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Aula propriedade da materia

Aula sobre propriedade da matéria, estados da matéria, alotropia, transformações e questões voltada a vestibulares e Enem.

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Aula propriedade da materia

  1. 1. Prof. Paulo Assunção
  2. 2. Observando o ambiente que nos rodeia, notaremos coisas que podemos pegar, como uma banco de praça, árvores, caderno, alimentos, outras que podemos ver, como a lua, as estrelas, e outras ainda que podemos apenas sentir, como o vento, a brisa. Se colocarmos algumas destas coisas em uma balança, perceberemos que todas elas possuem uma quantidade de massa, medida em relação a um padrão pré- estabelecido. Tudo que ocupa lugar no espaço e tem massa é matéria. Todas essas coisas que observamos, têm características comuns: ocupam lugar no espaço e têm massa.
  3. 3. De acordo com as descobertas da física do século XX, também pode-se definir matéria como energia vibrando em baixa freqüência. Em física, matéria (do latim matéria, substância física) é qualquer coisa que possui massa, ocupa espaço e está sujeita a inércia. A matéria é aquilo que existe, aquilo que forma as coisas e que pode ser observado como tal; é sempre constituída de partículas elementares com massa não-nula (como os átomos, e em escala menor, os prótons, nêutrons e elétrons).
  4. 4. a) Matéria: é todo o material que possui massa e ocupa lugar no espaço, logo, apresenta volume. Como exemplo você pode descrever qualquer material que esteja nos estados sólido, líquido ou gasoso. Na ausência de matéria temos o vácuo. b) Corpo: é uma porção limitada da matéria. Como exemplo, pedaço de madeira, barra de ferro e outros. O corpo não tem uma determinada função para o nosso benefício. c) Fenômeno físico: quando um material sofre mudanças de estado físico, não alterando suas propriedades químicas. Como exemplo, água no estado sólido, o gelo. Esse fenômeno é reversível. d) Fenômeno químico: é quando um material sofre alteração na sua estrutura, o material em questão transforma-se em outro material. Se houver liberação de gases, mudança de coloração e/ou liberação de energia, dizemos que é um fenômeno químico e o processo é irreversível. Como exemplo temos a ferrugem de uma barra de ferro. e) Substâncias: tipo específico de material que forma um determinada matéria, apresenta características próprias, como exemplo temos a água (H2O), água oxigenada (H2O2). f) Objeto : é uma porção limitada de matéria. A diferença entre corpo e objeto está na utilização em nosso benefício. No corpo foi dado o exemplo de pedaço de madeira, já no objeto, uma colher de pau.
  5. 5. • Substância pura: possuem um único tipo de substância, composição definida em P.F e P.E constantes. Podem ser: Simples formada por um único tipo de elemento químico. Ex: O2, Cl2, Br2,I2 e O3. Compostas formada por mais de um tipo de elemento químico. Ex: H2O, CO2, NaCl, H2SO4. CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA
  6. 6. CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA • Mistura: possuem duas ou mais substâncias diferentes que são reunidas em um só espaço. Podem ser: Homogênea que apresenta aspecto visual uniforme, é constituído por uma fase. Ex: ar atmosférico filtrado, água potável, água mais álcool. Heterogênea apresenta aspecto visual descontínuo por mais de uma fase. Ex: água e óleo, granito (mica, quartzo e feldspado).
  7. 7. (ENEM – 2003) Produtos de limpeza, indevidamente guardados ou manipulados, estão entre as principais causas de acidentes domésticos. Leia o relato de uma pessoa que perdeu o olfato por ter misturado água sanitária, amoníaco e sabão em pó para limpar um banheiro: A mistura ferveu e começou a sair uma fumaça asfixiante. Não conseguia respirar e meus olhos, nariz e garganta começaram a arder de maneira insuportável. Saí correndo à procura de uma janela aberta para poder voltar a respirar. O trecho sublinhado poderia ser reescrito, em linguagem científica, da seguinte forma: a) As substâncias químicas presentes nos produtos de limpeza evaporaram. b) Com a mistura química, houve produção de uma solução aquosa asfixiante. c) As substâncias sofreram transformações pelo contato com o oxigênio do ar. d) Com a mistura, houve transformação química que produziu rapidamente gases tóxicos.. e) Com a mistura, houve transformação química, evidenciada pela dissolução de um sólido.
