Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria
-
Upload
aldinha-santos -
Category
Education
-
view
69 -
download
4
Transcript of Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria
![Page 1: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/1.jpg)
Disciplina: Química
Profª: Alda Ernestina
07/05/20151
Pré-Vestibular Samora MachelUniversidade Federal do Rio de Janeiro
Classificação, propriedades e
transformações físicas da matéria
![Page 2: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/2.jpg)
E novamente iremos falar de matéria...
•Tudo que existe é formado por MATÉRIA
•Matéria é tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço (ou seja, tem volume)
•Química é a ciência que estuda as propriedades e transformaçõesda matéria
Na 1ª aula vimos que:
Na aula de hoje veremos:
•Os estados físicos da matéria
•Os tipos de transformações sofridos pela matéria
• As propriedades da matéria
•A classificação da matéria
![Page 3: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/3.jpg)
O que é um fenômeno?
Tudo que nos parece extraordinário
E para a ciências, o que é um fenômeno?
É qualquer acontecimento que possa ser observado e que ocorra nanatureza ou seja provocado experimentalmente
Exemplos de fenômenos naturais e artificiais
Para a química, consideramos fenômeno como sendo as transformações da matéria:essas transformações podem ser QUÍMICAS ou FÍSICAS
![Page 4: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/4.jpg)
FENÔMENOS QUÍMICOSAlteram a composição da matéria, resultando na formação de novas substâncias, ou seja, são as chamadas reações químicas
A oxidação de um prego é um exemplo de fenômeno químico, pois é formada uma nova substância
4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3
A queima do carvão em uma churrasqueira também é um fenômeno químico, que consiste na reação do carvão (C) com O2 do ar, produzindogás carbônico (CO2)
C (s) + O2 (g) CO2
No interior de uma pilha ocorre uma reação química que produz energiaelétrica
Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2
Um fenômeno químico nada mais é que uma reação química qualquer
![Page 5: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/5.jpg)
FENÔMENOS FÍSICOSNÃO alteram a composição da matéria, ou seja, não ocorre reação química, alteram apenas a estrutura da matéria
O derretimento do gelo é um exemplo de fenômeno físico, pois após derreter o gelo continua sendo água
Ao misturarmos água e sal ocorre um fenômeno físico, pois a água nãoreage com o sal, apenas o solubiliza
A água evaporando em uma chaleira é um exemplo de fenômeno físico,pois não há reação química, a água não deixa de ser água, há apenas uma mudança de estado físico (de líquido para gasoso)
Os fenômenos químicos são irreversíveis enquanto os fenômenos físicos são reversíveis
![Page 6: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/6.jpg)
ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIAA matéria pode se apresentar sob diferentes estados físicos que são:
Sólido Líquido GasosoVolume e forma definidos
Alta organização das partículasVolume definido Forma variável
Organização intermediária
Volume e forma variáveisMáxima desorganização
das partículas
A água ocorre sob os três estados físicos
Gelo – sólidoÁgua líquida – líquido
Vapor de água – gasoso
![Page 7: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/7.jpg)
MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOSAo receber ou perder energia um estado pode ser convertido em outro, ocorrendo as chamadas mudanças de estados físicos, que são exemplos de fenômenos físicos
Fusão – passagem do estado SÓLIDO para o LÍQUIDO
Solidificação – passagem do estado LÍQUIDO para o SÓLIDO
Vaporização – passagem do estado LÍQUIDO para o estado de VAPOR
Condensação ou liquefação – passagem do estado GASOSO para o LÍQUIDO
Sublimação – passagem do estado SÓLIDO para o GASOSO, sem passar pelo estado líquido
![Page 8: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/8.jpg)
Vamos praticar?À temperatura ambiente (25ºC) qual o estado físico de cada uma das substâncias a seguir?
Ponto de fusão – temperatura em que uma substância passa do estado sólido para o estado líquido. Ex: derretimento do gelo, ponto de fusão = 0 °C
Ponto de ebulição – temperatura em que uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso. Ex: água fervendo em uma chaleira, ponto de ebulição = 100 °C
Líquido
Gasoso
Líquido
Sólido
![Page 9: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/9.jpg)
Vamos praticar?
Qual o estado físico das substâncias da tabela abaixo, quando as mesmas se encontram no deserto da Arábia, à temperatura de 50°C?
