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Grupo de Estudos – QUÍMICA (Tema 3/10)

Olá, estudantes do CEEJA!!

O terceiro tema do Grupo de Estudos da semana é: Materiais, suas propriedades e usos.

Na postagem anterior (Tema 2) disponibilizamos 5 questões do Enem e o Gabarito delas está no final deste post!

A Química é a ciência que estuda a constituição da matéria, sua estrutura interna, as relações entre os diversos tipos de materiais encontrados na natureza, além de determinar suas propriedades, sejam elas físicas – como, por exemplo, cor, ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade e a densidade, etc., ou químicas que são as transformações de uma substância em outra.

Chamamos matéria a tudo que tem massa, ocupa lugar no espaço e pode, portanto, de alguma forma, ser medido. Por exemplo: madeira, alumínio, ferro, ar, etc. Corpo é uma porção limitada da matéria e objeto é um corpo fabricado para um determinado fim.

Resumindo: podemos dizer que o ferro é matéria, uma barra de ferro é um corpo e um portão de ferro é um objeto.

Propriedades da Matéria

A matéria apresenta várias propriedades que são classificadas em gerais, funcionais e específicas.

Propriedades Gerais são comuns a toda e qualquer espécie de matéria, independentemente da substância de que ela é feita. As principais são: massa, extensão, impenetrabilidade, divisibilidade, compressibilidade e elasticidade.

Propriedades Funcionais em Química são características constantes em determinadas matérias, sendo pertencentes a um mesmo grupo funcional, tais como os ácidos, bases, óxidos e sais. Os ácidos, por exemplo, são substâncias que ionizam em solução aquosa, liberam íons H+ e têm sabor azedo.

Propriedades Específicas são aquelas que nos permitem distinguir uma substância de outra, por exemplo o ouro apresenta propriedades que o ferro não possui. Já a água apresenta propriedades não encontradas no oxigênio, e assim por diante. Isso ocorre porque as substâncias ouro, ferro, água, oxigênio etc. são diferentes entre si.

São propriedades específicas:

Propriedades físicas: ponto de fusão, ponto de ebulição, solubilidade, densidade.

Propriedades organolépticas: São as propriedades percebidas pelos sentidosSão elas: odor, sabor, cor, brilho, etc.

Propriedades químicas: reações químicas.

Todas essas definições você também encontra no Caderno do Estudante EJA Mundo do Trabalho – Química Volume 1 (Unidade 1), que traz muitos exercícios que abordam nosso cotidiano. 

O conteúdo mais detalhado dessas propriedades podem ser estudados clicando AQUI.

Das propriedades específicas físicas que mais estudamos em Química, estão: temperatura de fusão (PF), a temperatura de ebulição (PE), a solubilidade e a densidade, que além de serem calculadas, servem para identificarmos uma substância e também para definirmos métodos para separar misturas dessas substâncias tanto no cotidiano quanto nos sistemas produtivos.

Saber os detalhes dessas propriedades vai facilitar o entendimento das questões que caem no Enem e que abordam esse assunto muito estudado no Ensino Médio nas disciplinas de Química, na Biologia, na Física e até na Matemática.

Então, vamos começar!

As propriedades que envolvem mudanças de estado físico de uma substância são específicas de cada substância e chamamos de temperaturas de fusão e de ebulição.

Como você já sabe, a fusão é passagem do estado sólido para o estado líquido e quando se trata de uma substância pura, a temperatura de fusão é constante. O mesmo vale para a ebulição de uma substância que passa do estado líquido para o estado gasoso, mantendo por um intervalo de tempo, sua temperatura. 

O diagrama ao lado representa as mudanças de estado físico e como ocorre a fusão e a ebulição de uma substância pura (água) ao longo do tempo em função do aumento da temperatura.

Olhando atentamente o diagrama, notamos que num intervalo de tempo a substância parece ter dois estados físicos ao mesmo tempo antes da mudança de fato, isso explica a temperatura constante durante a passagem (mudança) de estado. Experimentalmente, podemos determinar as temperaturas de fusão e de ebulição da substância e raciocinar o seguinte:

Se a temperatura apresentada for menor que a temperatura de fusão (PF), a substância é sólida. E se a temperatura for maior que temperatura de fusão, a substância mudou de estado físico e passa a ser líquida.

O mesmo raciocínio se aplica para a ebulição. Se a temperatura apresentada for menor que a temperatura de ebulição (PE), a substância é líquida. E se a temperatura for maior que temperatura de ebulição, a substância mudou de estado físico e passa a ser gasosa.

Ou seja:

estado sólido <  PF > estado líquido      estado líquido < PE > estado gasoso

Solubilidade

A solubilidade é outra propriedade específica que estudamos em Química. É uma propriedade física das substâncias de se dissolverem, ou não, em um determinado líquido.

Denomina-se soluto, os compostos químicos que se dissolvem em outra substância. O solvente é a substância na qual o soluto será dissolvido.

A solubilidade também pode ser calculada, definindo um coeficiente de solubilidade, que é a quantidade necessária de uma substância para saturar uma quantidade padrão de solvente, em determinada temperatura e pressão.

Por exemplo, os coeficientes de solubilidade em água a 0ºC:

– Para o NaCl (cloreto de sódio) é igual a 357g/L
– Para o CaSO4 (sulfato de cálcio) é igual a 2 g/L

Quando o coeficiente de solubilidade de uma substância em um determinado solvente possui valor próximo de zero, ou seja, praticamente nulo, dizemos que a substância é insolúvel nesse solvente. Um exemplo é o cloreto de prata (AgCl), cujo coeficiente de solubilidade em água é 0,014g/L. Quando se trata de dois líquidos, podemos dizer que são imiscíveis, é o caso da água e óleo.

Em função do ponto de saturação, podemos classificar as soluções em:

– Insaturadas: são aquelas que contêm menos soluto do que o estabelecido pelo coeficiente de solubilidade;
– Saturadas: são aquelas que  atingiram o coeficiente de solubilidade. Está no limite da saturação;
– Supersaturadas: ultrapassam o coeficiente de solubilidade.

Densidade 

densidade é uma propriedade específica de cada material que serve para identificar uma substância. 

Matematicamente, representamos:

A densidade (ou massa específica) é a relação entre a massa (m) e o volume (v) de determinado material (sólido, líquido ou gasoso).

A unidade de medida da densidade, no Sistema Internacional de Unidades, é o quilograma por metro cúbico (kg/m3), embora as unidades mais utilizadas sejam o grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou o grama por mililitro (g/mL). Para gases, ela costuma ser expressa em gramas por litro (g/L). Conforme se observa na expressão matemática da densidade, ela é inversamente proporcional ao volume. Isso significa que, quanto menor o volume ocupado por determinada massa, maior será a densidade.

Neste vídeo, vamos compreender de uma forma divertida essa inversão proporcional entre a massa de um corpo e o volume que este ocupa!

Agora sabemos que a densidade de cada material depende do volume por ele ocupado. E o volume é uma grandeza física que varia com a temperatura e a pressão. Isso significa que, consequentemente, a densidade também dependerá da temperatura e da pressão do material.

Um exemplo que nos mostra isso é a água. Quando a água está sob a temperatura de aproximadamente 4ºC e sob pressão ao nível do mar, que é igual a 1 atm, a sua densidade é igual a 1,0 g/cm3. No entanto, no estado sólido, isto é, em temperaturas abaixo de 0ºC, ao nível do mar, a sua densidade mudará: ela diminuirá para 0,92 g/cm3.

Isso explica o fato de o gelo flutuar na água, pois outra consequência importante da densidade dos materiais é que o material mais denso afunda e o menos denso flutua.

Viu como é fácil o estudo das propriedades das substâncias?

Agora vamos exercitar com mais questões que caem no Enem!

Geralmente, nas questões do Enem, este conteúdo sempre vem associado a diversos processos produtivos que dão origem a materiais do nosso dia a dia, como os alimentos, a transformação do petróleo em gasolina e óleo diesel, nos métodos envolvidos no tratamento da água, enfim, são conteúdos muito contextualizados sendo importante prestarmos bastante atenção aos enunciados das questões!

 

Bons Estudos

 

Ano: 2014 Banca: INEP Órgão: ENEM Prova: INEP – 2014 – ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio
 

(Q887963) Água dura é aquela que contém concentrações relativamente altas de íons Ca2+ e Mg2+ dissolvidos. Apesar de esses íons não representarem risco para a saúde, eles podem tornar a água imprópria para alguns tipos de consumo doméstico ou industrial. Objetivando reduzir a concentração de íons Ca2+ e Mg2+ de uma amostra de água dura ao mínimo possível, um técnico em química testou os seguintes procedimentos no laboratório:

I – Decantação da amostra de água.

II – Filtração da amostra de água.

III – Aquecimento da amostra de água.

IV – Adição do solvente orgânico Tetracloreto de Carbono (CCl4) à amostra de água.

V – Adição de Óxido de Cálcio (CaO)  e Carbonato de Sódio (Na2CO3) à amostra de água.

BROWN, T L. et al. Química, a ciência central. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005 (adaptado).

O método considerado viável para tratar a água dura e aumentar seu potencial de utilização é o(a):

decantação, pois permite que esses íons se depositem no fundo do recipiente.

filtração, pois assim os íons Ca2+ e Mg2+ são retidos no filtro e separados da água.

aquecimento da amostra de água, para que esses íons sejam evaporados e separados.

adição do solvente orgânico CCl4 à amostra, para solubilizar esses íons e separá-los da água.

reação química com CaO e Na2CO3, para precipitar esses íons na forma de compostos insolúveis.

 

Ano: 2015 Banca: INEP Órgão: ENEM Prova: INEP – 2015 – ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio
 

(Q887744) O quadro apresenta a composição do petróleo.

BROWN, T. L. et al. Química: a ciência central. São Paulo: Person Prentice Hall, 2005.