  8. 8. (ENEM-2004) Já são comercializados no Brasil veículos com motores que podem funcionar com o chamado combustível flexível, ou seja, com gasolina ou álcool em qualquer proporção. Uma orientação prática para o abastecimento mais econômico é que o motorista multiplique o preço do litro da gasolina por 0,7 e compare o resultado com o preço do litro de álcool. Se for maior, deve optar pelo álcool. A razão dessa orientação deve-se ao fato de que, em média, se com um certo volume de álcool o veículo roda dez quilômetros, com igual volume de gasolina rodaria cerca de a) 7 km. b) 10 km. c) 14 km.. d) 17 km. e) 20 km
  9. 9. Resolução: •Cálculo do gasto com gasolina para rodar 10km. comparando com o volume V, necessário para que rodem 10km com álcool, temos: Volume Quilômetros Logo, o valor em reais é igual a Pg (sendo Pg o preço de um litro de gasolina). Ainda, do enunciado, para optar pelo álcool, devemos ter: Portanto, com igual volume de gasolina, o veículo rodaria no máximo cerca de 14km. Resposta: C
  10. 10. É quando os átomos das moléculas constituintes da matéria estão em um estado de agitação baixo, podendo ser concentrados mais átomos em um mesmo espaço físico. A sua forma e volume são fixos. Estados físicos da matéria ou fases são as diferentes formas de como uma substância pode se apresentar no espaço. Os principais são: Bola de bilhar. Exemplo: Pode ser colocada em qualquer tipo de recipiente que ela não tomará a forma do recipiente, e o seu volume não vai aumentar ou diminuir. Estados físicos da matéria Sólido:
  11. 11. Ocorre quando as moléculas já estão um pouco mais dispersas em relação à mesma matéria no estado sólido. Substâncias no estado líquido têm volume fixo, porém a sua forma pode variar. Líquido Taça de água Exemplo: Por exemplo, a água. Se estiver em um copo, toma a forma do copo, se estiver na jarra, fica na forma da jarra.
  12. 12. Acontece quando as partículas que formam a matéria estão bastante afastadas, dispersas no espaço. Por isto, elas podem ter a forma e o volume variáveis. Gasoso O oxigênio pode ser comprimido dentro de um cilindro e tomando a forma do mesmo. Exemplo: Cilindro de oxigênio
  13. 13. Mudanças de estado físico da matéria A influência de fatores externos como pressão e temperatura fazem com que a matéria se apresente ora em um, ora em outro estado físico. As mudanças de um estado físico para outro recebem denominações específicas: Sólido Líquido Fusão
  14. 14. Líquido Sólido Solidificação Líquido Gasoso Vaporização
  15. 15. Gasoso Líquido Condensação
  16. 16. Sólido Gasoso Sublimação Ex: Processo de transformação da neve ou gelo em vapor de água sem passar pelo estado líquido. Outro exemplo: naftalina usada para evitar o ataque de traças em roupas e livros:
  17. 17. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO Curiosidades Por que os vidros dos carros embaçam em dias de chuva? Porque a temperatura do interior do veículo é maior que a temperatura externa e o vapor de água eliminado pela respiração e pelo suor se condensa ao encontrar uma superfície fria (os vidros)
  18. 18. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO Curiosidades Que são os rastros deixados pelos jatos? Devido à altitude e a baixa temperatura, os vapores de água dos motores se congelam, formando uma fumaça. Tempo seco, logo o rastro desaparece. Tempo úmido, forma a cauda.
  19. 19. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO Curiosidades Em dias frios, sai de nossa boca e nariz uma espécie de fumaça. Como ela é formada? Nosso corpo libera vapor d’água; este, em contato com o ar frio que nos cerca, condensa-se, transformando-se em gotículas de água.
  20. 20. PROPRIEDADES FÍSICAS SUBSTÂNCIAS PURAS
  21. 21. TEMPERATURAS DE EBULIÇÃO
  22. 22. PROPRIEDADES FÍSICAS SUBSTÂNCIAS PURAS ALOTROPIA
  23. 23. PROPRIEDADES FÍSICAS SUBSTÂNCIAS PURASALOTROPIA DIAMANTE - Hibridação sp3 - Está no centro de um tetraedro ligado a 4 outros átomos de C - É metaestável (maior H) GRAFITE - Hibridação sp2 - Está ligado a 3 átomos numa estrutura hexagonal plana. - É estável (H = 0, por convenção) - Conduz corrente na direção paralela. NANOTUBOS - Hibridação sp2 formando hexágonos e pentágonos
  24. 24. PROPRIEDADES FÍSICAS SUBSTÂNCIAS PURAS DENSIDADE
  25. 25. PROPRIEDADES FÍSICAS MISTURAS
  26. 26. PROPRIEDADES FÍSICAS MISTURAS ESPECIAIS Mistura Eutética Sólidos especiais. Ex.: Solda 37% Pb, 63% Sn Mistura Azeotrópica Líquidos especiais. Ex.: Acetona 86,5% Acetona, 13,5% Metanol
  27. 27. PROPRIEDADES FÍSICAS MISTURAS FASE E COMPONENTE
  28. 28. PROPRIEDADES FÍSICAS MISTURAS FASE E COMPONENTE GRANITO Pedra composta por três tipos de rocha: - Quartzo - Mica - Feldspato
  29. 29. TRANSFORMAÇÕES / FENÔMENOS TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS Não produzem novas substâncias.
  30. 30. TRANSFORMAÇÕES / FENÔMENOS TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS Não produzem novas substâncias.
  31. 31. Fenômenos Físicos: É todo fenômeno que ocorre sem que haja a formação de novas substâncias. As mudanças de estado físico sofridas pelas substâncias são fenômenos físicos. Exemplos: • A fusão do gelo • Cortar o papel com uma tesoura • A ebulição da água • Dilatação dos corpos • A queda de um copo
  32. 32. TRANSFORMAÇÕES / FENÔMENOS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS Produzem novas substâncias.
  33. 33. TRANSFORMAÇÕES / FENÔMENOS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS Produzem novas substâncias.
  34. 34. Fenômenos Químicos: Os fenômenos químicos são também denominados REAÇÕES QUÍMICAS. As reações químicas são representadas graficamente por meio de EQUAÇÕES QUÍMICAS. É todo fenômeno que ocorre com a formação de novas substâncias. Exemplos: • Enferrujamento do ferro • Respiração dos seres vivos • Fazer um bolo • Digestão Um fenômeno químico acontece quando há uma alteração na estrutura atômica dos elementos envolvidos (na maioria das vezes irreversível).
  35. 35. SERARAÇÃO DE Misturas Heterogêneas Métodos Antigos LEVIGAÇÃO PENEIRAÇÃO ou TAMISAÇÃO CATAÇÃO
  36. 36. Misturas Heterogêneas Métodos Antigos VENTILAÇÃO SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
  37. 37. Misturas Heterogêneas FLOTAÇÃO DISSOLUÇÃO FRACIONADA
  38. 38. Misturas Heterogêneas FILTRAÇÃO
  39. 39. Misturas Heterogêneas Exemplo: em fábricas de cerâmica e porcelana, mói-se a argila em suspensão na água e filtra-se a pasta a vácuo, a fim de eliminar o excesso de água.
  40. 40. Misturas Heterogêneas DECANTAÇÃO Centrifugação: acelera a decantação
  41. 41. Misturas Heterogêneas Exemplo: óleo (menos denso) da água (mais denso).
  42. 42. Misturas Homogêneas DESTILAÇÃO SIMPLES
  43. 43. Misturas Homogêneas DESTILAÇÃO FRACIONADA
  44. 44. Misturas Homogêneas Exemplo: fracionamento do petróleo, utilizado na indústria petroquímica.
  45. 45. TRATAMENTO DE ÁGUA Coagulação Flocos de sujeira
  46. 46. DESTILAÇÃO DA CANA DE AÇÚCAR Curiosidade: No Brasil: teor alcoólico é de 38% à 54%
  47. 47. Posto Densidade do combustível (g/L) I 822 II 820 III 815 IV 808 V 805 ( ENEM 2001 – Questão 21) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses componentes são dadas na tabela. Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto, mediu a densidade de cada uma, obtendo: A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos (A) I e II. (B) I e III. (C) II e IV. (D) III e V. (E) IV e V.. Substância Densidade (g/L) Água 1000 Álcool 800
  48. 48. De acordo com o enunciado, em 1.000 ml de álcool hidratado, devemos encontrar até 40 ml de água. Os demais 960 ml são formados por álcool. Vamos calcular qual é a massa de 1.000 ml de álcool hidratado. Lembre que densidade é definida como a razão entre a massa e o volume. Representamos isso com a seguinte fórmula: d = m/V Usando a fórmula, concluímos que, em 1.000 ml de álcool, temos 768 g de álcool e 40 g de água. Massa de álcool: m = d.V = 800.960 = 768 g (Convertido de mg para g) Massa de água: m = d.V = 1000.40 = 40 g (Convertido de mg para g) Com esse cálculo, concluímos que 1.000 ml de álcool hidratado dentro das normas apresentam massa de, no máximo, 808 g (768 + 40). A densidade máxima do álcool é de 808 g/l. Qualquer amostra de álcool que tiver densidade superior a 808 g/l está fora do padrão legal porque provavelmente contém água em excesso.
  49. 49. ( ENEM 2003 – Questão34 ) Na música"Bye, bye, Brasil", de Chico Buarquede Holandae Roberto Menescal,os versos "puseram uma usina no mar talvez fique ruim pra pescar" poderiamestarsereferindoà usinanuclearde Angrados Reis,no litoraldo EstadodoRio deJaneiro. No caso de tratar-se dessausina, em funcionamentonormal,dificuldadespara a pesca nas proximidades poderiamser causadas (A) peloaquecimentodaságuas,utilizadaspararefrigeraçãodausina,quealterariaa faunamarinha. (B) pelaoxidaçãode equipamentospesadose pordetonaçõesque espantariamos peixes. (C) pelosrejeitosradioativoslançadoscontinuamenteno mar,que provocariama mortedos peixes. (D) pelacontaminaçãopor metaispesadosdosprocessosde enriquecimentodo urânio. (E) pelovazamentode lixoatômicocolocadoem tonéise lançadoao marnas vizinhançasda usina.
  50. 50. • Químico sueco Jacob Berzelius – Simbologia atualmente utilizada – Precursor da classificação dos elementos químicos • Metais e metaloides Nome Origem do nome Símbolo Carbono Carbo C Sódio Natrium Na Enxofre Sulfur S Mercúrio Hydragyrum Hg Cloro Chloros (grego) Cl Titânio Thetitans (inglês) Ti
  51. 51. • Químico russo Mendeleev – Ordem crescente de massa atômica – Repetição das propriedades • Lei Periódica de Mendeleev – Tabela com 12 linhas horizontais (períodos) e 8 linhas verticais (grupos ou colunas) Previu a existência de elementos químicos ainda desconhecidos pelo homem.
  52. 52. • Químico alemão Mendeleev
  53. 53. • Físico britânico Henry Moseley – Propriedades dos elementos químicos eram dadas pelo número atômico do elemento.
