Páginas

terça-feira, 19 de fevereiro de 2013

Propriedades dos materiais



A química é a ciências que estuda a constituição da matéria, sua estrutura interna, as relações ente os diversos tipos de materiais encontrados na natureza, além de determinar suas propriedades.
As propriedades dos materiais se dividem em específica , gerais e organoléptica.
A- Propriedades Gerais
Extensão:  É todo o espaço ocupado pela matéria.
Inércia: É responsável por preservar o movimento ou repouso da matéria uniforme e reto. É importante saber que quanto maior for a massa maior será a inércia; pois a massa é considerada a medida da inércia.
Impenetrabilidade: Essa propriedade diz respeito ao fato de que dois corpos npao podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo.
Divisibilidade: É a divisão de partículas pequenas da matéria, sem que ela perca suas características. Ex: açúcar dissolvido em água.
Compressibilidade: Essa propriedade diz respeito à diminuição do volume de um corpo. Os gases são os mais fáceis de serem comprimidos.
B-Propriedades Específicas
Ponto de Fusão ( PF) : É a temperatura em que um material passa do estado sólido para o estado líquido. A temperatura do ponto de fusão de cada material varia.
Ex: ( 1 atm) Nitrogênio= -210ºC  álcool comum = -143ºC    água = 0ºC    NaCl = 801ºC
Ponto de Ebulição ( PE ): É a temperatura em que um material passa do estado líquido para o estado gasoso. A temperatura do ponto de ebulição de cada material varia.
Ex: ( 1atm) Nitrogênio = -196ºC   álcool comum = -78ºC  água = 100ºC  NaCl = 1490ºC
Densidade absoluta ou Massa específica: A densidade é considerada a massa dividida pelo volume. Lembrando que a unidade de sua massa é g/cm3.
Se colocarmos uma pedra centro de um copo cheio de água iremos perceber que a pedra irá afundar; pois a pedra é mais densa que a água.
A matéria que se dissolve em máxima quantidade recebe o nome de coeficiente de solubilidade. Essa matéria depende da temperatura; pois quando temos 100g de água em uma temperatura de aproximadamente 50ºC, somente 260g de sacarose irão conseguir dissolver. Isso explica o fato do café se feito somente em água quente, pois ele não é solúvel em água fria.
C-Propriedade Organoléptica: São propriedades capazes de impressionar nossos sentidos.
Propriedade Física: São capazes de identificar algumas soluções. Ex: PF, PE, densidade, etc.
Propriedade Química: Geralmente não identificamos as soluções, poi é, preciso que ocorra uma reação química.
Propriedade Física Intensiva: É inseparável à origem do material. Ex: o sabor, a cor, a transparência entre outras.
Propriedade Física Extensiva: É totalmente dependente da quantidade do material Ex: a massa.

Estados Físicos dos materiais
O estado sólido
Nos corpos sólidos, as partículas que os constituem ficam muito próximas umas das outras.
No estado sólido a matéria:
Tem forma própria. Uma aliança de ouro terá sempre a mesma forma, onde quer que seja colocada (dentro de um cofre, sobre a mesa, no bolso da calça, etc.);
Tem volume definido. Medindo as dimensões da aliança de ouro, você poderá determinar o seu volume.
Na maioria dos casos, corpos sólidos se transformam em líquidos ou gasosos quando aquecidos a temperatura elevada ou quando a pressão a que estão submetidos é reduzida.

O estado líquido
No estado líquido, em geral, a matéria apresenta suas partículas mais afastadas umas das outras do que no estado sólido. Isso permite que elas se movimentem, tornando a matéria fluida.
No estado líquido, a matéria é geralmente constituída por moléculas e:
Não tem forma própria. Experimente despejar a água de uma garrafa em outro recipiente qualquer: ela tomará nova forma. Como todos os líquidos, a água adquire a forma do recipiente que a contém;
Tem volume constante. Encha de água uma garrafa de 1 L de capacidade. A seguir, despeje a água em outro recipiente. Ela muda de forma, mas seu volume permanece o mesmo (1 L).

O estado gasoso
Em condições ambientais, a matéria no estado gasoso é constituída por átomos ou moléculas, que estão bem afastados uns dos outros, permitindo a sua grande movimentação.
No estado gasoso, a matéria:
Não tem forma nem volume definidos. O gás contido num recipiente pode ser comprimido ou expandido; conseqüentemente, seu volume pode diminuir e aumentar.

As mudanças de estado físico
Já sabemos que dois fatores influem na mudança de estado físico da matéria: a temperatura e a pressão.
O aumento da temperatura faz com que as moléculas ou partículas da matéria se movimentem com maior velocidade. Já o aumento da pressão faz com que as moléculas fiquem mais próximas. Um atua contrariamente ao outro.
Se quisermos manter a matéria no mesmo estado físico, devemos compensar qualquer mudança nas condições de pressão com outra mudança de temperatura, e vice-versa. Vamos ver como tudo isso acontece.

 
Fusão
Fusão é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado líquido.
Os sólidos puros sofrem fusão sempre a uma temperatura e pressão determinadas. A essa temperatura chamamos ponto de fusão. Até o fim de todo o processo de fusão, essa temperatura permanece inalterada.
Veja, na tabela abaixo, qual é o ponto de fusão de algumas substâncias, à pressão normal (1 atm). Pressão normal é, aproximadamente, a pressão atmosférica ao nível do mar (a pressão atmosférica varia com as condições climáticas). Sua medida é de 1 atmosfera (1 atm). Aumentando a altitude, a pressão atmosférica diminui.
Substância      Ponto de fusão (ºC)
Gelo                       0   
Chumbo                 327
Prata                     960   
Ouro                     1063
Ferro                    1563
Platina                  1765   
Cobre                   1803
Embora o ponto de fusão seja pouco sensível ao efeito da pressão, podemos alterar o ponto de fusão de uma substância alterando a pressão exercida sobre ela. De um modo geral, quanto maior a pressão que exercemos sobre um sólido, mais alto se tornará seu ponto de fusão. Algumas poucas substâncias têm seu ponto de fusão abaixado com o aumento de pressão, como o gelo.

