Descrição
Apostila Concurso SEE SP 2023 Professor Química
Cargo: Professor Química
Editora: DOMINA CONCURSOS
Edição: 2023
Nível: Superior
Banca: FUNDAÇÃO VUNESP
Edital: Acesso ao Edital
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1. TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS A existência de relações de massa fixas entre reagentes e produtos, permitindo os cálculos estequiométricos, deve ser reconhecida como consequência da descontinuidade da matéria, isto é, da presença de átomos e moléculas em sua constituição. O balanceamento de reações, inclusive de oxirredução, constitui requisito importante para a realização de cálculos estequiométricos. Para este fim, também o conhecimento das leis dos gases é fundamental, uma vez que muitas reações envolvem substâncias nesse estado físico. 1.1. Reconhecimento das transformações químicas: mudança de cor, formação/desaparecimento de sólidos numa solução, absorção/liberação de energia, desprendimento de gases. 1.2. Interpretação das transformações químicas: 1.2.1. Evolução do modelo atômico: do modelo corpuscular de Dalton ao modelo de Rutherford-Bohr. 1.2.2. Átomos e moléculas: número atômico, número de massa, isótopos, massa molar e constante de Avogadro. 1.2.3. Reações químicas. 1.3. Representação das transformações químicas: 1.3.1. Representação simbólica dos elementos e substâncias. 1.3.2. Equação química, balanceamento, número de oxidação. 1.4. Aspectos quantitativos das transformações químicas: 1.4.1. Leis de Lavoisier, Proust e Gay-Lussac. 1.4.2. Leis dos gases, equação de estado do gás ideal. 1.4.3. Cálculos estequiométricos: massa, volume, mol, massa molar, volume molar dos gases.
2. PROPRIEDADES E UTILIZAÇÃO DOS MATERIAIS Espera-se o conhecimento de algumas substâncias importantes na economia do País, em termos da ocorrência das matériasprimas, da produção industrial, das propriedades, da utilização e do descarte dessas substâncias. Conhecer as ligações químicas nos elementos e nos compostos que constituem tais substâncias é essencial. Interações intermoleculares precisam ser reconhecidas como determinantes de propriedades físicas de substâncias, tais como temperatura de ebulição e solubilidade. 2.1. Elementos e suas substâncias 2.1.1. A tabela periódica: reatividade dos metais alcalinos, metais alcalinoterrosos e halogênios. 2.1.2. Estados físicos da matéria – mudanças de estado. 2.1.3. Separação de componentes de mistura: filtração, decantação, destilação simples e fracionada, cristalização e cromatografia em papel. 2.2. Metais 2.2.1. Alumínio, cobre e ferro: ocorrência, obtenção industrial, propriedades e utilização. 2.2.2. Ligas: latão, bronze e aço. 2.2.3. Ligação metálica. 2.3. Substâncias iônicas 2.3.1. Principais compostos dos grupos: cloreto, carbonato, sulfato, nitrato e fosfato e suas aplicações. 2.3.2. Ligação iônica. 2.4. Substâncias moleculares 2.4.1. Hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, cloro, amônia: propriedades e usos. 2.4.2. Ligação covalente. 2.4.3. Polaridade das ligações. 2.4.4. Interações intermoleculares: van der Waals e ligação de hidrogênio. 2.5. A indústria química 2.5.1. Obtenção e aplicações industriais de hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, cloro, hidróxido de sódio, amônia, óxido de cálcio, ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido nítrico. 2.5.2. Implicações ambientais da produção e da utilização desses produtos industriais. 2.6. Ciclos de dióxido de carbono, enxofre e nitrogênio na natureza. Implicações ambientais.
3. A ÁGUA NA NATUREZA É imprescindível notar que, apesar de a água ser abundante na Terra, sua disponibilidade na forma de água potável, ou mesmo para uso industrial, é extremamente limitada. O adensamento populacional e a expansão da atividade industrial vêm, de um lado, aumentando a demanda por água e, de outro, reduzindo sua oferta, este último fator ocorrendo em virtude da crescente poluição da água. Um tratamento mais sofisticado da água torna-se necessário e o tratamento de esgotos, imperativo. As propriedades da água, tais como sua capacidade de dissolver substâncias, seu calor de vaporização e seu calor específico, devem servir de base para o entendimento de sua importância na Terra e das medidas que podem ser tomadas para aumentar sua disponibilidade. As propriedades de ácidos e bases precisam ser conhecidas para permitir distinguir essas substâncias entre si e de outras. A ação de ácidos, inclusive de ácidos oxidantes, sobre alguns metais, é de grande importância. 3.1. Estrutura da água, propriedades, importância para a vida e seu ciclo na natureza. 3.2. Interações da água com outras substâncias 3.2.1. Processo de dissolução, curvas de solubilidade. 3.2.2. Concentrações (percentagem, ppm, g/L, mol/L). 3.2.3. Aspectos qualitativos dos efeitos do soluto nas seguintes propriedades da água: pressão de vapor, temperatura de congelamento, temperatura de ebulição e pressão osmótica. 3.3. Estado coloidal 3.3.1. Caracterização e propriedades. 3.3.2. Aplicações práticas. 3.4. Ácidos, bases, sais e óxidos 3.4.1. Ácidos e bases (conceito de Arrhenius). 3.4.2. Principais propriedades dos ácidos e bases: indicadores, condutibilidade elétrica, reação com metais, reação de neutralização. 3.4.3. Usos de ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, amônia e hidróxido de sódio. 3.4.4. Óxidos de carbono, nitrogênio, enxofre, metais alcalinos, metais alcalinoterrosos; interação com água; poluição atmosférica. 3.5. Poluição e tratamento da água.
