quinta-feira, 7 de junho de 2012

CURSINHO PRÉ-VESTIBULAR UPT - UNIVERSIDADE PARA TODOS


I AULA DE QUÍMICA – Conceitos fundamentais.                                                    Profº Márcio Bandeira

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.

  • Densidade

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)

  • Dureza

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
CALCITA
03
TOPÁZIO
08
FLUORITA
04
CORÍNDON
09
APATITA
05
DIAMANTE
10
 
  • Tenacidade

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.

  • Brilho

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



Sobre Química Por Algosobre 
conteudo@algosobre.com.br

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.
Descrição: http://www.algosobre.com.br/images/stories/quimica/subs_mist_01.JPG


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.

Descrição: http://www.algosobre.com.br/images/stories/quimica/subs_mist_02.JPG

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.

Descrição: http://www.algosobre.com.br/images/stories/quimica/subs_mist_03.JPG

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.
Descrição: http://www.algosobre.com.br/images/stories/quimica/subs_mist_04.JPG
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.
Descrição: http://www.algosobre.com.br/images/stories/quimica/subs_mist_05.JPG

 

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:
Descrição: http://www.algosobre.com.br/images/stories/quimica/subs_mist_06.JPG

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.


Descrição: http://www.algosobre.com.br/images/stories/quimica/subs_mist_07.GIF


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
Cobre e Zinco
resistente à corrosão
navios, tubos
Bronze
Cobre e Estanho
resistente à corrosão
moedas, sinos
Aço
Ferro e carbono
resistente à corrosão
navios, utensílios domésticos
Aço inoxidável
Aço e Cromo
resistente à corrosão
talheres, utensílios domésticos
Aço -Níquel
Aço e Níquel
resistência mecânica
canhões, material de blindagem
Aço-Tungstênio
Aço e Tungstênio
alta dureza
brocas, pontas de caneta
Alnico
Aço, alumínio, níquel e cobalto
propriedades magnéticas
fabricação de imãs
Amálgama
Mercúrio, prata e estanho
restauração de dentes

Ouro 18 quilates
Ouro e cobre
alta ductibilidade e maleabilidade
jóias
Prata de lei
Prata e cobre
aumento da dureza
utensílios domésticos,
ornamentos
Electron Liga de magnésio
Mg, alumínio, manganês, zinco
resistência mecânica e térmica
peças muito leves

 

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

papel
3 meses em lugar úmido, jornais podem permanecer por décadas sem sofrer decomposição.
palito
6 meses em lugar úmido.
iltro de cigarro
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.
chiclete
5 anos
metais
em princípio, não são biodegradáveis. Uma lata de aço demora 10 anos se oxidar, já a lata de alumínio não se corrói nunca.
plásticos
mais de 100 anos, como o plástico existe apenas a um século, não é possível determinar seu grau de biodegradação.
vidro
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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