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A Matéria e
Diagrama de Fases
Profº André Montillo
www.montillo.com.br
Matéria
Substância:É a combinação de átomos de elementos diferentes em uma proporção
de um número inteiro.O átomo não é criado e não é destruído, as diferentes substâncias se formam
a partir de diferentes arranjos dos átomos.A representação gráfica de uma substância é a Fórmula, onde se utiliza o símbolo dos elementos químicos e um índice numérico (que representa o
número de átomos de cada elemento presente), para indicar a constituíção de cada unidade formadora da substância.A unidade da substância é a Molécula.
Classificação da Matéria:É classificada de acordo com a sua composição:
o Substância Purao Misturas
Matéria
Classificação da Matéria:É classificada de acordo com a sua composição:
o Substância Pura: A matéria é formada por unidades químicas iguais, sejam átomos ou moléculas. Apresentam propriedades físicas e químicas próprias.
Substância Simples: a molécula é formada pelo mesmo elemento químico
Substância Composta: a molécula é formada por 2 ou mais elementos químicos diferentes.
Matéria
Classificação da Matéria:É classificada de acordo com a sua composição:
o Misturas: A matéria é formada por 2 ou mais substâncias diferentes, portanto é composta por moléculas diferentes. Cada substância que compõe a mistura é denominada de Componentes.
Tendo em vista que as misturas apresentam composição variada, as suas propriedades Físicas (Temperatura de Fusão, Temperatura de Ebulição e Densidade) são diferentes das propriedades físicas apresentadas pelas substâncias quando estudadas separadamente.
Uma característica da Mistura é que seus componentes podem ser separado por Processos Físico.
Matéria
Classificação da Matéria:É classificada de acordo com a sua composição:
o Tipos de Misturas: É classificada em função do seu Aspecto Visual: Mistura Homogênea: apresenta um aspecto Uniforme com as
mesmas características em qualquer parte de sua extensão. Por ser Homogênea apresenta 1 Única Fase (é uma Solução)
Matéria
Classificação da Matéria:É classificada de acordo com a sua composição:
o Tipos de Misturas: É classificada em função do seu Aspecto Visual: Mistura Heterogênea: não apresenta um aspecto uniforme, mas
sim 2 ou mais aspectos visuais distintos. Cada aspecto visual é denominado de Fase, que apresentarão características diferentes. Portanto a mistura heterogênea apresenta no mínimo 2 Fases
Qualquer misturas gasosa sempre será uma Mistura Homogênea
Quando a mistura for de sólidos o número de sólidos diferentes presentes na mistura será o número de fases da mistura. Exceto quando em liga metálica ou cristal misto
Matéria
Classificação da Matéria:É classificada de acordo com a sua composição:
o Sistemas: Qualquer porção do universo que for observado é um sistema. Sistema Homogêneo: se caracteriza por apresentar no aspecto
visual 1 Única Fase. Pode ser constituído por:• Substância Pura• Mistura Homogênea
Sistema Heterogêneo: se caracteriza por apresentar no mínimo 2 Fases. Pode ser constituído por:
• Substância Pura: em Estado Físico Diferentes• Mistura Heterogênea
O número de Fases do Sistema nem sempre é igual ao número de componentes envolvidos.
Matéria
Estados Físicos da Matéria:A Matéria é encontrada em 3 Estados Físicos Interconversíveis:
o Sólidoo Líquidoo Gasoso
Toda Matéria é constituída de pequenas Partículas e o seu Estado Físico depende do Maior ou Menor espaço existente entre Elas. Portanto está Diretamente Relacionada com o Estado de Agregação entre as Partículas
O Estado Físico também pode ser denominado de Estado ou Fase de Agregação.
Matéria
Estados Físicos da Matéria:A Matéria é encontrada em 3 Estados Físicos Interconversíveis:
o Sólidoo Líquidoo Gasoso
Os 3 Estados de Agregação apresentam características próprias que o definem: Volume Densidade Forma
Quando a substância muda de Estado de Agregação, ocorrem alterações em suas características macroscópicas e microscópicas mas Não Altera Sua Composição Química
Matéria
Podem ser alterados pela Variação de Temperatura e Pressão
Sólido
Mudanças do Estado Físico da Matéria:Os Estados Físicos da Matéria podem ser alterados por variação da Temperatura e Variação da Pressão
Matéria
Líquido Gasoso
Fusão
Sublimação
CondensaçãoLiquefação
(Re) Sublimação
Solidificação
Ebulição
Absorção de Calor
Liberação de Calor
Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria:É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico.
