Pular para o conteúdo
Matérias

AQA · GCSE · Chemistry

  • 1

    Estrutura atômica e tabela periódica

    1.1

    Atomic structure and the periodic table: the particles and the pattern

    • Atoms are the building blocks: protons and neutrons in a tiny nucleus, electrons in shells; the outer shell runs the chemistry.
    • The periodic table orders elements by atomic number; groups share outer-shell electrons and so share properties.
    • Group 0 is unreactive, Group 1 gets more reactive down, Group 7 less; transition metals (chemistry only) behave differently from Group 1.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    atomic number/əˈtɒmɪk ˈnʌmbə/ número atômico
    outer shell electron/ˈaʊtə ʃel ɪˈlektrɒn/ eletrão da camada externa
    1.1

    Átomos, elementos, compostos e misturas (4.1.1.1–4.1.1.4)

    Programa

    Átomos, elementos, compostos e misturas (AQA 8462 enunciados 4.1.1.1-4.1.1.4).

    1. Distinguir átomos, elementos, compostos e misturas, com símbolos e fórmulas.
    2. Descrever os cinco métodos de separação física e escolher um para uma dada mistura.
    3. Relatar o desenvolvimento do modelo atômico da esfera ao nêutron.
    4. Usar cargas e massas de prótons, nêutrons e elétrons, números atômicos e de massa, isótopos e massa atômica relativa.
    5. Escrever estruturas eletrônicas dos primeiros vinte elementos.

    Fonte: Programa Cambridge International

    All substances are made of atoms 原子 — the smallest part of an elemento that can exist. Each element has a chemical symbol (O, Na, …); about 100 elements exist, shown in the periodic table.

    Compounds 化合物 form when elements combine chemically in fixed proportions; they are represented by formulae and can only be separated back into elements by chemical reactions. Chemical reactions always form one or more new substances, often with a detectable energy change. Equations: word equations e symbol equations with balanced formulae; (HT) balanced half-equations and ionic equations.

    Mixtures 混合物: two or more elements or compounds not chemically combined; each substance keeps its properties. Separated by physical processes only — no new substances:

    • filtration 过滤 — insoluble solid from liquid;
    • crystallisation 结晶 — dissolved solid from solution;
    • simple distillation 蒸馏 简单蒸馏 — liquid from dissolved solid (and solvents);
    • fractional distillation 分馏 — liquids with different boiling points;
    • chromatography 色谱法 — soluble substances in a mixture.
    The changing model of the atom: indivisible sphere, plum pudding, nuclear model after alpha scattering, then Bohr's orbits with protons and neutrons.

    Development of the atom model: atoms were first thought to be indivisible spheres → the electron's discovery gave the plum pudding model 布丁模型 (ball of positive charge with negative electrons embedded) → the alpha-scattering experiment showed mass and positive charge concentrated in a central nucleus (nuclear model) → Bohr: electrons orbit at specific distances → protons identified in the nucleus → Chadwick: the nêutron 中子. New evidence changes or replaces models.

    particle relative mass relative charge
    próton 1 +1
    nêutron 1 0
    elétron very small −1

    In an atom protons = electrons, so no overall charge. Atomic number = protons; mass number = protons + neutrons. Atoms of the same element with different neutron numbers are isotopes 同位素. Atom radius ≈ 0.1 nm (1 × 10⁻¹⁰ m); the nucleus is less than 1/10 000 of that. Almost all mass is in the nucleus.

    Relative atomic mass (Ar) averages over the isotopes' abundance — calculate it from percentage abundances. Electronic structure: electrons fill the lowest levels first — sodium is 2,8,1; represent the first twenty elements both as numbers and diagrams.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    atom/ˈætəm/ átomo
    compound/ˈkɒmpaʊnd/ composto
    mixture/ˈmɪkstʃə/ mistura
    filtration/fɪlˈtreɪʃn/ filtração
    crystallisation/ˌkrɪstəlaɪˈzeɪʃn/ cristalização
    distillation/dɪstɪˈleɪʃn/ destilação
    chromatography/krəʊməˈtɒɡrəfi/ cromatografia
    plum pudding model/plʌm ˈpʊdɪŋ ˈmɒdl/ modelo de pudim de passas
    neutron/ˈnjuːtrɒn/ nêutron
    isotope/ˈaɪsətəʊp/ isótopo
    simple distillation/ˈsɪmpl dɪstɪˈleɪʃn/ destilação simples
    fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ destilação fracionada
    1.2

    The periodic table (4.1.2)

    Programa

    Tabela periódica (AQA 8462 enunciado 4.1.2).

    1. Relacionar grupo e período com elétrons da camada externa e número atômico.
    2. Descrever o desenvolvimento da tabela periódica, incluindo lacunas de Mendeleev e a explicação dos isótopos.
    3. Distinguir metais de não-metais por posição e propriedades.
    4. Explicar as tendências nos Grupos 0, 1 e 7, incluindo deslocamento.

    Fonte: Programa Cambridge International

    The table orders elements by atomic (proton) number 原子序数, so that elements with similar properties fall in groups (columns). For main-group elements, group position reflects outer-shell electrons 最外层电子 and similar chemical properties; helium has two outer electrons, while the other Group 0 elements have eight. Explain an element's position from its electronic structure; predict probable reactivity from position.

    Development: early tables ordered by atomic weight — incomplete, with some elements misplaced. Mendeleev para a esquerda gaps for undiscovered elements and sometimes changed the order; his predicted elements were found, supporting his table. Isótopos later explained why atomic-weight order was sometimes wrong.

    Metals and non-metals: metals usually lose electrons to form positive ions; many non-metals gain electrons to form negative ions or share electrons in covalent bonds. Metals sit left and lower; non-metals right and upper. Know the characteristic physical and chemical differences, and link atomic structure to position.

    Group 0 — noble gases: unreactive — stable outer-shell arrangements (8 outer electrons; helium 2), so they do not easily form molecules. Boiling points aumentar down the group (with relative atomic mass).

    Group trends: Group 0 unreactive with full outer shells, Group 1 more reactive going down, Group 7 less reactive going down.

    Group 1 — alkali metals: one outer electron. Reactions of Li, Na, K with oxygen, cloro e água (e.g. 2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂). Reactivity increases down the group — the outer electron is lost more easily further from the nucleus.

    Group 7 — halogens: seven outer electrons; non-metals, diatomic molecules (Cl₂, Br₂, I₂). Reactivity decreases down the group; melting and boiling points aumentar. A more reactive halogen displaces 置换 a less reactive one from a salt solution (chlorine displaces bromine from potassium bromide).

    1.3

    Metais de transição — química apenas (4.1.3)

    Programa

    Metais de transição, química apenas (AQA 8462 enunciado 4.1.3).

    1. Comparar elementos de transição com Grupo 1 em ponto de fusão, densidade, resistência, dureza e reatividade.
    2. Descrever íons com diferentes cargas, compostos coloridos e catálise, com exemplos nomeados.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Compared with Group 1, the transition elements (exemplify with Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu) have higher melting points, densities, strength and hardness, and are less reactive with oxygen, water and halogens.

    Typical properties: ions with different charges (Fe²⁺/Fe³⁺), coloured compounds, and use as catalysts 催化剂 (iron in the Haber process).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    catalyst/ˈkætəlɪst/ catalisador
    1.3

    Checklist before you call this topic done

    • p/n/e table, atomic and mass numbers, isotopes, Ar from abundance, 2,8,x structures for the first 20.
    • The atom-model timeline: sphere → plum pudding → nuclear → Bohr → proton → neutron.
    • Five separation methods each matched to a mixture; Mendeleev's gaps and the isotope explanation.
    • Group 0/1/7 trends with electron explanations; halogen displacement equations.
    • (Chem) transition metals vs Group 1: four differences plus ions, colours, catalysts.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    displacement/dɪˈspleɪsmənt/ deslocamento
  • 2

    Ligações, estrutura e propriedades da matéria

    2.1

    Ligações, estrutura e propriedades da matéria

    • Three bonds hold matter together: ionic (transferred electrons, charged ions), covalent (shared electron pairs) and metallic (delocalised electrons).
    • Structure follows bonding: giant ionic lattices, small molecules, polymers, giant covalent structure networks and metal lattices — each predicts melting point and conductivity.
    • Carbon shows every trick: diamond, graphite, graphene, fullerenes; nanoparticles (chemistry only) turn surface area into properties.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    delocalised electron/dɪˈlɒkəlaɪzd ɪˈlektrɒn/ eletrons deslocalizados
    fullerene/ˈfʊləren/ fulereno
    2.1

    Ionic, covalent and metallic bonding (4.2.1)

    Programa

    Ligações iônicas, covalentes e metálicas (Declarações AQA 8462 4.2.1.1-4.2.1.5).

