domingo, 24 de fevereiro de 2013

Solução, solvente e soluto


Solução é o nome dado pelos químicos para qualquer mistura homogênea. Quando você coloca um pouco de açúcar na água e mexe até obter uma só fase, está fazendo uma solução. O mesmo acontece se você adicionar um pouquinho de sal à água e misturar bem.

Quando uma substância é capaz de dissolver outra, costumamos chamá-la solvente. Assim, a água é um solvente para o açúcar, para o sal, para o álcool e para várias outras substâncias.

A substância que é dissolvida num solvente, a fim de fazer uma solução, é denominada soluto.

Se uma solução é preparada com o solvente água, dizemos que é uma solução aquosa. Ao dissolver açúcar com água, por exemplo, obtemos uma solução aquosa de açúcar, na qual a água é o solvente e o açúcar é o soluto.

São inúmeras as soluções presentes em nosso cotidiano, principalmente as soluções aquosas. Temos como exemplos os sucos de frutas, os refrigerantes (desconsiderando as bolhas de gás eventualmente presentes), a saliva, o plasma sanguíneo, a urina, a água da chuva e até mesmo a água potável (mineral).

Embora grande parte das soluções esteja no estado líquido, existem também soluções gasosas e soluções sólidas.

O ar atmosférico, convenientemente filtrado para eliminar partículas nele dispersas, é um exemplo de solução gasosa, na qual predominam o gás nitrogênio (cerca de 78%) e o gás oxigênio (cerca de 21%).

Entre as soluções sólidas, podemos destacar o ouro usado pelos joalheiros (mistura de ouro e cobre em proporção adequada) e o latão (mistura de cobre e zinco em proporção adequada).

Fonte: CANTO, Eduardo Leite do. Ciências Naturais: Aprendendo com o cotidiano. São Paulo: Editora Moderna, 2009.

sábado, 23 de fevereiro de 2013

Substâncias químicas


Os químicos consideram que uma substância é uma porção de matéria que tem propriedades bem definidas e que lhe são características. Entre essas propriedades estão o ponto de fusão, o ponto de ebulição, a densidade, o fato de ser inflamável ou não, a cor, o odor etc.

Duas substâncias diferentes podem, eventualmente, possuir algumas propriedades iguais, mas nunca todas elas.

Uma substância pura, como o próprio nome diz, está pura, ou seja, não está misturada com outra substância ou com outras substâncias. Em geral, quando um químico refere-se à substância água, por exemplo, ele está deixando subentendido que se refere à substância pura água.

Já uma mistura é a reunião de duas ou mais substâncias puras. A partir do momento em que elas são reunidas, deixam obviamente de serem consideradas substâncias puras. Elas passam a ser as substâncias componentes da mistura.

Ao adicionar um pouco de ferro em pó a um pouco de enxofre em pó, obtém-se uma mistura que não possui propriedades iguais em todos os seus pontos. Os pequenos fragmentos de ferro possuem as propriedades da substância ferro (cor cinza-metálico, PF = 1.538 ºC etc.) e os pequenos fragmentos de enxofre (cor amarela, PF = 115 ºC etc.).

Trata-se de uma mistura heterogênea, um tipo de mistura que não possui as mesmas propriedades em toda a sua extensão.

Por outro lado, se colocarmos uma pitada de açúcar numa porção de água pura e mexermos com uma colher por alguns minutos, obteremos uma mistura que possui as mesmas propriedades em toda a sua extensão. Assim, por exemplo, quaisquer porções dessa solução são incolores e têm a mesma densidade; enfim, compartilham as mesmas propriedades.

Esse é um exemplo de mistura homogênea, mistura que tem as mesmas propriedades em todos os seus pontos.

Número de fases

Podemos definir fase como uma porção de uma amostra de matéria que apresenta as mesmas propriedades. Uma fase pode apresentar-se contínua ou fragmentada em várias partes.

Para deixar isso mais claro, considere o caso da mistura de óleo e água. Trata-se de uma mistura heterogênea, na qual uma fase é óleo e a outra fase é água. Nesse exemplo, ambas as fases são contínuas.

Voltemos ao exemplo da mistura de ferro e enxofre. Nela, os grãozinhos de ferro constituem uma fase, e os grãozinhos de enxofres constituem outra fase. Diferentemente da mistura de água e óleo, nesse caso cada fase apresenta-se fragmentada em muitas partes.

Numa mistura de água e açúcar, que é homogênea, existe uma só fase. Isso pode ser generalizado para todas as misturas homogêneas. Já que apresentam as mesmas propriedades em todos os seus pontos, são constituídas necessariamente por uma única fase.

Assim, concluímos que uma mistura homogênea apresenta uma só fase e uma mistura heterogênea apresenta duas ou mais fases.

Fonte: CANTO, Eduardo Leite do. Ciências Naturais: Aprendendo com o cotidiano. São Paulo: Editora Moderna, 2009.

sexta-feira, 22 de fevereiro de 2013

Massa, volume e densidade

Todas as coisas que fazem parte do nosso mundo são feitas de matéria. Do ponto de vista científico, matéria é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço.

Massa é uma medida da inércia de um corpo, ou seja, quanto maior for a massa de um corpo, maior será a força resultante necessária para que ele adquira determinada aceleração.

A massa expressa a proporcionalidade entre a força resultante que atua sobre um corpo e a aceleração que ele adquire devido à atuação dessa força.

A massa é uma grandeza escalar expressa em quilograma (kg) e um importante submúltiplo dessa unidade é o grama (g). Um quilograma equivale a mil gramas (1 kg = 1.000 g).

O volume de uma porção de matéria expressa quanto espaço é ocupado por ela. Unidades importantes são o decímetro cúbico (dm³), o litro (L), o centímetro cúbico (cm³), o mililitro (mL) e o metro cúbico (m³).

1 dm³ = 1 L = 1.000 cm³ = 1.000 mL

1 cm³ = 1 mL

1 m³ = 1.000 dm³ = 1.000 L

A densidade de um objeto ou de uma amostra de certo material ou substância é o resultado da divisão da sua massa pelo seu volume.

A unidade da densidade é composta de uma unidade de massa dividida por uma unidade de volume, por exemplo, em g/cm³, g/L, kg/L etc.

Em equação: d = m/ V

Fatores que afetam a densidade

A densidade depende, em primeiro lugar, da substância ou do material considerado.

Em segundo lugar, a densidade de um mesmo material depende da temperatura. Uma mudança de temperatura provoca a dilatação (aumento de volume) ou a contração (diminuição do volume) do material, e isso interfere no valor da densidade.

As mudanças de estado físico provocam mudanças na densidade de uma substância. A água líquida, por exemplo, tem densidade 1 g/ cm³, e a água sólida (gelo) tem densidade 0,92 g/ cm³. Isso permite entender por que o gelo flutua na água.

Fonte: CANTO, Eduardo Leite do. Ciências Naturais: Aprendendo com o cotidiano. São Paulo: Editora Moderna, 2009.

domingo, 17 de fevereiro de 2013

Propriedades específicas da matéria


Algumas propriedades variam conforme as substâncias de que a matéria é feita.

Cor: Os diferentes materiais apresentam diferentes cores. A casca do tomate é vermelha, a gema do ovo é amarela, a grafite do lápis é preta e assim por diante.

Dureza: É definida pela resistência que sua superfície oferece quando riscada por outro material. Os materiais apresentam diferentes graus de dureza, ou seja, alguns são mais duros que outros. A substância mais dura que se conhece é o diamante. Ele é tão duro que é usado para riscar e cortar materiais como o vidro.