Matéria
Fusão
Δ TF = 0 oC
Ebulição
Temperatura oC
Tempot1 t2 t3 t4
TF
TE
Δ TE = 0 oC
Patamares
Substâncias Puras
Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria:É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico.
Matéria
Fusão
Δ TF ≠ 0 oC
Ebulição
Temperatura oC
Tempot1 t2 t3 t4
ΔTF
ΔTE
Δ TE ≠ 0 oC
Misturas
Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria:É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico.
Matéria
Fusão
Δ TF = 0 oC
Ebulição
Temperatura oC
Tempot1 t2 t3 t4
TF
ΔTE
Δ TE ≠ 0 oC
Misturas Eutéticas
Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria:É a Representação Gráficas dos Valores das Temperaturas no momento das Mudanças de Estado Físico.
Matéria
Fusão
Δ TF ≠ 0 oC
Ebulição
Temperatura oC
Tempot1 t2 t3 t4
ΔTF
TE
Δ TE = 0 oC
Misturas Azeotrópicas
Diagrama de Mudanças do Estado Físico da Matéria:• Substâncias diferentes apresenta TF e TE diferentes• A Diferença de Pressão determina mudanças nos TF e TE• A TF, TE e Densidade (g/cm3)são propriedades físicas utilizadas
para caracterizar as substâncias
Matéria
Processos de Separação das Misturas:Os Processos Físicos capazes de separar uma mistura e obter as substâncias puras que a compõem, são denominados de Análise Imediata
A escolha do melhor método para a separação das misturas exige o conhecimento das propriedades das substâncias puras presentes na mistura:
o Temperatura de Fusãoo Temperatura de Ebuliçãoo Densidadeo Solubilidade
Matéria
Processos de Separação das Misturas:• Mistura Heterogênea:
o Sólido / Sólido Atração Magnética: um dos componentes é atraído pelo ímã Dissolução Fracionada: apenas um componentes é dissolvido em
um determinado líquido
o Sólido / Líquido Decantação Filtração
o Líquidos Imiscíveis Funil de Bromo (de decantação ou separação)
Matéria
Processos de Separação das Misturas:• Mistura Homogênea (Solução)
o Sólido / Líquido Evaporação: o líquido, que representa a substância mais volátil,
evapora. Nesta separação ocorre perda do líquido. Destilação Simples: nesta separação não ocorre a perda do líquido Cromatografia
o Líquido Miscíveis Destilação Fracionada: a separação dos diferentes líquidos ocorre
de acordo com as diferentes Temperaturas de Ebulição
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Químicao Física
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Química: Quando na transformação da matéria ocorre a formação de novas substâncias a partir das substâncias iniciais. A Transformação Química é portanto uma Reação Química que também é reconhecida como Fenômeno Químico. Para a caracterização da ocorrência de uma Reação Química é necessário a visualização de alguma mudanças física que comprove a transformação na composição da matéria: liberação de gás formação de precipitado mudança na cor do meio alterações térmicas (endotérmica ou exotérmica)
Algumas Reações Químicas são apenas definidas a partir da comparação entre as propriedades das substâncias iniciais e finais
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Haverá mudança na forma, na aparência, no tamanho e no estado físico. Mas não ocorre alteração na composição da matéria, portanto não ocorre a formação de novas substâncias
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Diagrama de Fases: É a representação gráfica bidimensional das transformações do estado físico da matéria: sólido, líquido e gasoso em relação as variações de temperatura e pressão.
Resume as condições de equilíbrio existente entre os diferentes estados físico da matéria, além de permitir determinar a fase de uma substância estável em qualquer temperatura e pressão.
O gráfico exibe 3 curvas importantes cada qual representando as condições de temperatura e pressão em que as várias fases podem coexistir em equilíbrio. As pressões registradas no diagrama são aplicadas no sistema ou gerada pela própria substância.
Examina apenas uma substância.
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Diagrama de Fases:
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Diagrama de Fases: Ponto Triplo: é o ponto onde as 3 curvas de equilíbrio das
diferentes fases da substância se encontram sendo representado por uma determinada temperatura e pressão. Neste ponto as 3 fases da substância representada se encontram em equilíbrio. Qualquer outro ponto nas curvas representam o equilíbrio apenas entre 2 fases da substância.
Ponto Crítico: é representado por uma temperatura e uma pressão, que a partir deste ponto as fases líquida e gasosa se tornam indistinguíveis (só no estado gasoso).
Ponto Normal: são as temperatura de fusão e ebulição na pressão constante de 1 atmosfera.
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Diagrama de Fases: H2O
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Diagrama de Fases: H2O
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Diagrama de Fases: H2O
Matéria
Transformação da Matéria:• Classificação:
o Física: Diagrama de Fases: CO2
Matéria