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Matéria, corpo e objeto
Em física, matéria (vem do latim materia, substância física) é
qualquer coisa que possui massa, ocupa lugar no espaço (física) 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). De acordo com as descobertas da física do século XX,
também pode-se definir matéria como energia
vibrando em baixa frequência. A concepção de matéria em
oposição a energia, que perdurava na Física desde a Idade Média,
perdeu um pouco do sentido com a descoberta (anunciada em teoria por Albert
Einstein) de que a matéria era uma forma de energia.
Podem existir três estados
de agregação da matéria, que variam conforme a temperatura
e a pressão
as quais se submete um corpo: o estado sólido, que é quando as
partículas elementares se encontram fortemente ligadas, e o corpo possui
tanto forma quanto volume definidos; o estado líquido, no qual as
partículas elementares estão unidas mais fracamente do que no estado sólido,
e no qual o corpo possui apenas volume definido; e o estado gasoso, no
qual as partículas elementares encontram-se fracamente ligadas, não tendo o
corpo nem forma nem volume definidos.
Além dos três principais
estados de agregação da matéria, há mais dois outros estados. Físicos do
final do século XX demonstraram que existe um quarto estado, o plasma,
no qual as moléculas já não existem mais e os átomos se encontram
desagregados em seus componentes. A temperaturas superiores a
1.000.000 °C, todas as substâncias se encontram no estado de plasma. Em
1925, Albert Einstein, juntamente a um físico indiano de nome Satyendra Nath Bose, previu que havia um
quinto estado da matéria, que só se manifestaria em temperaturas baixíssimas,
próximas do zero absoluto, valor até então impossível de ser atingido, que
equivale a -273,16 °C. O zero absoluto seria exatamente a temperatura de
um corpo no qual todos os átomos tivessem parado de se movimentar. O quinto
estado da matéria recebeu o nome de Condensado Bose-Einstein.
Matéria e Energia
Matéria
Matéria é tudo
o que tem massa e ocupa um lugar no espaço, ou seja, possui volume.
Ex.:
madeira, ferro, água, areia, ar, ouro e tudo o mais que imaginemos, dentro da
definição acima.
Obs.: a
ausência total de matéria é o vácuo.
Corpo
Corpo é
qualquer porção limitada de matéria.
Ex.:
tábua de madeira, barra de ferro, cubo de gelo, pedra.
Objeto
Objeto é um
corpo fabricado ou elaborado para ter aplicações úteis ao homem.
Ex.:
mesa, lápis, estátua, cadeira, faca, martelo.
Energia
Energia é a
capacidade de realizar trabalho, é tudo o que pode modificar a matéria, por
exemplo, na sua posição, fase de agregação, natureza química. È também tudo
que pode provocar ou anular movimentos e causar deformações.
Formas
de Energia
Energia
Cinética
Energia
cinética é a energia associada ao movimento e depende da massa (m) e da
velocidade (v) de um corpo.
É calculada
pela expressão:
E
= m.v2
2
Energia
Potencial
É aquela que
se encontra armazenada num determinado sistema e que pode ser utilizada a
qualquer momento para realizar uma tarefa.
Existem dois
tipos de energia potencial: a elástica e a gravitacional.
- A
energia potencial gravitacional está relacionada com uma
altura (h) de um corpo em relação a um determinado nível de referência.
É
calculada pela expressão: Epg = p.h ou Epg = m.g.h
- A
energia potencial elástica está associada a uma mola ou
a um corpo elástico.
É calculada
pela expressão:
Epe = k.x2
2
K= Constante
da mola (varia para cada tipo de mola, por exemplo, a constante da mola de um
espiral de caderno é bem menor que a constante da mola de um amortecedor de
caminhão)
X= Variação no
tamanho da mola
Energia
Mecânica Total
A energia
mecânica total de um corpo é constante e é dada pela soma das energias
cinética e potencial.
É
calculada pela expressão: Em = Ec + Ep
Obs. I: No
Sistema Internacional de Unidades (SI), a energia é expressa em joule (J).
Obs. II:
Existem outras formas de energia: energia elétrica, térmica, luminosa,
química, nuclear, magnética, solar (radiante).
