propriedades específicas da matéria
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Propriedades específicas dos materiais e
caracterização de substâncias
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A água é um dos componentesA água é um dos componentes
das seguintes misturas: das seguintes misturas:
água do marágua do mar
água dos rioságua dos rios
água da chuvaágua da chuva
água da copasaágua da copasa
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A água é sempre formada de A água é sempre formada de 2 átomos de hidrogênio e 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio.1 átomo de oxigênio.
A água apresenta uma fórmulaA água apresenta uma fórmula fixa, que é Hfixa, que é H22O.O.
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A água não pode ser desdobrávelA água não pode ser desdobrávelfisicamente.fisicamente.
Quimicamente, através da Quimicamente, através da eletrólise, a água se desdobra eletrólise, a água se desdobra em gases: hidrogênio e oxigênio.em gases: hidrogênio e oxigênio.
Daí ser água uma substância pura Daí ser água uma substância pura COMPOSTA.COMPOSTA.
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OXIGÊNIOOXIGÊNIO
Componente da mistura conhecida como ar atmosférico.
Composição fixa: dois átomos de oxigênio
Fórmula definida: OFórmula definida: O22
Não é desdobrável nem química nem fisicamente
Substância pura SIMPLES
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SUBSTÂNCIA PURA PODE SER:SUBSTÂNCIA PURA PODE SER:
SIMPLES OU ELEMENTAR :Formada de apenas 1 elementoFe(s) - O2(g) - O3(g) - P4(s) - S8(s)
COMPOSTA OU COMPOSTO:Formado(a) de dois ou mais elementos, ou seja,de átomos de tipos diferentes:
HH22O O (l)(l) - - NHNH33 (g)(g) - CH - CH44(g)(g) - HCl - HCl(g)(g)
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ELEMENTO ÁTOMOS
Hidrogênio H D T
Hidrogênio comum 1 HDeutério 2 DTrítio 3 T
Átomos diferentes do mesmo elemento: ISÓTOPOS
Oxigênio 16O 17O 18O
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Ouro em pó .......... Au (s) Substância simples ou elementar
Ouro ...... Au .... Elemento químico
Ouro 197 ...197Au..... átomo
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PROPRIEDADES QUE NÃOPROPRIEDADES QUE NÃOIDENTIFICAM:IDENTIFICAM:
MASSA BALANÇAGRAMA ...............gKILOGRAMA......kgMILIGRAMA......mg
Assim: 1,0 kg 1,0 x 103g 1,0 x106mg
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VOLUMEVOLUME
BURETAPROVETA OU CILINDRO
GRADUADO
PIPETA GRADUADA
PIPETA VOLUMÉTRICA
BALÃO VOLUMÉTRICO
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Metros Cúbicos ou m3
Litro ( L ) ou dm3
Mililitro (mL) ou cm3 ou c.c.
Assim: 40 m3 = 40000 L = 4,0 x 104L
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PROPRIEDADES QUE IDENTIFICAM
COR CHEIRO SABOR
SOLUBILIDADE DENSIDADE
PONTOS DE FUSÃOPONTOS DE FUSÃO E EBULIÇÃO
ASPECTO ( ESTADOS FÍSICOS)
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SÓLIDOSÓLIDO
ORGANIZAÇÃO MÁXIMAMÍNIMO DE ENERGIA(ENTALPIA)FORMA E VOLUME FIXOS
GASOSOGASOSO
DESORDEM MÁXIMA(ENTROPIA)MÁXIMO DE ENERGIAFORMA E VOLUME VARIÁVEIS
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LÍQUIDOLÍQUIDO
MAIS PRÓXIMO AO SÓLIDOFORMA VARIÁVELVOLUME FIXO
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GASOSOGASOSO
FUSÃOFUSÃO VAPORIZAÇÃOVAPORIZAÇÃO
SOLIDIFICAÇÃOSOLIDIFICAÇÃO CONDENSAÇÃOCONDENSAÇÃO (LIQUEFAÇÃO)(LIQUEFAÇÃO)
SUBLIMAÇÃOSUBLIMAÇÃO
LÍQUIDOLÍQUIDOSÓLIDOSÓLIDO
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AQUECIMENTO DE SUBSTÂNCIA PURAAQUECIMENTO DE SUBSTÂNCIA PURA
Temperatura (ºC)
Tempo (min.)
