LEI DE LAMBERT

Lambert (1870) observou a relação entre a transmissão de luz e a espessura da camada do meio absorvente. Quando um feixe de luz monocromática, atravessava um meio transparente homogêneo, cada camada deste meio absorvia igual a fração de luz que atravessava, independentemente da intensidade da luz que incidia. A partir desta conclusão foi enunciada a seguinte lei: " A intensidade da luz emitida decresce exponencialmente à medida que a espessura do meio absorvente aumenta aritmeticamente ".

Esta lei pode ser expressa pela seguinte equação:

===================

I = Io . 10-x1

===================

Onde: I = Intensidade da luz transmitida

Io = Intensidade da luz incidente

x = constante denominada coeficiente de absorção e que depende do meio absorvente empregado

1 = Espessura do meio absorvente

LEI DE BEER

Beer em 1852 observou a relação existente entre a transmissão e a concentração do meio onde passa o feixe de luz. Uma certa solução absorve a luz proporcionalmente à concentração molecular do soluto que nela encontra, isto é, " A intensidade de um feixe de luz monocromático decresce exponencialmente à medida que a concentração da substância absorvente aumenta aritmeticamente ".

Expressa pela equação:

=================

I = Io . 10-kc

=================

Onde: I = Intensidade da luz transmitida

Io = Intensidade da luz incidente

k = Constante denominada coeficiente de absorção

c = Concentração do meio absorvente

As leis de Lambert-Beer são o fundamento da espectrofotometria. Elas são tratadas simultaneamente, processo no qual a quantidade de luz absorvida ou transmitida por uma determinada solução depende da concentração do soluto e da espessura da solução (1).

A lei de Lambert-Beer pode ser expressa matematicamente pela relação: T= e-a . 1 . C

Onde:

T= Transmitância

e = Logaritmo Natural de Euler

a= Constante

1= Espessura da solução

c = Concentração da solução (cor)

Convertendo a equação para forma logarítmica:

-lnT=a . l . c

Utilizando-se logaritmo na base 10, o coeficiente de absorção é convertido no coeficiente de extinção K .

assim: -log T=k. l . c

em que: k = a/2.303.

As determinações das concentrações de compostos, o "1" (caminho óptico), são mantidas constantes e têm grande importância para os bioquímicos, portanto:

-log T =k' . c

em que: k'=k. l

O -log (I/Io) foi denominado densidade óptica (DO) ou absorbância (A) ou extinção (E). Portanto, A = k' . c. A relação entre A e a concentração da solução é linear crescente, conforme mostrado na Figura 1.5.

Figura 1.5 Curva de absorbância versus concentração de glicose (umol/mL).

Comparando com a equação da reta tem-se: y = a . (x) + b; A =k' . c + 0,02.

A Lei de Beer da transferência radiativa tem grande aplicação em problemas atmosféricos que envolvam valores de radiação solar direta. Uma síntese da física da atenuação da radiação solar pela atmosfera e da derivação da lei de Beer é apresentada neste trabalho. São apresentadas aplicações da lei de Beer no cálculo do espectro de radiação solar direta na superfície terrestre, na região do ultravioleta, considerando condições de céu limpo e apenas espalhamento Rayleigh e absorção molecular. O método de Langley foi aplicado a dados de radiação ultravioleta solar de banda larga (0,32-0,40 mim) obtidos em Santa Maria, Rio Grande do Sul, no ano de 1994, como um exemplo ilustrativo da obtenção da irradiância no topo da atmosfera e da espessura óptica atmosférica para a banda utilizada.

: Para outros significados, veja Estado (desambiguação).

Observação: Líquido compressível também é reconhecido em muitos lugares como Líquido comprimido.

Fases ou estados da matéria - são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. O estado físico tem a relação com a velocidade do movimento das partículas de uma determinada substância. Canonicamente e segundo o meio em que foram estudados, são três os estados ou fases considerados: sólido, líquido e gasoso.[1] Outros tipos de fases da matéria, como o condensado de bose-einstein ou o plasma são estudados em níveis mais avançados de física. As características de estado físico são diferentes em cada substância e depende da temperatura e pressão na qual ela se encontra.[2]

Índice

[esconder]

1 Os estados físicos da matéria

2 Outros estados da matéria

3 Estados em baixa temperatura

o 3.1 Superfluidos

o 3.2 Condensados de Bose-Einstein

4 Mudanças de fase

5 Referências

6 Ligações externas

[editar] Os estados físicos da matéria

Há muitas discussões sobre quantos estados da matéria existem, porém as versões mais populares atualmente são de que a matéria somente tem três estados: sólido, líquido e gasoso. Mas há também outros que, ou são intermediários ou pouco conhecidos. Por exemplo: os vapores,[3] que nada mais são uma passagem do estado líquido para o gasoso na mesma fase em que o gás, porém quando está em estado gasoso, não há mais possibilidade de voltar diretamente ao estado líquido; já quando em forma de vapor, pode ir ao estado líquido, desde que exista as trocas de energia necessárias para tal fato.[2] Por isto que diz comumente "vapor d´água".

O Plasma é o estado em que a maioria da matéria se encontra no universo. Neste estado há uma certa "pastosidade" da substância, que permite uma maior e melhor resposta quando recebe informações decodificadas pelos feixes de luz emitidos pelos componentes da TV. Sabe-se que qualquer substância pode existir em três estados: sólido, líquido e gasoso, cujo exemplo clássico é a água que pode ser gelo, água em estado líquido e vapor de água. Todavia há muito poucas substâncias que se encontram nestes estados, que se consideram indiscutíveis a difundidos, mesmo tomando o Universo no seu conjunto. É pouco provável que superem o que em química se considera como restos infinitamente pequenos. Toda a substância restante do universo subsiste no estado denominado plasma.[4]

No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e as posições relativas das suas partículas. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.

No estado líquido, o corpo mantém a sua quantidade de matéria e aproximadamente o seu volume.A forma e posição relativa das suas partículas é variável. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.

No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.

O condensado de bose-einstein possui características, de ambos, estado sólido e estado líquido, como supercondutividade e super-fluidez, porém, é encontrado em temperaturas extremamente baixas (próximas ao zero absoluto), o que faz com que suas moléculas entrem em colapso. É particularmente estudado na área da mecânica quântica.

O condensado fermiônico também possui características de ambos.

O Superfluido de Polaritons é um estado novo.

[editar] Outros estados da matéria

Existem outros possíveis estados da matéria; alguns destes só existem sob condições extremas, como no interior de estrelas mortas, ou no começo do universo depois do Big Bang:

Fluidos supercríticos

Colóide

Superfluido

Supersólido

Matéria degenerada

Neutrônio

Matéria fortemente simétrica

Matéria debilmente simétrica

Condensado fermiônico

Plasma de quarks-glúons

Matéria estranha ou materia de quarK

[editar] Estados em baixa temperatura

[editar] Superfluidos

Ver artigo principal: Superfluido

Perto do zero absoluto, alguns líquidos formam um segundo estado líquido descrito como superfluido porque tem viscosidade zero ou fluidez infinita. Isso foi descoberto em 1937 para o hélio, que constitui um superfluido abaixo da temperatura lambda de 2,17 K. Neste estado, ele vai tentar "subir" para fora do recipiente.[5] Também tem condutividade térmica infinita, de modo que nenhum gradiente de temperatura pode se formar em um superfluido.

Essas propriedades são explicadas pela teoria de que o isótopo comum hélio-4 faz um condensado de Bose-Einstein (ver próxima seção), no estado superfluido. Mais recentemente, superfluidos de condensado fermiônico tem sido formados a temperaturas ainda mais baixas pelo raro isótopo hélio 3 e lítio-6.[6]

[editar] Condensados de Bose-Einstein

Ver artigo principal: Condensado de Bose-Einstein

Em 1924, Albert Einstein e Satyendra Nath Bose previram o "condensado de Bose-Einstein", por vezes referido como o quinto estado da matéria.