    1. Explique os três tipos de ligação em termos de elétrons e forças eletrostáticas.
    2. Desenhe diagramas de pontos e cruzes para transferência de elétrons e para as oito moléculas nomeadas.
    3. Deduza cargas iônicas e fórmulas empíricas a partir de números de grupo e modelos de rede; indique limitações do modelo.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Three strong chemical bonds, all explained by electrostatic forces:

    The three bond types: ionic electron transfer between ions, a shared covalent pair, and metallic delocalised electrons.
    • Ionic 离子键 — a metal atom transfers outer electrons to a non-metal: metal atoms lose electrons to become íons positivos; non-metal atoms gain them to become negative ions; Groups 1/2 metals and 6/7 non-metals form ions with noble-gas electronic structures. Draw the electron transfer with dot and cross diagrams; deduce ion charges from group number (Group 1 → +1, Group 2 → +2, Group 6 → −2, Group 7 → −1).
    • Covalent 共价键 — non-metal atoms share pairs of electrons. Know dot-and-cross diagrams for H₂, Cl₂, O₂, N₂, HCl, H₂O, NH₃, CH₄, and line representations for small molecules, polymer repeating units and giant covalent structures.
    • Metallic 金属键 — a giant lattice of metal atoms with delocalised outer electrons 游离电子 free to move through the whole structure; the sharing of these electrons gives strong metallic bonding.

    Know the limitations of models: dot-and-cross, ball-and-stick, 2D and 3D diagrams all simplify — no forces shown, fixed bond lengths, giant structures drawn as small fragments. Deduce empirical formulae from lattice models; molecular formulae from molecule diagrams.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    metallic bond/məˈtælɪk bɒnd/ ligação metálica
    2.2

    Bonding, structure and properties (4.2.2)

    Programa

    Ligações, estrutura e propriedades (Declarações AQA 8462 4.2.2.1-4.2.2.8).

    1. Vincule estados da matéria e símbolos de estado à teoria das partículas, com (HT) suas limitações.
    2. Explique os pontos de fusão e condutividade de compostos iônicos, pequenas moléculas, polímeros e metais.
    3. Explique por que ligas são mais duras que metais puros.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Estados da matéria: solid, liquid, gas; melting/freezing at the melting point, boiling/condensing at the boiling point. Particle theory (small solid spheres) explains the changes; the stronger the forces between particles, the higher the melting/boiling points. (HT) The simple model's limits: no forces shown, all spheres, solid particles. State symbols: (s), (l), (g), (aq).

    Structure Bonding/forces Ponto de fusão Conducts electricity?
    ionic lattice strong electrostatic forces in all directions alto only when molten or dissolved — ions free to move
    small molecules strong covalent bonds inside, weak intermolecular forces between 分子间作用力 low — only weak intermolecular forces are overcome no — no overall charge
    polymers strong covalent chains, stronger intermolecular forces solid at room temperature nenhuma
    giant covalent every atom covalently bonded muito alto generally no (graphite the exception)
    metals metallic bonding — delocalised electrons mostly high yes — delocalised electrons carry charge (and heat)

    Larger molecules → stronger intermolecular forces → higher melting/boiling points. Alloys 合金 are harder than pure metals because different-sized atoms distort the layers, stopping them sliding.

    Diamond's four-bond network, graphite's layered hexagons, and a spherical fullerene.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    ionic bond/aɪˈɒnɪk bɒnd/ ligação iônica
    covalent bond/ˈkəʊvələnt bɒnd/ ligação covalente
    intermolecular force/ˌɪntəməˈlekjʊlə fɔːs/ força intermolecular
    alloy/ˈælɔɪ/ liga metálica
    2.3

    Structure and bonding of carbon (4.2.3)

    Programa

    Estrutura e ligação do carbono (AQA 8462 enunciados 4.2.3.1-4.2.3.3).

    1. Explique as propriedades do diamante a partir de sua estrutura gigante de quatro ligações.
    2. Explique as propriedades do grafite a partir de três ligações, camadas e elétrons deslocalizados.
    3. Descreva o grafeno e os fullerenos, incluindo nanotubos de carbono e seus usos.

    Fonte: Programa Cambridge International

    • Diamante — a giant covalent structure 巨型共价结构 in which each carbon forms four covalent bonds: very hard, very high melting point, does not conduct.
    • Grafite — each carbon forms three bonds, layers of hexagonal rings with no covalent bonds between layers (soft, slippery — lubricant); one delocalised electron per atom → conducts electricity like a metal.
    • Graphene — a single layer of graphite: one atom thick, strong, conducts — electronics and composites.
    • Fullerenes — hollow molecules of carbon hexagons (plus 5- or 7-membered rings); Buckminsterfullerene C₆₀ 富勒烯 is spherical. Carbon nanotubes 碳纳米管 — cylindrical fullerenes with huge length-to-diameter ratios: nanotechnology, electronics, materials.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    giant covalent structure/ˈdʒaɪənt ˈkəʊvələnt ˈstrʌktʃə/ estrutura covalente gigante
    carbon nanotube/ˈkɑːbən ˌnænəʊˈtjuːb/ nanotubo de carbono
    2.4

    Propriedades macroscópicas e superficiais, incluindo nanopartículas — química apenas (4.2.4)

    Programa

    Propriedades em massa e superficiais, incluindo nanopartículas, apenas química (AQA 8462 enunciado 4.2.4).

    1. Compare as faixas de tamanho de partículas: nanopartículas, finas e grossas.
    2. Aplique o fator de área superficial para volume de 10 a cubos.
    3. Explique por que as nanopartículas diferem dos materiais em massa, seus usos e as preocupações.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Nanoscience = structures 1–100 nm (a few hundred atoms). Nanoparticles 纳米颗粒 are smaller than fine particles (PM2.5, 100–2500 nm), which are smaller than coarse particles/dust (PM10, 1 × 10⁻⁵–2.5 × 10⁻⁶ m).

    Three cubes shrinking by a factor of ten: each step multiplies the surface-area-to-volume ratio by ten.

    Área superficial : volume: as a cube's side decreases 10×, SA:V increases 10×. Nanoparticles may have different properties from the bulk material because of this high ratio — catalysts (smaller quantities work), medicine delivery, cosmetics, electronics. Concerns: effects inside the body and in the environment are not fully known.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    nanoparticle/ˌnænəʊˈpɑːtɪkl/ partícula nanométrica
    2.4

    Checklist before you call this topic done

    • The three bonds in terms of electrons and electrostatic forces; ion charges from group numbers.
    • Dot-and-cross for the eight named molecules; model limitations named.
    • The properties table above rebuilt from memory — which forces are overcome on melting.
    • Diamond vs graphite vs graphene vs fullerenes, bonding to property.
    • (Chem) SA:V factor-of-10 rule; the three particle-size bands and nanoparticle uses and concerns.
  • 3

    Química quantitativa

    3.1

    Quantitative chemistry: counting atoms by mass

    • Atoms are neither lost nor made: the balanced equation is a mass ledger, and conservation of mass closes every account.
    • The mole converts grams into particle counts; moles turn equations into reacting-mass arithmetic.
    • Yield, atom economy, concentration (chem only) and gas volumes (HT) finish the quantitative toolkit.
    3.1

    Conservation of mass and equations (4.3.1)

    Programa

    Medidas químicas, conservação da massa e equações (AQA 8462 enunciados 4.3.1.1-4.3.1.4).