0
Sólido
Líquid
o
Vapor
Sólido+
Líquido
+Líquido
Vapor
pepe
pfpf
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Temperatura (ºC)
Tempo (min.)
Sólido
Líquido
Vapor
Faixa deTemperatura
pfpfFaixa de Temperatura
pepe
AQUECIMENTO DE UMA MISURA
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Algumas misturas têm o comportamento igual ao de substâncias puras quando submetidas à ebulição e fusão, apesar de serem formadas por dois elementos ou compostos distintos. Elas podem se classificar em :
Misturas Azeotrópicas: se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição (PE constante). Exemplos: álcool etílico + água, acetona + metanol, álcool etílico + clorofórmio.
Misturas Eutéticas: se comportam como se fossem substâncias puras no processo de fusão, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da fusão (PF constante). Exemplos: ligas metálicas em geral. A solda é uma mistura eutética de Estanho e Chumbo. O bronze é uma mistura de cobre com estanho, impossível separar por fusão.
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T (ºC)
183
Tempo
Sólido
Líquido
Vapor
Tf = constante
Faixa de temperatura
MISTURA EUTÉTICA
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T (ºC)
Tempo
76,3
Sólido
Líquido
Vapor
Faixa de temperatura
Te = constante
Mistura Azeotrópica
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Propriedades da Matéria
Propriedades são determinadas características que, em conjunto, vão definir a espécie de matéria.
Podemos dividi-las em 3 grupos: gerais, funcionais e específicas.
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PROPRIEDADES GERAIS
São propriedades inerentes a toda espécie de matéria.
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MASSA
é a medida da quantidade de matéria.
Obs.: é importante saber a diferença entre massa e peso. O peso de um corpo é a força de atração gravitacional sofrida por ele, ou seja, é a força de atração que o centro da terra exerce sobre a massa dos corpos. O peso de um corpo varia em função da posição que ele assume em relação ao centro da terra, enquanto a massa é uma medida invariável em qualquer local. Em Química, trabalhamos preferencialmente com massa.
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Extensão: é o espaço que a matéria ocupa, o seu volume.
Inércia: é a propriedade que faz com que os corpos mantenham seu estado de movimento ou de repouso inalterado, a menos que alguma força interfira e modifique esse estado.
Obs.: a massa de um corpo está associada à sua inércia, isto é, à dificuldade de se fazer variar seu estado de movimento ou de repouso. Portanto, podemos definir massa como a medida da inércia.
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Impenetrabilidade: duas porções de matéria não podem ocupar, simultaneamente, o mesmo lugar no espaço.
Divisibilidade: toda matéria pode ser dividida sem alterar a sua constituição, até um certo limite ao qual chamamos de átomo.
Compressibilidade: sob a ação de forças externas, o volume ocupado por uma porção de matéria pode diminuir.
Obs.: de uma maneira geral, os gases são mais compressíveis que os líquidos, e estes, por sua vez, são mais compressíveis que os sólidos.
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Elasticidade: Dentro de um certo limite, se a ação de uma força causar deformação da matéria, ela retornará à forma original assim que essa força deixar de agir.
Porosidade: a matéria é descontínua. Isso quer dizer que existem espaços (poros) entre as partículas que formam qualquer tipo de matéria. Esses espaços podem ser maiores ou menores, tornando a matéria mais ou menos densa.
Ex.: a cortiça apresenta poros maiores que os poros do ferro, logo a densidade da cortiça é bem menor que a densidade do ferro.
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Propriedades Funcionais
São propriedades comuns a determinados grupos de matéria, identificados pela função que desempenham.
Ex.: ácidos, bases, sais, óxidos, álcoois, aldeídos, cetonas.
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Propriedades Específicas São propriedades individuais de cada tipo particular de matéria. Podem ser: organolépticas, químicas ou físicas.
