4.1. – Propriedades físicas e propriedades químicas dos ... · PDF fileCiências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 4 Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL

4.1. – Propriedades físicas e

propriedades químicas dos materiais

- Propriedades físicas e químicas dos materiais

- Densidade ou massa volúmica

- Propriedades químicas utilizadas para identificar substâncias

Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL

Ciências Físico-químicas - 7º ano de escolaridade

Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 2


COMPETÊNCIAS

•Compreender que os materiais apresentam propriedades que os permitem distinguir.

•Compreender o significado de propriedades caraterísticas.

•Compreender que as propriedades caraterísticas podem ser físicas ou químicas.

•Compreender o conceito de densidade.

•Efetuar cálculos simples relativos a densidade de materiais sólidos e líquidos.

•Conhecer os diferentes estados físicos da matéria;

•Saber identificar mudanças de estado físico.

•Definir ponto de fusão e ponto de ebulição.

•Compreender que se podem identificar substâncias através de ensaios físico-químicos.




Propriedades físicas e propriedades químicas

As substâncias apresentam diversas propriedades como cor, brilho, estado físico, dureza,…

Que propriedades podemos referir para um material?

O cobre é uma substância sólida, castanho--avermelhada,

com brilho, boa condutora do calor e da corrente elétrica.

O sulfato de cobre(II) hidratado é uma

substância sólida, azul, solúvel em água e

insolúvel em álcool etílico (etanol).

A grafite é uma substância sólida,

cinzenta, sem brilho, risca facilmente o

papel e é boa condutora da corrente

elétrica.

Por exemplo:




Propriedades físicas Propriedades químicas

São as caraterísticas que se podem observar sem

mudar a identidade dessa substância; relacionam-

se com transformações físicas.

Referem-se à capacidade de uma substância se

poder transformar noutra substância; relacionam-

se com transformações químicas

Cor, dureza, estado físico, temperatura, massa,

ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, etc..

Combustibilidade

As substâncias têm propriedades características; são estas propriedades que permitem

distingui-las umas das outras.

As propriedades características de uma substância podem ser:

A grafite é mole –

propriedade física

O magnésio arde na

presença do oxigénio –

propriedade química

Por exemplo:




Que propriedades físicas podem identificar uma substância?

As propriedades físicas características de uma substância, mais facilmente detetáveis,

são:

massa volúmica;

estados físicos;

temperatura de fusão ou ponto de fusão;

temperatura de ebulição ou ponto de ebulição




O cubo de alumínio 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 alumínio, cobre e chumbo têm massas diferentes,

dizemos que as suas massas volúmicas são diferentes.

Massa volúmica de uma substância

Os três cubos, um de alumínio, outro de cobre e outro de chumbo, todos com 1

cm3 de volume (a 20 ºC), têm massas diferentes:




volume

massaMassa volúmica =

Por exemplo:

A massa volúmica (ρ) de uma substância é igual à razão entre a massa (m) de substância e o

volume (V) que ocupa:

Cada substância tem um valor característico para a sua massa volúmica, a uma dada

temperatura, e esses valores estão tabelados.

ρalumínio = 2,7 g/cm3 ; ρcobre = 8,9 g/cm3 ; ρchumbo = 11,4 g/cm3 ;

O chumbo tem massa volúmica superior à do cobre e este tem massa volúmica superior à do

alumínio.

No dia-a-dia dizemos que:

O chumbo é mais denso do que o cobre e que este é mais denso do que o alumínio.

ou V

mρ =

Unidades SI:

Massa – quilograma (kg)

Volume – metro cúbico (m3)

Densidade – quilograma por

metro cúbico (kg/m3)






ESTADO FÍSICO

SUBSTÂNCIA DENSIDADE (g/cm3)

GASOSO

(a 0ºC e à pressão normal

Azoto 0,00125

Dióxido de carbono 0,00198

Hélio 0,00018

Oxigénio 0,00143

LÍQUIDO

(a 20ºC e à pressão normal)

Água (a 4ºC) 1,0

Água 0,998

Álcool etílico 0,789

Mercúrio 13,6

SÓLIDO

Alumínio 2,7

Cobre 8,0

Ferro 7,8

Prata 10,5

Ouro 19,3





Exemplo 1:

Uma moeda, encontrada no espólio de um galeão naufragado, tem uma massa de 35,8 g e um

volume de 3,4 cm3.

Qual será o material de que a moeda é constituída?

Justifica com cálculos apropriados.

Dados:

m = 35,8 g

V = 3,4 cm3.

= ?

Consultando uma tabela de densidades(como a da página 41 do manual) pode-se concluir que a

moeda é constituída por prata.

.cm/5,10

.cm4,3

8,35

3

3

g

g

V

md





Exercício 1:

Uma amostra de mercúrio apresenta a massa de 58,6 g. determina o volume do mercúrio, sabendo

que a sua densidade é de 13,6g/cm3.





