A Matéria e Diagrama de Fases. Profº André Montillo

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1 A Matéria e Diagrama de Fases Profº André Montillo

2 Substância: É a combinação de átomos de elementos diferentes em uma proporção de um número inteiro. O átomo não é criado e não é destruído, as diferentes substâncias se formam a partir de diferentes arranjos dos átomos. A representação gráfica de uma substância é a Fórmula, onde se utiliza o símbolo dos elementos químicos e um índice numérico (que representa o número de átomos de cada elemento presente), para indicar a constituíção de cada unidade formadora da substância. A unidade da substância é a Molécula.

3 Classificação da Matéria: É classificada de acordo com a sua composição: o Substância Pura o Misturas

4 Classificação da Matéria: É classificada de acordo com a sua composição: o Substância Pura: A matéria é formada por unidades químicas iguais, sejam átomos ou moléculas. Apresentam propriedades físicas e químicas próprias. Substância Simples: a molécula é formada pelo mesmo elemento químico Matéria Substância Composta: a molécula é formada por 2 ou mais elementos químicos diferentes.

5 Classificação da Matéria: É classificada de acordo com a sua composição: o Misturas: A matéria é formada por 2 ou mais substâncias diferentes, portanto é composta por moléculas diferentes. Cada substância que compõe a mistura é denominada de Componentes. Tendo em vista que as misturas apresentam composição variada, as suas propriedades Físicas (Temperatura de Fusão, Temperatura de Ebulição e Densidade) são diferentes das propriedades físicas apresentadas pelas substâncias quando estudadas separadamente. Uma característica da Mistura é que seus componentes podem ser separado por Processos Físico.

6 Classificação da Matéria: É classificada de acordo com a sua composição: o Tipos de Misturas: É classificada em função do seu Aspecto Visual: Mistura Homogênea: apresenta um aspecto Uniforme com as mesmas características em qualquer parte de sua extensão. Por ser Homogênea apresenta 1 Única Fase (é uma Solução)

7 Classificação da Matéria: É classificada de acordo com a sua composição: o Tipos de Misturas: É classificada em função do seu Aspecto Visual: Mistura Heterogênea: não apresenta um aspecto uniforme, mas sim 2 ou mais aspectos visuais distintos. Cada aspecto visual é denominado de Fase, que apresentarão características diferentes. Portanto a mistura heterogênea apresenta no mínimo 2 Fases Qualquer misturas gasosa sempre será uma Mistura Homogênea Quando a mistura for de sólidos o número de sólidos diferentes presentes na mistura será o número de fases da mistura. Exceto quando em liga metálica ou cristal misto

8 Classificação da Matéria: É classificada de acordo com a sua composição: o Sistemas: Qualquer porção do universo que for observado é um sistema. Sistema Homogêneo: se caracteriza por apresentar no aspecto visual 1 Única Fase. Pode ser constituído por: Substância Pura Mistura Homogênea Sistema Heterogêneo: se caracteriza por apresentar no mínimo 2 Fases. Pode ser constituído por: Substância Pura: em Estado Físico Diferentes Mistura Heterogênea O número de Fases do Sistema nem sempre é igual ao número de componentes envolvidos.

9 Estados Físicos da Matéria: A Matéria é encontrada em 3 Estados Físicos Interconversíveis: o Sólido o Líquido o Gasoso Toda Matéria é constituída de pequenas Partículas e o seu Estado Físico depende do Maior ou Menor espaço existente entre Elas. Portanto está Diretamente Relacionada com o Estado de Agregação entre as Partículas O Estado Físico também pode ser denominado de Estado ou Fase de Agregação.

10 Estados Físicos da Matéria: A Matéria é encontrada em 3 Estados Físicos Interconversíveis: o Sólido o Líquido o Gasoso Os 3 Estados de Agregação apresentam características próprias que o definem: Volume Podem ser alterados pela Variação de Densidade Temperatura e Pressão Forma Quando a substância muda de Estado de Agregação, ocorrem alterações em suas características macroscópicas e microscópicas mas Não Altera Sua Composição Química

11 Mudanças do Estado Físico da Matéria: Os Estados Físicos da Matéria podem ser alterados por variação da Temperatura e Variação da Pressão Absorção de Calor Sublimação Sólido Fusão Líquido Ebulição Gasoso Solidificação Condensação Liquefação (Re) Sublimação Liberação de Calor

