PROPRIEDADES DOS MATERIAIS QUÍMICA GERAL

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1 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS QUÍMICA GERAL

2 PROPRIEDADES DA MATÉRIA CONCEITOS BÁSICOS MATÉRIA: tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço. CORPO/OBJETO: porção limitada da matéria. MASSA: quantidade matéria, leva em consideração o número e o tamanho das partículas. A unidade no Sistema Internacional de medidas é o quilograma (Kg). VOLUME: espaço ocupado pelos materiais. A unidade no sistema internacional de medidas é o litro (L). SUBSTÂNCIA: constituição da matéria. Diz respeito à natureza química das partículas que compõem um material. SISTEMA: substância ou conjunto de substâncias isoladas para estudo. FASE: porção uniforme de um sistema. Apresenta a mesma cor, aspecto e estado físico.

3 ESTADOS FÍSICOS Propriedades macroscópicas. Estado Sólido Líquido Gasoso Propriedade - Os sólidos possuem forma própria; - São praticamente incompressíveis; -Os líquidos assumem a forma da parte que ocupam do recipiente que os contém; - São praticamente incompressíveis; - Os gases assumem a forma e o volume do recipiente que os contém; - São compressíveis.

4 ESTADOS FÍSICOS Propriedades microscópicas. Resfriar e comprimir Resfriar Gás Líquido Sólido Completa desordem; partículas, com grande energia cinética, movimentam-se livremente; muito espaço vazio. Relativadesordem; partículas, próximas umas das outras, movimentam-se, individualmente ou agrupadas. Partículas,capazes apenas de vibrar, estão próximas umas das outras e ocupam posições definidas no sólido cristalino.

5 MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO Processos exotérmicos ( H < 0) Evaporação (lenta) Ebulição (rápida) Calefação (instantânea) Processos endotérmicos ( H > 0)

6 TEMPERATURA DE FUSÃO E EBULIÇÃO Temperatura de fusão (ponto de fusão): temperatura na qual ocorre a fusão. É igual à temperatura de congelação. Nesta temperatura sólido e líquido coexistem em equilíbrio. Temperatura de ebulição (ponto de ebulição): temperatura na qual ocorre a ebulição, a uma dada pressão. É igual à temperatura de condensação. Nesta temperatura, líquido e gás coexistem em equilíbrio. Substância Temperatura de Temperatura de fusão / C ebulição / C Alumínio(Al) Cobre(Cu) Ferro (Fe) Água (H 2 O) Ác. Acético (CH 3 COOH) Acetona (CH 3 COCH 3 ) Etanol (CH 2 CH 3 OH) -114,5 78,3

7 TEMPERATURA DE FUSÃO E EBULIÇÃO H 2 O

8 TEMPERATURA DE FUSÃO E EBULIÇÃO E OS ESTADOS FÍSICOS

9 DENSIDADE Denomina-se densidade de um material a razão entre sua massa e o volume por ele ocupado. d = densidade; m = massa e V = volume A unidade mais usual é g/cm 3. Substância Densidade (g/cm 3 ) a 25 C Gasolina (mistura) 0,70 Etanol (CH 3 CH 2 OH) 0,79 Gelo (H 2 O) 0,92 Água (H 2 O) 1,00 Ferro (Fe) 7,86 Cobre (Cu) 8,9 Mercúrio (Hg) 13,6 Ouro (Au) 19,3

10 SUBSTÂNCIAS Substância (puras) podem ser classificadas em: - Simples ou elementares: são substâncias constituídas por mais de um elemento químico. Exemplos: hidrogênio (H 2 ), oxigênio (O 2 ), ozônio (O 3 ), cloro (Cl 2 ), grafite (C), metais, gases nobres. Para cada elemento químico há pelo menos uma sustância elementar constituída daquele elemento. - Compostas: são substâncias constituídas por mais de um elemento químico. Exemplo: água (H 2 O), dióxido de carbono CO 2 (g), amônia (NH 3 ), metano (CH 4 ), ácido clorídrico (HCl), cloreto de sódio (NaCl), hidróxido de potássio (NaOH). Independente de serem simples ou compostas, as substâncias puras apresentam temperaturas de fusão e ebulição constantes! Os estados físicos sólido e líquido possuem uma densidade constante, a uma determinada temperatura, uma vez que eles possuem volume constante. Fisicamente, uma substância pode constituir um sistema homogêneo (único estado físico) ou heterogêneo (dois ou mais estados físicos coexistindo).