I- Organolépticas São propriedades capazes de impressionar os nossos sentidos − como a cor, que impressiona a visão, o sabor, que impressiona o paladar, o odor, que impressiona o nosso olfato − e a fase de agregação da matéria (sólido, líquido, gasoso, pastoso, pó), que impressiona o tato. Ex.: água pura (incolor, insípida, inodora, líquida em temperatura ambiente) barra de ferro (brilho metálico, sólida)
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Químicas
Responsáveis pelos tipos de transformação que cada matéria é capaz de sofrer. Relacionam-se à maneira de reagir de cada substância. Ex.: oxidação do ferro, combustão do etanol.
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Físicas
São certos valores encontrados experimentalmente para o comportamento de cada tipo de matéria quando submetidas a determinadas condições. Essas condições não alteram a constituição da matéria, por mais diversas que sejam. As principais propriedades físicas da matéria são:
Pontos de fusão e solidificação São as temperaturas nas quais a matéria passa da fase sólida para a fase líquida e da fase líquida para a sólida respectivamente, sempre em relação a uma determinada pressão atmosférica. Obs.: a pressão atmosférica (pressão exercida pelo ar atmosférico) quando ocorre a 0° C, ao nível do mar e a 45° de latitude, recebe o nome de pressão normal, à qual se atribuiu, convencionalmente, o valor de 1 atm. Ex.: água 0° C; oxigênio -218,7° C; fósforo branco 44,1° C
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Ponto de fusão normal: é a temperatura na qual a substância passa da fase sólida para a fase líquida, sob pressão de 1atm. Durante a fusão propriamente dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de solidificação normal de uma substância coincide com o seu ponto de fusão normal.
Pontos de ebulição e condensação São as temperaturas nas quais a matéria passa da fase líquida para a fase gasosa e da fase gasosa para a líquida, respectivamente, sempre em relação a uma determinada pressão atmosférica. Ex.: água 100° C; oxigênio -182,8° C; fósforo branco 280° C.
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Ponto de ebulição normal: é a temperatura na qual a substância passa da fase líquida à fase gasosa, sob pressão de 1 atm. Durante a ebulição propriamente dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de condensação normal de uma substância coincide com o seu ponto de ebulição normal.
Densidade é a relação entre a massa e o volume ocupado pela matéria. Ex.: água 1,00 g/cm3; ferro 7,87 g/cm3.
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Coeficiente de solubilidade
É a quantidade máxima de uma matéria capaz de se dissolver totalmente em uma porção padrão de outra matéria (100g, 1000g), numa temperatura determinada.
Ex.: Cs KNO3 = 20,9g/100g de H2O (10° c) Cs KNO3 = 31,6g/100g de H2O (20° c) Cs Ce2(SO4)3 = 20,0g/100g DE H2O (0° c) Cs Ce2(SO4)3 = 10,0g/100g DE H2O (25° c)
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Dureza
É a resistência que a matéria apresenta ao ser riscada por outra. Quanto maior a resistência ao risco, mais dura é a matéria. Entre duas espécies de matéria, X e Y, decidimos qual é a de maior dureza pela capacidade que uma apresenta de riscar a outra. A espécie de maior dureza, X, risca a de menor dureza, Y. Podemos observar esse fato, porque sobre a matéria X, mais dura, fica um traço da matéria Y, menos dura.
Tenacidade É a resistência que a matéria apresenta ao choque mecânico, isto é, ao impacto. Dizemos que um material é tenaz quando ele resiste a um forte impacto sem se quebrar. Observe que o fato de um material ser duro não garante que ele seja tenaz; são duas propriedades distintas. Por exemplo: o diamante, considerado o material mais duro que existe, quebra-se totalmente ao sofrer um forte impacto.
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Brilho
É a capacidade que a matéria possui de refletir a luz que incide sobre ela. Quando a matéria não reflete luz, ou reflete muito pouco, dizemos que ela não tem brilho. Uma matéria que não possui brilho não é necessariamente opaca, e vice-versa. Matéria opaca é simplesmente aquela que não se deixa atravessar pela luz. Assim, uma barra de ouro é brilhante e opaca, pois reflete a luz sem se deixar atravessar por ela.