Para a separação dos constituintes com o objetivo de produzir a gasolina, o método a ser utilizado é a:

filtração.

destilação.

decantação.

precipitação.

centrifugação.

 
Ano: 2017 Banca: INEP Órgão: ENEM Prova: INEP – 2017 – ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio
 

(Q851742) As centrífugas são equipamentos utilizados em laboratórios, clínicas e indústrias. Seu funcionamento faz uso da aceleração centrífuga obtida pela rotação de um recipiente e que serve para a separação de sólidos em suspensão em líquidos ou de líquidos misturados entre si.

RODITI, I. Dicionário Houaiss de física. Rio de Janeiro: Objetiva, 2005 (adaptado).

Nesse aparelho, a separação das substâncias ocorre em função:

das diferentes densidades.

dos diferentes raios de rotação.

das diferentes velocidades angulares.

das diferentes quantidades de cada substância.

da diferente coesão molecular de cada substância.

 
Ano: 2017 Banca: INEP Órgão: ENEM Prova: INEP – 2017 – ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio
 

(Q851740) A farinha de linhaça dourada é um produto natural que oferece grandes benefícios para o nosso organismo. A maior parte dos nutrientes da linhaça encontra-se no óleo desta semente, rico em substâncias lipossolúveis com massas moleculares elevadas. A farinha também apresenta altos teores de fibras proteicas insolúveis em água, celulose, vitaminas lipossolúveis e sais minerais hidrossolúveis.

Considere o esquema, que resume um processo de separação dos componentes principais da farinha de linhaça dourada.

O óleo de linhaça será obtido na fração:

Destilado 1.

Destilado 2.

Resíduo 2.

Resíduo 3.

Resíduo 4.

 
 
Ano: 2016 Banca: INEP Órgão: ENEM Prova: INEP – 2016 – ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio
 

(Q745524) Em Bangladesh, mais da metade dos poços artesianos cuja água serve à população local está contaminada com arsênio proveniente de minerais naturais e de pesticidas. O arsênio apresenta efeitos tóxicos cumulativos. A ONU desenvolveu um kit para tratamento dessa água a fim de torná-la segura para o consumo humano. O princípio desse kit é a remoção do arsênio por meio de uma reação de precipitação com sais de ferro(III) que origina um sólido volumoso de textura gelatinosa.

Disponível em: http://tc.iaea.org. Acesso em: 11 dez. 2012 (adaptado).

Com o uso desse kit, a população local pode remover o elemento tóxico por meio de

fervura.

filtração.

destilação.

calcinação.

evaporação.

 

 

* Disponível a seguir, o Gabarito das questões da postagem anterior!

Para acessar as questões completas clique AQUI

(Q1055046) Correta: Alternativa E. (Com base no modelo atual que descreve o átomo, o postulado que é considerado correto é o 5. Vamos analisar cada postulado: 1. Atualmente os átomos são divisíveis e não indivisíveis como na teoria de Dalton. 2. Atualmente existe o conceito de isótopos. 3. Diferentes elementos podem ser isóbaros. 4. Os átomos podem ser divididos e numa reação química os átomos se transformam em íons (cátions, ânions) e podem formar moléculas. 5. Átomos de elementos combinam com átomos de outros elementos em proporção de números inteiros pequenos para formar compostos. Esse postulado ainda é válido).

(Q887734) Correta: Alternativa B. (Basta obter a equação global: CaO + SO₂ + 1/2 O₂ → Sal de cálcio. Igualando as quantidades pela conservação da massa temos: CaO + SO₃ → CaSO₄ (sal de cálcio)

(Q889203) Correta: Alternativa D. (Reações envolvendo substâncias ácidas caracterizadas pela efervescência, o dióxido de carbono CO(g) é o produto formado. Se representarmos essa reação temos: Uma partícula de carbonato de cálcio reage com duas partículas de ácido muriático formando uma partícula de cloreto de cálcio, uma partícula de água e uma partícula de gás carbônico). Quimicamente temos: CaCO3 (s) + 2HCl CaCl2 (s) + H2O (l) + CO2 (g) ).

(Q889182) Correta: Alternativa A. (Se observarmos as representações nas equações é a única que demonstra o gás carbônico como produto formado no estado gasoso (g), substância responsável por encher o balão).

(Q887947) Correta: Alternativa E. (Para resolver essa questão apenas subtraia os termos semelhantes e encontre a reação global:  C2H6O + 1/2O2 C2H4O + H2O).

 

Fontes:

  1. “Propriedades da Matéria” em Só Biologia. Virtuous Tecnologia da Informação. Disponível em https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia.php

  2. QUER QUE DESENHE? Volume e Densidade. Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=ihi5kg41I5s.
  3. Questões Enem Química. site Qconcursos. Disponível em https://www.qconcursos.com/questoes-do-enem/questoes?discipline_ids%5B%5D=208&page=4&subject_ids%5B%5D=14598
  4. Imagens retiradas da internet do site de busca.

 

Quelselise Xavier

Quelselise Xavier

A Humildade não te faz Melhor que Ninguém, mas te faz Diferente de Muitos! ("Pensador)

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