    1. Balanceie equações simbolizadas e use a conservação da massa.
    2. Calcule massas moleculares relativas e percentual em massa de um elemento.
    3. Explique mudanças aparentes de massa quando um gás está envolvido.
    4. Estime a incerteza como a faixa de medições repetidas em torno da média.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Conservação da massa 质量守恒: no atoms are lost or made, so the mass of products equals the mass of reactants. Symbol equations are balanceada in atom numbers; know the difference between a multiplier before a formula (numbers of units) and a subscript within it (atoms in the unit).

    Relative formula mass (Mr) 相对分子质量 = sum of the relative atomic masses in the numbers shown. In a balanced equation, ΣMr of reactants = ΣMr of products. Percentage by mass of an element = (Ar × number of atoms ÷ Mr) × 100 %.

    Left: a metal oxidising gains mass as oxygen joins. Right: a carbonate decomposing loses mass as CO2 escapes.

    Mass changes with gases: metal + oxygen → oxide gains mass; thermal decomposition of a carbonate loses the escaped CO₂ — no law is broken once the gas is counted.

    Uncertainty: every measurement carries uncertainty; use the range of repeated measurements about the mean as its estimate (and mean ± range/2 in calculations).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    conservation of mass/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv mæs/ conservação da massa
    relative formula mass/ˈrelətɪv ˈfɔːmjʊlə mæs/ massa formula relativa
    3.2

    Moles and reacting masses — HT (4.3.2)

    Programa

    Mols e massas reagentes, HT (AQA 8462 enunciados 4.3.2.1-4.3.2.5).

    1. Use o mol, a constante de Avogadro e mols = massa / Mr.
    2. Calcule massas reagentes a partir de equações balanceadas.
    3. Balanceie equações a partir de massas reagentes.
    4. Explique e use o reagente limitante.
    5. Calcule concentrações em g/dm3 e, com mol/dm3, relações massa-volume.

    Fonte: Programa Cambridge International

    O mol 摩尔: the mass of one mole of a substance in grams is numerically its Mr. One mole contains the Avogadro constant 阿伏伽德罗常数 of particles — 6.02 × 10²³ — the same count of stated particles (atoms, molecules, ions) as a mole of any other substance.

    The mole triangle: moles at the top, mass bottom centre, Mr bottom corners; cover the wanted quantity.
    $$\text{moles} = \frac{\text{mass (g)}}{M_r}$$

    Equations as mole ratios: Mg + 2 HCl → MgCl₂ + H₂ reads "1 mol Mg reacts with 2 mol HCl → 1 mol MgCl₂ + 1 mol H₂". Given any one mass, calculate all others: mass → moles → ratio → moles → mass.

    Balancing from masses: convert each mass to moles, divide by the smallest, clear fractions to whole numbers.

    Limiting reactant 限量反应物: the reactant completely used up limits the product; an excess of the other ensures completion. Calculate the product from the limiting reactant's moles only.

    Concentração 浓度: in g/dm³ for all tiers — mass of solute in a given volume; (HT) also mol/dm³: moles = concentration × volume(dm³), rearranged as needed.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    mole/məʊl/ mol
    Avogadro constant/ˌævəˈɡædrəʊ ˈkɒnstənt/ constante de Avogadro
    limiting reactant/ˈlɪmɪtɪŋ rɪˈæktənt/ reactivo limitante
    concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ concentração
    3.3

    Yield and atom economy — chemistry only (4.3.3)

    Programa

    Rendimento e economia atômica, apenas química (AQA 8462 enunciado 4.3.3).

    1. Dê as três razões pelas quais o rendimento está abaixo de 100 por cento.
    2. Calcule o rendimento percentual e, (HT) a massa teórica primeiro.
    3. Calcule a economia atômica e explique sua importância.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Percentage yield 产率 is below 100 % because: the reaction is reversible; product is lost on separation; reactants react in unwanted ways.

    $$\%\ \text{yield} = \frac{\text{mass actually made}}{\text{maximum theoretical mass}} \times 100$$

    Atom economy 原子经济 measures how much of the starting material ends up in the useful product — high atom economy matters for sustainability and cost:

    $$\text{atom economy} = \frac{M_r \text{ of desired product}}{\text{sum of } M_r \text{ of all reactants}} \times 100\ \%$$

    (HT) calculate the theoretical mass from the balanced equation, then the yield.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    percentage yield/pəˈsentɪdʒ jiːld/ rendimento percentual
    atom economy/ˈætəm ɪˈkɒnəmi/ economia atômica
    3.4

    Concentrations in mol/dm³ — chemistry only, HT (4.3.4)

    Programa

    Concentrações em mol/dm3, química apenas, HT (AQA 8462 declaração 4.3.4).

    1. Relacione mols, massa, volume e concentração em mol/dm3.
    2. Calcule uma concentração desconhecida a partir de volumes de titulação e da razão estequiométrica.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Concentration in mol/dm³ links moles, mass and volume: moles = C × V; from a titration 滴定, knowing the volumes of both solutions and one concentration gives the other — moles of acid = moles of alkali at neutralisation (respect the ratio in the equation).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    titration/taɪˈtreɪʃn/ titulação
    3.5

    Gas volumes — chemistry only, HT (4.3.5)

    Programa

    Volumes gasosos, química apenas, HT (AQA 8462 declaração 4.3.5).

    1. Afirme que volumes iguais de gases contêm mols iguais à mesma temperatura e pressão.
    2. Use a razão estequiométrica para relacionar volumes gasosos em reações.

    Fonte: Programa Cambridge International

    A given volume of gas contains the same number of moles at the same temperature and pressure — equal volumes = equal moles. The volumes of reacting gases (and products) follow the equation's ratio directly, e.g. 2 volumes of hydrogen react with 1 volume of oxygen.

    3.5

    Checklist before you call this topic done

    • Balance equations; Mr and percentage-by-mass sums; explain apparent mass changes with gases.
    • (HT) mole ↔ mass conversions, Avogadro constant, ratio chains, balancing from masses, limiting reactant.
    • (Chem/HT) percentage yield with its three reasons; atom economy formula; titration concentration; gas-volume ratios.
  • 4

    Mudanças químicas

    4.1

    Mudanças químicas: reatividade, ácidos e eletrólise

    • Metais diferem na facilidade com que perdem elétrons — a série de reatividade os ordena, impulsiona deslocamentos e decide como cada um é extraído.
    • Ácidos donam H⁺; bases donam OH⁻; sua reação forma um sal — e o nome do sal deriva do ácido e da base.
    • A eletrólise força íons a perderem ou ganharem elétrons nos eletrodos — extrai os metais mais reativos e decompõe soluções.
    4.1

    Reatividade dos metais (4.4.1.1–4.4.1.4)

    Programa

    Reatividade dos metais (AQA 8462 declarações 4.4.1.1-4.4.1.4).

    1. Lembre-se da ordem da série de reatividade incluindo carbono e hidrogênio, com reações de água e ácido.
    2. Explique a reatividade como a tendência de formar íons positivos e deduza a ordem a partir dos resultados.
    3. Relacione o método de extração à reatividade: redução com carbono vs eletrólise.
    4. (HT) Use OIL RIG para escrever equações iônicas para deslocamento e redox.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Escada de reatividade com carbono e hidrogênio em suas posições de referência.

    Série de reatividade (aprender a ordem): potássio, sódio, lítio, cálcio, magnésio, [carbono], zinco, ferro, [hidrogênio], cobre. Reatividade = a tendência do metal a formar íons positivos.

    • Com água: K, Na, Li, Ca reagem (efervescência, hidróxido + hidrogênio); Mg muito lento; Zn/Fe/Cu não reagem.
    • Com ácidos diluídos: Mg, Zn, Fe reagem → sal + hidrogênio; Cu não reage.
    • Um metal mais reativo desloca um menos reativo de seu composto: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu.

    Extração: metais inativos (ouro) ocorrem nativos; metais abaixo do carbono são extraídos por redução com carbono (perda de oxigênio); metais acima do carbono necessitam de eletrólise. Identifique oxidação (ganho de oxigênio) e redução (perda de oxigênio).

