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Grade 7Introdução à Química


Unidades de medida em química


A química é o estudo da matéria e das mudanças que ocorrem nela. Para descrever com precisão essas mudanças e as propriedades da matéria, precisamos de uma linguagem comum. Essa linguagem é baseada em unidades de medida, que nos permitem medir as características da matéria. Nesta lição, vamos explorar as diferentes unidades de medida usadas em química e sua importância.

Importância das unidades de medida

As unidades de medida são essenciais porque fornecem uma maneira padronizada de expressar quantidades. Sem unidades, os cientistas teriam dificuldade para repetir experimentos e comparar seus resultados com os de outros. Imagine que você está tentando compartilhar uma receita que simplesmente diz "adicione um pouco de farinha". Sem uma medida específica como "xícaras" ou "gramas", a receita fica aberta a interpretações e inconsistências.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

O Sistema Internacional de Unidades, abreviado como SI a partir do francês "Système International de Unites", é o sistema de medida mais amplamente utilizado no mundo. Ele fornece um conjunto uniforme de unidades para simplificar a comunicação e os cálculos em diferentes campos e disciplinas científicas. Em química, usamos muitas unidades específicas do sistema SI para medir várias propriedades das substâncias.

1 cm

Este exemplo visual mostra um quadrado de 1 cm x 1 cm designado pela medida de 1 centímetro (cm), que é um exemplo de medição de comprimento.

Unidades base em química

O sistema SI é composto por sete unidades base, mas em química usamos principalmente as seguintes:

  • Mol (mol): Usado para medir a quantidade de uma substância.
  • Metro (m): Usado para medir comprimento ou distância.
  • Quilograma (kg): Usado para medir massa.
  • Segundo (s): Usado para medir tempo.
  • Kelvin (K): Usado para medir temperatura.

Unidades derivadas em química

As unidades derivadas são combinações de unidades base. Elas são usadas para medir propriedades que requerem mais de uma dimensão de medição. Por exemplo:

  • Volume: Medido em metros cúbicos (m3) ou mais comumente em litros (L). Um litro é o volume de um cubo com lado de 10 cm, que é 1 dm3.
  • Densidade: Medida em quilogramas por metro cúbico (kg/m3) ou gramas por centímetro cúbico (g/cm3).
  • Pressão: Medida em pascals (Pa), que equivalem a um newton por metro quadrado. Em química, a pressão é frequentemente medida em atmosferas (atm) ou milímetros de mercúrio (mmHg).
Litro

Esta visualização esférica serve como uma representação da medição de volume e destaca o conceito de litro, uma unidade comum usada em química.

Unidades de medida típicas em química

O Mol

Um mol é uma unidade usada para descrever a quantidade de uma substância. Um mol é definido como 6.022 × 1023 partículas (átomos, moléculas, íons ou elétrons), também conhecido como o número de Avogadro. Por exemplo, um mol de água (H2O) contém 6.022 × 1023 moléculas de água.

Exemplo:
1 mol de átomos de carbono = 6.022 × 10²³ átomos

Massa

Massa é uma medida da quantidade de matéria em algo. Em química, é frequentemente medida em gramas (g) em vez de quilogramas, porque a maioria das amostras químicas é pequena e gramas são uma unidade mais conveniente.

Exemplo:
A massa de um único átomo de carbono é ≈ 12 u.m.a. (unidades de massa atômica), que é ≈ 1.99 × 10⁻²³ gramas.

Volume

Volume mede a quantidade de espaço ocupado por um objeto. Em química, é frequentemente medido em litros ou mililitros (ml), onde 1 litro = 1000 ml. Esta unidade é especialmente útil ao trabalhar com líquidos ou gases.

Densidade

Densidade é o valor obtido dividindo a massa de uma substância por seu volume, expresso pela seguinte fórmula:

Densidade = massa / volume
Exemplo:
A densidade da água é cerca de 1 g/cm³.

Pressão

Pressão é uma medida da força exercida sobre uma certa área. É importante para compreender como os gases se comportam em diferentes condições. As unidades comuns são atmosferas (atm), pascals (Pa) e milímetros de mercúrio (mmHg).

Exemplo:
A pressão atmosférica padrão ao nível do mar é 760 mmHg ou 1 atm.

Temperatura

Enquanto a escala Celsius é frequentemente usada no dia a dia, a escala Kelvin é usada em cálculos científicos porque começa no zero absoluto, que é a temperatura teórica mais baixa possível.

0 K (Kelvin) = -273,15 °C (Celsius)

Conversão entre unidades

Em química, a conversão entre unidades é comum porque experimentos e cálculos podem exigir diferentes unidades. Usar fatores de conversão permite que os químicos mudem de uma unidade para outra.

Vamos considerar alguns exemplos:

Convertendo gramas em mols (e vice-versa)

Para converter gramas em mols, divida a massa da substância (em gramas) pela sua massa molar (em gramas por mol). A fórmula é:

Mol = massa (g) / massa molar (g/mol)

Convertendo litros em mililitros

Como 1 litro é igual a 1000 mililitros, você multiplica por 1000 para converter litros em mililitros e divide por 1000 para converter mililitros em litros.

Convertendo Celsius em Kelvin

Para converter graus Celsius em Kelvin, adicione 273,15 à temperatura em Celsius.

Temperatura (K) = Temperatura (°C) + 273,15

Convertendo unidades de pressão

Para converter unidades de pressão, é necessário saber os fatores de conversão. Por exemplo, 1 atm = 101325 Pa = 760 mmHg.

Importância e precisão na medição

Ao fazer medições em química, é importante considerar tanto a precisão quanto a exatidão. Precisão refere-se a quão próximo uma medição está do valor verdadeiro, enquanto exatidão refere-se a quão repetível uma medição é.

Algarismos significativos são usados para expressar a precisão de uma medição. Eles incluem todos os dígitos conhecidos e um dígito aproximado. Por exemplo, em uma medição de 12,345, todos os cinco dígitos são significativos, indicando alta precisão.

Conclusão

Compreender as unidades de medida e usá-las corretamente é fundamental em química. Isso garante uma comunicação clara e permite que os cientistas compartilhem e comparem seus achados com confiança. Seja medindo a massa de um reagente, o volume de uma solução ou a pressão de um gás, selecionar as unidades apropriadas e convertê-las com precisão é crucial para a precisão e confiabilidade científicas.

À medida que você continua a explorar a química, praticar esses conceitos fortalecerá sua compreensão e permitirá que você participe mais efetivamente na análise e experimentação química.


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