4.1. Propriedades fsicas e propriedades qumicas dos materiais - Propriedades fsicas e qumicas dos materiais - Densidade ou massa volmica - Propriedades qumicas utilizadas para identificar substncias Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Cincias Fsico-qumicas -7 ano de escolaridade Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 2 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL COMPETNCIAS Compreender que os materiais apresentam propriedades que os permitem distinguir. Compreender o significado de propriedades caratersticas. Compreender que as propriedades caratersticas podem ser fsicas ou qumicas. Compreender o conceito de densidade. Efetuar clculos simples relativos a densidade de materiais slidos e lquidos. Conhecer os diferentes estados fsicos da matria; Saber identificar mudanas de estado fsico. Definir ponto de fuso e ponto de ebulio. Compreender que se podem identificar substncias atravs de ensaios fsico-qumicos. Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 3 Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 4 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas As substncias apresentam diversas propriedades como cor, brilho, estado fsico, dureza, Que propriedades podemos referir para um material? Ocobreumasubstnciaslida,castanho--avermelhada, com brilho, boa condutora do calor e da corrente eltrica. Osulfatodecobre(II)hidratadouma substnciaslida,azul,solvelemguae insolvel em lcool etlico (etanol). Agrafiteumasubstnciaslida, cinzenta,sembrilho,riscafacilmenteo papeleboacondutoradacorrente eltrica. Por exemplo: Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 5 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Propriedades fsicasPropriedades qumicas So as caratersticas que se podem observar sem mudar a identidade dessa substncia; relacionam-se com transformaes fsicas. Referem-secapacidadedeumasubstnciase podertransformarnoutrasubstncia;relacionam-se com transformaes qumicas Cor,dureza,estadofsico,temperatura,massa, ponto de fuso, ponto de ebulio, densidade, etc.. Combustibilidade Assubstnciastmpropriedadescaractersticas;soestaspropriedadesquepermitem distingui-las umas das outras. As propriedades caractersticas de uma substncia podem ser: A grafite mole propriedade fsica Omagnsioardena presenadooxignio propriedade qumica Por exemplo: Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 6 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Que propriedades fsicas podem identificar uma substncia? As propriedades fsicas caractersticas de uma substncia, mais facilmente detetveis, so: massa volmica; estados fsicos;temperatura de fuso ou ponto de fuso; temperatura de ebulio ou ponto de ebulio Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 7 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas O cubo de alumnio tem a massa de 2,7 g O cubo de cobre tem a massa de 8,9 g O cubo de chumbo tem a massa de 11,4 g Como volumes iguais de alumnio, cobre e chumbo tm massas diferentes, dizemos que as suas massas volmicas so diferentes. Massa volmica de uma substncia Os trs cubos, um de alumnio, outro de cobre e outro de chumbo, todos com 1 cm3 de volume (a 20 C), tm massas diferentes: Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 8 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas volumemassaMassa volmica= Por exemplo: A massa volmica () de uma substncia igual razo entre a massa (m) de substncia e o volume (V) que ocupa: Cada substncia tem um valor caracterstico para a sua massa volmica, a uma dada temperatura, e esses valores esto tabelados. alumnio = 2,7 g/cm3 ;cobre = 8,9 g/cm3 ;chumbo = 11,4 g/cm3 ; Ochumbotemmassavolmicasuperiordocobreeestetemmassavolmicasuperiordo alumnio. No dia-a-dia dizemos que: O chumbo mais denso do que o cobre e que este mais denso do que o alumnio. ou Vm = Unidades SI: Massa quilograma (kg) Volume metro cbico (m3) Densidade quilograma por metro cbico (kg/m3) Massa volmica de uma substncia Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 9 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Massa volmica de uma substncia ESTADO FSICO SUBSTNCIADENSIDADE (g/cm3) GASOSO (a 0C e presso normal Azoto 0,00125 Dixido de carbono0,00198 Hlio0,00018 Oxignio 0,00143 LQUIDO (a 20C e presso normal) gua (a 4C)1,0 gua 0,998 lcool etlico0,789 Mercrio13,6 SLIDO Alumnio2,7 Cobre 8,0 Ferro7,8 Prata 10,5 Ouro19,3 Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 10 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Massa volmica de uma substncia Exemplo 1: Umamoeda,encontradanoespliodeumgaleonaufragado,temumamassade35,8geum volume de 3,4 cm3. Qual ser o material de que a moeda constituda? Justifica com clculos apropriados. Dados: m = 35,8 g V = 3,4 cm3. = ? Consultandoumatabeladedensidades(comoadapgina41domanual)pode-seconcluirquea moeda constituda por prata. . cm / 5 , 10. cm 4 , 38 , 3533ggVmdCincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 11 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Massa volmica de uma substncia Exerccio 1: Uma amostra de mercrio apresenta a massa de 58,6 g. determina o volume do mercrio, sabendo que a sua densidade de 13,6g/cm3. Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 12 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Massa volmica de uma substncia Aspropriedadesdamatriaque se podemmedir podemclassificar-seem propriedades intensivase extensivas. Numapropriedadeintensiva,o valor que medidodepende da quantidade de matria. Numapropriedadeextensiva,o valorquemedidonodependeda quantidade de matria. A densidade uma propriedade extensiva. Para determinar a densidade de um corpo slido necessrio conhecer: -A sua massa(m), medida na balana; -- o volume (V) ocupado pelo corpo Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 13 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Massa volmica de uma substncia Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geomtrica regular? Seocorposlidotiverumaformageomtricaregular,poderecorrer-seaumaexpresso matemtica, para se determinar o seu volume clculo do volume de slidos regulares. 334r Vh A V03a Vh r Vh A V20a a a A0 A0 Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 14 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Massa volmica de uma substncia Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geomtrica irregular? Seocorposlidotiverformageomtricairregular,pode-serecorreraomtodode deslocamento do lquido para se determinar o seu volume. 1. passo2. passo3. passo4. passo5. passo Determinar a massa do objeto, medindo na balana. colocar gua numa proveta e ler o seu volume, V1, volume inicial. Colocar,com cuidadoocorpo naprovetade modoano derramarguae voltaralero volumeVf volume finalDeterminar o volume do corpo a partir da diferena dos dois volumes anteriormente lidos. Determinar a densidade do objeto. i f corpoV V VcorpoVmCincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 15 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Massa volmica de uma substncia Como determinar a densidade de um lquido? Paradeterminaradensidadedeumlquidoutiliza-seumprocedimentosemelhanteaoda determinao da densidade de um slido. por isso necessrio conhecer: -A massa do lquido; -O volume do lquido; -Dividir o valor da massa pelo valor do volume. Tambm se pode medir diretamente a densidade daumlquidoutilizandodensmetroscom escalas apropriadas. Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 16 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Estados fsicos Os materiais podem-se encontrar em trs estados fsicos diferentes: Estado slido Estado gasoso Estado lquido Tm forma definida, Tem um volume constante; No so compressveis Tem forma varivel (a do recipiente) Tem volume constante (a temperatura constante) So dificilmente compressveis Tm forma varivel (a do recipiente) Tem um volume varivel So facilmente compressveis Os materiais podem existir nos trs estados fsicos, dependendo da presso e da temperatura a que se encontram. Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 17 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Temperaturas de fuso e de ebulio Quando se aquece ou arrefece um material, pode ocorrer uma mudana de estado. Sublimao FusoVaporizao CondensaoSolidificao Estado slido Estado gasoso Estado lquido Sublimao Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 18 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas A que temperatura funde uma substncia? A temperatura de fuso de uma substncia a temperatura qual essa substncia passa do estado slido ao estado lquido. Enquanto se d a fuso da substncia (pura) a temperatura mantm-se. Cada substncia tem um valor caracterstico para a sua temperatura de fuso. Grfico da variao da temperatura da gua (inicialmente gelo) durante o tempo de aquecimento. Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 19 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas O gelo funde a 0 C ( presso normal). A presena de impurezas numa substncia faz baixar a temperatura de fuso dessa substncia. O gelo com sal funde aumatemperatura inferiora0C( presso normal). Nas estradas com neve adiciona-se muitas vezes sal para evitar a formao de gelo. Qual o efeito da presena de impurezas no ponto de fuso de uma substncia? Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 20 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas A que temperatura entra em ebulio uma substncia? Atemperaturadeebuliodeumasubstnciaatemperaturaqualessasubstnciapassado estadolquidoaoestadogasoso.Enquantosedaebuliodeumasubstncia(pura)a temperatura mantm-se. Grfico da variao da temperatura da gua durante o tempo de aquecimento. Cadasubstnciatemumvalor caractersticoparaasuatemperaturade ebulio. Apresenadeimpurezasnumasubstnciafazaumentaratemperaturadeebuliodessa substncia. Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 21 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas Os materiais apresentam propriedades fsicas e qumicas. As substncias tm propriedades caractersticas que permitem distingui-las umas das outras. As propriedades caractersticas podem ser fsicas e qumicas. Amassavolmicaumapropriedadefsicacaractersticadasubstncia,auma dada temperatura. Resumindo A massa volmica de uma substncia igual razo entre a massa da substncia e o volume que ocupa: volumemassaMassa volmica= Cincias Fsico-Qumicas| 7 ano de escolaridade Docente Marlia Soares 22 Unidade 4 O MUNDO MATERIAL Propriedades fsicas e propriedades qumicas faz baixar a temperatura de fuso; Os materiais podem encontrar-se em trs estados fsicos diferentes: A temperatura de fuso de uma substncia a temperatura qual essa substncia passa do estado slido ao estado lquido. A temperatura de ebulio de uma substncia a temperatura qual essa substncia passa do estado lquido ao estado gasoso. Durante a fuso e a ebulio de uma substncia (pura) a temperatura mantm-se constante. As temperaturas de fuso e de ebulio de uma substncia (a uma dada presso) so caractersticas dessa substncia. A presena de impurezas numa substncia: faz aumentar a temperatura de ebulio. Estado slido Estado lquido Estado gasoso