    (HT) Redox em elétrons: oxidação é perda de elétrons, redução é ganho — OIL RIG. Escreva equações iônicas para deslocamento: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu.

    4.2

    Reações de ácidos e obtenção de sais (4.4.2)

    Programa

    Reactions of acids (AQA 8462 statements 4.4.2.1-4.4.2.6).

    1. Predict acid-metal and acid-base products, naming salts from acid and base.
    2. Describe RP1 salt preparation from an insoluble oxide or carbonate.
    3. Use the pH scale, universal indicator and pH probe; write the neutralisation ionic equation.
    4. (Chem) Describe titration method (RP2) and (HT) strong vs weak acids with the factor-of-10 pH rule.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Ácidos neutralizados por bases solúveis (hidróxidos solúveis) e bases insolúveis (óxidos/hidróxidos insolúveis) → sal + água; por carbonatos metálicos → sal + água + dióxido de carbono. O ácido determina o ânion do sal: clorídrico → cloretos, nítrico → nitratos, sulfúrico → sulfatos; a base fornece o cátion. Preveja produtos e escreva fórmulas de sais a partir das cargas iônicas.

    Obtenção de sal solúvel (RP1): adicione o sólido insolúvel (óxido/carbonato metálico) ao ácido diluído morno até que nada mais dissolva (sólido em excesso comprova a conclusão), filtre o excesso, evapore até o ponto de cristalização e deixe cristalizar; seque os cristais.

    Escala de pH: 0–14, medida com indicador universal ou sonda de pH; 7 neutro, <7 acid, >7 alcalino. Ácidos liberam H⁺(aq); bases liberam OH⁻(aq). Neutralização: H⁺ + OH⁻ → H₂O.

    (Chem) Titulações (RP2): meça volumes reagindo de um ácido forte e uma base forte com precisão — bureta, pipeta, indicador; (HT) calcule concentrações em mol/dm³ e g/dm³ (tópico 3.4 métodos).

    (HT) Ácidos fortes e fracos: ácidos fortes (HCl, HNO₃, H₂SO₄) estão completamente ionizados; ácidos fracos (etanoico, cítrico, carbônico) estão parcialmente ionizados. Mesma concentração → ácido mais forte → menor pH. Cada unidade de pH para baixo multiplica [H⁺] por 10. Diluído/concentrado = quantidade de substância por volume — eixo diferente de forte/fraco.

    4.3

    Eletrólise (4.4.3)

    Programa

    Eletrólise (AQA 8462 declarações 4.4.3.1-4.4.3.4).

    1. Descreva eletrólitos, atração de eletrodos e descarga.
    2. Preveja produtos para compostos binários fundidos e soluções aquosas.
    3. Explique a extração do alumínio: mistura de criolita e substituição do ânodo.
    4. (HT) Escreva equações semibalançadas balanceadas em ambos os eletrodos.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Célula de eletrólise: íons Al3+ movendo-se para o cátodo, O2− para o ânodo, com as semi-equações.

    Eletrólitos: compostos iônicos fundidos ou dissolvidos — íons livres para mover, portanto conduzem. Íons positivos → cátodo (negativo); íons negativos → ânodo (positivo); íons são descarregados como elementos.

    • Compostos binários fundidos (brometo de chumbo): metal no cátodo, não-metal no ânodo.
    • Extração (alumínio): eletrólise de Al₂O₃ fundido + criolita — a mistura reduz o ponto de fusão, economizando energia; ânodo de carbono queima (com o oxigênio produzido) e deve ser substituído. A eletrólise é usada quando o metal é muito reativo para a redução com carbono.
    • Soluções aquosas (RP3): no cátodo, hidrogênio é produzido se o metal for mais reativo que o hidrogênio (caso contrário, o metal se deposita); no ânodo, oxigênio — a menos que íons halogênio estejam presentes, quando o halogênio se forma.

    (HT) Semi-equações — balanceie a carga com elétrons:

    • cátodo: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu; 2H⁺ + 2e⁻ → H₂
    • ânodo: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻; 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻
    Vocabulário Treinar
    English Português
    reactivity series/rɪəkˈtɪvɪti ˈsɪəriːz/ série de reatividade
    displacement/dɪˈspleɪsmənt/ deslocamento
    reduction/rɪˈdʌkʃn/ redução
    oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ oxidação
    neutralisation/ˌnjuːtrəlaɪˈzeɪʃn/ neutralização
    salt/sɒlt/ sal
    electrolysis/ɪlekˈtrɒləsɪs/ eletrólise
    cathode/ˈkæθəʊd/ cátodo
    anode/ˈænəʊd/ ânodo
    electrolyte/ɪˈlektrəlaɪt/ eletrólito
    half equation/hɑːf ɪˈkweɪʒn/ semiequação
    titration/taɪˈtreɪʃn/ titulação
    4.3

    Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído

    • Recite a série de reatividade com carbono e hidrogênio no lugar; preveja reações de água/ácido/deslocamento.
    • Extração: redução por carbono vs eletrólise, com razões; (HT) OIL RIG com equações iônicas.
    • Nomes de sais a partir de ácido + base; método RP1 em ordem; H⁺ + OH⁻ → H₂O.
    • Método de titulação (Química); (HT) forte vs fraco com a regra pH ×10.
    • Produtos da eletrólise para casos fundidos e aquosos; (HT) semi-equações em ambos os eletrodos.
  • 5

    Mudanças de energia

    5.1

    Alterações energéticas: reações que aquecem e reações que esfriam

    • Reações exotérmicas liberam energia — o ambiente aquece; reações endotérmicas absorvem energia — elas esfriam.
    • Perfis de reação mostram a energia de ativação e a variação total; (HT) as energias das ligações contam a mesma história.
    • Pilhas químicas e células a combustível (química apenas) convertem energia de reação em eletricidade.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ exotérmico
    endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ endotérmico
    activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ energia de ativação
    reaction profile/rɪˈækʃn ˈprəʊfaɪl/ perfil de reação
    fuel cell/ˈfjuːəl sel/ célula a combustível
    rechargeable/rɪˈtʃɑːdʒəbl/ recarregável
    bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ energia de ligação
    5.1

    Reações exotérmicas e endotérmicas (4.5.1)

    Programa

    Reações exotérmicas e endotérmicas (AQA 8462 afirmações 4.5.1.1-4.5.1.3).

    1. Defina reações exotérmicas e endotérmicas por mudança de temperatura, com exemplos e aplicações.
    2. Desenhe e interprete perfis de reação com energia de ativação e variação total de energia.
    3. (HT) Calcule a variação total de energia a partir das energias de ligação e explique a diferença entre os dois tipos de reação.

    Fonte: Programa Cambridge International

    A energia é conservada: a energia transferida ao ambiente vem do estoque dos produtos. Uma reação exotérmica transfere energia para fora — a temperatura do ambiente sobe (combustão, muitas oxidações, neutralização; usos: aquecedores de mão, latas autoaquecidas). Uma reação endotérmica absorve energia para dentro — a temperatura cai (decomposição térmica, ácido cítrico + bicarbonato de sódio; usos: packs para lesões esportivas). Avalie cada uma pela mudança de temperatura do ambiente; cálculos de ΔH não são necessários.

    Perfis de reação para reações exotérmicas e endotérmicas, com setas de energia de ativação e variação energética total.

    Perfis de reação: reações exigem partículas colidindo com pelo menos a energia de ativação. Desenhe e leia diagramas de níveis de energia — energias relativas de reagentes e produtos, a seta da energia de ativação partindo do nível dos reagentes, a variação energética total, linha curva entre eles. Exotérmica: produtos abaixo dos reagentes; endotérmica: produtos acima.

    (HT) Energias de ligação: energia é fornecida para quebrar ligações de reagentes e liberada quando ligações de produtos se formam:

    • exotérmica — formação libera mais do que a ruptura custa;
    • endotérmica — ruptura custa mais do que a formação libera.

