.