ATENÇÃO: Não sou o detentor dos direitos e também não tenho a intenção de violá-los de nenhuma imagem, exemplo prático ou material de terceiros que porventura venham a ser utilizados neste ou em qualquer outro material. MATÉRIA- PROPRIEDADES DA MATÉRIA- SUBSTÂNICAS (Pura e Composta)- MISTURAS- ANÁLISE IMEDIATA. O QUE É MATÉRIA: Matéria é tudo o que tem massa e volume, em palavras mais populares: É tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço. Aqui, massa refere-se a quantidade de matéria que está presente numa amostra. A matéria pode ser líquida, sólida ou gasosa. São exemplos de matéria: papel, madeira, ar, água, pedra. CORPO E OBJETO: A matéria pode ser chamada de corpo quando se tratar de uma porção delimitada dela e de objeto quando parte dela se referir a algo usado como utensílio ou ferramenta para o homem. EX corpo : pedaço de vidro, barra de ouro (perceba que um pedaço de vidro e uma barra de ouro representam apenas uma parte da matéria vidro e da matéria ouro existentes). EX Objeto: copo de vidro, joias de ouro (perceba que o copo de vidro e as joias de ouro são partes da matéria que possuem alguma utilidade para homem). Tanto os seres vivos (bactérias, protozoários, fungos, plantas e animais) quanto os seres não vivos (rochas, minerais, ar, água, etc.) são formados por matéria. Os mais diversos tipos de matérias podem ser identificados e diferenciados uns dos outros através de uma série de características que trataremos como sendo as propriedades da matéria. 1
Há as propriedades gerais (Ex. Massa e volume) que são comuns a toda espécie de matéria e as propriedades específicas (Ex. Características organolépticas, ponto de fusão e ebulição, densidade, maleabilidade, ductibilidade, inflamabilidade) que são características peculiares dela. FENÔMENOS QUÍMICOS E FÍSICOS: Fenômeno é uma transformação da matéria. Pode ser química ou física. Fenômeno Químico: É uma transformação da matéria com alteração da sua composição. Exemplos: combustão de um gás, da madeira, formação da ferrugem, eletrólise da água. Fenômenos Físicos: É a transformação da matéria sem alteração da sua composição. Exemplos: reflexão da luz, solidificação da água, ebulição do álcool etílico. OS ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA: São três os estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso. Um sólido possui forma e volume definido, sua forma e volume não se altera independente do recipiente em que seja colocado. Um cubo de gelo, permanece sendo um cubo onde quer que seja colocado (sem considerar que ele derreta, é claro), um prego também não perderá a sua forma que esteja dentro de uma caixa de ferramentas, quer esteja em cima de uma mesa ou dentro de um copo, e, seu volume também não se altera. Um líquido possui volume definido, mas a forma não. O líquido sempre toma a forma do recipiente. Para um gás tanta a forma quanto o volume são variáveis, é por este motivo que ao abrir o frasco de perfume o cheiro se espalha por todo o ambiente. As partículas de um sólido estão agrupadas e bastante organizadas, um líquido tem suas partículas agrupadas, mas menos organizadas que as do sólido, já as partículas de um gás encontra-se desagrupadas e bastante desorganizadas. 2
Classificação da matéria A matéria pode ser classificada como substâncias puras simples, substâncias puras compostas ou misturas. Substância: Substância são todas as espécies de matérias formadas por átomos (metais e gases nobres), moléculas ou aglomerados iônicos quimicamente iguais entre si. Possui como características composição química fixa e invariável, tem constantes físicas como ponto e ebulição e fusão bem definidas. Substância pura simples: Suas moléculas são formadas por átomos do mesmo elemento químico. EX: H 2, N 2, F 2, Cl 2, Br 2, O 2... OBS: São exemplos de substâncias simples as formas alotrópicas como a o diamante, grafite, fulerenos entre outros. E é de grande importância destacarmos que as substâncias puras simples não podem ser desdobradas em duas ou mais substância diferentes por processos químicos. Substâncias puras compostas: Suas moléculas ou aglomerados iônicos são formados por átomos ou íons de elementos químicos diferentes. EX: H 2 o CO, NaCl, H 2 SO 4, H 2 S OBS: As substâncias puras compostas podem ser desdobradas em duas ou mais substâncias diferentes por processo químico. 3
Mistura: é composta por mais de um componente, assim as propriedades físicas se alteram de uma amostra para outra, ou seja, o sabor da água misturada ao sal é diferente do sabor da água misturada ao açúcar, ou ainda, dependendo da quantidade de sal adicionado este pode deixar a mistura mais salgada ou menos salgada. Uma mistura também pode ser separada através de alterações físicas. Ao aquecer a mistura água e sal até seu intervalo de ebulição é possível separar água do sal, obtendo no final a substância sal que não evapora. EX.: Se colocarmos um colher de sal (NaCl) num copo com água (H2O) temos uma mistura com dois componentes. Antes de falarmos dos tipos de misturas e dos processos de separação das fases das mistura, é necessário abordamos o assunto de atomicidade e alotropia. ATOMICIDADE: É o número de átomos que forma moléculas de uma substância pura simples. ALOTROPIA: É a propriedade que os átomos têm de originar uma ou mais substâncias simples e diferentes, através do compartilhamento de elétrons. Esta variação recebe o nome de variedades alotrópicas do elemento. As formas alotrópicas de um elemento químico podem, pois, diferir uma da outra pela atomicidade ou então pela estrutura cristalina. Exemplos: a) Carbono: Diamante, grafita e fulereno, são as formas alotrópicas do elemento químico carbono. Estas substâncias diferem entre si pela estrutura cristalina, isto é, pela forma de seus cristais. A maneira dos átomos de carbono se unirem é diferente 4