Líquido
Gasoso
Líquido
Líquido
Gasoso
![Page 10: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/10.jpg)
MATÉRIA, CORPO E OBJETO•Matéria - tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço
•Corpo – porção limitada da matéria
•Objeto – corpo com função definida
![Page 11: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/11.jpg)
Matéria
Corpo
Objeto
![Page 12: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/12.jpg)
Propriedades da matéria
Gerais
Funcionais
Específicas
Propriedades GERAIS – são propriedades comuns a toda e qualquer espécie de matéria, independente da substância que a compõe.
Propriedades FUNCIONAIS – são propriedades observadas somente em determinados grupos de matéria.
Propriedades ESPECÍFICAS – são propriedades que permitem identificar uma determinada espécie de matéria. Se dividem em 3 tipos.
MassaVolume
Dependem da função química
Organolépticas
Químicas
Físicasponto de fusão,ponto de ebuliçãodensidade
PROPRIEDADES DA MATÉRIA
![Page 13: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/13.jpg)
Massa – refere-se a quantidade de matéria contida em um corpo ou objeto
Principais grandezas
Volume – espaço ocupado por um corpo ou objeto
Densidade – razão entre a massa e o volume ocupado por um corpo ou objeto
![Page 14: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/14.jpg)
DENSIDADE
Por que o chumbo afunda e a madeira flutua na água?
Para responder a esta pergunta devemos observar qual a massa contida em um volumeigual das três substâncias
d = 0,80 g/cm3 d = 1 g/cm3 d = 11,4 g/cm3
Neste caso, como temos volumes iguais, a substância que apresenta a maior massa, será a mais densa (apresenta maior densidade).
d Chumbo > d Água > d madeiraUnidade no SI = g/mL ou g/cm3
![Page 15: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/15.jpg)
Um pouco mais sobre densidadePor que um navio, mesmo sendo muito pesado não afunda?
Um navio apesar de ser muito pesado, tem sua massa distribuída em um volume muito grande e por isso apresenta densidade menor que a da água
E por que um submarino afunda?
Quando está vazio o submarino flutua, pois é menos denso que a água.Para que ele afunde é necessário aumentar seu peso, o que se consegue armazenando água em reservatórios em seu interior, tornando-o mais denso que a água.
Por que o gelo flutua na água?
O gelo apresenta menor densidade que a água líquida, devido à forma como as moléculas de água se organizam no estado sólido, há um aumento no volume e consequente diminuição da densidade.
![Page 16: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/16.jpg)
Exercícios sobre densidade1. O bromo é um líquido vermelho acastanhado com densidade de 3,10 g/mL. Que volume ocupa uma amostra de 88,5 g de bromo?
d = 3,1 g/mL
m = 88,5 g
V = ?
d = m/V
3.1 = 88,5 / V3.1 x V = 88,5
V = 28.5 mL
2. A densidade do selênio é 4,79 g/cm3. Qual a massa em kg contida em de 6,5 cm3 de selênio?
d = 4,79 g/cm3
V = 6,5 cm3
m = ?
d = m/V
4,79 = m / 6,5m = 4,79 x 6,5
m = 31, 1 g: 1000
m =0,0311
3. Um bloco de ferro com d = 7,6 g/cm3 tem as seguintes dimensões: 20cm x 30cm x 15cm. Determine a massa, em kg, do bloco.
d = 7,6 g/cm3
V = 20 x 30 x 15 = 900 cm3
m = ?
d = m/V
7,6 = m / 900m = 7,6 x 900
m = 6840 g: 1000
m =6,84 kgV = 900 cm3
Volume de um bloco retangular = comp. X larg. X alt.
![Page 17: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/17.jpg)
Neste caso conhecemos a densidade ea massa de cada uma das substâncias,temos que saber qual o volume ocupadopor cada uma delas.
Suponha que 1g seja a massa de cada substância adicionada ao tubo. Vamos calcular o volume que seria ocupado em cada caso?
Água
d = m/v
1 = 1/vV = 1 mL
Acetona
d = m/v
0,8 = 1/vV = 1,25 mL
Clorofórmio
d = m/v
1,4 = 1/vV = 0,71 mLAo invés de se fazer esses cálculos pode-se
simplesmente considerar que quanto MAIOR o volume, MENOR será a densidade
![Page 18: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/18.jpg)
CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA
MATÉRIA
Substância pura Mistura
Simples Composta
Homogênea
Heterogênea
Azeotrópica
Eutética
Substância pura – como o próprio nome sugere é uma substância pura, isenta de outras substâncias e que apresenta propriedades físicas bem definidas.
