Apresentação sobre a classificação, propriedades e transformações físicas da matéria.

1. Disciplina: Química
Profª: Alda Ernestina
07/05/2015
1
Pré-Vestibular Samora Machel
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Classificação,
propriedades e
transformações físicas da
matéria

2. E novamente iremos falar de matéria...
•Tudo que existe é formado por MATÉRIA
•Matéria é tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço
(ou seja, tem volume)
•Química é a ciência que estuda as propriedades e transformações
da matéria
Na 1ª aula vimos que:
Na aula de hoje veremos:
•Os estados físicos da matéria
•Os tipos de transformações sofridos pela matéria
• As propriedades da matéria
•A classificação da matéria

3. O que é um fenômeno?
Tudo que nos parece extraordinário
E para a ciências, o que é um fenômeno?
É qualquer acontecimento que possa ser observado e que ocorra na
natureza ou seja provocado experimentalmente
Exemplos de fenômenos naturais e artificiais
Para a química, consideramos fenômeno como sendo as transformações da matéria:
essas transformações podem ser QUÍMICAS ou FÍSICAS

4. FENÔMENOS QUÍMICOS
Alteram a composição da matéria, resultando na formação de
novas substâncias, ou seja, são as chamadas reações químicas
A oxidação de um prego é um exemplo de fenômeno químico, pois é
formada uma nova substância
4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3
A queima do carvão em uma churrasqueira também é um fenômeno
químico, que consiste na reação do carvão (C) com O2 do ar,
produzindo
gás carbônico (CO2)
C (s) + O2 (g) CO2
No interior de uma pilha ocorre uma reação química que produz energia
elétrica
Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2
Um fenômeno químico nada mais é que uma reação química qualquer

5. FENÔMENOS FÍSICOS
NÃO alteram a composição da matéria, ou seja, não ocorre reação
química, alteram apenas a estrutura da matéria
O derretimento do gelo é um exemplo de fenômeno físico, pois após
derreter o gelo continua sendo água
Ao misturarmos água e sal ocorre um fenômeno físico, pois a água não
reage com o sal, apenas o solubiliza
A água evaporando em uma chaleira é um exemplo de fenômeno físico,
pois não há reação química, a água não deixa de ser água, há apenas
uma mudança de estado físico (de líquido para gasoso)
Os fenômenos químicos são irreversíveis enquanto os fenômenos físicos são
reversíveis

6. ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA
A matéria pode se apresentar sob diferentes estados físicos que são:
Sólido Líquido Gasoso
Volume e forma definidos
Alta organização das partículas
Volume definido
Forma variável
Organização intermediária
Volume e forma variáveis
Máxima desorganização
das partículas
A água ocorre sob os três estados físicos
Gelo – sólido
Água líquida – líquido
Vapor de água – gasoso

7. MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS
Ao receber ou perder energia um estado pode ser convertido em outro, ocorrendo as
chamadas mudanças de estados físicos, que são exemplos de fenômenos físicos
Fusão – passagem do estado SÓLIDO para o LÍQUIDO
Solidificação – passagem do estado LÍQUIDO para o SÓLIDO
Vaporização – passagem do estado LÍQUIDO para o estado de VAPOR
Condensação ou liquefação – passagem do estado GASOSO para o LÍQUIDO
Sublimação – passagem do estado SÓLIDO para o GASOSO, sem passar pelo estado líquido

8. Vamos praticar?
À temperatura ambiente (25ºC) qual o estado físico de cada uma das
substâncias a seguir?
Ponto de fusão – temperatura em que uma substância passa do estado sólido para o
estado líquido. Ex: derretimento do gelo, ponto de fusão = 0 °C
Ponto de ebulição – temperatura em que uma substância passa do estado líquido para o
estado gasoso. Ex: água fervendo em uma chaleira, ponto de ebulição = 100 °C
Líquido
Gasoso
Líquido
Sólido

9. Vamos praticar?
Qual o estado físico das substâncias da tabela abaixo, quando as
mesmas se encontram no deserto da Arábia, à temperatura de 50°C?
Líquido
Gasoso
Líquido
Líquido
Gasoso

10. MATÉRIA, CORPO E OBJETO
•Matéria - tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço
•Corpo – porção limitada da matéria
•Objeto – corpo com função definida

11. Matéria
Corpo
Objeto

12. Propriedades
da matéria
Gerais
Funcionais
Específicas
Propriedades GERAIS – são propriedades comuns a toda e qualquer espécie de
matéria, independente da substância que a compõe.
Propriedades FUNCIONAIS – são propriedades observadas somente em
determinados grupos de matéria.
Propriedades ESPECÍFICAS – são propriedades que permitem identificar uma
determinada espécie de matéria. Se dividem em 3 tipos.
Massa
Volume
Dependem da função química
Organolépticas
Químicas
Físicas
ponto de fusão,
ponto de ebulição
densidade
PROPRIEDADES DA MATÉRIA

13. Massa – refere-se a quantidade de matéria contida em um corpo ou objeto
Principais grandezas
Volume – espaço ocupado por um corpo ou objeto
Densidade – razão entre a massa e o volume ocupado por um corpo ou objeto

14. DENSIDADE
Por que o chumbo afunda e a madeira flutua na água?
Para responder a esta pergunta devemos observar qual a massa contida em um volume
igual das três substâncias
d = 0,80 g/cm3
d = 1 g/cm3
d = 11,4 g/cm3
Neste caso, como temos volumes iguais, a substância que apresenta a maior massa,
será a mais densa (apresenta maior densidade).
d Chumbo > d Água > d madeira
Unidade no SI = g/mL ou g/cm3

15. Um pouco mais sobre densidade
Por que um navio, mesmo sendo muito pesado não afunda?
Um navio apesar de ser muito pesado, tem sua massa
distribuída em um volume muito grande e por
isso apresenta densidade menor que a da água
E por que um submarino afunda?
Quando está vazio o submarino flutua, pois é menos denso que a água.
Para que ele afunde é necessário aumentar seu peso, o que se consegue
armazenando água em reservatórios em seu interior, tornando-o mais
denso que a água.
Por que o gelo flutua na água?
O gelo apresenta menor densidade que a água líquida, devido à forma
como as moléculas de água se organizam no estado sólido, há um
aumento no volume e consequente diminuição da densidade.

16. Exercícios sobre densidade
1. O bromo é um líquido vermelho acastanhado com densidade de 3,10 g/mL.
Que volume ocupa uma amostra de 88,5 g de bromo?
d = 3,1 g/mL
m = 88,5 g
V = ?
d = m/V
3.1 = 88,5 / V
3.1 x V = 88,5
V = 28.5 mL
2. A densidade do selênio é 4,79 g/cm3
. Qual a massa em kg contida em de 6,5 cm3
de selênio?
d = 4,79 g/cm3
V = 6,5 cm3
m = ?
d = m/V
4,79 = m / 6,5
m = 4,79 x 6,5
m = 31, 1 g
: 1000
m =0,0311
3. Um bloco de ferro com d = 7,6 g/cm3
tem as seguintes dimensões: 20cm x 30cm x 15cm.
Determine a massa, em kg, do bloco.
d = 7,6 g/cm3
V = 20 x 30 x 15 = 900 cm3
m = ?
d = m/V
7,6 = m / 900
m = 7,6 x 900
m = 6840 g
: 1000
m =6,84 kg
V = 900 cm3
Volume de um bloco retangular = comp. X larg. X alt.

17. Neste caso conhecemos a densidade e
a massa de cada uma das substâncias,
temos que saber qual o volume ocupado
por cada uma delas.
Suponha que 1g seja a massa de cada
substância adicionada ao tubo.
Vamos calcular o volume que seria
ocupado em cada caso?
Água
d = m/v
1 = 1/v
V = 1 mL
Acetona
d = m/v
0,8 = 1/v
V = 1,25 mL
Clorofórmio
d = m/v
1,4 = 1/v
V = 0,71 mLAo invés de se fazer esses cálculos pode-se
simplesmente considerar que quanto MAIOR o
volume, MENOR será a densidade

18. CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA
MATÉRIA
Substância pura Mistura
Simples Composta
Homogênea
Heterogênea
Azeotrópica
Eutética
Substância pura – como o próprio nome sugere é uma substância pura, isenta de outras substâncias
e que apresenta propriedades físicas bem definidas.
Mistura – é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominadas componente.
A matéria se divide em dois tipos diferentes:
Substância pura e Mistura

19. Mas como são formadas as substâncias?
Átomo Elemento Molécula Substância
H
O
Conjunto de
átomos iguais
Unidade
fundamental
da matéria
Formada após
a combinação
dos elementos
H e O
Conjunto de
moléculas iguais
Letras Sílabas Palavra
Para ficar mais fácil de entender, podemos fazer uma analogia:
Frase
Átomo Elemento Molécula Substância

20. SUBSTÂNCIAS PURAS
Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas,
e por este motivo apresentam propriedades químicas e físicas próprias.
Substâncias simples – formada por um ou mais átomos
do mesmo elemento
H2, O2, O3, N2, C (graf.)
Substâncias compostas – formada por dois ou mais elementos
diferentes
H2O HCl CO2 HNO3

21. Misturas
Uma mistura é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas denominadas
componente.
O ar que respiramos é uma mistura formada por ...
gás nitrogênio (N2) = 78%
gás oxigênio (O2) = 20%
gás argônio (Ar) ≅ 1%
gás carbônico (CO2) ≅ 0,03
%
Cada um desses gases é chamado
de componente da mistura
O ouro 18 quilates é uma mistura formada por 3 componentes
ouro (Au) = 75%
prata (Ag) = 20%
cobre (Cu) = 5%
O combustível etanol é uma mistura formada por 2 componentes
etanol (C2H6O) ≅ 93%
água (H2O) ≅ 7%
Neste caso temos uma mistura formada por
3 substâncias simples
Neste caso temos uma mistura formada por
2 substâncias compostas

22. Classificação das Misturas
De acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classificá-la em função do
seu número de fases.
FASE – cada uma das porções que conseguimos ver (a olho nu ou não) na mistura
água + sal dissolvido
1 fase
óleo
água
2 fases
Em função do número de fases, as misturas são classificadas em:
HOMOGÊNEA – toda mistura que apresenta uma única fase. São denominadas soluções
HETEROGÊNEA – toda mistura que apresenta duas ou mais fases
Ex: água com açúcar, ar, água mineral
Ex: água e óleo; água e gelo; granito; areia e terra
Uma mistura formada por gases será sempre HOMOGÊNEA

23. Vamos praticar?
Classifique cada um dos sistemas abaixo quanto à composição.
Formado por átomos
de um mesmo elemento
Formado por átomos
de elementos diferentes
Formado por substâncias
diferentes
Substância simples Substância composta Mistura

24. Vamos praticar?
Classifique cada uma das misturas a seguir, quanto ao número de fases.
1 fase
Mistura
Homogênea
2 fases
Mistura
Heterogênea
1 fase
Mistura
Homogênea
2 fases
Mistura
Heterogênea
2 fases
Mistura
Heterogênea
Indique quantos componentes, quantas fases e qual o tipo de mistura.
água + açúcar água + giz água + óleo + sal água + sal + granito + açúcar
2 componentes
1 fase
Mistura HOMOGÊNEA
2 componentes
2 fases
Mistura HETEROGÊNEA
3 componentes
2 fases
Mistura HETEROGÊNEA
4 componentes
2 fases
Mistura HETEROGÊNEA

25. Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura?
Substância pura – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA
permanece CONSTANTE
t1 = início da fusão
t2 = fim da fusão
t3 = início da ebulição
t4 = fim da ebulição
Curva de aquecimento da água
A curva de aquecimento de uma
substância pura apresenta 2 patamares
Uma substância pura diferencia-se de uma mistura pelos valores de suas
propriedades específicas (ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade)
que como o próprio nome sugere são específicos para cada substância

26. Como diferenciamos uma substância pura de uma mistura?
Mistura comum – durante a fusão e ebulição a TEMPERATURA VARIA
t1 = início da fusão
t2 = fim da fusão
t3 = início da ebulição
t4 = fim da ebulição
Curva de aquecimento de uma mistura comum
A curva de aquecimento de uma
mistura comum NÃO apresenta
patamares