Na fase gasosa, o condensado de Bose-Einstein manteve uma previsão teórica não verificada durante muitos anos. Em 1995, os grupos de pesquisa de Eric Cornell e Carl Wieman, de JILA na Universidade do Colorado em Boulder, produziram pela primeira vez esse condensado experimentalmente. Um condensado Bose-Einstein é "mais frio" do que um sólido. Pode

ocorrer quando os átomos têm níveis quânticos muito semelhantes (ou o mesmo), em temperaturas muito perto do zero absoluto (-273,15 °C).

[editar] Mudanças de fase

Como a cada uma destas fases de uma substância corresponde determinado tipo de estrutura corpuscular, há vários tipos de mudanças de estruturas dos corpos quando muda a fase, ou de estado de aglomeração, da substância que são feitos. A mudança de fases ocorre conforme o diagrama de fases da substância. Mudando a pressão ou a temperatura do ambiente onde um objeto se encontra, esse objeto pode sofrer mudança de fase.

Fusão - mudança do estado sólido para o líquido.Existem dois tipos de fusão:

o Gelatinosa - derrete todo por igual; por exemplo o plástico.

o Cristalina - derrete de fora para dentro; por exemplo o gelo.

Vaporização - mudança do estado líquido para o gasoso. Existem três tipos de vaporização:

o Evaporação - as moléculas da superfície do líquido tornam-se gás em qualquer temperatura.

o Ebulição - o líquido está na temperatura de ebulição e fica borbulhando, recebendo calor e tornando-se gás.

o Calefação - o líquido recebe uma grande quantidade de calor em período curto e se torna gás rapidamente.

Condensação - mudança de estado gasoso para líquido (inverso da Vaporização).

Solidificação - mudança de estado líquido para o estado sólido (inverso da Fusão).

Sublimação - um corpo pode ainda passar diretamente do estado sólido para o gasoso.

Re-sublimação - mudança direta do estado gasoso para o sólido (inverso da Sublimação).

Ionização - mudança de estado gasoso para o estado plasma.

Desionização - mudança de estado plasma para estado gasoso (inverso de Ionização).

Referências

1. ↑ Química Total - Estados Físicos da Matéria. Página visitada em 23 de junho de 2009.

2. ↑ a b Paulo Augusto Bisquolo. Mudanças de estado físico - Física - Uol Educação UOL. Página visitada em 23 de junho de 2009.

3. ↑ Equilíbrio Líquido - Vapor do Sistema Unicamp, Departamento de Processos Químicos. Página visitada em 23 de junho de 2009.

4. ↑ Prof. Alberto Ricardo Präss. Plasma, o quarto estado da matéria Retirado da "Pequena Enciclopédia da Física Nuclear", de R. Gladkov. Página visitada em 23 de junho de 2009.

5. ↑ J.R. Minkel (20 de fevereiro de 2009). Strange but True: Superfluid Helium Can Climb Walls. Scientific American. Página visitada em 23/02/2010.

6. ↑ L. Valigra (22 de junho de 2005). MIT physicists create new form of matter. MIT News. Página visitada em 23/02/2010.

[editar] Ligações externas

Capítulo 11 Equilíbrio de Sistemas

Capítulo 09 Estruturas Longe do Equilíbrio

Capítulo 08 Diagramas de Equilíbrio

Obtida de "http://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_f%C3%ADsicos_da_mat%C3%A9ria"

Categorias: Físico-química | Mudanças de fase | Estados físicos da matéria

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ESTADOS FÍSICOS E ESTADO DE AGREGAÇÃO DAS MOLÉCULAS

Uma substância pode ser encontrada no estado físico líquido, sólido ou gasoso. Estes diferentes aspectos são chamados de fases de agregação e dependem da temperatura e

pressão.

Para cada substância existe uma faixa de temperatura e pressão na qual ela mantém suas características como espécie, mudando apenas de fase de agregação.

Exemplo: a substância água, à temperatura inferior ou igual à 0°C, submetida à pressão de 1atm, se encontra na fase sólida; entre 0°C e 100°C, submetida à mesma pressão, se encontra na fase líquida e a 100°C, também submetida à mesma pressão, passará para a forma de vapor de água, ou seja, fase gasosa.

Fase gasosa

Nesta fase as partículas da substância estão com maior energia cinética. Elas ficam muito distantes umas das outras. Movem-se com muita velocidade e colidem entre si.

Um gás qualquer colocado dentro de uma garrafa de 1litro adquire a forma da garrafa e seu volume será de 1litro. Podemos dizer que uma substância na fase gasosa possui forma e volume variáveis.

Por que os gases são compressíveis? Sabendo que os gases (ao contrário dos líquidos e sólidos) não têm volume fixo, com um aumento de pressão podemos comprimi-los, ou reduzir o seu volume.Os gases são compressíveis porque há muito espaço entre as partículas que os compõem.

Fase Líquida

Na fase líquida as partículas estão um pouco mais unidas em relação às partículas da fase gasosa, mas não totalmente unidas. Não há nenhum arranjo definido. A energia cinética é intermediária entre a fase gasosa e a fase sólida.

As partículas nos líquidos “deslizam” umas sobre as outras e se movem. Isto é o que proporciona a fluidez no líquido. Todos os líquidos podem fluir, e alguns mais que os outros. A água, por exemplo, flui com mais facilidade que o mel. Então dizemos que a água tem baixa viscosidade e que o mel tem alta viscosidade.

Os líquidos com baixa viscosidade oferecem menor resistência para fluir.

Fase Sólida

Na fase sólida, as partículas que formam a substância possuem a menor energia cinética; elas permanecem praticamente imóveis, unidas por forças de atração mútuas e dispostas, em geral, de acordo com um arranjo geométrico definido.

No caso das moléculas de água, esse arranjo é em forma de anéis, no qual sempre há um átomo de hidrogênio entre dois de oxigênio.

O arranjo das moléculas de água, na fase sólida, é o responsável pelo aumento do seu volume. Então, ao se congelar, a água se expande, formando o gelo que é menos denso que a água na fase líquida.Um bloco de mármore, sobre uma mesa, muda de forma e volume com o passar do tempo?

Podemos concluir que uma substância sólida possui forma e volume próprios.

MUDANÇA DE FASES E GRÁFICOS

No nosso dia-a-dia observamos que o gelo se derrete sob a ação do calor transformando-se em água. A água ferve sob calor mais intenso transformando-se em vapor d água. A água, neste caso, apresenta três estados: sólido, líquido e gasoso. São também chamado de estados físicos ou estado de agregação da matéria. Quando se transformam de um estado para o outro chamamos de Mudança de Estados Físicos. Cada transformação recebe um nome.

sólida líquida vapor

Fusão – mudança do estado sólido para o líquido.Vaporização – mudança do estado líquido para o gasoso.Liquefação ou Condensação – mudança do estado gasoso para o líquido.Solidificação – mudança do estado líquido para o sólido.Sublimação – mudança do estado sólido para o gasoso e vice-versa.

Fonte: cienciaparavida.blogspot.com

A fusão obedece a algumas leis:

- uma determinada substância funde-se sempre na mesma temperatura, em determinada pressão. Essa temperatura é o ponto de fusão (PF)A água se funde a 0ºC e o ferro a 1500°C.

- durante a fusão, a temperatura permanece constante, ou seja, não é alterada.- durante a fusão, as substâncias aumentam de volume, exceto a água, ferro e a prata.

A temperatura em que uma substância começa a se solidificar é a mesma que ela começa a se fundir. O ponto de solidificação é o mesmo que o ponto de fusão.

A mudança da fase líquida para gasosa é dada de três maneiras. A evaporação é um processo mais lento que ocorre sem temperatura e pressão determinada. A ebulição é um processo rápido e depende de cada substância que possui a sua temperatura e pressão já determinada. É caracterizada pelo aparecimento de grande quantidade de bolhas.

A ebulição obedece à algumas leis: - as substância entram em ebulição sempre na mesma temperatura.- durante a ebulição, a temperatura segue inalterada.

Usamos o termo liquefação para indicar o aumento de pressão, transformando o sólido em gás.

A sublimação é um processo desencadeado a partir de uma temperatura e pressão determinadas e não passa pela fase líquida.

Gráfico das Mudanças de Estados Físicos:

ALOTROPIA

Alotropia é a propriedade que alguns elementos químicos têm de formar uma ou mais substâncias simples diferentes.São alótropos: carbono, oxigênio, fósforo e enxofre.

O carbono possui dois alótropos: o diamante e o grafite.Essas duas substâncias parecem não ter nada em comum. O grafite é um sólido macio e cinzento, com fraco brilho metálico, conduz bem a eletricidade e calor e tem densidade 2,25g/mL. O diamante é sólido duro (o mais duro de todos), tem brilho adamantino, não conduz eletricidade nem calor e tem densidade 3,51g/mL. Mas as duas têm em comum a mesma composição química expressa pela fórmula Cn, sendo n um número muito grande e indeterminado.A principal diferença está no arranjo cristalino dos átomos de carbono. No grafite formam-se hexágonos. Cada átomo de carbono é ligado a apenas três outros átomos de carbono, em lâminas planas, fracamente atraídas umas pelas outras. No diamante, cada átomo de carbono está ligado a quatro outros átomos também de carbono.

O oxigênio tem dois alótropos, formando duas substâncias simples: o gás oxigênio (O2) e o gás ozônio (O3). O gás oxigênio é incolor e inodoro. Faz parte da atmosfera e é indispensável à vida dos seres aeróbicos. As plantas o devolvem para a atmosfera ao realizar a fotossíntese.O gás ozônio é um gás azulado de cheiro forte e desagradável. Como agente bactericida, ele é usado na purificação da água nos chamados ozonizadores. O ozônio está presente na estratosfera, a mais ou menos 20Km a 30Km da superfície da terrestre. Ele forma uma camada que absorve parte dos raios ultravioletas (UV) do Sol, impedindo que eles se tornem prejudiciais aos organismos vivos.

GÁS OXIGÊNIO GÁS OZÔNIO

O fósforo tem duas formas alotrópicas principais: o fósforo branco e o fósforo vermelho.

O fósforo branco (P4) é um sólido branco com aspecto igual ao da cera. É muito reativo, tem densidade igual a 1,82g/mL e se funde a uma temperatura de 44°C e ferve a 280°C. Se aquecermos a 300°C na ausência de ar ele se transforma em fósforo vermelho, que é mais estável (menos reativo). O fósforo vermelho é um pó vermelho-escuro, amorfo (que não tem estrutura cristalina). Tem

densidade igual a 2,38g/mL, ponto de fusão 590°C. Cada grão de pó desta substância é formado por milhões de moléculas P4, unidas umas às outras originando uma molécula gigante ( P∞).

O enxofre possui dois alótropos principais: o enxofre ortorrômbico ou simplesmente rômbico e o enxofre monocíclico. As duas formas são formadas por moléculas em forma de anel com oito átomos de enxofre (S8). A diferença está no arranjo molecular no espaço. Produzem cristais diferentes.Os cristais rômbicos têm densidade 2,08g/mL e seu ponto de fusão é 112,8°C. Os monocíclicos têm densidade igual a 1,96g/mL e o ponto de fusão é 119,2°C.Ambos alótropos do enxofre fervem a uma temperatura de 445°C. É um pó amarelo, inodoro, insolúvel em água e muito solúvel em sulfeto de carbono (CS2).

Atualizado em ( 03-Abr-2010 )

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