Mistura – é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominadas componente.
A matéria se divide em dois tipos diferentes: Substância pura e Mistura
![Page 19: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/19.jpg)
Mas como são formadas as substâncias?
Átomo Elemento Molécula Substância
H
O
Conjunto de átomos iguais
Unidade fundamentalda matéria
Formada após a combinaçãodos elementos
H e OConjunto de
moléculas iguais
Letras Sílabas Palavra
Para ficar mais fácil de entender, podemos fazer uma analogia:
Frase
Átomo Elemento Molécula Substância
![Page 20: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/20.jpg)
SUBSTÂNCIAS PURASTipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas,e por este motivo apresentam propriedades químicas e físicas próprias.
Substâncias simples – formada por um ou mais átomos do mesmo elemento
H2, O2, O3, N2, C (graf.)
Substâncias compostas – formada por dois ou mais elementos diferentes
H2O HCl CO2 HNO3
![Page 21: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/21.jpg)
MisturasUma mistura é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominadascomponente.
O ar que respiramos é uma mistura formada por ...
gás nitrogênio (N2) = 78%gás oxigênio (O2) = 20%gás argônio (Ar) 1%gás carbônico (CO2) 0,03 %
Cada um desses gases é chamadode componente da mistura
O ouro 18 quilates é uma mistura formada por 3 componentes
ouro (Au) = 75%prata (Ag) = 20%cobre (Cu) = 5%
O combustível etanol é uma mistura formada por 2 componentes
etanol (C2H6O) 93%água (H2O) 7%
Neste caso temos uma mistura formada por3 substâncias simples
Neste caso temos uma mistura formada por2 substâncias compostas
![Page 22: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/22.jpg)
Classificação das MisturasDe acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classificá-la em função doseu número de fases.
FASE – cada uma das porções que conseguimos ver (a olho nu ou não) na mistura
água + sal dissolvido
1 fase
óleo
água
2 fases
Em função do número de fases, as misturas são classificadas em:
HOMOGÊNEA – toda mistura que apresenta uma única fase. São denominadas soluções
HETEROGÊNEA – toda mistura que apresenta duas ou mais fases
Ex: água com açúcar, ar, água mineral
Ex: água e óleo; água e gelo; granito; areia e terra
Uma mistura formada por gases será sempre HOMOGÊNEA
![Page 23: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/23.jpg)
Vamos praticar?Classifique cada um dos sistemas abaixo quanto à composição.
Formado por átomos de um mesmo elemento
Formado por átomos de elementos diferentes
Formado por substânciasdiferentes
Substância simples Substância composta Mistura
![Page 24: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/24.jpg)
Vamos praticar?Classifique cada uma das misturas a seguir, quanto ao número de fases.
1 faseMistura
Homogênea
2 fases
MisturaHeterogênea
1 fase
MisturaHomogênea
2 fases
MisturaHeterogênea
2 fases
MisturaHeterogênea
Indique quantos componentes, quantas fases e qual o tipo de mistura.
água + açúcar água + giz água + óleo + sal água + sal + granito + açúcar
2 componentes1 fase
Mistura HOMOGÊNEA
2 componentes2 fases
Mistura HETEROGÊNEA
3 componentes2 fases
Mistura HETEROGÊNEA
4 componentes2 fases
Mistura HETEROGÊNEA
![Page 25: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/25.jpg)
Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura?
Substância pura – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA permanece CONSTANTE
t1 = início da fusãot2 = fim da fusão
t3 = início da ebuliçãot4 = fim da ebulição
Curva de aquecimento da água
A curva de aquecimento de uma substância pura apresenta 2 patamares
Uma substância pura diferencia-se de uma mistura pelos valores de suaspropriedades específicas (ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade)
que como o próprio nome sugere são específicos para cada substância
![Page 26: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/26.jpg)
Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura?