27. Dois tipos de misturas especiais
Existem algumas misturas com comportamento diferente do esperado, sua curva de
aquecimento apresenta um patamar. São de dois tipos:
Curva de aquecimento de uma mistura eutética
Mistura eutética – ponto de fusão
constante
Misturas eutéticas – apesar de ser uma mistura, comportam-se como se fossem uma
substância pura, pois durante a FUSÃO a temperatura permanece CONSTANTE
Exemplo de mistura eutética
Solda – liga metálica com 63% de estanho
+ 37% de chumbo

28. Dois tipos de misturas especiais
Curva de aquecimento de uma mistura azeotrópica
Mistura azeotrópica – ponto de ebulição
constante
Misturas azeotrópicas – apesar de ser uma mistura, comportam-se como se fossem uma
substância pura, pois durante a EBULIÇÃO a temperatura permanece CONSTANTE
Exemplo de mistura azeotrópica
álcool hidratado – 96% de etanol + 4% de água

29. Vamos praticar?
Observe as curvas de aquecimento e classifique cada um dos casos
T
tempo
Substância pura Mistura comum
Mistura azeotrópica
Mistura eutética
Tf e Te constante Tf e Te variáveis
Te constante
Tf variável
Tf constante
Te variável

30. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Na natureza raramente encontramos substâncias puras. Desta forma, para obtermos
uma determinada substância é necessário usar métodos de separação aplicáveis à
misturas homogêneas ou heterogêneas, dependendo do caso
Misturas Heterogêneas
Sólido + Líquido Sólido + Gasoso Líquido + Líquido Sólido + Sólido
Filtração Filtração Destilação
fracionada
Catação
No caso das misturas heterogêneas os principais processos de separação que
podem ser aplicados são:
Decantação
Centrifugação
Decantação
em funil
Peneiração
Separação
magnética

31. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido – Líquido)
Filtração – passa-se a mistura por um funil contendo papel filtro, onde
o sólido ficará retido.
Exemplos
água + areia
água + carvão
A filtração é também usada na separação de misturas de substâncias sólidas e gasosas, mas neste
caso ao invés de um funil, tem-se um filtro especial
Exemplos
ar + poeira
O aspirador de pó é usado para separar a poeira do ar.

32. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido – Líquido)
Centrifugação – é um processo que acelera a decantação dos componentes
da mistura entre um líquido e um sólido
Decantação – separa os componentes da mistura segundo sua densidade,
onde o componente mais denso deposita-se no fundo do recipiente
Exemplo
Água + barro
A centrifugação é muito utilizada em laboratórios. Um dos exemplos mais comuns é a
centrifugação do sangue humano para a realização do hemograma
Centrífuga

33. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Líquido– Líquido)
Decantação em funil – é aplicada na separação da mistura entre líquidos
imiscíveis
Destilação fracionada – separa os líquidos de uma mistura com base em
seus pontos de ebulição
Exemplo
água + álcool
O líquido que evapora primeiro é o de menor ponto de
ebulição, dizemos que ele é mais volátil
Coloca-se a mistura no funil, agita-se vigorosamente e em
seguida deixa em repouso, para que haja a decantação. Após a
decantação
abre-se a torneira e coleta-se cada um dos líquidos
Exemplo
água + óleo

34. SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (Sólido-Sólido)
Peneiração – consiste na separação de sólidos com tamanhos diferentes,
através do uso de uma peneira
Catação – consiste na separação manual dos sólidos de uma mistura, com
base em seu tamanho
A catação é um processo corriqueiro aplicado por
exemplo na separação dos grãos de feijão
Assim como a catação, a peneiração é um processo
corriqueiro aplicado por exemplo na separação dos
pedregulhos da areia. Sendo também utilizada no
garimpo do ouro
Separação magnética – consiste na separação de misturas que contém
componente(s) magnético(s), utilizando-se um imã
A separação magnética é também denominada
imantação e para que funcione, pelo menos um dos
componentes da mistura deve ser magnético e dos
demais não.