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4.1. – Propriedades físicas e
propriedades químicas dos materiais
- Propriedades físicas e químicas dos materiais
- Densidade ou massa volúmica
- Propriedades químicas utilizadas para identificar substâncias
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Ciências Físico-químicas - 7º ano de escolaridade
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 2
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
COMPETÊNCIAS
•Compreender que os materiais apresentam propriedades que os permitem distinguir.
•Compreender o significado de propriedades caraterísticas.
•Compreender que as propriedades caraterísticas podem ser físicas ou químicas.
•Compreender o conceito de densidade.
•Efetuar cálculos simples relativos a densidade de materiais sólidos e líquidos.
•Conhecer os diferentes estados físicos da matéria;
•Saber identificar mudanças de estado físico.
•Definir ponto de fusão e ponto de ebulição.
•Compreender que se podem identificar substâncias através de ensaios físico-químicos.
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Propriedades físicas e propriedades químicas
As substâncias apresentam diversas propriedades como cor, brilho, estado físico, dureza,…
Que propriedades podemos referir para um material?
O cobre é uma substância sólida, castanho--avermelhada,
com brilho, boa condutora do calor e da corrente elétrica.
O sulfato de cobre(II) hidratado é uma
substância sólida, azul, solúvel em água e
insolúvel em álcool etílico (etanol).
A grafite é uma substância sólida,
cinzenta, sem brilho, risca facilmente o
papel e é boa condutora da corrente
elétrica.
Por exemplo:
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Propriedades físicas Propriedades químicas
São as caraterísticas que se podem observar sem
mudar a identidade dessa substância; relacionam-
se com transformações físicas.
Referem-se à capacidade de uma substância se
poder transformar noutra substância; relacionam-
se com transformações químicas
Cor, dureza, estado físico, temperatura, massa,
ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, etc..
Combustibilidade
As substâncias têm propriedades características; são estas propriedades que permitem
distingui-las umas das outras.
As propriedades características de uma substância podem ser:
A grafite é mole –
propriedade física
O magnésio arde na
presença do oxigénio –
propriedade química
Por exemplo:
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Que propriedades físicas podem identificar uma substância?
As propriedades físicas características de uma substância, mais facilmente detetáveis,
são:
massa volúmica;
estados físicos;
temperatura de fusão ou ponto de fusão;
temperatura de ebulição ou ponto de ebulição
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Propriedades físicas e propriedades químicas
O cubo de alumínio tem a massa de 2,7 g O cubo de cobre tem a massa de 8,9 g O cubo de chumbo tem a massa de 11,4 g
Como volumes iguais de alumínio, cobre e chumbo têm massas diferentes,
dizemos que as suas massas volúmicas são diferentes.
Massa volúmica de uma substância
Os três cubos, um de alumínio, outro de cobre e outro de chumbo, todos com 1
cm3 de volume (a 20 ºC), têm massas diferentes:
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Propriedades físicas e propriedades químicas
volume
massaMassa volúmica =
Por exemplo:
A massa volúmica (ρ) de uma substância é igual à razão entre a massa (m) de substância e o
volume (V) que ocupa:
Cada substância tem um valor característico para a sua massa volúmica, a uma dada
temperatura, e esses valores estão tabelados.
ρalumínio = 2,7 g/cm3 ; ρcobre = 8,9 g/cm3 ; ρchumbo = 11,4 g/cm3 ;
O chumbo tem massa volúmica superior à do cobre e este tem massa volúmica superior à do
alumínio.
No dia-a-dia dizemos que:
O chumbo é mais denso do que o cobre e que este é mais denso do que o alumínio.
ou V
mρ =
Unidades SI:
Massa – quilograma (kg)
Volume – metro cúbico (m3)
Densidade – quilograma por
metro cúbico (kg/m3)
Massa volúmica de uma substância
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Massa volúmica de uma substância
ESTADO FÍSICO
SUBSTÂNCIA DENSIDADE (g/cm3)
GASOSO
(a 0ºC e à pressão normal
Azoto 0,00125
Dióxido de carbono 0,00198
Hélio 0,00018
Oxigénio 0,00143
LÍQUIDO
(a 20ºC e à pressão normal)
Água (a 4ºC) 1,0
Água 0,998
Álcool etílico 0,789
Mercúrio 13,6
SÓLIDO
Alumínio 2,7
Cobre 8,0
Ferro 7,8
Prata 10,5
Ouro 19,3
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Massa volúmica de uma substância
Exemplo 1:
Uma moeda, encontrada no espólio de um galeão naufragado, tem uma massa de 35,8 g e um
volume de 3,4 cm3.
Qual será o material de que a moeda é constituída?
Justifica com cálculos apropriados.
Dados:
m = 35,8 g
V = 3,4 cm3.
= ?
Consultando uma tabela de densidades(como a da página 41 do manual) pode-se concluir que a
moeda é constituída por prata.
.cm/5,10
.cm4,3
8,35
3
3
g
g
V
md
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Massa volúmica de uma substância
Exercício 1:
Uma amostra de mercúrio apresenta a massa de 58,6 g. determina o volume do mercúrio, sabendo
que a sua densidade é de 13,6g/cm3.