em todos estes três compostos, ou seja, se diferem no retículo cristalino. b) Oxigênio: O gás oxigênio e ozônio diferem um do outro na atomicidade, isto é, no número de átomos que forma a molécula. Dizemos então, que o gás oxigênio e o ozônio são as formas alotrópicas do elemento químico oxigênio. O oxigênio existe no ar atmosférico, sendo um gás indispensável à nossa respiração. O ozônio é um gás que envolve a atmosfera terrestre, protegendo-nos dos raios ultravioleta do sol. Devido às suas propriedades germicidas, o ozônio é utilizado como purificador da água potável. c) Fósforo: as variedades alotrópicas mais comuns deste elemento são o fósforo vermelho e o fósforo branco, que diferem entre si pela atomicidade. d) Enxofre: O elemento químico enxofre possui formas alotrópicas, como, por exemplo, enxofre rômbico e enxofre monoclínico, que diferem um do outro pela estrutura cristalina. Essas duas variações são formadas por moléculas com oito átomos e são representadas pela fórmula S 8, embora os cristais das duas variedades sejam diferentes. MISTURAS: De forma resumida podemos dizer que seria a reunião de duas ou mais substância que não reage entre si, suas principais características é de não possuir composição químicas físicas, não tem constantes físicas definidas entre outras. TIPOS DE MISTURAS: Sabe-se que uma substância pura, como a água, apresenta em seu diagrama de mudanças de estado físico dois patamares. Um indica o Ponto de Fusão e o outro, o Ponto de Ebulição. Já uma mistura comum, como de água com açúcar não apresenta nenhum patamar, pois esta mistura não apresenta nenhuma temperatura específica de mudança de estado físico. 5
Gráficos de mudança de estado físico (da esquerda para a direita) da água: dois patamares; e de uma mistura comum: nenhum patamar. No entanto, existem misturas que apresentam apenas um patamar, indicando que elas possuem um ponto de fusão ou um ponto de ebulição fixo. Estas misturas são as misturas eutéticas e azeotrópicas. Mistura Eutética: É uma substância que se comporta como se fosse uma substância pura somente durante o ponto de solidificação ou fusão*. Exemplos: Liga metálica feita de 40% de cádmio e 60% de bismuto forma uma mistura eutética com ponto de fusão constante igual a 140 C, estanho e chumbo (solda), sal de cozinha e gelo. Mistura Azeotrópica: Mistura de composição definida que possui ponto de ebulição ou de condensação constante, comportando-se neste ponto como uma substância pura. Exemplo: mistura de 96% de álcool etílico e 4% de água (álcool hidratado) possui ponto de ebulição constante de 78,2 C Representando graficamente: Os gráficos a seguir representam misturas com pontos de fusão e ebulição (PF e PE) constantes indicados pelo tracejado. Mistura azeotrópica: PF varia e PE permanece constante. O intervalo de fusão é indicado após o líquido passar pelo estado sólido. 6
Observação: Se a curva apresentasse variação nos dois pontos (PF e PE), ela representaria uma mistura comum. Mas como apenas um dos pontos apresenta variação, no caso a temperatura de fusão, essa mistura recebe o nome de azeotrópica. Mistura eutética: PF constante e PE variando. Repare que o intervalo de ebulição é indicado pela ascensão da reta, ou seja, a temperatura aumenta (varia), enquanto que o ponto de fusão é indicado pelo traço linear (constante). ANÁLISE QUÍMICA; Análise química é o conjunto de técnicas de laboratório utilizadas na identificação das espécies químicas envolvidas em uma reação, como também a quantidade dessas espécies. As análises químicas podem ser realizadas de três diferentes formas: quantitativamente, qualitativamente ou apenas imediata. Análise imediata: consiste em isolar as espécies que constituem o material, esse isolamento pode ser feito manualmente. Por exemplo, se queremos analisar uma amostra sólida e esta estiver inserida em um meio líquido, é preciso retirar este sólido do meio aquoso; 7
Análise qualitativa: essa etapa identifica a composição do material, é preciso instrumentos apropriados para executar este procedimento. O resultado neste caso pode ser obtido pela mistura de outro componente à mistura; Análise quantitativa: é a análise mais criteriosa, além de saber do que se trata o material ainda é preciso saber a quantidade do componente em questão dentro da amostra. Foi seguindo esses passos básicos que a ciência evoluiu e chegou ao que é hoje: essencial na descoberta de curas de doenças, na tecnologia, entre outros benefícios. ANÁLISE IMEDIATA: Poucas vezes encontramos substâncias puras na natureza, por isso quando precisamos isolar determinada substância, lançamos mão de um conjunto de processos físicos que possibilitam a separação das fases sem, no entanto, alterar as propriedades da mistura. Misturas simples podem ser decompostas com apenas um processo, porém, misturas complexas precisam passar por várias etapas até atingir o índice ideal de pureza. Veja a seguir de modo resumido os principais processos de separação de misturas. 8
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: FELTRE, Ricardo - Fundamentos da Química (4ª edição), São Paulo - 2005 (Ed. Moderna). ATKINS, P ; JONES L.Princípios de química:questionando a vida moderna e o meio ambiente.1ed.porto Alegre:Bookman,2001 RUSSEL, John B. Química Geral. 2. ed. São Paulo:Makron Books, 1994. BROWN, Theodore L.et al.química: a ciência central. 9. ed.são Paulo:Pearson Prentice Hali,2007. SITES UTILIZADOS COMO FONTE: http://www.soq.com.br/ http://www.mundoeducacao.com/ http://www.brasilescola.com/quimica http://ciensinandobiologia.com/resumos-de-quimica/resumo-a-materia (Gostaria aqui de agradecer pelo material de grande qualidade disponibilizado nesse site) 10