Solidificação
Solidificação é a transformação de uma substância do estado líquido para o estado sólido. É o processo inverso da fusão.
O ponto de solidificação é o mesmo que o de fusão. Como na fusão, a temperatura permanece constante durante todo processo.

Vaporização
Vaporização é a transformação de uma substância do estado líquido para o estado gasoso.
Existem dois tipos de vaporização: ebulição e evaporação.
A ebulição ocorre quando fornecemos calor a um líquido ou reduzimos a pressão que atua sobre ele. Colocando-se uma panela com água começara a ferver, isto é, entrará em ebulição, e bolhas de vapor se formarão em toda a parte líquida.
Durante todo processo de ebulição, ou seja, ate que todo líquido se vaporize, a uma pressão constante, a temperatura permanece constante. A essa temperatura denominamos ponto de ebulição, que é particular a cada líquido puro.
Ao contrário do ponto de fusão, o ponto de ebulição é bastante sensível à variação da pressão externa. O aumento da pressão externa faz com que o ponto de ebulição de um líquido puro aumente, ocorrendo o inverso quando a pressão externa é diminuída.
A evaporação é a mudança lenta de uma substância líquida em vapor. Pode ocorrer espontaneamente, dependendo das condições ambientes. Podemos constatar a evaporação na secagem de roupas no varal, de poças de água, da água das chuvas, dos rios, etc.
Fatores que favorecem a evaporação:
  • Aumento da temperatura;
  • Diminuição de pressão atmosférica;
  • Maior superfície de contato com o ambiente;
  • Ventilação (quando o vento não traz umidade).
 
Condensação
Condensação é a mudança de uma substância do estado gasoso para o estado líquido.
Você já teve oportunidade de observar que a tampa da panela em que cozinhamos alimentos fica cheia de gotinhas de água? Você sabe por que isso ocorre? Durante a ebulição, a água se transforma em vapor que, ao tocar a superfície fria da tampa volta novamente ao estado líquido. É o fenômeno da condensação, também chamado de liquefação.
Numa determinada pressão, cada substância se condensa a uma determinada temperatura. É o seu ponto de condensação, que é igual ao ponto de ebulição.

Sublimação
Sublimação é a passagem direta de uma substância do estado sólido para o estado de vapor, e vice-versa.
Você já deve ter observado que as bolinhas de naftalina colocadas em gavetas diminuem de tamanho com o tempo. Por que isso acontece?
Existem substâncias sólidas, como a naftalina, a cânfora, o benjoim e o iodo, que nas condições habituais de pressão e temperatura em que vivemos transformam espontaneamente em vapor, sem passar pelo estado líquido.
Quando o vapor dessas substâncias se resfria pode ocorrer o fenômeno inverso: voltam ao estado sólido. Ambos os fenômenos chamam-se sublimação.

Exercícios de fixação

 1 – Considere a tabela de pontos de fusão e ebulição das substâncias a seguir, a 1 atm de pressão:

 A 50°C, encontram-se no estado líquido: 
        a  )     cloro e flúor. b) cloro e iodo. c) flúor e bromo. d) bromo e mercúrio. e) mercúrio e iodo.

 2 – Observe os fatos abaixo:
I) Uma pedra de naftalina deixada no armário.
II) Uma vasilha com água deixada no freezer.
III) Uma vasilha com água deixada no sol.
IV) O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido.
Nesses fatos estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos:
a) I. Sublimação; II. Solidificação; III. Evaporação; IV. Fusão.
b) I. Sublimação; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação.
c) I. Fusão; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação.
d) I. Evaporação; II. Solidificação; III. Fusão; IV. Sublimação.
e) I. Evaporação; II. Sublimação; III. Fusão; IV. Solidificação.
03 – A figura adiante mostra o esquema de um processo usado para a obtenção de água potável a partir de água salobra (que contém alta concentração de sais). Este "aparelho" improvisado é usado em regiões desérticas da Austrália.


a)Que mudanças de estado ocorrem com a água, dentro do "aparelho"?

b)Onde, dentro do "aparelho", ocorrem estas mudanças?

c) Qual destas mudanças absorve energia e de onde esta energia provém?
04- O gelo seco é o gás carbônico no estado sólido, este passa para o estado gasoso sem deixar resíduos. Que mudança de estado ocorre com o gelo seco?
05-A tabela a seguir fornece os pontos de fusão e de ebulição (sob pressão de 1atm) de algumas substâncias.

Substância
Fusão (ºC)
Ebulição(ºC)
Fenol
41
182
Pentano
-130
36
Clorofórmio
-63
61
Etanol
-117
78

Considere essas substâncias na Antártida (temperatura de –35Cº), em Porto Alegre (temperatura de 25Cº) e no deserto do Saara (temperatura de 55Cº). Qual os estados físicos das substâncias em questão nos três locais indicados?
06- Um corpo tem 200g de massa e 50cm3 de volume. Qual a sua densidade?

07- Qual o volume ocupado por35g de ferro? (Sabendo que a densidade doferro é 7,6g∕cm3?




Um comentário: