Propriedades Físicas da Matéria
Objetivos:
Entender:
- Os estados físicos da matéria;
- As mudanças de estado físico da matéria;
- Ponto de Fusão (PE) e ponto de Ebulição (PE),
- A utilização de um software sobre os estados físicos da matéria para melhor compreensão do assunto.
Fundamentação teórica
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| Figura 1- Mudanças de estados físicos da matéria |
Existem três estados físicos da matéria podendo ser encontrados
na natureza como sólido, líquido e gasoso. Sendo exemplos desses três estados
respectivamente: as calotas polares, os rios e as nuvens. Entre eles podem
acontecer algumas mudanças em seus estados físicos, sendo elas: Fusão; Vaporização
(evaporação, ebulição e calefação); Liquefação ou condensação, Solidificação e
a Sublimação (ressublimação).
Na passagem do estado sólido para o líquido ocorre uma
mudança denominada de Fusão e o
inverso chama-se Solidificação. Do
estado líquido para o gasoso temos a Vaporização,
que se classifica em outras três passagens (evaporação, ebulição e calefação); e
o inverso dessa passagem é a Liquefação
ou Condensação. Tem-se também a Sublimação que é a passagem do estado sólido
diretamente para o gasoso e a Ressublimação
que trata-se da passagem inversa.
A
matéria também apresenta Ponto de Fusão
(PE) e Ponto de Ebulição (PE). Entende-se
por ponto de fusão a temperatura em
que uma substância passa do estado sólido passa o estado líquido, e por ponto de ebulição a temperatura em que
uma substância líquida passa para o estado gasoso, à determinada pressão. Por
exemplo, a água pura passa do estado sólido para o estado líquido, sob pressão
de 1 atm, à temperatura de 0 ºC. Diz-se assim que o Ponto de Fusão da água pura
é 0 ºC. Já essa água pura passa do estado líquido para o estado gasoso, sob a
mesma pressão, à temperatura de 100 ºC. Diz-se assim que o Ponto de Ebulição da
água pura é 100 ºC.
O
ponto de fusão de uma substância, a uma determinada pressão, é um valor
constante, fator característico de uma substância pura, e por isso a sua
determinação constitui um dos métodos pelo qual pode-se calcular o grau de
pureza desta substância. Com isto, se ao determinamos o ponto de fusão de uma
substância que pensamos ser pura e durante a sua fusão existirem variações de
temperatura superiores a 1°C, essa substância não pode ser considerada uma
substância pura.
Já
o ponto de ebulição não tem a mesma importância para a caracterização ou como
critério de pureza de uma substância, mas tal como no ponto de fusão quando se
determina o ponto de ebulição de uma substância pura não é admissível que
surjam variações na temperatura superiores a 1°C, caso ocorra, teremos então
uma mistura.
Nas
famílias da tabela periódica ocorre um aumento nos pontos de fusão e ebulição
de cima para baixo, exceto nas famílias 1A e 2A, que é de baixo para cima. Nos
períodos, esse aumento se dá das laterais para o centro, o que pode ser visto
na Figura 2.
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| Figura 2- Variação nos PE e PF nas famílias na tabela periódica |
Pode-se
notar na Figura 2 um destaque dado aos elementos Tungstênio (W) e Carbono (C).
Isto se deve ao fato de “o elemento metálico de maior ponto de fusão ser o Tungstênio,
cujo valor é 3.410 ºC. O carbono, pela sua posição, deveria ter ponto de fusão
baixo, entretanto, a variedade grafite, que é uma estrutura com átomos
encadeados e fortemente ligados, apresenta ponto de fusão bastante alto, de
3.727 ºC”2.
Dica de Hoje: (Aplicação Prática da aula)
Software
Estados físicos da matéria básico, o software aborda os seguintes tópicos:
- Estados da Matéria
- Átomos
- Moléculas
Ele
permite que esquente, resfrie e comprima átomos e moléculas e veja como eles
passam de um estado físico para outro.
Alguns Objetivos de Aprendizagem
- Descrever as características dos três estados da matéria: sólido, líquido e gás;
- Predizer como variações de temperatura ou pressão mudam o comportamento das partículas;
- Comparar partículas em três diferentes fases;
- Explicar congelamento e fusão em nível molecular,
- Reconhecer que diferentes substâncias têm propriedades diferentes, incluindo temperaturas de fusão, congelamento e ebulição.
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| Figura 3- Imagem do simulador, moléculas dos estados sólido, líquido e gasoso |
Observa-se
que no estado sólido as moléculas estão bastante agregadas, no estado líquido
as moléculas estão próximas umas das outras e no estado gasoso as moléculas
estão afastadas umas das outras.
Como ter acesso ao software de simulação?
1º Passo: Baixar a plataforma Java
Endereço
de como baixar a plataforma Java: (caso já tenha baixado e instalado o Java,
desconsidere este passo).
2º Passo:
Entrar no PhET e fazer o seu registro (caso já tenha feito o registro,
desconsidere este passo).
Endereço
da plataforma PhET:
3°
Passo: Baixar o software de simulação
Endereço
do software de simulação dos estados físicos da matéria na plataforma PhET:
Referências
FELTRE, Ricardo.
Química Geral. -6. ed. São Paulo: Moderna, 2004.
PERUZZO, F. M.;
CANTO, E. L. do. Química na abordagem do
cotidiano. 4 ed. Moderna. São Paulo, 2006.
Ponto
de fusão e ebulição. Disponível em: http://www.infoescola.com/fisico-quimica/pontos-de-fusao-e-ebulicao/>. Acesso em: 28 mar. 2016
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