As propriedades da matéria que se podem medir podem classificar-se em propriedades intensivas e

extensivas.

Numa propriedade intensiva, o

valor que é medido depende da

quantidade de matéria.

Numa propriedade extensiva, o

valor que é medido não depende da

quantidade de matéria.

A densidade é uma propriedade extensiva.

Para determinar a densidade de um corpo sólido é

necessário conhecer:

-A sua massa(m), medida na balança;

-- o volume (V) ocupado pelo corpo





Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica regular?

Se o corpo sólido tiver uma forma geométrica regular, pode recorrer-se a uma expressão

matemática, para se determinar o seu volume – cálculo do volume de sólidos regulares.

3

3

4rV

hAV 0

3aVhrV

hAV

2

0

a

a a

A0 A0





Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica irregular?

Se o corpo sólido tiver forma geométrica irregular, pode-se recorrer ao método de

deslocamento do líquido para se determinar o seu volume.

1.º passo 2.º passo 3.º passo 4.º passo 5.º passo

Determinar a

massa do objeto,

medindo na

balança.

colocar água

numa proveta e ler

o seu volume, V1,

volume inicial.

Colocar, com

cuidado o corpo

na proveta de

modo a não

derramar água e

voltar a ler o

volume – Vf –

volume final

Determinar o

volume do corpo a

partir da diferença

dos dois volumes

anteriormente

lidos.

Determinar a

densidade do objeto.

ifcorpo VVV corpoV

m





Como determinar a densidade de um líquido?

Para determinar a densidade de um líquido utiliza-se um procedimento semelhante ao da

determinação da densidade de um sólido.

É por isso necessário conhecer:

-A massa do líquido;

-O volume do líquido;

-Dividir o valor da massa pelo valor do volume.

Também se pode medir diretamente a densidade

da um líquido utilizando densímetros com

escalas apropriadas.




Estados físicos

Os materiais podem-se encontrar em três estados físicos diferentes:

Estado sólido Estado gasoso Estado líquido

Têm forma definida,

Tem um volume constante;

Não são compressíveis

Tem forma variável (a do

recipiente)

Tem volume constante (a

temperatura constante)

São dificilmente

compressíveis

Têm forma variável (a do

recipiente)

Tem um volume variável

São facilmente compressíveis

Os materiais podem existir nos três estados físicos, dependendo da pressão e da temperatura a

que se encontram.




Temperaturas de fusão e de ebulição

Quando se aquece ou arrefece um material, pode ocorrer uma mudança de estado.

Sublimação

Fusão Vaporização

Condensação Solidificação

Estado sólido Estado gasoso Estado líquido

Sublimação




A que temperatura funde uma substância?

A temperatura de fusão de uma substância é a temperatura à qual essa substância passa do estado

sólido ao estado líquido. Enquanto se dá a fusão da substância (pura) a temperatura mantém-se.

Cada substância tem um valor característico para a sua temperatura de fusão.

Gráfico da variação da

temperatura da água

(inicialmente gelo) durante o

tempo de aquecimento.




O gelo funde a 0 ºC

(à pressão normal).

A presença de impurezas numa substância faz baixar a temperatura de fusão dessa substância.

O gelo com sal funde

a uma temperatura

inferior a 0 ºC (à

pressão normal).

Nas estradas com neve adiciona-

se muitas vezes “sal” para evitar a

formação de gelo.

Qual o efeito da presença de impurezas no ponto de fusão de uma substância?




A que temperatura entra em ebulição uma substância?

A temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura à qual essa substância passa do

estado líquido ao estado gasoso. Enquanto se dá a ebulição de uma substância (pura) a

temperatura mantém-se.

Gráfico da variação da temperatura

da água durante o tempo de

aquecimento.

Cada substância tem um valor

característico para a sua temperatura de

ebulição.

A presença de impurezas numa substância faz aumentar a temperatura de ebulição dessa

substância.




Os materiais apresentam propriedades físicas e químicas.

As substâncias têm propriedades características que permitem distingui-las umas

das outras.

As propriedades características podem ser físicas e químicas.

A massa volúmica é uma propriedade física característica da substância, a uma

dada temperatura.

Resumindo…

A massa volúmica de uma substância é igual à razão entre a massa da substância

e o volume que ocupa:

volume

massaMassa volúmica =




faz baixar a temperatura de fusão;

Os materiais podem encontrar-se em três estados físicos diferentes:

A temperatura de fusão de uma substância é a temperatura à qual essa substância

passa do estado sólido ao estado líquido.

A temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura à qual essa substância

passa do estado líquido ao estado gasoso.

Durante a fusão e a ebulição de uma substância (pura) a temperatura mantém-se

constante.

As temperaturas de fusão e de ebulição de uma substância (a uma dada pressão)

são características dessa substância.

A presença de impurezas numa substância:

faz aumentar a temperatura de ebulição.

Estado sólido Estado líquido Estado gasoso

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