4. DINÂMICA DAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS É importante reconhecer os fatores que influem na velocidade das reações químicas e ter familiaridade com gráficos de concentração de reagentes e produtos em função do tempo. É fundamental a caracterização de equilíbrios químicos, tanto em fase gasosa, quanto em solução, incluindo-se a dissociação de ácidos e a hidrólise de sais de ácidos fracos e bases fracas. O conhecimento da perturbação de equilíbrios e dos fatores que a desencadeiam é considerado essencial. Espera-se do candidato a capacidade de realização de cálculos simples envolvendo constantes de equilíbrio. 4.1. Velocidade das transformações químicas 4.1.1. Fatores que influenciam a velocidade da reação. 4.1.2. Colisões moleculares. Energia de ativação. 4.2. Equilíbrio em transformações químicas 4.2.1. Caracterização macroscópica e microscópica (dinâmica) do estado de equilíbrio. 4.2.2. Constante de equilíbrio. 4.2.3. Perturbação do equilíbrio. 4.2.4. Produto iônico da água, pH. 4.2.5. Equilíbrios em solução envolvendo ácidos, bases e sais.
5. ENERGIA NAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS A compreensão das manifestações de calor que acompanham transformações químicas, incluindo-se a fusão, a vaporização e a dissolução, é essencial. Assim, é importante saber calcular a variação de entalpia numa transformação química a partir de entalpias de formação, entalpias de combustão ou de variações de entalpia em outras reações, bem como a partir de energias de ligação. Espera-se do candidato o reconhecimento dos componentes de pilhas e cubas eletrolíticas e a compreensão dos fenômenos que ocorrem nesses processos. Os potenciais padrão de redução devem ser entendidos como uma quantificação da série eletroquímica. 5.1. Transformações químicas e energia térmica 5.1.1. Calor nas transformações químicas. Entalpia. 5.1.2. Princípio da conservação da energia, energia de ligação. 5.2. Transformações químicas e energia elétrica 5.2.1. Produção de energia elétrica: pilha. 5.2.2. Consumo de energia elétrica: eletrólise. 5.2.3. Representação das transformações que ocorrem na pilha e no processo de eletrólise por meio de equações químicas balanceadas. 5.2.4. Interpretação e aplicação de potenciais padrão de redução.
6. TRANSFORMAÇÕES NUCLEARES NATURAIS E ARTIFICIAIS Neste item são importantes o conhecimento das propriedades e da origem de raios alfa, beta e gama, a representação de reações nucleares e o conceito de meia-vida e sua aplicação. 6.1. Conceitos fundamentais da radioatividade: emissões alfa, beta e gama; propriedades. 6.2. Reações nucleares: fissão e fusão nucleares. 6.3. Radioisótopos e meia-vida. 6.4. Usos da energia nuclear e implicações ambientais.
7. COMPOSTOS ORGÂNICOS Os compostos orgânicos ocupam posição privilegiada na Química, não só pelo fato de constituírem a maioria dos compostos conhecidos, mas também por sua importância para a vida e presença em nosso cotidiano, na forma de uma variedade de materiais com que temos contato. Assim sendo, o conhecimento das principais funções orgânicas é essencial, bem como de alguns compostos mais comuns, sendo, nesse caso, desejável conhecer nomes oficiais e usuais e fórmulas estruturais. Noções sobre alguns tipos de compostos, tais como gorduras, detergentes e polímeros são necessárias, devido à presença marcante deles em nosso dia a dia. 7.1. Características gerais 7.1.1. Fórmulas estruturais; reconhecimento das principais classes de compostos (hidrocarbonetos, álcoois, éteres, haletos de alquila, aminas, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres e amidas). Isomeria. 7.1.2. Propriedades físicas dos compostos orgânicos. 7.1.3. Fórmulas estruturais e nomes oficiais de compostos orgânicos simples contendo apenas um grupo funcional. Nomes usuais: etileno, acetileno, álcool metílico, álcool etílico, formaldeído, acetona, ácido acético, tolueno. 7.2. Reações em química orgânica: Principais tipos de reação: substituição, adição, eliminação, oxidação, redução, esterificação e hidrólise ácida e básica. 7.3. Química orgânica no cotidiano 7.3.1. Hidrocarbonetos. Petróleo e gás natural: origem, ocorrência e composição; destilação do petróleo (principais frações: propriedades e usos); combustão; implicações ambientais. Etileno, acetileno, benzeno, tolueno e naftaleno; propriedades e usos. 7.3.2. Álcoois: produção de etanol: fermentação alcoólica; álcoois como combustíveis: metanol e etanol; implicações ambientais. 7.3.3. Triglicerídeos (gorduras e óleos), sabões e detergentes. Obtenção, propriedades e usos. 7.3.4. Macromoléculas. Polímeros naturais: carboidratos e proteínas; estrutura e propriedades. Polímeros sintéticos: polímeros de adição (polietileno, poliestireno, PVC e teflon) e polímeros de condensação (poliéster e poliamida); estrutura, propriedades, produção e uso, reciclagem e implicações ambientais.