Lei da
Conservação da Energia
A energia não
pode ser criada nem destruída. Sempre que desaparece uma quantidade de uma
classe de energia, uma quantidade exatamente igual de outra(s) classe(s) de
energia é (são) produzida(s).
Classificação
dos Sistemas
A partir das
noções de matéria e energia, podemos classificar os sistemas em função da sua
capacidade de trocar matéria e energia com o meio ambiente.
Sistema
Aberto
Tem a
capacidade de trocar tanto matéria quanto energia com o meio ambiente.
Ex.:
água em um recipiente aberto (a água absorve a energia térmica do meio
ambiente e parte dessa água sofre evaporação).
Sistema
Fechado
Tem a
capacidade de trocar somente energia com o meio ambiente. Esse sistema pode
ser aquecido ou resfriado, mas a sua quantidade de matéria não varia.
Ex.:
Um refrigerante fechado.
Sistema
Isolado
Não troca
matéria nem energia com o sistema.
Obs.: a rigor
não existe um sistema completamente isolado.
Ex.:
um exemplo aproximado desse tipo de sistema é a garrafa térmica.
Propriedades
da Matéria
Propriedades
são determinadas características que, em conjunto, vão definir a espécie de
matéria.
Podemos
dividi-las em 03 grupos: gerais, funcionais e específicas.
Propriedades
Gerais
São
propriedades inerentes a toda espécie de matéria.
- Massa:
é a medida da quantidade de matéria.
Obs.: é
importante saber a diferença entre massa e peso. O peso de um corpo é a força
de atração gravitacional sofrida pelo mesmo, ou seja, é a força de atração
que o centro da terra exerce sobre a massa dos corpos. O peso de um corpo irá
varia em função da posição que ele assumir em relação ao centro da terra,
enquanto a massa é uma medida invariável em qualquer local. Em Química
trabalhamos preferencialmente com massa.
- Extensão:
é o espaço que a matéria ocupa, é o seu volume.
- Inércia:
é a propriedade que os corpos têm de manter o seu estado de movimento ou
de repouso inalterado, a menos que alguma força interfira e modifique
esse estado.
Obs.: a massa
de um corpo está associada à sua inércia, isto é, a dificuldade de fazer
variar o seu estado de movimento ou de repouso, portanto, podemos definir
massa como a medida da inércia.
- Impenetrabilidade:
duas porções de matéria não podem ocupar, simultaneamente, o mesmo lugar
no espaço.
- Divisibilidade:
toda matéria pode ser dividida sem alterar a sua constituição, até certo
limite ao qual chamamos de átomo.
- Compressibilidade:
sob a ação de forças externas, o volume ocupado por uma porção de
matéria pode diminuir.
Obs.: de uma
maneira geral os gases são mais compressíveis que os líquidos e estes por sua
vez são mais compressíveis que os sólidos.
- Elasticidade:
Dentro de certo limite, se a ação de uma força causar deformação da
matéria, ela retornará à forma original assim que essa força deixar de
agir.
- Porosidade:
a matéria é descontínua. Isso quer dizer que existem espaços (poros)
entre as partículas que formam qualquer tipo de matéria. Esses espaços
podem ser maiores ou menores, tornando a matéria mais ou menos densa.
Ex.: a cortiça
apresenta poros maiores que os poros do ferro, logo a densidade da cortiça é
bem menor que a densidade do ferro.
Propriedades
Funcionais
São
propriedades comuns a determinados grupos de matéria, identificados pela
função que desempenham.
Ex.: ácidos, bases, sais, óxidos, alcoóis, aldeídos, cetonas.
Propriedades
Específicas
São
propriedades individuais de cada tipo particular de matéria.
Podem ser:
organolépticas, químicas ou físicas.
I-
Organolépticas
São
propriedades capazes de impressionar os nossos sentidos, como a cor, que
impressiona a visão, o sabor, que impressiona o paladar, o odor que
impressiona o nosso olfato e a fase de agregação da matéria (sólido, líquido,
gasoso, pastoso, pó), que impressiona o tato.
Ex.: água pura
(incolor, insípida, inodora, líquida em temperatura ambiente), barra de ferro
(brilho metálico, sólida)
II -
Químicas
Responsáveis
pelos tipos de transformação que cada matéria é capaz de sofrer.
Relacionam-se à maneira de reagir de cada substância.
Ex.:
oxidação do ferro, combustão do etanol.
III -
Físicas
São certos
valores encontrados experimentalmente para o comportamento de cada tipo de
matéria quando submetidas a determinadas condições. Essas condições não
alteram a constituição da matéria, por mais diversas que sejam. As principais
propriedades físicas da matéria são:
- Pontos
de fusão e solidificação
São as
temperaturas nas quais a matéria passa da fase sólida para a fase líquida e
da fase líquida para a sólida respectivamente, sempre em relação a uma
determinada pressão atmosférica.
Obs.: a
pressão atmosférica (pressão exercida pelo ar atmosférico) quando ocorre a 0°
C, ao nível do mar e a 45° de latitude, recebe o nome de pressão normal, à
qual se atribuiu, convencionalmente, o valor de 1 atm.
Ex.:
água 0° C; oxigênio -218,7° C; fósforo branco 44,1° C
Ponto
de fusão normal: é a temperatura na qual a substância passa da fase
sólida para a fase líquida, sob pressão de 1atm. Durante a fusão propriamente
dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de solidificação normal
de uma substância coincide com o seu ponto de fusão normal.
- Pontos
de ebulição e condensação
São as
temperaturas nas quais a matéria passa da fase líquida para a fase gasosa e
da fase gasosa para a líquida respectivamente, sempre em relação a uma
determinada pressão atmosférica.
Ex.:
água 100° C; oxigênio -182,8° C; fósforo branco 280° C.
Ponto
de ebulição normal: é a temperatura na qual a substância passa da
fase líquida à fase gasosa, sob pressão de 1 atm. Durante a ebulição
propriamente dita, coexistem essas duas fases. Por isso, o ponto de
condensação normal de uma substância coincide com o seu ponto de ebulição
normal.
É a relação
entre a massa e o volume ocupado pela matéria.
Ex.:
água 1,00 g/cm3; ferro 7,87 g/cm3.
- Coeficiente
de solubilidade
É a quantidade
máxima de uma matéria capaz de se dissolver totalmente em uma porção padrão
de outra matéria (100g, 1000g), numa temperatura determinada.
Ex.:
Cs KNO3 = 20,9g/100g de H2O (10° c)
Cs
KNO3 = 31,6g/100g de H2O (20° c)
Cs
Ce2(SO4)3 = 20,0g/100g DE H2O (0°
c)
Cs
Ce2(SO4)3 = 10,0g/100g DE H2O
(25° c)
É a
resistência que a matéria apresenta ao ser riscada por outra. Quanto maior a
resistência ao risco mais dura é a matéria.
Entre duas
espécies de matéria, X e Y, decidimos qual é a de maior dureza pela
capacidade que uma apresenta de riscar a outra. A espécie de maior dureza, X,
Risca a de menor dureza, Y. Podemos observar esse fato, porque sobre a
matéria X, mais dura, fica um traço da matéria Y, de menor dureza.
|
SUBSTÂNCIA
|
DUREZA
|
SUBSTÂNCIA
|
DUREZA
|
|
TALCO
|
01
|
FELDSPATO
|
06
|
|
GIPSITA
|
02
|
QUARTZO
|
07
|
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CALCITA
|
03
|
TOPÁZIO
|
08
|
|
FLUORITA
|
04
|
CORÍNDON
|
09
|
|
APATITA
|
05
|
DIAMANTE
|
10
|
É a
resistência que a matéria apresenta ao choque mecânico, isto é, ao impacto.
Dizemos que um material é tenaz quando ele resiste a um forte impacto sem se
quebrar.
Observe que o
fato de um material ser duro não garante que ele seja tenaz; são duas propriedades
distintas. Por exemplo: o diamante, considerado o material mais duro que
existe, ao sofrer um forte impacto quebra-se totalmente.
É a capacidade
que a matéria possui de refletir a luz que incide sobre ela. Quando a matéria
não reflete luz, ou reflete muito pouco, dizemos que ela não tem brilho. Uma
matéria que não possui brilho, não é necessariamente opaca e vice-versa.
Matéria opaca é simplesmente aquela que não se deixa atravessar pela luz.
Assim, uma barra de ouro é brilhante e opaca, pois reflete a luz sem se
deixar atravessar por ela.
AS
FASES DE AGREGAÇÃO DAS SUBSTÂNCIAS
Fase
Sólida
A
característica da fase sólida é a rigidez. As substâncias apresentam maior
organização de suas partículas constituintes, devido a possuir menor energia.
Essas partículas formam estruturas geométricas chamadas retículos
cristalinos. Apresenta forma invariável e volume constante.
Fase
Líquida
A
característica da fase líquida é a fluidez. As partículas se apresentam
desordenadas e com certa liberdade de movimento. Apresentam energia
intermediária entre as fases sólida e gasosa. Possuem forma variável e volume
constante.
Fase
Gasosa
A
característica da fase gasosa é o caos. Existem grandes espaços entre as
partículas, que apresentam grande liberdade de movimento. É a fase que
apresenta maior energia. Apresenta forma e volume variáveis.
Mudanças
De Fases Das Substâncias
O estado de
agregação da matéria pode ser alterado por variações de temperatura e de
pressão, sem que seja alterada a composição da matéria. Cada uma destas
mudanças de estado recebeu uma denominação particular:
- Fusão:
é a passagem da fase sólida para a líquida.
- Vaporização:
é a passagem do estado líquido para o estado gasoso.
Obs.: a
vaporização pode receber outros nomes, dependendo das condições em que o
líquido se transforma em vapor.
Evaporação:
é a passagem lenta do estado líquido para o estado de vapor, que ocorre
predominantemente na superfície do líquido, sem causar agitação ou o
surgimento de bolhas no seu interior. Por isso, é um fenômeno de difícil
visualização.
Ex.:
bacia com água em um determinado local, roupas no varal.
Ebulição:
é a passagem rápida do estado líquido para o estado de vapor, geralmente
obtida pelo aquecimento do líquido e percebida devido à ocorrência de bolhas.
Ex.:
fervura da água para preparação do café.
Calefação:
é a passagem muito rápida do estado líquido para o estado de vapor, quando o
líquido se aproxima de uma superfície muito quente.
Ex.:
Gotas de água caindo sobre uma frigideira quente.
- Sublimação:
é a passagem do estado sólido diretamente para o estado gasoso e
vice-versa.
Obs.: alguns
autores chamam de ressublimação a passagem do estado de
vapor para o estado sólido.
- Liquefação
ou condensação: é a passagem do estado gasoso para o
estado líquido.
- Solidificação:
é a passagem do estado líquido para o estado sólido.
Observe o
esquema abaixo:
Diferença
Entre Gás e Vapor
Vapor:
Designação dada à matéria no estado gasoso, quando é capaz
de existir em equilíbrio com o líquido ou com o sólido correspondente,
podendo sofrer liquefação pelo simples abaixamento de temperatura ou aumento
da pressão.
Gás:
Fluido, elástico, impossível de ser liqüefeito só por um aumento de pressão
ou só por uma diminuição de temperatura, o que o diferencia do vapor.
SUBSTÂNCIA PURA E MISTURA
A determinação
e a análise das propriedades específicas dos materiais do ambiente são formas
de se conseguir saber se uma determinada matéria é uma substância pura ou uma
mistura.
Você pode
separar pequenas quantidades, de alguns materiais do meio ambiente, como sal
de cozinha, fio de cobre, vinho, água salgada, água destilada e determinar
algumas das propriedades específicas desses materiais, como por exemplo:
densidade, ponto de fusão e ebulição. Os dados obtidos podem ser colocados em
uma tabela
|
Material
|
P.F (0C)
|
P.E (0C)
|
Densidade (g/ml)
|
|
Amostra
1 - sal de cozinha
amostra 2 - sal de cozinha
|
801
801
|
1 473
1473
|
2,16
2,16
|
|
Amostra
1 - fia de cobre
amostra 2- fio de cobre
|
1 083
1 083
|
2 582
2 582
|
8,93
8,93
|
|
Amostra
1 - vinho
amostra 2 - vinho
|
-
|
-
|
1,04
1,06
|
|
Amostra
1 - água salgada
amostra 2 - água salgada
|
-
-
|
-
-
|
1,04
1,07
|
|
Amostra
1 - água destilada
amostra 2 - água destilada
|
0
0
|
100
100
|
1,00
1,00
|
Analisando os
resultados da tabela você notará que os valores dessas propriedades serão os mesmos,
para qualquer quantidade que você utilizar, para o sal de
cozinha, fio de cobre e água destilada.
A partir
dessas determinações e análises em nível macroscópico, isto é, que se pode
ver a olho nu e medir, você poderá classificá-las como substâncias puras e os
outros materiais analisados que apresentavam variação de alguma das
propriedades determinadas, são classificados como misturas. As misturas são
formadas por duas ou mais substâncias puras e estas são chamadas de
componentes da mistura.
As substâncias
puras podem ser classificadas em:
Substâncias puras simples: que são formadas pela
combinação de átomos de um único elemento químico, como por exemplo, o gás
hidrogênio formado por dois átomos de hidrogênio ligados entre si; o ozônio
formado por três átomos de oxigênio.
Substâncias puras compostas: que são formadas pela
combinação de átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes, como por
exemplo, a água formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio;
ácido clorídrico (nome comercial ácido de muriático) formado por um átomo de
hidrogênio e um átomo de cloro.
Outra
característica importante das substâncias puras refere-se a sua composição,
que é sempre fixa e definida, por exemplo, para se formar água é necessário a
combinação de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio
A água é
formada na proporção de 02 gramas de hidrogênio para 16 gramas de oxigênio.
As misturas,
não possuem composição fixa e definida, por exemplo, para obter uma mistura
de água e sal pode-se colocar qualquer quantidade de água e qualquer
quantidade de sal.
Uma das formas
de diferenciação das substâncias puras e das misturas é através da
temperatura, durante as mudanças de estado físico.
Você poderá
analisar a água destilada, que é uma substância pura, a pressão ao nível do
mar, a partir da temperatura de -5oC. Nesta temperatura a água
destilada encontra-se no estado sólido. Se a água for aquecida continuamente,
ao ser atingida a temperatura de 0oC, a água começará a passar
para o estado líquido e a temperatura não sofrerá alteração até que a fusão
se complete.
A mesma
situação será verificada na mudança do estado líquido para o gasoso. Para a
água destilada, a vaporização acontece à temperatura de 100oC.
Essas
observações podem ser traduzidas em um gráfico, a linha horizontal que
aparece no gráfico é chamada de patamar e indica a temperatura de fusão e a
de vaporização da substância pura.
Para um
mistura de água e sal, por exemplo, não se verifica o aparecimento do
patamar, tanto na fusão como na ebulição, porque a temperatura não se mantém
constante.
Misturas
Homogêneas e Heterogêneas
A matéria
encontrada na natureza, na sua grande maioria, é formada por duas ou mais
substâncias puras, portanto são misturas.
Observe as misturas:
Nas misturas
B, D, E observa-se uma superfície de separação entre os componentes que as
formam e, por isso, recebem a denominação de misturas heterogêneas.
Nesse caso, as
espécies químicas que formam a mistura são insolúveis entre si; no caso de
dois líquidos, usa-se o termo imiscíveis.
Nas misturas A
e C não se percebe superfície de separação entre os componentes, a mistura
apresenta o mesmo aspecto em toda sua extensão e recebem a denominação de
misturas homogêneas. Nesse caso, as espécies químicas que formam a mistura
são solúveis entre si; quando as substâncias solúveis entre si, são dois
líquidos, usa-se o termo miscíveis entre si.
As misturas
homogêneas são monofásicas ou unifásicas, isto é, possuem uma única fase e as
heterogêneas polifásicas, isto é, possuem duas ou mais fases.
Recebe a
denominação de fase cada porção uniforme de uma determinada matéria, com as
mesmas características em toda sua extensão.
O granito, uma
matéria heterogênea, constituído de três fases, isto é, de três porções
visualmente uniformes, a fase da mica (brilhante), a fase do quartzo
(transparente) e a fase do feldspato.
Obtenção
de substâncias puras a partir de misturas
Como os
materiais encontrados na natureza, na sua maioria, são constituídos de
misturas de substâncias puras, por isso, para obtê-las, é necessário
separá-las.
Existem muitos
processos para separação de misturas, mas o método a ser empregado depende
das condições materiais para utilizá-lo e do tipo de mistura a ser separado.