Brilho: É a propriedade que faz com que os corpos reflitam a luz de modo diferente. Essa característica varia de material para material. Os metais apresentam um brilho típico, conhecido como brilho metálico. Alguns materiais não apresentam brilho algum, como é o caso da madeira e do couro. Já as pedras preciosas, quando lapidadas apresentam grande brilho.

Maleabilidade: É a propriedade que permite que a matéria seja moldada. Isso é possível de ser feita com a maioria dos metais, como o ferro, o ouro, o alumínio, o cobre, mas não com a madeira e outros materiais não-maleáveis.

Ductilidade: É a propriedade que permite transformar materiais em fio. É o caso do cobre, usado em forma de fios em instalações elétricas, e do ferro, usado na fabricação de arames.

Fonte: César & Sezar & Bedaque. Ciências: Entendendo a natureza – A matéria e a energia. São Paulo: Editora Saraiva, 2001.
Fonte: BARROS & PAULINO. Física e Química. São Paulo: Editora Ática, 2001.

sábado, 16 de fevereiro de 2013

Propriedades gerais da matéria



As propriedades gerais são aquelas comuns a toda espécie de matéria, independente da substância de que ela é feita.

Extensão: É a propriedade que a matéria tem de ocupar um lugar no espaço que corresponde ao seu volume. A unidade padrão de volume é o metro cúbico (m³), mas o litro (L) é também muito usado.

Massa: É a quantidade de matéria que forma um corpo. A unidade padrão de massa é o quilograma (kg).

Inércia: É a tendência natural que os corpos têm de manter seu estado de repouso ou de movimento numa trajetória reta. 

A medida da inércia de um corpo é correspondente à de sua massa. Assim, quanto maior a massa de um corpo, maior será a sua inércia (apresentará maior resistência à mudança do seu estado de repouso ou de movimento).

Impenetrabilidade: É a propriedade que os corpos materiais têm de não poder ocupar um mesmo lugar ao mesmo tempo.

Compressibilidade: É a propriedade que um corpo tem de ter seu volume reduzido quando submetido a determinada pressão. Isso ocorre porque a pressão diminui os espaços existentes entre as partículas constituintes do corpo.

Os gases podem ser mais comprimidos do que os líquidos. Os líquidos e os gases voltam ao seu estado anterior depois de cessada a compressão. Já os sólidos, em geral, se deformam.

Elasticidade: É a propriedade que um corpo tem de voltar a sua forma inicial, cessada a compressão a que estava submetido.

A elasticidade, assim como a compressibilidade, varia de um corpo para outro. Os gases, que são mais compreensíveis do que os líquidos, apresentam maior elasticidade. Já entre os sólidos, que geralmente se deformam com a compressão, há alguns que apresentam certa elasticidade, como uma borracha ou uma mola. Esses corpos, cessada a compressão que atua sobre eles, voltam a sua forma inicial.

Indestrutibilidade: É a propriedade que a matéria tem de não poder ser criada nem destruída – apenas transformada. Essa propriedade constitui um dos princípios básicos da química, ciência que estuda as transformações das substâncias.

Divisibilidade: É a propriedade que a matéria apresenta de ser dividida. A quantidade de água em um copo pode ser dividida em porções menores, até chegar a uma gota ou até mesmo uma molécula.

Fonte: César & Sezar & Bedaque. Ciências: Entendendo a natureza – A matéria e a energia. São Paulo: Editora Saraiva, 2001.

Fonte: BARROS & PAULINO. Física e Química. São Paulo: Editora Ática, 2001.

sábado, 9 de fevereiro de 2013

Mudanças de estado físico da matéria


O aumento da temperatura faz com que as moléculas ou partículas da matéria se movimentem com maior velocidade.

Já o aumento da pressão faz com que as moléculas fiquem mais próximas. Uma atua contrariamente ao outro.

Se quisermos manter a matéria no mesmo estado físico, devemos compensar qualquer mudança nas condições de pressão com outra mudança na temperatura, e vice-versa.