    Variação total = Σ(energias de ligação quebradas) − Σ(energias de ligação formadas). Um catalisador reduz a energia de ativação — não altera a variação energética total.

    RP4: investigar as variáveis que afetam mudanças de temperatura em soluções reagentes (ex.: volume/concentração) — planejar variáveis, medir ΔT, plotar gráficos e concluir.

    5.2

    Células químicas e células a combustível — química apenas (4.5.2)

    Programa

    Células químicas e células a combustível, apenas química (AQA 8462 afirmação 4.5.2).

    1. Explique como as células produzem eletricidade e no que depende a voltagem.
    2. Compare células não recarregáveis e recarregáveis.
    3. Descreva células a combustível de hidrogênio e (HT) suas equações semibalançadas dos eletrodos, avaliando-as em relação às células recarregáveis.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Células contêm substâncias que reagem para produzir eletricidade. A voltagem depende do tipo de eletrodo e eletrólito; uma célula simples é dois metais diferentes em um eletrólito — o metal mais reativo produz maior voltagem (libera elétrons com mais facilidade). Baterias = células em série para maior voltagem.

    Células não recarregáveis (alcalinas) param quando um reagente se esgota; células recarregáveis invertem suas reações ao receberem corrente externa.

    Células a combustível: combustível (ex.: hidrogênio) + oxigênio fornecidos continuamente; o combustível é oxidado eletroquimicamente para gerar diferença de potencial. Global: hidrogênio → água. Avaliar contra baterias recarregáveis: sem poluentes no ponto de uso, recarga contínua; mas armazenamento, produção e custo do hidrogênio são desvantagens. (HT) semi-equações para a célula a combustível de hidrogênio:

    • eletrodo negativo: 2 H₂ → 4 H⁺ + 4e⁻ (ou 2 H₂ + 4 OH⁻ → 4 H₂O + 4e⁻)
    • eletrodo positivo: O₂ + 4 H⁺ + 4e⁻ → 2 H₂O (ou O₂ + 2 H₂O + 4e⁻ → 4 OH⁻)
    5.2

    Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído

    • Definir exo/endo a partir da mudança de temperatura, com dois exemplos e dois usos cada.
    • Desenhar ambos os perfis de reação com energia de ativação e variação total rotuladas.
    • (HT) Somas de energia de ligação em ambas as direções; efeito do catalisador no perfil.
    • (Química) Fatores de voltagem da célula; recarregável vs. não recarregável; equações e avaliação de célula a combustível.
  • 6

    Velocidade e extensão da mudança química

    6.1

    Velocidade e extensão da mudança química

    • Rate is a quantity per second — read it off tables, graphs and tangents; collision theory 碰撞理论 explains every factor that changes it.
    • Reversible reactions settle into dynamic equilibrium 动态平衡; (HT) Le Chatelier predicts how each condition shifts it.
    • Industry optimises rate and yield together — compromise conditions.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    collision theory/kəˈlɪʒn ˈθɪəri/ teoria das colisões
    dynamic equilibrium/daɪˈnæmɪk ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ equilíbrio dinâmico
    Le Chatelier principle/lə ˈtʃeɪtlɪə ˈprɪnsɪpl/ princípio de Le Chatelier
    6.1

    Rate of reaction (4.6.1)

    Programa

    Taxa de reação (AQA 8462 afirmações 4.6.1.1-4.6.1.5).

    1. Calcule taxas médias em g/s, cm3/s e (HT) mol/s, e leia gráficos produto-tempo com tangentes.
    2. Lembre-se dos cinco fatores que afetam a taxa e investigue a concentração (RP5).
    3. Explique cada fator com teoria das colisões e energia de ativação.
    4. Descreva catalisadores e seu efeito no perfil da reação, incluindo enzimas.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Calculating rates: rate of reaction 反应速率 = quantity of reactant used ÷ time, or product formed ÷ time — in g/s ou cm³/s (HT also mol/s). Interpret product-vs-time graphs (steeper start, flattening as reactant runs out); draw tangents 切线 and use their gradient as the rate at that instant (HT calculate it).

    Gas volume against time for three concentrations, with a tangent drawn to measure the instantaneous rate.

    Factors affecting rate: concentração (solution), pressão (gas), surface area (solid), temperatura, catalisador 催化剂s. RP5: investigate concentration by (a) measuring the volume of gas produced and (b) observing a colour/turbidity change — hypothesis, variables, repeats.

    Collision theory: reactions occur only when particles collide with at least the activation energy 活化能. Raising concentration/pressure crowds particles — more frequent collisions; smaller solid pieces raise the surface-area-to-volume ratio — more exposed surface, more frequent collisions; raising temperature gives particles more energy — more collisions AND more collisions that pass the activation energy.

    Catalisadores: change the rate but are not used up; each reaction has its own catalyst; enzymes are biological catalysts. A catalyst offers an alternative pathway with lower activation energy — identify it by speeding the reaction yet never appearing in the equation. Its reaction profile keeps the same overall energy change with a lower hump:

    Reaction profiles with and without a catalyst — same overall change, lower activation energy.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    rate of reaction/reɪt ɒv rɪˈækʃn/ velocidade de reação
    activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ energia de ativação
    catalyst/ˈkætəlɪst/ catalisador
    tangent/ˈtændʒənt/ tangente
    6.2

    Reversible reactions and dynamic equilibrium (4.6.2)

    Programa

    Reações reversíveis e equilíbrio dinâmico (AQA 8462 afirmações 4.6.2.1-4.6.2.3).

    1. Represente reações reversíveis e suas variações de energia opostas.
    2. Defina equilíbrio dinâmico em um sistema fechado.
    3. (HT) Prever o efeito de variações de concentração, pressão e temperatura com o princípio de Le Chatelier, e o efeito nulo do catalisador.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Reversible reactions 可逆反应: the products can react back to the reactants — written with the ⇌ arrow. If exothermic one way, endotérmica the other, transferring the same amount of energy.

    Equilíbrio: in a closed system, equilibrium is reached when the forward and reverse rates are equal — the concentrations stop changing though both reactions continue (dynamic).

    (HT) Le Chatelier's principle 勒夏特列原理: a system at equilibrium responds to counteract any change:

    • concentração ↑ of a reactant → more produto forms (and vice versa);
    • pressão ↑ → the position moves to the side with fewer gas molecules;
    • temperatura ↑ → the position moves in the endothermic direction (↓ for exothermic direction).

    A catalyst does not shift the position — it reaches equilibrium faster. Industry picks compromise conditions balancing rate, yield, safety and cost (e.g. the Haber process in topic 10).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    reversible reaction/rɪˈvɜːsɪbl rɪˈækʃn/ reação reversível
    6.2

    Checklist before you call this topic done

    • Rate from a table, from a graph's steepness, and (HT) from a tangent gradient.
    • Each of the five factors explained by collision theory, naming what happens to collision frequency and energy.
    • Catalyst effect on the profile; not used up; enzymes.
    • The ⇌ arrow; equilibrium as equal rates; (HT) predict all three condition changes with Le Chatelier; compromise conditions justified.
  • 7

    Química orgânica

    7.1

    Química orgânica: famílias do carbono

    • Petróleo bruto — biomassa antiga de plâncton — separa-se em frações; alcanos (CₙH₂ₙ₊₂) queimam como combustíveis; craqueamento transforma grandes moléculas em alcanos pequenos e alcenos reativos (CₙH₂ₙ).
    • Alcenos, álcoois e ácidos carboxílicos (apenas química) são famílias de grupos funcionais com reações previsíveis.
    • Polímeros — adição (monômeros alceno) e (HT) condensação — além dos naturais: proteínas, amido, celulose, ADN.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    hydrocarbon/ˈhaɪdrəkɑːbən/ hidrocarboneto
    alkane/ˈælkeɪn/ alcano
    alkene/ˈælkiːn/ alceno
    cracking/ˈkrækɪŋ/ fragmentação
    fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ destilação fracionada
    functional group/ˈfʌŋkʃənl ɡruːp/ grupo funcional
    fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ fermentação
    addition polymerisation/əˈdɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ polimerização por adição
    condensation polymerisation/kɒndenˈseɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ polimerização por condensação
    monomer/ˈmɒnəʊmə/ monômero
    7.1

    Petróleo bruto, combustíveis e matérias-primas (4.7.1)

    Programa

    Petróleo bruto, combustíveis e matéria-prima (Declarações AQA 8462 4.7.1.1-4.7.1.4).

