Materiais

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição

Química 10.º ano Ano lectivo 2007/2008

Escola Secundária José Saramago

Marta Paulino e Ângela Patrício

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição

O que é um Material? É algo que tem massa e ocupa espaço.

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Classificação Materiais: Origem

Componentes

Substâncias

Misturas

Naturais

Sintéticos

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Materiais Naturais: obtêm-se directamente da natureza. ex: água, ar, sal,…

Materiais Sintéticos: produzidos por acção do ser humano através de processos de transformação. ex: vidro, papel, plástico,…

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Substâncias: y material constituído por um único componente; y composição definida; y propriedades próprias; y podem

ser

convertidas

noutras

denominados reacções químicas.

através

de

processos

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Substâncias

Simples ou Elementares unidades estruturais constituídas pelo mesmo elemento químico) Ex: He, O2, O3, S8,…

Compostas unidades estruturais constituídas por elementos químicos diferentes) Ex: H2O, CO2,NH3,…

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Substância “pura” não é sinónimo de substância elementar, qualquer substância elementar ou composta, pode encontrar-se pura ou impura. diamante (elementar) - carbono puro carvão - carbono impuro Água (composta) – substância pura Água do mar - substância impura

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Substâncias (propriedades físicas)

Pontos de fusão

Pontos de ebulição

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Ponto normal de fusão - Temperatura a que a substância passa do estado sólido (s) ao estado líquido (l) à pressão de 1 atm.

Ponto normal de ebulição - Temperatura a que a substância passa do estado líquido (l) ao estado gasoso (g) à pressão de 1 atm.

Algumas substâncias sublimam – não têm ponto de fusão e ebulição. Ex: iodo

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Matéria Estados físicos: sólido, líquido e gasoso Diferentes condições de temperatura e pressão Substância

Mudança de estado físico (transformação física)

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Representação química de uma substância Unidades estruturais

Átomos ex: Hidrogénio(H)

Moléculas

Iões

(conjunto de átomos ligados entre si)

(Átomos ou moléculas que perdem ou recebem electrões) -Catiões e aniões

ex: Metano (CH4)

ex: Cloreto de sódio (Na Cl )

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Modelo atómico actual:

O átomo é electricamente neutro: O número de protões do núcleo é igual ao número de electrões do átomo – número atómico (Z).

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Elemento químico: - conjunto de átomos idênticos entre si, todos com o mesmo número atómico;

- pode apresentar-se sob a forma de diferentes substâncias elementares. ex: Oxigénio (Z=8): oxigénio atómico (O), dioxigénio (O2) e ozono (O3)

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Elemento químico: Z= nº de protões = nº de electrões? Sim, para o átomo neutro, mas não para o ião.

Ex: átomo (O) – Núcleo ( 8 protões + 8 neutrões) + 8 electrões anião óxido (O2-) – Núcleo (8 protões + 8 neutrões) + 10 electrões

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Elementos H, He, C, O, Na, Ca

Substâncias Elementares He, Na, Ca

H2,O2,O3

Símbolos Substâncias Compostas H2O, CO2, NaCl, HCl, Na2SO4

Fórmulas

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Misturas: y Conjunto de duas ou mais substâncias; y Propriedades que resultam da combinação de cada uma das

substâncias que as constituem; y Podem ser separadas por processos físicos (decantação,

filtração, destilação,…).

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Coloidais

Misturas aspecto

Heterogéneas (suspensões)

macroscópico

Homogéneas (soluções)

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Processos físicos de separação de misturas: Misturas heterogéneas

Decantação – Baseia-se na diferença de densidade na mistura sólido – líquido ou na mistura de dois líquidos imiscíveis. Ex: água e terra; água e azeite

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Processos físicos de separação de misturas: Misturas heterogéneas

Filtração – Permite separar sólidos em suspensão num líquido por passagem através de material poroso. Dois tipos: filtração por gravidade e filtração a pressão reduzida

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Processos físicos de separação de misturas: Misturas heterogéneas

Centrifugação – por acção da força centrífuga as partículas sólidas em suspensão são projectadas para o fundo do recipiente.

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Processos físicos de separação de misturas: Misturas heterogéneas

Separação

magnética

–

Baseia-se

nas

diferentes

propriedades magnéticas dos componentes da mistura. Ex: mistura de enxofre com limalha de ferro

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Processos físicos de separação de misturas: Misturas homogéneas

Cromatografia – Baseia-se na diferente velocidade de passagem das diferentes substâncias que atravessam certos meios porosos. Ex: separação dos constituintes da tinta de um marcador

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Processos físicos de separação de misturas: Misturas homogéneas

Destilação simples – Permite a separação de um sólido – líquido ou dois líquidos com pontos de ebulição diferentes. Ex: água salgada

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Processos físicos de separação de misturas: Misturas homogéneas

Destilação fraccionada – Permite a separação mais eficaz de dois líquidos com pontos de ebulição mais próximos. Ex: petróleo bruto

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Materiais Existem na natureza? sim

não sim

foram transformados? não

Naturais

Processados produzidos por reacções químicas de síntese

Sintéticos

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Materiais Podem ser separados por processos físicos? sim

não Substâncias

Misturas

sim

Aspecto uniforme?

Homogéneas (soluções)

não

Heterogéneas (suspensões)

sim, podem ser decompostas por processos químicos sim não

Composta

Elementar

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Materiais : Utilidade para o homem; Produzidos para melhorar a qualidade de vida do ser humano; A sociedade tem preocupação com o impacto provocam sobre a natureza. E qual acção da Química neste contexto ?

Soluções

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‰ O que é uma solução?

‰ Soluto é sinónimo de solução?

‰ A água das salinas é igual à água do mar?

‰ Se misturar duas substâncias obtêm-se uma solução?

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição

¾ Uma solução é uma mistura homogénea de duas ou mais

substâncias na qual não se consegue observar a fase dispersa, mesmo ao microscópio;

¾ Nas soluções existe um solvente (fase dispersante) e um

soluto (fase dispersa);

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¾ O solvente tem sempre o mesmo estado físico da solução,

apresenta-se em maior quantidade do que o soluto e é também o mais volátil.

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Tipos de soluções:

y Sólidas

y Líquidas

y Gasosas

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Constituição das soluções: Solução

Estado Físico

Solvente

Soluto Principal

Latão

Sólido

Cobre

Zinco

Álcool a 96%

Líquido

Etanol

Água

Água do mar

Líquido

Água

Cloreto de sódio

Ar

Gasoso

Azoto

Oxigénio

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Concentração

mássica

de

uma solução é a massa do soluto

dissolvido

unidade

de

volume

solução

e

expressa-se

através

da

por da

seguinte

fórmula:

ρ soluto

msoluto = Vsolução

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição

™ A unidade do S.I. para a concentração mássica é o kg/m3,

mas a unidade mais utilizada é g/dm3.

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição A percentagem em massa é dada pela seguinte expressão:

%( m / m ) =

msoluto × 100 msolução

A fracção mássica do soluto é dada pela seguinte expressão:

wSoluto

msoluto = msolução

Módulo inicial Materiais: Diversidade e Constituição Análise de um rótulo de uma água: