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Propriedades
Físico–Químicas
da Água
Físico-Química
3º Ciclo
A Água na
Escola
Portugues
a
Molécula de água
• A forma da molécula de água deve-se à ligação
covalente entre o átomo de oxigénio e os dois
átomos de hidrogénio.
• A água apresenta uma fórmula estrutural
triangular, não linear, formando os átomos de
hidrogénio um ângulo de 104,5º entre si (Figura
1). [1]
2
cna
Figura 1 – Molécula de água
(Fonte: http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1583&evento=4)
Mudanças de estado físico
• A água encontra-se na natureza nos três
estados físico: sólido, liquido e gasoso.
• Quando sujeita a diferentes
temperaturas e pressões a água sofre
mudanças de estado físico (Figura 2).
3
cna
Figura 2 – Mudanças de estado físico da água
(Fonte: http://www.visitcentrodeportugal.com.pt/pt/parque-natural-do-tejo-internacional/)
Mudanças de estado físico
• Menor a agitação das partículas, forças de ligação mais fortes e maior grau
de organização.
4
cna
Diminuição da temperatura
Aumento da temperatura
• Maior a agitação das partículas, forças de ligação mais fracas e menor grau
de organização.
Ciclo da água
• A água na natureza sofre sucessivas transformações físicas que permitem a
sua circulação – ciclo da água (Figura 3).
5
cna
Figura 3 – Ciclo hidrológico
(Fonte: http://coberturadasnoticias.com/informacoes/ciclo-da-agua/)
• Por ação do Sol, a água líquida
presente nos oceanos, lagos e rios
evapora-se e, na forma de vapor,
sobe até à atmosfera, onde em
contacto com camadas mais frias
condensa e solidifica, originando as
nuvens.
• Em determinadas condições de
temperatura e pressão, a água
precipita regressando aos oceanos,
lagos e rios ou infiltrando-se na
Terra.
Ponto de fusão e ponto de ebulição
• Ponto de fusão é a temperatura a que a
substância sólida funde (passagem do
sólido para o líquido) a uma dada
pressão.
• Ponto de ebulição é a temperatura a que
uma substância líquida passa para o
estado gasoso, a uma dada pressão.
• A água à temperatura de 0ºC, passa do
estado sólido ao estado líquido (fusão) e
à temperatura de 100ºC passa do estado
líquido ao estado gasoso (vaporização).
6
cna
Figura 4 – Variação dos estados físicos da água com a temperatura
(Fonte: http://quimicamenteonline.blogspot.pt/2013/04/pontos-de-fusao-e-ebulicao.html
(adaptado))
Ponto de fusão e ponto de ebulição
• Quanto menor o ponto de ebulição, maior será a volatilidade de um líquido,
isto é, mais facilmente passa a vapor.
7
cna
Água Etanol
Aceton
a
Diminuição do ponto de ebulição
Líquido mais volátil
• Quanto existem substâncias dissolvidas na água, o ponto de solidificação da
água é menor e o ponto de ebulição é maior.
• É por esta razão que a água do mar ferve a uma temperatura superior a
100ºC e congela a uma temperatura inferior a 0ºC.
Ponto de fusão e ponto de ebulição
• É possível distinguir água pura de uma
solução aquosa medindo os pontos de
solidificação ou de ebulição. No caso
de ser uma solução aquosa, a
temperatura já não permanece
constante durante a fusão ou a
ebulição (Figura 5).
8
cna
Figura 5 – Variação das temperaturas de soluções aquosas durante a fusão e a
ebulição
(Fonte: Manual de Físico-Química de 7º ano)
Sabias que…
… coloca-se sal nas estradas
com gelo para promover a
fusão e, assim, evitar o
despiste dos veículos.
Solvente universal
• Uma das características principais da água
é a sua capacidade de dissolver quase
todas as substâncias, daí ser considerado
um solvente universal.
Exemplo experimental:
• Adição de açúcar (soluto) à água
(solvente). Até determinada quantidade o
açúcar ficará dissolvido obtendo-se, assim,
uma solução aquosa.
9
cna
Figura 7 – Obtenção de uma solução
(Fonte: http://soluquimicas.blogspot.pt/2013/04/soluciones-quimicas.html
Densidade
• Ao misturar-se água com azeite, estes
formam uma mistura heterogénea, em que
o azeite fica por cima e a água por baixo.
Tal acontece devido à densidade do azeite
ser menor do que da água.
10
cna
• Também o gelo flutua na água líquida por
ser menos denso que esta. A densidade do
gelo é de aproximadamente 0,9 g/cm3,
enquanto a da água líquida é de 1,0 g/cm3
(à temperatura ambiente e pressão
normal).
Densidade
11
cna
Figura 8 - Variação da densidade da água com a temperatura
(Fonte: https://www.todamateria.com.br/propriedades-da-agua/)
pH
• A água pura, sem substâncias dissolvidas
(destilada ou desionizada), tem um pH de
7, não sendo ácida (pH >7) nem básica
(pH<7).
• A água engarrafada, que contém diferentes
sais dissolvidos, geralmente, apresenta pH
próximo de 5,7 ou até mais de 6 (Figura 9).
12
cna
Figura 9 – Exemplo de rótulo de uma garrafa de água
(Fonte: https://www.deco.proteste.pt/casa-energia/agua/dicas/agua-engarrafada-como-decifrar-o-
rotulo)
As informações presentes neste documento tiveram como base o
Manual de Físico-Química do 7.º ano:
• Fiolhais, C., Gil, V., Costa, S., Fiolhais, M. “Universo FQ” Físico-Química do 7º ano.
Texto Editores, Lisboa, 2014. ISBN: 978-972-474-885-6
[1] Molécula de água. Disponível em: http://www.chem1.com/acad/sci/aboutwater.html.
Acedido a 9 de setembro de 2016.
Todas as informações de outra autoria encontram-se devidamente identificadas.
13
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  • 2. Molécula de água • A forma da molécula de água deve-se à ligação covalente entre o átomo de oxigénio e os dois átomos de hidrogénio. • A água apresenta uma fórmula estrutural triangular, não linear, formando os átomos de hidrogénio um ângulo de 104,5º entre si (Figura 1). [1] 2 cna Figura 1 – Molécula de água (Fonte: http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1583&evento=4)
  • 3. Mudanças de estado físico • A água encontra-se na natureza nos três estados físico: sólido, liquido e gasoso. • Quando sujeita a diferentes temperaturas e pressões a água sofre mudanças de estado físico (Figura 2). 3 cna Figura 2 – Mudanças de estado físico da água (Fonte: http://www.visitcentrodeportugal.com.pt/pt/parque-natural-do-tejo-internacional/)
  • 4. Mudanças de estado físico • Menor a agitação das partículas, forças de ligação mais fortes e maior grau de organização. 4 cna Diminuição da temperatura Aumento da temperatura • Maior a agitação das partículas, forças de ligação mais fracas e menor grau de organização.
  • 5. Ciclo da água • A água na natureza sofre sucessivas transformações físicas que permitem a sua circulação – ciclo da água (Figura 3). 5 cna Figura 3 – Ciclo hidrológico (Fonte: http://coberturadasnoticias.com/informacoes/ciclo-da-agua/) • Por ação do Sol, a água líquida presente nos oceanos, lagos e rios evapora-se e, na forma de vapor, sobe até à atmosfera, onde em contacto com camadas mais frias condensa e solidifica, originando as nuvens. • Em determinadas condições de temperatura e pressão, a água precipita regressando aos oceanos, lagos e rios ou infiltrando-se na Terra.
  • 6. Ponto de fusão e ponto de ebulição • Ponto de fusão é a temperatura a que a substância sólida funde (passagem do sólido para o líquido) a uma dada pressão. • Ponto de ebulição é a temperatura a que uma substância líquida passa para o estado gasoso, a uma dada pressão. • A água à temperatura de 0ºC, passa do estado sólido ao estado líquido (fusão) e à temperatura de 100ºC passa do estado líquido ao estado gasoso (vaporização). 6 cna Figura 4 – Variação dos estados físicos da água com a temperatura (Fonte: http://quimicamenteonline.blogspot.pt/2013/04/pontos-de-fusao-e-ebulicao.html (adaptado))
  • 7. Ponto de fusão e ponto de ebulição • Quanto menor o ponto de ebulição, maior será a volatilidade de um líquido, isto é, mais facilmente passa a vapor. 7 cna Água Etanol Aceton a Diminuição do ponto de ebulição Líquido mais volátil • Quanto existem substâncias dissolvidas na água, o ponto de solidificação da água é menor e o ponto de ebulição é maior. • É por esta razão que a água do mar ferve a uma temperatura superior a 100ºC e congela a uma temperatura inferior a 0ºC.
  • 8. Ponto de fusão e ponto de ebulição • É possível distinguir água pura de uma solução aquosa medindo os pontos de solidificação ou de ebulição. No caso de ser uma solução aquosa, a temperatura já não permanece constante durante a fusão ou a ebulição (Figura 5). 8 cna Figura 5 – Variação das temperaturas de soluções aquosas durante a fusão e a ebulição (Fonte: Manual de Físico-Química de 7º ano) Sabias que… … coloca-se sal nas estradas com gelo para promover a fusão e, assim, evitar o despiste dos veículos.
  • 9. Solvente universal • Uma das características principais da água é a sua capacidade de dissolver quase todas as substâncias, daí ser considerado um solvente universal. Exemplo experimental: • Adição de açúcar (soluto) à água (solvente). Até determinada quantidade o açúcar ficará dissolvido obtendo-se, assim, uma solução aquosa. 9 cna Figura 7 – Obtenção de uma solução (Fonte: http://soluquimicas.blogspot.pt/2013/04/soluciones-quimicas.html
  • 10. Densidade • Ao misturar-se água com azeite, estes formam uma mistura heterogénea, em que o azeite fica por cima e a água por baixo. Tal acontece devido à densidade do azeite ser menor do que da água. 10 cna • Também o gelo flutua na água líquida por ser menos denso que esta. A densidade do gelo é de aproximadamente 0,9 g/cm3, enquanto a da água líquida é de 1,0 g/cm3 (à temperatura ambiente e pressão normal).
  • 11. Densidade 11 cna Figura 8 - Variação da densidade da água com a temperatura (Fonte: https://www.todamateria.com.br/propriedades-da-agua/)
  • 12. pH • A água pura, sem substâncias dissolvidas (destilada ou desionizada), tem um pH de 7, não sendo ácida (pH >7) nem básica (pH<7). • A água engarrafada, que contém diferentes sais dissolvidos, geralmente, apresenta pH próximo de 5,7 ou até mais de 6 (Figura 9). 12 cna Figura 9 – Exemplo de rótulo de uma garrafa de água (Fonte: https://www.deco.proteste.pt/casa-energia/agua/dicas/agua-engarrafada-como-decifrar-o- rotulo)
  • 13. As informações presentes neste documento tiveram como base o Manual de Físico-Química do 7.º ano: • Fiolhais, C., Gil, V., Costa, S., Fiolhais, M. “Universo FQ” Físico-Química do 7º ano. Texto Editores, Lisboa, 2014. ISBN: 978-972-474-885-6 [1] Molécula de água. Disponível em: http://www.chem1.com/acad/sci/aboutwater.html. Acedido a 9 de setembro de 2016. Todas as informações de outra autoria encontram-se devidamente identificadas. 13 cna