    1. Descrever a origem e composição do petróleo bruto; nomear e formulaquímicos os primeiros quatro alcanos.
    2. Explicar a destilação fracionada e associar propriedades das frações aos seus usos.
    3. Relacionar tamanho molecular ao ponto de ebulição, viscosidade e inflamabilidade.
    4. Descrever condições e produtos da craqueamento, balancear equações de craqueamento e usar o teste da água brominada.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Petróleo bruto é um recurso finito em rochas — os restos de biomassa antiga, principalmente plâncton enterrado na lama. É uma mistura de predominantemente hidrocarbonetos (apenas hidrogênio + carbono), principalmente alcanos, fórmula geral CₙH₂ₙ₊₂: metano, etano, propano, butano (conheça nomes e fórmulas em todas as representações).

    Coluna de fracionamento: moléculas pequenas condensam no topo, frações grandes e viscosas na base.

    Destilação fracionada: as frações contêm moléculas com números similares de carbonos; separadas por evaporação e condensação em diferentes níveis da coluna — moléculas pequenas no topo (ponto de ebulição baixo), grandes na base. As frações fornecem combustíveis (gasolina, diesel, querosene, óleo combustível pesado, GLP) e matérias-primas para petroquímica — solventes, lubrificantes, polímeros, detergentes.

    Propriedades seguem o tamanho da molécula: moléculas maiores → ponto de ebulição mais alto, maior viscosidade, menor inflamabilidade — correspondendo cada fração ao seu uso.

    Rachamento: quebra de hidrocarbonetos grandes em moléculas menores e mais úteis — rachamento catalítico (alta temperatura + catalisador) ou rachamento a vapor (alta temperatura + vapor). Produtos: um menor alcano (combustível) + um alceno (matéria-prima para polímeros). Alcenos são mais reativos: descolorizam água brominada (laranja → incolor) — o teste do alceno. Balance as equações de rachamento a partir das fórmulas dadas.

    7.2

    Alcenos, álcoois e ácidos carboxílicos — apenas química (4.7.2)

    Programa

    Alcenos, álcoois e ácidos carboxílicos, química apenas (Declarações AQA 8462 4.7.2.1-4.7.2.4).

    1. Reconhecer alcenos CnH2n como insaturados e descrever suas reações de adição.
    2. Descrever as quatro reações e usos dos primeiros quatro álcoois, com condições de fermentação.
    3. Descrever as reações dos primeiros quatro ácidos carboxílicos, incluindo formação de ésteres, e (HT) ionização de ácido fraco.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Alcenos CₙH₂ₙ contêm a ligação dupla C=C — insaturados (dois hidrogênios a menos que o alcano com os mesmos carbonos). Membros: eteno, propeno, buteno, penteno. Reações de um grupo funcional conferem à família suas características:

    • combustão — mas chamas fumegantes (incompleta);
    • com hidrogênio → alcano (catalisador de níquel); com água → álcool (vapor, catalisador de ácido fosfórico); com halogêneos → dihaloalcanos (teste da água brominada).

    Álcoois –OH: metanol, etanol, propanol, butanol. Reações: com sódio (efervescência, hidrogênio); queimando no ar (combustão limpa — combustíveis); dissolução em água; oxidados (ar/agente oxidante) → ácido carboxílico. Usos: combustíveis, solventes, bebidas alcoólicas. Fermentação: açúcar + levedura → solução de etanol em condições quentes e sem oxigênio.

    Ácidos carboxílicos –COOH: metanóico, etanóico, propanóico, butanóico ácidos. Reagem com carbonatos (efervescência, CO₂), dissolvem-se em água (fraco ácido — HT: apenas parcialmente ionizado, então pH mais alto que um ácido forte), reagem com álcoois → ésteres (etanato de etila) + água.

    7.3

    Polímeros (4.7.3)

    Programa

    Polímeros (Declarações AQA 8462 4.7.3.1-4.7.3.2).

    1. Desenhar polímeros de adição a partir de monômeros alcênicos e relacionar unidades repetitivas aos monômeros.
    2. (HT) Explicar polimerização por condensação com grupos funcionais, exemplos de poliéster e polipeptídeo.
    3. Nomear a estrutura do DNA e os monômeros das proteínas, amido e celulose.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Polimerização por adição abre a C=C e une monômeros; polimerização por condensação libera água entre monômeros bifuncionais.

    Polimerização por adição: muitos monômeros (alcenos, com C=C) se unem formando um único polímero — poli(eteno) a partir de eteno, poli(propeno) a partir de propeno. A unidade repetitiva tem exatamente os átomos do monômero — nada mais é formado. Desenhe: monômero → unidade repetitiva com a ligação dupla aberta.

    (HT) Polimerização por condensação: monômeros possuem cada um dois grupos funcionais; a união libera uma pequena molécula — geralmente água. Dois monômeros diferentes com dois dos mesmos grupos cada: ex: etanodiol + ácido hexanedioico → poliéster. Aminoácidos (H₂N…COOH) condensam → polipetídeos; aminoácidos diferentes em uma cadeia → proteínas (glicina é o exemplo).

    Polímeros naturais: ADN — duas cadeias de polímeros de quatro nucleotídeos em uma dupla hélice; proteínas (monômeros de aminoácidos), amido (açúcares), celulose (açúcares).

    7.3

    Lista de verificação antes de considerar este tópico concluído

    • Nomes/fórmulas de alcanos C1–C4; ordem das frações com tendências de ponto de ebulição, viscosidade e inflamabilidade.
    • Condições, produtos e equações balanceadas do rachamento; teste da água brominada com a mudança de cor.
    • (Quím.) Grupo funcional alceno e suas três reações de adição; quatro reações de álcool + condições de fermentação; três reações de ácido carboxílico.
    • Polímero por adição a partir do monômero e vice-versa; (HT) princípios de condensação com poliéster; nucleotídeos do ADN + monômeros dos outros três polímeros naturais.
  • 8

    Análise química

    8.1

    Chemical analysis: proving what is there

    • A pure substance 纯净物 in chemistry means one element or compound — melting and boiling points prove it; formulation 配方s are deliberate mixtures.
    • Chromatography separates by distribution between phases — Rf values identify the spots.
    • Gas tests (H₂, O₂, CO₂, Cl₂) and (chemistry only) ion tests — flame colours, hydroxide precipitate 沉淀s, carbonates, halides, sulfates — build the analyst's toolkit.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    pure substance/pjʊə ˈsʌbstəns/ substância pura
    formulation/ˌfɔːmjʊˈleɪʃn/ formulação
    precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ precipitado
    8.1

    Purity, formulations and chromatography (4.8.1)

    Programa

    Pureza, formulações e cromatografia (Declarações AQA 8462 4.8.1.1-4.8.1.3).

    1. Distinguir substâncias puras de misturas usando dados de ponto de fusão e ebulição.
    2. Identificar formulações e explicar seu propósito.
    3. Explicar a cromatografia em papel, calcular valores Rf e interpretar cromatogramas.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Pure substance — a single element or compound, not mixed with anything. Pure substances melt and boil at specific, sharp temperatures; mixtures melt over a range — use melting/boiling point data to tell them apart. (In everyday speech "pure" means unadulterated — pure milk — a different sense.)

    Formulations — mixtures designed as useful products, each component in carefully measured amounts for a purpose: fuels, cleaning agents, paints, medicines, alloys, fertilisers, foods. Identify one from given information.

    Cromatografia 色谱法 — a fase estacionária 固定相 (the paper) and a mobile phase 流动相 (the solvent); separation depends on the distribution of each substance between the phases — those more attached to the stationary phase stay lower. Measure:

    $$R_f = \\frac{\\text{distance moved by substance}}{\\text{distance moved by solvent}}$$
    A chromatogram with three spots and the distances used in the Rf calculation.