12 Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria: É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico. Temperatura o C Substâncias Puras TE TF Fusão Patamares Ebulição t1 t2 t3 t4 Δ TF = 0 o C Δ TE = 0 o C Tempo

13 Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria: É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico. Temperatura o C Misturas ΔTE Ebulição ΔTF Fusão t1 t2 t3 t4 Δ TF 0 o C Δ TE 0 o C Tempo

14 Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria: É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico. Temperatura o C Misturas Eutéticas ΔTE Ebulição TF Fusão t1 t2 t3 t4 Δ TF = 0 o C Δ TE 0 o C Tempo

15 Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria: É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico. Temperatura o C Misturas Azeotrópicas TE Ebulição ΔTF Fusão t1 t2 t3 t4 Δ TF 0 o C Δ TE = 0 o C Tempo

16 Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria: Substâncias diferentes apresenta TF e TE diferentes A Diferença de Pressão determina mudanças nos TF e TE A TF, TE e Densidade (g/cm 3 )são propriedades físicas utilizadas para caracterizar as substâncias

17 Processos de Separação das Misturas: Os Processos Físicos capazes de separar uma mistura e obter as substâncias puras que a compõem, são denominados de Análise Imediata A escolha do melhor método para a separação das misturas exige o conhecimento das propriedades das substâncias puras presentes na mistura: o Temperatura de Fusão o Temperatura de Ebulição o Densidade o Solubilidade

18 Processos de Separação das Misturas: Mistura Heterogênea: o Sólido / Sólido Atração Magnética: um dos componentes é atraído pelo ímã Dissolução Fracionada: apenas um componentes é dissolvido em um determinado líquido o Sólido / Líquido Decantação Filtração Matéria o Líquidos Imiscíveis Funil de Bromo (de decantação ou separação)

19 Processos de Separação das Misturas: Mistura Homogênea (Solução) o Sólido / Líquido Evaporação: o líquido, que representa a substância mais volátil, evapora. Nesta separação ocorre perda do líquido. Destilação Simples: nesta separação não ocorre a perda do líquido Cromatografia o Líquido Miscíveis Destilação Fracionada: a separação dos diferentes líquidos ocorre de acordo com as diferentes Temperaturas de Ebulição

20 Transformação da Matéria: Classificação: o Química o Física Matéria

21 Transformação da Matéria: Classificação: o Química: Quando na transformação da matéria ocorre a formação de novas substâncias a partir das substâncias iniciais. A Transformação Química é portanto uma Reação Química que também é reconhecida como Fenômeno Químico. Para a caracterização da ocorrência de uma Reação Química é necessário a visualização de alguma mudanças física que comprove a transformação na composição da matéria: liberação de gás formação de precipitado mudança na cor do meio alterações térmicas (endotérmica ou exotérmica) Algumas Reações Químicas são apenas definidas a partir da comparação entre as propriedades das substâncias iniciais e finais

22 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Haverá mudança na forma, na aparência, no tamanho e no estado físico. Mas não ocorre alteração na composição da matéria, portanto não ocorre a formação de novas substâncias

23 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Diagrama de Fases: É a representação gráfica bidimensional das transformações do estado físico da matéria: sólido, líquido e gasoso em relação as variações de temperatura e pressão. Resume as condições de equilíbrio existente entre os diferentes estados físico da matéria, além de permitir determinar a fase de uma substância estável em qualquer temperatura e pressão. O gráfico exibe 3 curvas importantes cada qual representando as condições de temperatura e pressão em que as várias fases podem coexistir em equilíbrio. As pressões registradas no diagrama são aplicadas no sistema ou gerada pela própria substância. Examina apenas uma substância.

24 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Diagrama de Fases:

25 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Diagrama de Fases: Ponto Triplo: é o ponto onde as 3 curvas de equilíbrio das diferentes fases da substância se encontram sendo representado por uma determinada temperatura e pressão. Neste ponto as 3 fases da substância representada se encontram em equilíbrio. Qualquer outro ponto nas curvas representam o equilíbrio apenas entre 2 fases da substância. Ponto Crítico: é representado por uma temperatura e uma pressão, que a partir deste ponto as fases líquida e gasosa se tornam indistinguíveis (só no estado gasoso). Ponto Normal: são as temperatura de fusão e ebulição na pressão constante de 1 atmosfera.

26 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Diagrama de Fases: H 2 O

27 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Diagrama de Fases: H 2 O

28 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Diagrama de Fases: H 2 O

29 Transformação da Matéria: Classificação: o Física: Diagrama de Fases: CO 2

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