Fusão: É a passagem de uma substância do estado sólido para o estado líquido. Os sólidos puros sofrem fusão sempre a uma temperatura e pressão determinadas. A essa temperatura chamamos ponto de fusão. Até o fim de todo processo de fusão, essa temperatura permanece inalterada.

A fusão é um processo muito importante para a indústria. Dela depende a fabricação de objetos de metal. O metal é derretido em fornos de altíssima temperatura e depois recolhido em fôrmas especiais.

Solidificação: É a transformação de uma substância do estado líquido para o estado sólido. É o processo inverso ao da fusão. O ponto de solidificação é o mesmo que o de fusão. Como na fusão, a temperatura permanece constante durante todo o processo.

O processo de solidificação também é muito importante para a indústria de metais. Depois de fundidos, os metais são esfriados para tomarem a forma definitiva dos objetos desejados.

Vaporização: É a transformação de uma substância do estado líquido para o estado gasoso. Existem dois tipos de vaporização: ebulição e evaporação.

A ebulição ocorre quando fornecemos calor a um líquido ou reduzimos a pressão que atua sobre ele. Colocando-se uma panela com água sobre uma fonte de calor, após um certo tempo a água começará a ferver, isto é, entrará em ebulição, e bolhas de vapor se formarão em toda a parte líquida.

Durante todo o processo de ebulição, ou seja, até que todo o líquido se vaporize, a uma pressão constante, a temperatura permanece constante. A essa temperatura denominamos ponto de ebulição, que é particular a cada líquido puro.

Ao contrário do ponto de fusão, o ponto de ebulição é bastante sensível à variação da pressão externa. O aumento da pressão externa faz com que o ponto de ebulição de um líquido puro aumente, ocorrendo o inverso quando a pressão externa é diminuída.

A evaporação é a mudança lenta de uma substância líquida em vapor. Pode ocorrer espontaneamente, dependendo das condições ambientais. Podemos constatar a evaporação na secagem de roupas no varal, de poças de água, da água das chuvas, dos rios, etc.

Fatores que favorecem a evaporação são: o aumento da temperatura, a diminuição da pressão atmosférica, maior superfície de contato com o ambiente e a ventilação (quando o vento não traz umidade).

Um fenômeno interessante que pode ocorrer na vaporização de um líquido é a calefação. Se você pingar um pouco de água numa frigideira bem quente, as gotas logo se transformarão em vapor (elas entram em ebulição) produzindo um chiado característico.

Condensação: É a mudança de uma substância do estado gasoso para o estado líquido. A tampa da panela em que cozinhamos alimentos fica cheia de gotinhas de água. Isso ocorre porque durante a ebulição, a água se transforma em vapor que, ao tocar a superfície fria da tampa, volta novamente ao estado líquido. É o fenômeno da condensação, também chamado liquefação.

O vapor de água que sai do nosso corpo pela nossa expiração logo se transforma em líquido quando encontra uma superfície fria. Isso pode ser observado com mais frequência em dias frios.

Numa determinada pressão, cada substância se condensa a uma determinada temperatura. É seu ponto de condensação, que é igual ao ponto de ebulição.

Sublimação: É a passagem direta de uma substância do estado sólido para o estado de vapor, e vice-versa. Observamos isso com as bolinhas de naftalina colocadas em gavetas que diminuem de tamanho com o passar do tempo. 

Existem substâncias sólidas como a naftalina, a cânfora, o benjoim e o iodo, que nas condições habituais de pressão e temperatura em que vivemos se transformam espontaneamente em vapor, sem passar pelo estado líquido.

Quando o vapor dessas substâncias se resfria pode ocorrer o fenômeno inverso: voltam ao estado sólido. Ambos os fenômenos chamam-se sublimação.

Fonte: BARROS & PAULINO. Física e Química. São Paulo: Editora Ática, 2001.