  54. 54. Questão básica de radioatividade, mais especificamente falando sobre a meia vida do Carbono 14. O carbono 14 é o único emissor natural e é usado para determinar a idade de múmias e animais fósseis. Esse cálculo poderá ser feito pela relação entre C-14 e C-12. Com o passar do tempo o Carbono 14 vai diminuindo. Resposta: Letra “A”
  55. 55. 1 18 MetaisAlcalinos 2 13 14 15 16 17 GasesNobres MetaisAlcalinos Terrosos GrupodoBoro Grupodo Carbono Grupodo Nitrogênio Calcogênios Halogênios Elementos de Transição • 18 colunas ou famílias: – Número de elétrons na camada de valência. 1 2 3 4 5 6 7 8
  56. 56. • 7 períodos – Indica a camada de valência 1 18 K 1 2 13 14 15 16 17 L 2 M 3 N 4 O 5 P 6 Q 7 Elementos de Transição
  57. 57. • Subníveis na tabela periódica 1 18 2 13 14 15 16 17 s p d Elementos de Transição f
  58. 58. Hidrogênio  Características da coluna 1 e 17 Metais  Bons condutores de eletricidade, maleabilidade e ductibilidade Ametais  Opacos, maus condutores de eletricidade e calor Gases Nobres  Não reagem facilmente com outros elementos 1 18 2 13 14 15 16 17
  59. 59. Metais - Eletropositivos - Sólidos; exceto o Hg (25°C, 1atm); - Brilho característico; - Dúcteis (fios); - Maleáveis (lâminas); - São bons condutores de calor e eletricidade.
  60. 60. -Eletronegativos; -Quebradiços; -Opacos; -Formam Compostos Covalentes (moleculares); - São Péssimos Condutores de Calor e Eletricidade (exceção para o Carbono). Ametais
  61. 61. - Foram Moléculas Monoatômicas; - São Inertes Mas Podem Fazer Ligações apesar da estabilidade (em condições especiais); - São Seis: He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn. Gases Nobres
  62. 62. Resumo Metais Ametais Gases nobres
  63. 63. 1 - São elementos líquidos: Hg e Br; 2 - São Gases: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Cl, N, O, F, H; 3 - Os demais são sólidos; 4 - Chamam-se cisurânicos os elementos artificiais de Z menor que 92 (urânio): Astato (At); Tecnécio (Tc); Promécio (Pm) 5 - Chamam-se transurânicos os elementos artificiais de Z maior que 92: são todos artificiais; 6 - Elementos radioativos: Do bismuto (83Bi) em diante, todos os elementos conhecidos são naturalmente radioativos. Notas:
  64. 64. Propriedades periódicas Eletronegatividade Eletropositividade Potencial de ionização Raio atômico Eletroafinidade Densidade
  65. 65. B C N O F Cl Br I H Fr Eletronegatividade É a capacidade que um átomo tem de atrair elétrons (ametais). Varia da esquerda para a direita e de baixo para cima, excluindo-se os gases nobres.
  66. 66. F H Li Na K Rb Cs Fr Eletropositividade ou Caráter Metálico: É a capacidade que um átomo tem de perder elétrons (metais). Varia da direita para a esquerda e de cima para baixo excluindo-se os gases nobres.
  67. 67. He Ne Ar Kr Xe Rn H Fr Potencial de Ionização É a energia necessária para arrancar um elétron de um átomo, no estado gasoso, transformando-o em um íon gasoso. Varia como a eletronegatividade e inclui os gases nobres. A segunda ionização requer maior energia que a primeira e, assim, sucessivamente.
  68. 68. HeH Li Na K Rb Cs Fr Raio Atômico É a distância que vai do núcleo do átomo até o seu elétron mais externo. Inclui os gases nobres.
  69. 69. H Fr Eletroafinidade É a energia liberada quando um átomo recebe um elétron (Afinidade Eletrônica). Varia como o Potencial de Ionização. Não inclui os Gases Nobres.
  70. 70. É a razão entre a massa e o volume do elemento. Varia das extremidades para o centro e de cima para baixo. Densidade Os Ir
  71. 71. He Ne Ar Kr Xe Rn H B C N O F Cl Br I Li Na K Rb Cs Fr Resumo das propriedades Eletronegatividade; Potencial de ionização; Eletroafinidade. Eletropositividade; Raio atômico
  72. 72. (FUVEST SP/2014) Observe a posição do elemento químico ródio (Rh) na tabela periódica. Assinale a alternativa correta a respeito do ródio. a) Possui massa atômica menor que a do cobalto (Co). b) Apresenta reatividade semelhante à do estrôncio (Sr), característica do 5º período. c) É um elemento não metálico. d) É uma substância gasosa à temperatura ambiente. e) É uma substância boa condutora de eletricidade.
  73. 73. ENEM 2016 – 1º DIA – PROVA BRANCA – QUESTÃO 65
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