AS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
( continuação )
Autor(a): Penha Souza Silva
V - Identificando os materiais
Um estudante encontrou no laboratório duas amostras de um sólido branco sem identificação. Nas etiquetas, que
estavam caídas no chão, estavam escritas açúcar e sal de cozinha, respectivamente.
www.integral.br
Acesso em 15/10/2009
www.jornallivre.com.br
Acesso em 05/02/2010
Inicialmente, ele pensou provar um dos materiais, mas rapidamente lembrou que a sua professora de ciências havia
dito que não se deve provar nada no laboratório. E agora, o que o estudante fará para identificar os dois materiais?
No início deste módulo nós vimos que uma forma de escolhermos um material é por meio das suas propriedades. O
sabor e a cor, por exemplo, são propriedades organolépticas, ou seja, podem ser percebidas pelos sentidos.
O sal de cozinha e o açúcar são dois sólidos brancos; o sal de cozinha é salgado e o açúcar é doce. Será que
existem outros sólidos brancos que apresentam esta propriedade de ser doce ou salgado? Olhe os adoçantes que
são comprados em pacotinhos: como eles se apresentam?
Podemos perceber que propriedades como cor e sabor, por exemplo, não são as mais adequadas para identificar um
material. Se as propriedades organolépticas não são as mais indicadas para identificar os materiais, então como
identificá-los com segurança?
Para identificar um material devemos conhecer algumas propriedades bastantes específicas distintas entre si.
Conhecendo as propriedades dos materiais podemos identificá-lo e, consequentemente, distingui-lo de outro.
Para medir estas propriedades é necessário o uso de equipamentos, como, por exemplo, termômetros. Na indústria
vários equipamentos são utilizados para identificar as propriedades dos materiais.
VI - Propriedades dos materiais
Os materiais podem ser constituídos por apenas uma substância ou de uma mistura de substâncias. Para
distinguirmos uma substância de uma mistura devemos identificar as propriedades físicas.
As substâncias apresentam aspecto uniforme e possuem um conjunto de propriedades constantes. Toda substância
é representada por uma fórmula química.
As propriedades dos materiais são muito importantes, pois por meio delas é possível diferenciar uma mistura de uma
substância. Por exemplo, para sabermos se a gasolina que utilizamos no nosso carro está adulterada, a primeira
coisa que devemos fazer é determinar as propriedades físicas da amostra de gasolina.
As propriedades físicas que iremos abordar neste módulo são temperatura de fusão (TF) e temperatura de ebulição
(TE).
Mudanças de fase
A matéria pode existir em três formas: sólido, líquido e gasoso. A distância entre as partículas que formam qualquer
material varia conforme o estado físico no qual ele se encontra. No estado sólido, as partículas estão mais próximas
entre si. No estado gasoso, as partículas estão mais distantes. No estado líquido, elas estão a uma distância
intermediária.
As partículas de qualquer substância são mantidas juntas como consequência de forças de atração que se formam
entre elas. No estado sólido essas forças são maiores do que no líquido e neste, maiores do que no estado gasoso.
Quando aquecemos um material sólido, suas partículas passam a se movimentar mais intensamente. Prosseguindo o
aquecimento, elas chegarão a superar as forças de atração que as mantêm juntas. Quando essas forças são
superadas, atinge-se a temperatura de fusão, e o sólido começa a derreter, passando para o estado líquido, no qual
as partículas permanecem geralmente mais afastadas.
Continuando o aquecimento, as partículas passarão a se movimentar ainda mais intensamente, até romper as forças
de atração que existem no estado líquido. Quando essas forças são vencidas, atinge-se a temperatura de ebulição.
Ou seja, o liquido começa a ferver e passa para o estado gasoso, no qual as partículas estão ainda mais afastadas.
educacao.uol.com.br
Acesso em 20/06/2008
É importante que nos recordemos que quando um material muda de estado físico, o número de partículas do sistema
não se altera. Altera apenas a distância entre as partículas.
Uma característica de toda substância é que apresenta temperatura constante durante as mudanças de estado de
agregação (fase). O fato das substâncias mudarem de estado físico (sólido, líquido, gasoso) depende principalmente
das condições de pressão e temperatura a que estão expostas.
A. Temperatura de fusão
Temperatura de fusão é aquela na qual a substância passa do estado sólido para o estado líquido. As substâncias
fundem-se a uma temperatura constante e as misturas não apresentam uma temperatura de fusão definida e, sim,
uma faixa de fusão. Esta é uma das diferenças que permite distinguir uma substância pura de uma mistura de
substâncias.
B. Temperatura de Ebulição
Temperatura de ebulição é aquela na qual a substância muda do estado líquido para o estado gasoso.
Gráfico de aquecimento da água
http://www.refrigeracao.net/Imagens/curva.jpg
Acesso em 12/06/2008
O processo utilizado para determinar as temperaturas de fusão e de ebulição de um material se dá por meio do
aquecimento da amostra e verificação da temperatura durante a fusão e a ebulição. É importante destacar que,
durante as mudanças de estados físicos de substâncias, as temperaturas permanecem constantes. As medidas
podem ser feitas utilizando-se um termômetro.
A tabela abaixo mostra os valores das temperaturas de fusão e ebulição de algumas substâncias determinados à
pressão de 1 atm (760 mmHg).
Substância
Temperatura de Fusão
TF / ºC
Temperatura de Ebulição
TE / ºC
Água
0
100
Glicerina
17,5
290
Ácido Sulfúrico
10
295
Óleo de Parafina
16
287,5
Comparando as TE e TF de uma mistura e uma substância
Substância
Mistura
http://www.geocities.com/fabclaret/figuras/qui01.jpg
http://www.geocities.com/fabclaret/figuras/qui02.jpg
Acesso em 14/06/2008
Acesso em 14/06/2008
Comparando os dois gráficos é possível perceber que o primeiro gráfico apresenta faixas de temperaturas constantes
durante a fusão e a ebulição, enquanto no segundo gráfico há uma variação de temperatura durante a fusão e a
ebulição.
Então para saber se um material é constituído de uma mistura de substância ou de apenas uma substância basta
aquecermos o material e fazermos um gráfico de temperatura versus tempo. Se obtivermos um gráfico semelhante
ao primeiro significa que o material é constituído por apenas uma substância. Se obtivermos um gráfico semelhante
ao segundo significa que o material é uma mistura de substâncias.
Vejamos como acontece a mudanças de estados físicos
Características microscópicas
http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada
Acesso em 19/10/2008
Características macroscópicas
Estado Físico
Características
Microscópicas
Característica Macroscópicas
Partículas com arranjo
característico; formam
estruturas geométricas;
estão fixas.
Forma e volume constantes.
Sólido
Partículas sem
Forma variável e volume constante. ordenação e
com algum
movimento.
Líquido
Grandes espaços entre
as partículas que
possuem
movimento permanente
e desordenado.
Forma e volume variáveis.
Gasoso
Atividade 5
1.
(UFMG) Na tabela a seguir estão listados valores de temperatura em relação ao tempo, obtidos
experimentalmente para o aquecimento de uma substância X. Inicialmente, X estava na fase sólida.
Tempo/min
0
Temperatura/oC 20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
30
40
50
60
70
80
80
80
90
100
110
120
130
a) Faça o gráfico de temperatura em função do tempo para o aquecimento de X.
b) Identifique no gráfico as regiões correspondentes à mudança de fase de sólida para líquida (sinalize com o
numeral I) e ao aquecimento do líquido (sinalize com o numeral II).
c) Descreva como se alteraria o gráfico, caso a substância X fosse impura.
2. A tabela a seguir apresenta as temperaturas de fusão e ebulição de algumas substâncias desconhecidas (A, B, C,
D e E).
Substância
Temperatura de fusão/ºC
Temperatura de ebulição /ºC
A
-16
80
B
50
80
C
-12
48
D
-100
16
E
25
55
Qual o estado físico das substâncias desconhecidas a 20ºC?
Conclusões
O conhecimento de propriedades físicas tais como temperatura de fusão, temperatura de ebulição e densidade
permite, na maioria dos casos, identificar materiais, diferenciando-os uns dos outros. A utilização das propriedades
físicas permite também a verificação segura da ocorrência de uma transformação química num dado sistema. Se
houver mudanças de valores das propriedades físicas dos componentes do sistema é porque as substâncias iniciais
se transformaram em outras.
As propriedades físicas são características das substâncias. Servem para indicar se um material é constituído por
uma única substância ou se é uma mistura de várias substâncias. As propriedades são usadas também para
caracterizar e identificar substâncias e verificar, com certeza, a ocorrência ou não de uma transformação química.
Além disso, as propriedades físicas são muito importantes na separação de substâncias de uma mistura e na
determinação do grau de pureza das substâncias separadas. Além dessas propriedades que nós estudamos, existem
outras propriedades que também podem ser utilizadas na identificação de materiais. Como exemplo, podemos citar:
densidade, resistência ao calor, resistência à corrosão, permeabilidade, toxicidade, maleabilidade, condutividade
térmica, condutividade elétrica etc.
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Acesso em 22/03/2008
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Módulo Didático: AS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
Currículo Básico Comum - Ciências Ensino Fundamental
Autor(a): Penha Souza Silva
Centro de Referência Virtual do Professor - SEE-MG / março 2009