Mistura comum – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA VARIA
t1 = início da fusãot2 = fim da fusão
t3 = início da ebuliçãot4 = fim da ebulição
Curva de aquecimento de uma mistura comum
A curva de aquecimento de uma mistura comum NÃO apresenta patamares
![Page 27: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/27.jpg)
Dois tipos de misturas especiaisExistem algumas misturas com comportamento diferente do esperado, sua curva de aquecimento apresenta um patamar. São de dois tipos:
Curva de aquecimento de uma mistura eutética
Mistura eutética – ponto de fusão constante
Misturas eutéticas – apesar de ser uma mistura, comportam-se como se fossem umasubstância pura, pois durante a FUSÃO a temperatura permanece CONSTANTE
Exemplo de mistura eutética
Solda – liga metálica com 63% de estanho + 37% de chumbo
![Page 28: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/28.jpg)
Dois tipos de misturas especiais
Curva de aquecimento de uma mistura azeotrópica
Mistura azeotrópica – ponto de ebulição constante
Misturas azeotrópicas – apesar de ser uma mistura, comportam-se como se fossem umasubstância pura, pois durante a EBULIÇÃO a temperatura permanece CONSTANTE
Exemplo de mistura azeotrópica
álcool hidratado – 96% de etanol + 4% de água
![Page 29: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/29.jpg)
Vamos praticar?Observe as curvas de aquecimento e classifique cada um dos casos
T
tempo
Substância pura Mistura comum
Mistura azeotrópicaMistura eutética
Tf e Te constante Tf e Te variáveis
Te constanteTf variável
Tf constanteTe variável
![Page 30: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/30.jpg)
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURASNa natureza raramente encontramos substâncias puras. Desta forma, para obtermos uma determinada substância é necessário usar métodos de separação aplicáveis à misturas homogêneas ou heterogêneas, dependendo do caso
Misturas Heterogêneas
Sólido + Líquido Sólido + Gasoso Líquido + Líquido Sólido + Sólido
Filtração Filtração Destilaçãofracionada
Catação
No caso das misturas heterogêneas os principais processos de separação que podem ser aplicados são:
Decantação
CentrifugaçãoDecantação
em funil
Peneiração
Separaçãomagnética
![Page 31: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/31.jpg)
SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido – Líquido)
Filtração – passa-se a mistura por um funil contendo papel filtro, onde o sólido ficará retido.
Exemplos
água + areia água + carvão
A filtração é também usada na separação de misturas de substâncias sólidas e gasosas, mas neste caso ao invés de um funil, tem-se um filtro especial
Exemplos
ar + poeira
O aspirador de pó é usado para separar a poeira do ar.
![Page 32: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/32.jpg)
SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido – Líquido)
Centrifugação – é um processo que acelera a decantação dos componentesda mistura entre um líquido e um sólido
Decantação – separa os componentes da mistura segundo sua densidade,onde o componente mais denso deposita-se no fundo do recipiente
Exemplo
Água + barro
A centrifugação é muito utilizada em laboratórios. Um dos exemplos mais comuns é a centrifugação do sangue humano para a realização do hemograma
Centrífuga
![Page 33: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/33.jpg)
SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Líquido– Líquido)
Decantação em funil – é aplicada na separação da mistura entre líquidosimiscíveis
Destilação fracionada – separa os líquidos de uma mistura com base emseus pontos de ebulição
Exemplo
água + álcool
O líquido que evapora primeiro é o de menor ponto de ebulição, dizemos que ele é mais volátil
Coloca-se a mistura no funil, agita-se vigorosamente e em seguida deixa em repouso, para que haja a decantação. Após a decantaçãoabre-se a torneira e coleta-se cada um dos líquidos
Exemplo
água + óleo
![Page 34: Classificação, propriedades e transformações físicas da matéria](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081506/55c26246bb61eb5a308b45eb/html5/thumbnails/34.jpg)
SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido-Sólido)
Peneiração – consiste na separação de sólidos com tamanhos diferentes, através do uso de uma peneira
Catação – consiste na separação manual dos sólidos de uma mistura, combase em seu tamanho
A catação é um processo corriqueiro aplicado por exemplo na separação dos grãos de feijão
Assim como a catação, a peneiração é um processo corriqueiro aplicado por exemplo na separação dos pedregulhos da areia. Sendo também utilizada no garimpo do ouro
Separação magnética – consiste na separação de misturas que contémcomponente(s) magnético(s), utilizando-se um imã
A separação magnética é também denominada imantação e para que funcione, pelo menos um dos componentes da mistura deve ser magnético e dos demais não.