AS MEDIÇÕES EM QUÍMICA: UNIDADES DE MEDIDA

AS MEDIÇÕES EM QUÍMICA: UNIDADES DE MEDIDA

As medições são importantes para os químicos como também são no nosso quotidiano. No dia-a-dia usamos medições para controlar nossas trocas comerciais, por exemplo, os comerciantes vendem o açúcar em quilogramas, o óleo em litros, os tecidos em metros, etc.

Na Química em particular as medições são de extrema importância pois permitem o controlo e avaliação de processos químicos como também permitem comparar e melhor compreender os fenómenos observados na natureza ao reproduzi-los em laboratório.

Unidades de medida

Quando medimos uma grandeza estamos a compará-la com um padrão previamente escolhido. Padrão este que designamos de unidade de medida.

A medida expressa o número de vezes que uma determinada grandeza contém a unidade. Assim sendo, os resultados das medições são sempre escritos como números e acompanhados de unidades apropriadas. Actualmente são conhecidas sete (7) unidades básicas do Sistema Internacional de Unidades (SI), que são mostradas na tabela abaixo.

Grandeza	Nome da unidade	Símbolo
Comprimento	metro	m
Corrente eléctrica	ampere	A
Intensidade luminosa	candela	cd
Massa	quilograma	kg
Quantidade de substância	mole	mol
Temperatura	kelvin	K
Tempo	segundo	s

Apesar das inúmeras grandezas existentes, nos seus trabalhos os cientistas e em particular, os químicos interessam-se mais em medir grandezas como, a quantidade de substância, a massa, o volume, a pressão, a temperatura, a densidade, etc., uma vez que estas fazem parte do seu trabalho no dia-a-dia.

Massa: é a quantidade de matéria que possui um corpo.

A unidade-padrão da massa (m) no sistema internacional (SI) é o quilograma (kg). Entretanto, na Química usa-se mais frequentemente o grama (g) e o miligrama (mg).

Nome da unidade	Símbolo	Equivalências
Tonelada	t	1 t = 1000 kg
Quilograma	kg	1 kg = 1000 g
Grama	g	1 g = 1000 mg
Miligrama	mg	1 mg = 0,001 g

 

Instrumentos usados para medir a massa

 

Temperatura: é uma grandeza física relacionada à energia térmica de um material.

Existem actualmente em uso no mundo, três escalas de temperatura, a escala Fahrenheit (^oF), a escala Celsius (^oC) e a escala Kelvin (K), sendo esta última também designada de escala absoluta. No SI a unidade-padrão da temperatura é o Kelvin (K).

Relação entre as escalas

Celsius para graus Fahrenheit	Celsius para Kelvin
oF = 1.8 ∙ (oC) + 32oF	T(K) = T(oC) + 273,15

 

De forma a simplificar os cálculos usa-se geralmente, 273 ao invés de 273,15 de modo que a equação acima pode ser escrita:  T(k) = T(^oC) + 273

O termómetro é usado para medir a temperatura

 

UNIDADES DERIVADAS DO SI

Quando multiplicamos ou dividimos uma ou mais unidades básicas do SI surgem novas unidades que são designadas de unidades derivadas do SI. Algumas dessas unidades que são muita usadas na Química expressam grandezas como o volume, a densidade a área.

Grandeza	Nome da unidade	Símbolo
Área	Metro quadrado	m2
Volume	Metro cúbico	m3
Densidade	Quilograma por metro cúbico	Kg/m3

 

Volume: é a extensão de espaço que um corpo ocupa.

A unidade do volume no SI é o metro cúbico (m³), porém, na Química usa-se com frequência o Litro (L) e o mililitro (mL).

Nome da unidade	Símbolo	Equivalências
Metro cúbico	m3	1 m3 = 1000 L ou 103 dm3
Litro ou decímetro cúbico	L ou dm3	1 L = 1 dm3 = 1000 mL ou cm3
Centímetro cúbico/mililitro	cm3 ou mL	1 cm3 = 1 mL = 0,001 L ou 10-3 L

 

Medições de volume

Densidade: é a relação (quociente) entre a massa e o volume de um material.

No SI a unidade-padrão da densidade é quilograma por metro cúbico (kg/m³). Mas na Química usa-se mais o grama por centímetro cúbico (g/cm³) ou o grama por mililitro (g/mL) que é o seu equivalente. Estas unidades são mais usadas para expressar a densidade de sólidos e líquidos. Já os gases por terem densidades muito pequenas, as suas densidades são geralmente expressas em gramas por litro (g/L).

1 g/cm³ = 1 g/mL = 1000 kg/m³   e    1 g/L = 0,001 g/mL

A fórmula da densidade (d = m/v) mostra-nos que a densidade é inversamente proporcional ao volume e consequentemente, quanto maior for o volume ocupado por um determinado material, menor será a sua densidade e vice-versa.

Por um lado, o volume é uma grandeza que varia com a temperatura e pressão, consequentemente a densidade também altera-se quando a temperatura ou a pressão varia, embora a massa permaneça inalterada, por isso só pode-se considerar a densidade de uma determinada substância se a temperatura e pressão em que foi medida forem especificadas. Em caso de não se especificar a temperatura pode-se subentender que é de 25^o C e a pressão de 1 atm.

A densidade é uma das propriedades que permite-nos avaliar a tendência ou não dos materiais afundarem ou flutuarem. Materiais mais densos afundam enquanto que os menos densos flutuam e essa é a razão do gelo (d = 0,92 g/cm³) flutuar na água líquida (d = 1 g/cm³).

PREFIXOS USADOS COM AS UNIDADES DO SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

Junto das unidades do sistema internacional podem ser usados prefixos que indicam um múltiplo ou submúltiplo da unidade.

Múltiplos			Submúltiplos
Nome	Símbolo	Factor	Nome	Factor	Símbolo
Iota	Y	1024	Iocto	10–24	y
Zeta	Z	1021	Zepto	10–21	z
Exa	E	1018	Atto	10–18	a
Peta	P	1015	Femto	10–15	f
Tera	T	1012	Pico	10–12	p
Giga	G	109	Nano	10–9	n
Mega	M	106	Micro	10–6	µ
Quilo	k	103	Mili	10–3	m
Hecta	h	102	Centi	10–2	c
deca	da	101	deci	10–1	d

Exemplos

a) 3,02 nm

b) 10 mL

c) 75 pm

d) 1,1 µg

Estas medições podem ser escritas de outra forma, bastando para tal, substituir o prefixo pelo respectivo factor de multiplicação junto da unidade de medida.

a) 3,02 nm, o “n’ de nano pode ser substituído por 10^-9 que é o seu factor de multiplicação, por isso 3,02 nm é igual a 3,02 · 10^-9 m;

b) 10 mL ⇒ “m” de mili que corresponde a 10^-3, logo 10 mL = 10 · 10^-3 L

c) 75 pm ⇒ “p” de pico que corresponde a 10^-12, logo 75 pm = 75 · 10^-12 m

d) 1,1 µg ⇒ “µ” de micro que corresponde a 10^-6, logo 1,1 µg = 1,1 · 10^-6 g

 

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Por: Miguel Pascoal