Você já pensou
em como separar algumas misturas que são encontradas no seu cotidiano?
Para isso é
necessário, em primeiro lugar, observar se a mistura em questão é homogênea
ou heterogênea, para em seguida escolher o processo mais adequado para
separá-la.
Os processos
mais utilizados para separação de misturas são:
1) Catação, Ventilação, Levigação, Peneiração, Separação Magnética e
Flotação, usados na separação de misturas heterogêneas constituídas
de dois componentes sólidos.
Catação: os grãos ou fragmentos de um dos componentes são catados com
as mãos ou com uma pinça.
Ventilação: passa-se pela mistura uma corrente de ar e este arrasta o
mais leve.
Levigação: passa-se pela mistura uma corrente de água e esta arrasta o
mais leve.
Separação magnética: passa-se pela mistura um imã, se um dos
componentes possuir propriedades magnéticas, será atraído pelo imã.
Peneiração: usada quando os grãos que formam os componentes têm
tamanhos diferentes.
Flotação: é um processo de separação onde estão envolvidos os três
estados da matéria - sólido, líquido e gasoso. As partículas sólidas
desejadas acumulam-se nas bolhas gasosas introduzidas no líquido. As bolhas
têm densidade menor que a da fase líquida e migram para superfície arrastando
as partículas seletivamente aderidas. O produto não desejável é retirado pela
parte inferior do recipiente.
2)
Decantação: usado para separar os componentes de misturas
heterogêneas, constituídas de um componente sólido e outro líquido ou de dois
componentes líquidos, estes líquidos devem ser imiscíveis. Esse método
consiste em deixar a mistura em repouso e o componente mais denso, sob a ação
da força da gravidade, formará a fase inferior e o menos denso ocupará a fase
superior. Quando a mistura a ser separada é constituída de dois líquidos
imiscíveis, pode se utilizar um funil de vidro, conhecido como Funil de Decantação
ou Funil de Bromo. A decantação é usada nas estações de tratamento de água,
para precipitar os componentes sólidos que estão misturados com a água.
3)
Centrifugação: é usado para acelerar a decantação da fase mais densa
de uma mistura heterogênea constituída de um componente sólido e outro
líquido. Esse método consiste em submeter a mistura a um movimento de rotação
intenso de tal forma que o componente mais denso se deposite no fundo do
recipiente.
A manteiga é
separada do leite por centrifugação. Como o leite é mais denso que a
manteiga, formará a fase inferior.
Nos
laboratórios de análise clínica o sangue, que é uma mistura heterogênea, é
submetido à centrifugação para separação dos seus componentes.
A
centrifugação é utilizada na máquina de lavar roupa, na separação da água e
do tecido que constitui a roupa.
4) Filtração: é usada para separação de misturas
heterogêneas, constituídas de um componente sólido e outro líquido ou de um
componente sólido e outro gasoso. A mistura deve passar através de um filtro,
que é constituído de um material poroso, e as partículas de maior diâmetro
ficam retidas no filtro. Para um material poder ser utilizado como filtro
seus poros devem ter um diâmetro muitíssimo pequeno.
A filtração é
o processo de separação utilizado no aspirador de pó. O ar e a poeira são
aspirados, passam pelo filtro, que é chamado saco de poeira, as partículas
sólidas da poeira ficam retidas no filtro e o ar sai.
5)
Evaporação: é
usado para separação de misturas homogêneas constituída de um componente
sólido e o outro líquido. A evaporação é usada para separar misturas, quando
apenas a fase sólida é de interesse.
O sal de
cozinha é extraído da água do mar por evaporação. A água do mar é represada
em grandes tanques, de pequena profundidade, construídos na areia, chamados
de salinas. Sob a ação do sol e dos ventos a água do mar represada nas
salinas sofre evaporação e o sal de cozinha e outros componentes sólidos vão
se depositando no fundo dos tanques.
O sal grosso
obtido nas salinas, além do uso doméstico, também é utilizado em países de
inverno muito rigoroso, para derreter a neve, visto que o gelo cobre as ruas,
estradas, pastagens. Isso ocorre porque ao dissolvermos uma substância em um
líquido esta diminui o ponto de congelação do líquido.