11 MISTURAS São formadas pela união de duas ou mais substâncias. Podem ser classificadas em: - Homogêneas: misturas constituídas por uma única fase. Não apresentam superfície de separação. Possuem as mesmas características físicas e químicas em qualquer parte da mistura. São também chamadas de SOLUÇÕES! - Heterogêneas: misturas constituídas por duas ou mais fases. Possuem superfície de separação. Toda mistura de gases é homogênea e toda mistura de sólidos é heterogênea, cada sólido constitui uma fase. As misturas caracterizam-se por apresentar uma faixa de temperatura na qual ocorre a fusão e a ebulição. Constituem exceções algumas misturas de sólidos, denominadas misturas eutéticas (fundem-se a temperatura constante), e algumas misturas de líquidos, denominadas azeotrópicas (ebulem à temperatura constante).

12 MISTURAS mistura simples

13 SUBSTÂNCIAS PURAS X MISTURAS As propriedades ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade são úteis para identificação e diferenciação de substâncias puras e misturas. São denominadas, dessa forma, propriedades específicas da matéria. Material (sistema) Temperatura durante a fusão Temperatura durante a ebulição Substância pura Constante Constante Mistura comum Varia Varia Mistura eutética Constante Varia Mistura azeotrópica Varia Constante

14 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Levigação separação ourocascalho. Utiliza-se a bateia como instrumento; a água arrasta o cascalho para fora da bateia e o ouro, mais denso, permanece no utensílio. Catação separação sólido-sólido. Exemplo: catação de grãos de feijão. Levigação Pereiramento separação de sólidos com diferentes tamanhos. Exemplo: separação de areia e brita. Separação magnética separação metais ferrosos- materiais nãoferrosos. Exemplo: separação de areia e limalha de ferro com o uso de ímã. Separação magnética

15 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Filtração separação sólido-gás, sólido-líquido Filtração simples Filtração a vácuo

16 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Decantação separação sólido-gás, sólido-líquido e líquido-líquido

17 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Filtração e decantação no processo de tratamento de água. Decantação Filtração Sistema Ibirité e suas captações Rola Moça, Taboões e Bálsamo no município de Ibirité.

18 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Decantação no processo de tratamento de água. Tanque de decantação

19 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Filtração do processo de tratamento de água. Filtro de areia

20 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Centrifugação separação sólido-líquido, líquido-líquido Sifonação separação líquido-líquido; líquido-sólido

21 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS Destilação simples separação sólido-líquido. Exemplo: água e sal.

22 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS Destilação fracionada separação de líquidos miscíveis. Exemplos: constituintes do petróleo.

23 SOLUBILIDADE A uma dada temperatura, a solubilidade de uma substância é a quantidade máxima dessa substância que pode ser dissolvida em uma dada quantidade de solvente, formando uma solução estável. Essa solução é, então, dita saturada com relação ao soluto considerado. Soluções com concentração inferior à saturada, são ditas insaturadas. A solubilidade, na maioria dos casos, depende da temperatura. Soluto Solubilidade em água (g/l) Cloreto de sódio (NaCl) 357 Sulfato de cálcio(caso 4 ) 2,1 Cloreto de magnésio (MgCl 2 ) 542 Hidróxido de sódio (NaOH) 420

24 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BARROS, H. L. C. FISS : forças intermoleculares solidos soluções. 2. ed. Belo Horizonte: [o autor], p RUSSELL, John Blair. Química geral. 2. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, v. PERUZZO, Tito Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Química: na abordagem do cotidiano. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2002.

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