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Massa volúmica de uma substância
As propriedades da matéria que se podem medir podem classificar-se em propriedades intensivas e
extensivas.
Numa propriedade intensiva, o
valor que é medido depende da
quantidade de matéria.
Numa propriedade extensiva, o
valor que é medido não depende da
quantidade de matéria.
A densidade é uma propriedade extensiva.
Para determinar a densidade de um corpo sólido é
necessário conhecer:
-A sua massa(m), medida na balança;
-- o volume (V) ocupado pelo corpo
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Massa volúmica de uma substância
Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica regular?
Se o corpo sólido tiver uma forma geométrica regular, pode recorrer-se a uma expressão
matemática, para se determinar o seu volume – cálculo do volume de sólidos regulares.
3
3
4rV
hAV 0
3aVhrV
hAV
2
0
a
a a
A0 A0
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Massa volúmica de uma substância
Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica irregular?
Se o corpo sólido tiver forma geométrica irregular, pode-se recorrer ao método de
deslocamento do líquido para se determinar o seu volume.
1.º passo 2.º passo 3.º passo 4.º passo 5.º passo
Determinar a
massa do objeto,
medindo na
balança.
colocar água
numa proveta e ler
o seu volume, V1,
volume inicial.
Colocar, com
cuidado o corpo
na proveta de
modo a não
derramar água e
voltar a ler o
volume – Vf –
volume final
Determinar o
volume do corpo a
partir da diferença
dos dois volumes
anteriormente
lidos.
Determinar a
densidade do objeto.
ifcorpo VVV corpoV
m
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Massa volúmica de uma substância
Como determinar a densidade de um líquido?
Para determinar a densidade de um líquido utiliza-se um procedimento semelhante ao da
determinação da densidade de um sólido.
É por isso necessário conhecer:
-A massa do líquido;
-O volume do líquido;
-Dividir o valor da massa pelo valor do volume.
Também se pode medir diretamente a densidade
da um líquido utilizando densímetros com
escalas apropriadas.
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Estados físicos
Os materiais podem-se encontrar em três estados físicos diferentes:
Estado sólido Estado gasoso Estado líquido
Têm forma definida,
Tem um volume constante;
Não são compressíveis
Tem forma variável (a do
recipiente)
Tem volume constante (a
temperatura constante)
São dificilmente
compressíveis
Têm forma variável (a do
recipiente)
Tem um volume variável
São facilmente compressíveis
Os materiais podem existir nos três estados físicos, dependendo da pressão e da temperatura a
que se encontram.
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Propriedades físicas e propriedades químicas
Temperaturas de fusão e de ebulição
Quando se aquece ou arrefece um material, pode ocorrer uma mudança de estado.
Sublimação
Fusão Vaporização
Condensação Solidificação
Estado sólido Estado gasoso Estado líquido
Sublimação
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Propriedades físicas e propriedades químicas
A que temperatura funde uma substância?
A temperatura de fusão de uma substância é a temperatura à qual essa substância passa do estado
sólido ao estado líquido. Enquanto se dá a fusão da substância (pura) a temperatura mantém-se.
Cada substância tem um valor característico para a sua temperatura de fusão.
Gráfico da variação da
temperatura da água
(inicialmente gelo) durante o
tempo de aquecimento.
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas e propriedades químicas
O gelo funde a 0 ºC
(à pressão normal).
A presença de impurezas numa substância faz baixar a temperatura de fusão dessa substância.
O gelo com sal funde
a uma temperatura
inferior a 0 ºC (à
pressão normal).
Nas estradas com neve adiciona-
se muitas vezes “sal” para evitar a
formação de gelo.
Qual o efeito da presença de impurezas no ponto de fusão de uma substância?
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas e propriedades químicas
A que temperatura entra em ebulição uma substância?
A temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura à qual essa substância passa do
estado líquido ao estado gasoso. Enquanto se dá a ebulição de uma substância (pura) a
temperatura mantém-se.
Gráfico da variação da temperatura
da água durante o tempo de
aquecimento.
Cada substância tem um valor
característico para a sua temperatura de
ebulição.
A presença de impurezas numa substância faz aumentar a temperatura de ebulição dessa
substância.
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas e propriedades químicas
Os materiais apresentam propriedades físicas e químicas.
As substâncias têm propriedades características que permitem distingui-las umas
das outras.
As propriedades características podem ser físicas e químicas.
A massa volúmica é uma propriedade física característica da substância, a uma
dada temperatura.
Resumindo…
A massa volúmica de uma substância é igual à razão entre a massa da substância
e o volume que ocupa:
volume
massaMassa volúmica =
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas e propriedades químicas
faz baixar a temperatura de fusão;
Os materiais podem encontrar-se em três estados físicos diferentes:
A temperatura de fusão de uma substância é a temperatura à qual essa substância
passa do estado sólido ao estado líquido.
A temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura à qual essa substância
passa do estado líquido ao estado gasoso.
Durante a fusão e a ebulição de uma substância (pura) a temperatura mantém-se
constante.
As temperaturas de fusão e de ebulição de uma substância (a uma dada pressão)
são características dessa substância.
A presença de impurezas numa substância:
faz aumentar a temperatura de ebulição.
Estado sólido Estado líquido Estado gasoso