6)
Destilação simples: é usada para separar misturas homogêneas quando um
dos componentes é sólido e o outro líquido. A destilação simples é utilizada
quando há interesse nas duas fases. Este processo consiste em aquecer a
mistura em uma aparelhagem apropriada, como a esquematizada abaixo, até que o
líquido entre em ebulição. Como o vapor do líquido é menos denso, sairá pela
parte superior do balão de destilação chegando ao condensador, que é
refrigerado com água, entra em contato com as paredes frias, se condensa,
voltando novamente ao estado líquido. Em seguida, é recolhido em um
recipiente adequado, e o sólido permanece no balão de destilação.
7)
Destilação Fracionada: é usada na separação de misturas homogêneas
quando os componentes da mistura são líquidos. A destilação fracionada é
baseada nos diferentes pontos de ebulição dos componentes da mistura. A
técnica e a aparelhagem utilizada na destilação fracionada é a mesma
utilizada na destilação simples, apenas deve ser colocado um termômetro no
balão de destilação, para que se possa saber o término da destilação do
líquido de menor ponto de ebulição. O término da destilação do líquido de
menor ponto de ebulição, ocorrerá quando a temperatura voltar a se elevar
rapidamente.
A destilação fracionada é utilizada na separação dos componentes do
petróleo. O petróleo é uma substância oleosa, menos densa que a água, formado
por uma mistura de substâncias. O petróleo bruto é extraído do subsolo da
crosta terrestre e pode estar misturado com água salgada, areia e argila. Por
decantação separa-se a água salgada, por filtração a areia e a argila. Após
este tratamento, o petróleo, é submetido a um fracionamento para separação de
seus componentes, por destilação fracionada. As principais frações obtidas na
destilação do petróleo são: fração gasosa, na qual se encontra o gás de
cozinha; fração da gasolina e da benzina; fração do óleo diesel e óleos
lubrificantes, e resíduos como a vaselina, asfalto e pixe.
A destilação fracionada também é utilizada na separação dos componentes
de uma mistura gasosa. Primeiro, a mistura gasosa deve ser liqüefeita através
da diminuição da temperatura e aumento da pressão. Após a liquefação,
submete-se a mistura a uma destilação fracionada: o gás de menor ponto de
ebulição volta para o estado gasoso. Esse processo é utilizado para separação
do oxigênio do ar atmosférico, que é constituído de aproximadamente 79% de
nitrogênio e 20% de oxigênio e 1% de outros gases. No caso desta mistura o
gás de menor ponto de ebulição é o nitrogênio.
Para produção de objetos, ornamentos, utensílios domésticos muitas
vezes é necessário separar os componentes de um mistura para obtenção das
substâncias puras, mas outras vezes é necessário fazermos misturas de
substâncias para obtermos alguns materiais. Quando nessas misturas um dos
componentes é um metal forma-se um liga metálica. As ligas metálicas
apresentam características diferentes dos metais puros e por isso podem ser
utilizadas com maior vantagem em relação ao metal puro. As ligas de cobre e
cromo são usadas em resistências elétricas como a de chuveiro porque ocorre a
diminuição da condutividade elétrica, em outras ligas ocorre o aumento da
resistência mecânica, a resistência a corrosão, a ductibilidade etc.
|
Liga
metálica
|
Componentes
|
Característica
|
Uso
|
|
Latão
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Cobre e Zinco
|
resistente à corrosão
|
navios, tubos
|
|
Bronze
|
Cobre e Estanho
|
resistente à corrosão
|
moedas, sinos
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Aço
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Ferro e carbono
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resistente à corrosão
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navios, utensílios domésticos
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Aço inoxidável
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Aço e Cromo
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resistente à corrosão
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talheres, utensílios domésticos
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Aço -Níquel
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Aço e Níquel
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resistência mecânica
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canhões, material de blindagem
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Aço-Tungstênio
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Aço e Tungstênio
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alta dureza
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brocas, pontas de caneta
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Alnico
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Aço, alumínio, níquel e cobalto
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propriedades magnéticas
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fabricação de imãs
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Amálgama
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Mercúrio, prata e estanho
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restauração de dentes
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Ouro 18 quilates
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Ouro e cobre
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alta ductibilidade e maleabilidade
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jóias
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Prata de lei
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Prata e cobre
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aumento da dureza
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utensílios domésticos,
ornamentos
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Electron Liga de magnésio
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Mg, alumínio, manganês, zinco
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resistência mecânica e térmica
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peças muito leves
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Reciclagem
A maioria dos
materiais utilizados na produção de objetos e que após o uso são jogados no
lixo, podem ser reaproveitados, e esse processo é conhecido como reciclagem.