    Different compounds have different Rf values in different solvents — use them to identify; a pure compound gives a single spot in every solvent.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    chromatography/krəʊməˈtɒɡrəfi/ cromatografia
    stationary phase/ˈsteɪʃənəri feɪz/ fase estacionária
    mobile phase/ˈməʊbaɪl feɪz/ fase móvel
    8.2

    Identificação de gases comuns (4.8.2)

    Programa

    Identificação de gases comuns (Declaração AQA 8462 4.8.2).

    1. Descrever os testes e resultados positivos para hidrogênio, oxigênio, dióxido de carbono e cloro.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Gás Teste Positive result
    hydrogen burning splint squeaky pop
    oxygen glowing splint relights
    carbon dioxide bubble through limewater turns milky/cloudy
    cloro damp litmus paper bleached white
    8.3

    Identification of ions — chemistry only (4.8.3)

    Programa

    Identificação de íons, química apenas (AQA 8462 declaração 4.8.3).

    1. Fornecer cores de teste de chama para Li, Na, K, Ca e Cu, notando o mascaramento em misturas.
    2. Identificar íons metálicos com solução de hidróxido de sódio, incluindo o teste de excesso de alumínio.
    3. Testar carbonatos, haletos e sulfatos com reagentes e cores de precipitado.
    4. (HT) Descrever a espectroscopia de emissão de chama e suas vantagens.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Flame tests (cations): lithium — crimson; sodium — yellow; potassium — lilac; calcium — orange-red; copper — green. In a mixture some colours mask others.

    Metal hydroxides (sodium hydroxide solution): Al³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ give white precipitates — but only Al(OH)₃ dissolves in excess NaOH; Cu²⁺ blue, Fe²⁺ green, Fe³⁺ brown precipitates.

    Carbonatos: add dilute acid — effervescence; the gas turns limewater milky.

    Halides: add dilute nitric acid then silver nitrate — AgCl white, AgBr cream, AgI yellow precipitates.

    Sulfatos: add dilute hydrochloric acid then barium chloride — a white precipitate of BaSO₄.

    The ion-test toolkit: reagent, ion and observed result for each family of tests.

    (HT) Flame emission spectroscopy 光谱法: instrument draws the line emission spectrum; the positions of the lines identify the metal, their intensity its concentration. Advantages over flame test 焰色试验s: very sensitive, works on mixtures, rapid.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    flame test/fleɪm test/ teste de chama
    spectroscopy/spekˈtrɒskəpi/ espectroscopia
    8.3

    Checklist before you call this topic done

    • Pure vs mixture by melting point; name five formulations.
    • Rf calculated from a chromatogram; why a pure compound gives one spot.
    • The four gas tests with results.
    • (Chem) flame colours; hydroxide colours with the aluminium-in-excess trick; carbonate/halide/sulfate reagents and precipitate colours; (HT) spectroscopy advantages.
  • 9

    Química da atmosfera

    9.1

    Chemistry of the atmosphere: four billion years of air

    • The early atmosphere came from volcanic activity — its CO₂ steam-cooled to the oceans; photosynthesis 光合作用 (algae, plants) raised oxygen and buried carbon.
    • Greenhouse gases — CO₂ and methane — trap radiation; human activity raises them and the global climate change 全球气候变化s.
    • Pollutants from fuels — CO, SO₂, NOₓ, particulates 颗粒物 — each with a source, a chemistry and a consequence.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ fotossíntese
    global climate change/ˈɡləʊbl ˈklaɪmət tʃeɪndʒ/ mudança climática global
    particulates/pəˈtɪkjʊleɪts/ partículas
    9.1

    Evolution of the Earth's atmosphere (4.9.1)

    Programa

    Evolução da atmosfera terrestre (AQA 8462 declarações 4.9.1.1-4.9.1.2).

    1. Descrever as evidências e a composição da atmosfera primitiva.
    2. Explicar como oceanos, carbonatos e fotossíntese alteraram a atmosfera para as proporções atuais.

    Fonte: Programa Cambridge International

    One possible evolution of the atmosphere: early volcanic gases, the algae age, and today's proportions.

    Theories: the early atmosphere cannot be known for certain — evidence comes from gases trapped in ancient ice and from other planets' atmospheres today. Intense volcanic activity released gases: mostly carbon dioxide, with water vapour, nitrogen and traces of methane and ammonia — little or no oxygen.

    The water vapour condensed to form the oceans; CO₂ dissolved in them and was locked into carbonate sediments (shells). Over ~2.7 billion years, algae and plants photosynthesised, absorbing CO₂ and releasing oxygen — oxygen rose, CO₂ fell; much carbon was buried as fossil fuel 化石燃料s. Nitrogen, unreactive, accumulated to dominate today's air: about four-fifths N₂, one-fifth O₂, plus argon and ~0.04 % CO₂.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    fossil fuel/ˈfɒsl ˈfjuːəl/ combustível fóssil
    9.2

    Greenhouse gases and global climate change (4.9.2)

    Programa

    Gases de efeito estufa e mudança climática global (AQA 8462 declarações 4.9.2.1-4.9.2.3).

    1. Nomear os gases de efeito estufa e explicar o mecanismo em termos de comprimento de onda.
    2. Relacionar atividades humanas ao aumento dos níveis gasosos e interpretar dados climáticos fornecidos.
    3. Descrever consequências da mudança climática global e a base do consenso científico.

    Fonte: Programa Cambridge International

    The greenhouse mechanism: short-wave radiation in, long-wave infrared out, with part re-emitted back by the gas layer.

    Greenhouse gases 温室气体 — carbon dioxide, methane and water vapour — absorb and re-emit some of the long-wavelength infrared radiation that the warm Earth radiates to space, keeping the surface warmer than it would otherwise be. The global climate change hypothesis says rising greenhouse-gas levels raise the average temperature.

    Human causes: deforestation (less CO₂ absorbed), burning fossil fuels (more CO₂), cattle/rice and landfill (methane). Consequences discussed in the spec: melting ice, sea-level rise, changing rainfall and extreme weather. The scientific consensus rests on peer-reviewed evidence — interpret given data on temperature, CO₂ and methane over time.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    greenhouse gas/ˈɡriːnhaʊs ɡæs/ gás de efeito estufa
    9.3

    Atmospheric pollutants and their sources (4.9.3)

    Programa

    Poluentes atmosféricos e suas fontes (AQA 8462 declaração 4.9.3).

    1. Vincular combustão completa e incompleta aos produtos CO2, água, CO e particulados, com efeitos.
    2. Explicar a formação e efeitos do dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, incluindo chuva ácida e sua redução.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Combustion of fuels releases:

    • carbon monoxide (CO) — a toxic gas from incomplete combustion 不完全燃烧 in limited oxygen; binds haemoglobin, reducing oxygen transport;
    • carbon particulates (soot) — also from incomplete combustion; worsen respiratory problems and cause global dimming;
    • sulfur dioxide (SO₂) e oxides of nitrogen (NOₓ) — from impurities in fuel / nitrogen reacting at engine temperatures; cause acid rain 酸雨 (damaging trees, lakes, buildings) — removed from flue gases by neutralisation with alkalis (e.g. calcium oxide);
    • NOₓ also forms at high engine temperatures from N₂ + O₂, and contributes to photochemical smog.

    Complete combustion — plenty of oxygen — gives CO₂ and water only.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    acid rain/ˈæsɪd reɪn/ chuva ácida
    incomplete combustion/ɪŋkəmˈpliːt kəmˈbʌstʃn/ combustão incompleta
    9.3

    Checklist before you call this topic done

    • The evolution sequence with the evidence and its uncertainty; today's composition in fractions.
    • Greenhouse mechanism in terms of wavelength; the four human causes; consensus and data interpretation.
    • Each pollutant: source, complete vs incomplete combustion, effect, and one mitigation.
  • 10

    Uso de recursos

    10.1

    Using resources: sustainable chemistry

    • Resources are used, reused and recycled; potable water 饮用水 — filtered and sterilised fresh water, or desalinated sea water — is the first essential.
    • Life cycle assessment 生命周期评估s weigh a product's environmental cost stage by stage; reduce–reuse–recycle cuts every stage.
    • (Chem) corrosion 腐蚀 prevention, alloys, ceramics/polymers/composite 复合材料s, and the Haber process 哈伯法's compromise chemistry.
    Vocabulário Treinar
    English Português
    potable water/ˈpəʊtəbl ˈwɔːtə/ água potável
    life cycle assessment/laɪf ˈsaɪkl əˈsesmənt/ avaliação de ciclo de vida
    corrosion/kəˈrəʊʒn/ corrosão
    composite/ˈkɒmpəzɪt/ material composto
    Haber process/ˈheɪbə ˈprəʊses/ processo Haber
    10.1

    Resources and potable water (4.10.1)

    Programa

    Recursos e água potável (AQA 8462 enunciados 4.10.1.1-4.10.1.4).

    1. Distinguir recursos finitos dos renováveis e definir desenvolvimento sustentável.
    2. Distinguir água potável de pura e descrever tratamento no Reino Unido; comparar com dessalinização.
    3. Descrever tratamento de esgoto em ordem, e comparar facilidade de obtenção de água potável a partir de resíduos, subterrânea e salgada.
    4. (HT) Descrever fitomining e bioleaching para minérios de cobre de baixo teor.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Humans use the Earth's resources for warmth, shelter, food and transport; finite resources (ores, fossil fuels) are processed for energy and materials; renewable ones replenish. Sustainable development 可持续发展 meets present needs without compromising future generations.

    Potable water — safe to drink: low dissolved salts and microbes — but not pure water (it contains dissolved substances). Making potable water: source, filter beds, sterilisation — with the energy-hungry desalination 海水淡化 alternative.

    In the UK, fresh rainwater is made potable by: choosing a source → filter beds → sterilising (with chlorine, ozone or UV light). Where fresh water is scarce, desalination — distillation ou reverse osmosis — needs large amounts of energy.

    Waste water (sewage) treatment: screening and grit removal → sedimentation (sewage sludge + effluent) → anaerobic digestion of the sludge → aerobic biological treatment of the effluent. Potable water is easiest from ground water, harder from waste, hardest (energy-wise) from salt water.

    (HT) Alternative metal extraction — copper ores are scarce: phytomining (plants absorb metal compounds; harvest, burn to ash, extract) and bioleaching (bacteria produce leachate solutions of the metal compounds) avoid moving huge amounts of rock.

    Vocabulário Treinar
    English Português
    desalination/dɪˌsælɪˈneɪʃn/ dessalinização
    sustainable development/səˈsteɪnəbl dɪˈveləpmənt/ desenvolvimento sustentável
    10.2

    Life cycle assessment and recycling (4.10.2)

    Programa

    Avaliação do ciclo de vida e reciclagem (Declarações AQA 8462 4.10.2.1-4.10.2.2).

    1. Liste as quatro etapas da ACV e explique por que as ACVs não são puramente objetivas.
    2. Avalie reduzir, reutilizar e reciclar para materiais dados, com razões.

    Fonte: Programa Cambridge International

    LCA stages: extracting and processing raw materials; manufacturing and packaging; use and operation; disposal — including transport at each stage. Energy, water, resource use and waste are quantifiable; pollutant effects need value judgements — so LCAs are not purely objective, and selective LCAs can be misused (advertising). Compare plastic vs paper shopping bags.

    Reduce, reuse, recycle: metals, glass, building materials, clay ceramics and most plastics come from limited raw materials; recycling cuts mining/quarrying impact and energy — e.g. glass crushed and remelted; scrap steel added to the blast furnace reduces iron-ore extraction. Some products (glass bottles) are reused; others recycled into different products; separation effort depends on the final product's requirements.

    10.3

    Using materials — chemistry only (4.10.3)

    Programa

    Usando materiais, química apenas (Declarações AQA 8462 4.10.3.1-4.10.3.2).

    1. Descreva a corrosão e sua prevenção, incluindo zinco sacrificial.
    2. Lembre-se de ligas nomeadas com composições e usos, e interprete dados de liga.
    3. Compare vidros, cerâmicas de argila, polímeros e compósitos, incluindo termoflexíveis vs termoendurecíveis.

    Fonte: Programa Cambridge International

    Corrosion — destruction of materials by chemical reaction with the environment (e.g. iron + oxygen + water → rust). Prevention: greasing, painting, coating (galvanising with zinc, which gives sacrificial protection 牺牲保护 — it corrodes in place of the iron even when scratched) and alloying (stainless steel). Aluminium resists corrosion by its own protective oxide layer.

    Alloys: bronze (copper + tin), brass (copper + zinc); gold jewellery alloyed with silver/copper/zinc — purity in carats (24 = 100 %; 18 = 75 %). Steels — iron + carbon (+ metals): high-carbon steel strong but brittle; low-carbon steel softer, shaped easily; stainless steel (Cr, Ni) hard and corrosion-resistant; aluminium alloys low density (aircraft).

    Ceramics, polymers, composites: soda-lime glass (sand + sodium carbonate + limestone), borosilicate glass (sand + boron trioxide — higher melting point); clay ceramics (pottery, bricks — shaped wet clay, then fired). Polymers depend on monomers and conditions — LD and HD poly(ethene) both from ethene. Thermosoftening polymers melt on heating (recyclable chains); thermosetting polymer 热固性聚合物 does not (cross-links). Composites — a matrix/binder surrounding a reinforcement (fibres/fragments); know examples (fibreglass, concrete, carbon-fibre).

    Vocabulário Treinar
    English Português
    sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ proteção sacrificial
    thermosetting polymer/ˈθɜːməsɪtɪŋ ˈpɒlɪmə/ polímero termofixo
    10.4

    The Haber process and NPK fertilisers — chemistry only (4.10.4)

    Programa

    The Haber process and NPK fertilisers, chemistry only (AQA 8462 statements 4.10.4.1-4.10.4.2).

    1. State the raw material sources and conditions of the Haber process.
    2. Describe the separation and recycling of ammonia and unreacted gases.
    3. (HT) Apply equilibrium principles to explain the compromise conditions.
    4. Name the NPK compounds and how they are produced, evaluating fertiliser manufacture.

    Fonte: Programa Cambridge International

    The Haber process loop: gases over an iron catalyst, ammonia liquefied out, unreacted gases recycled.

    Haber process: N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃ — nitrogen from air, hydrogen from natural gas (methane + steam) [or electrolysis of water]. Conditions: iron catalyst, ~450 °C, ~200 atmospheres; the reaction is reversible — cool the mixture, the ammonia liquefies and is removed; unreacted N₂/H₂ are recycled.

    (HT) Higher pressure favours ammonia (fewer gas molecules) but is expensive and unsafe; lower temperature favours the exotérmica forward reaction but is slow — so the chosen conditions are a compromise between rate, yield and cost. Apply Le Chatelier to each condition change.

    NPK fertilisers — formulations of nitrogen, phosphorus and potassium compounds for plant growth: ammonia → nitric acid (Ostwald); ammonia + nitric acid → ammonium nitrate; potassium chloride/potassium sulfate mined; phosphate rock treated with acid to make superphosphate. Evaluate the industrial production of fertilisers given data (raw materials, energy costs, % yield — e.g. the lab vs industrial ammonium sulfate routes).

    10.4

    Checklist before you call this topic done

    • Potable vs pure; the UK treatment sequence; desalination and its cost; sewage-treatment steps in order.
    • (HT) phytomining and bioleaching described end to end.
    • LCA four stages with the objectivity caveat; reduce-reuse-recycle examples with reasons.
    • (Chem) corrosion prevention incl. sacrificial zinc; named alloys with compositions; thermosoftening vs thermosetting; matrix + reinforcement.
    • (Chem/HT) Haber conditions with the compromise explained by equilibrium; the NPK compounds and their origins.

Entrar ou criar conta

IGCSE, A-Level & AP