A reciclagem é
importante porque alguns materiais não são biodegradáveis, isto é, não são
decompostos por microorganismos, causando grande poluição ambiental. Além
disso, a grande maioria desses materiais é retirada de reservas minerais não
renováveis, diminuindo assim os recursos naturais da Terra..
Grande parte
do lixo doméstico pode ser reciclado. Quase todo lixo produzido pelos seres
vivos, exceto o homem, sofre um reciclagem natural, são decompostos por
microorganismos. Muitos materiais utilizados na produção de objetos,
embalagem para produtos alimentícios e de consumo como: embalagem plástica,
vidro, latas de óleo, cerveja, refrigerantes não se decompõe naturalmente ou
levam muitos anos para que isso aconteça e nesses casos podem e devem ser
reciclados. O maior problema da reciclagem é a separação dos materiais
reaproveitáveis como papel, vidro, plástico e metais.
As indústrias
também são responsáveis pela poluição ambiental e produtoras de lixo. Algumas
indústrias estão desenvolvendo técnicas para reaproveitamento do seu lixo
Os plásticos
não se decompõem facilmente, mas é difícil sua separação para reciclagem e a
maior parte é queimada ou enterrada com o resto do lixo. Garrafas plásticas
de bebidas derretem facilmente ao serem aquecidas e podem ser remodeladas
produzindo outros produtos.
O papel é
facilmente reciclável e esta deve ser estimulada porque para a produção de
papel consome-se milhões de árvores, e, além disso, extensas áreas de mata
nativa são desmatadas para o plantio de árvores usadas na fabricação do
papel. As embalagens usadas para leite longa vida, creme de leite, leite
condensado, extratos de tomate e outras, não podem ser recicladas, porque
além de papelão, internamente existe uma película bem fina de alumínio e
plástico, conseqüentemente, quando há uma mistura não é possível a
reciclagem. Alguns desses materiais não recicláveis podem ser reutilizados.
O problema do
lixo só será minimizado quando houver uma redução na
produção de lixo, através de campanhas educativas; reaproveitamento
de materiais e reciclagem.
O que se
descarta sem maior preocupação, todos os dias, em qualquer lugar, só não
deixa a Terra soterrada de dejetos, graças às bactérias, fungos, leveduras e
outros microorganismos. Esses se alimentam da matéria orgânica do lixo,
transformando os compostos mais complexos em compostos mais simples que são
devolvidos ao meio ambiente.
O tempo de
decomposição depende do tipo de lixo e de outros fatores, como o calor e a
umidade do solo que tornam a decomposição mais rápida, por outro lado,
terrenos ácidos e águas limitam a capacidade de desenvolvimento dos
microorganismos, tornando a biodegradação muito lenta. Os ácidos, as substâncias
tóxicas e os metais pesados, como por exemplo, o chumbo, prejudica os
microorganismos, podendo até matá-los.
Tempo de
decomposição de alguns materiais
Material
Tempo de decomposição
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papel
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3 meses em lugar úmido, jornais
podem permanecer por décadas sem sofrer decomposição.
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palito
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6 meses em lugar úmido.
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iltro
de cigarro
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de 1 a 2 anos, quando jogado no
campo a decomposição é mais rápida, em torno de 4 meses; no asfalto é muito
mais lenta.
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chiclete
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5 anos
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metais
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em princípio, não são
biodegradáveis. Uma lata de aço demora 10 anos se oxidar, já a lata de
alumínio não se corrói nunca.
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plásticos
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mais de 100 anos, como o plástico
existe apenas a um século, não é possível determinar seu grau de
biodegradação.
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vidro
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não sofrerá biodegradação nunca. Por
ser formado de areia, carbonato de sódio, cal e outras substâncias
inorgânicas, os microorganismos não conseguem comê-lo. Um objeto de vidro
demoraria 4 000 anos para se decompor pela erosão e ação de agentes
químicos.
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Fonte:
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