ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA - 9º ANO (1).pptx

Estados físicos da matéria. O estado físico da matéria é determinado pela organização e energia cinética entre as moléculas. Pode ser sólido, líquido, gasoso, plasma e Bose-Einstein.

1. Química Giovanna Machado 9º ano A Manhã ESTADOS FÍSICOS, PROPRIEDADES E CLASSIFICAÇÃO

2. Modelo Atômico de Dalton (Modelo da Bola de Bilhar) Os átomos são esféricos, maciços, indivisíveis e indestrutíveis. Os átomos de elementos diferentes têm massas diferentes. Os diferentes átomos se combinam em várias proporções, formando novas substâncias. Os átomos não são criados nem destruídos, apenas trocam de parceiros para produzirem novas substâncias. John Dalton (1766 - 1844)

3. Estados Físicos da Matéria Estados físicos da matéria ou fases são as diferentes formas de como uma substância pode se apresentar no espaço. Sólido Líquido Vapor Os principais são:

4. É quando os átomos das moléculas constituintes da matéria estão em um estado de agitação baixo, podendo ser concentrados mais átomos em um mesmo espaço físico. Possui forma e volume fixos. Ex.: Bola de bilhar. Por exemplo, a bola de bilhar, pode ser colocada em qualquer tipo de recipiente que ela não tomará a forma do recipiente, e o seu volume não vai aumentar ou diminuir. A força de atração é maior que a força de repulsão entre suas moléculas Sólido Sólido Imagem: Stanton McCandish /  GNU Free Documentation License .

5. Líquido Ocorre quando as moléculas já estão um pouco mais dispersas em relação à mesma matéria no estado sólido. Substâncias no estado líquido têm volume fixo, porém a sua forma pode variar. A força de atração é aproximadamente igual à força de repulsão entre suas moléculas Por exemplo, a água, se estiver em um copo, toma a forma do copo, se estiver na jarra, fica na forma da jarra. Ex.: Água. Líquido

6. Vapor Acontece quando as partículas que formam a matéria estão bastante afastadas, dispersas no espaço. Por isso, elas podem ter a forma e o volume variáveis. A força de atração é menor que a força de repulsão entre suas moléculas Por exemplo, o oxigênio pode ser comprimido dentro de um cilindro e tomar a forma desse cilindro. Ex.: Oxigênio.

7. Mudanças de Estado Físico A influência de fatores externos como Pressão e Temperatura fazem a matéria se apresentar ora em um, ora em outro estado físico. As mudanças de um estado físico para outro recebem denominações específicas... Ex.: Água coexistindo nos três estados físicos.

8. Mudanças de Estado Físico Absorvem calor (transformações endotérmicas) Liberam calor (transformações exotérmicas) Solidificação Condensação (Liquefação) Sólido (ordem) Líquido Fusão Vaporização Sublimação Vapor ou gás (desordem) Imagem: Prattflora / GNU Free Documentation License . Imagem: Tysto / domínio público. Imagem: P.wormer / GNU Free Documentation License .

9. Características Importantes nas Mudanças de Estado Físico Ponto de Fusão/Solidificação Ponto de Fusão (PF) é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido. Ponto de Solidificação (PS) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes. Obs. O PF e o PS são obtidos em uma dada pressão. Quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica

10. Características Importantes nas Mudanças de Estado Físico Ponto de Ebulição/Liquefação Ponto de Ebulição (PE) a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado de vapor. Ponto de Liquefação (PL) ou de Condensação (PC) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes. Obs. O PE e o PL ou PC são obtidos em uma dada pressão. Quando esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica

11. ÁGUA PURA Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor Vapor PF = 0°C PE = 100°C Líquido – 10°C Diagrama de Mudança de Estado Físico

12. ÁGUA + AÇÚCAR Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor ∆TE – 15°C ∆TF Vapor Líquido Diagrama de Mudança de Estado Físico

13. Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido + Líquido Líquido + Vapor MISTURAS EUTÉTICAS ∆TE – 15°C TF Sólido Vapor Líquido Misturas Eutéticas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a fusão/solidificação. Diagrama de Mudança de Estado Físico

14. Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido e Líquido Líquido + Gasoso TE – 15°C ∆TF Sólido Vapor Líquido Misturas Azeotrópicas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a vaporização/condensação. Diagrama de Mudança de Estado Físico MISTURAS AZEOTRÓPICAS

15. Influência da Pressão Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais, assim, quanto MAIOR A PRESSÃO, MAIOR A TEMPERATURA DE EBULIÇÃO. Temperatura T Temperatura 3T

16. Influência da Altitude Quanto MAIOR a ALTITUDE , MENOR a TEMPERATURA DE EBULIÇÃO e vice-versa, visto que Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais. Por esse motivo, a água ferve a uma temperatura mais baixa nas montanhas do que ao nível do mar! pressão maior pressão menor altitude 0m 2.203 m 3.640 m 8.844 m Recife Cidade do México LaPaz Monte Everest La Paz: 87 ºC 3600 m Quito: 90 ºC 2850 m Brasília: 96 ºC 1100 m São Paulo: 98 ºC 750 m Santos: 100 ºC Nível do mar 0 m Altitude EXEMPLO:

17. O Diagrama de Fases Mapa de Pressões e Temperaturas que indica os Estados Físicos em que uma substância pura pode se apresentar e suas possíveis mudanças de Estado Físico. O Diagrama de Fases é composto por três curvas que delimitam tais Estados Físicos. Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C

18. O que representa cada curva? CURVA 1 - CURVA DE FUSÃO - SOLIDIFICAÇÃO: fronteira entre os estados SÓLIDO-LÍQUIDO . Ou seja, sobre essa curva (com os respectivos valores de temperatura e pressão) a substância coexiste naqueles Estados Físicos sofrendo FUSÃO ou SOLIDIFICAÇÃO . Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C Ex.: O gelo derretendo ou a água congelando

19. CURVA 2 - CURVA DE VAPORIZAÇÃO - CONDENSAÇÃO: fronteira entre os estados LÍQUIDO-VAPOR . Ou seja, sobre essa curva a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo VAPORIZAÇÃO ou CONDENSAÇÃO . Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C Ex.: A água evaporando ou a precipitação da chuva. O que representa cada curva?

20. CURVA 3: CURVA DE SUBLIMAÇÃO - RESSUBLIMAÇÃO: Fronteira entre os estados VAPOR-SÓLIDO . Ou seja, sobre essa curva, a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo Sublimação ou Ressublimação (Sublimação Reversa). Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C Ex.: O gelo seco virando “fumaça” ou o CO 2 sendo transformado em gelo seco. O que representa cada curva?

21. Pontos-Conceitos Importantes P T : PONTO TRIPLO: Indica os valores de pressão e temperatura nos quais a substância coexiste nos TRÊS ESTADOS FÍSICOS (Sólido, Líquido e Vapor) . É o ponto em que as três curvas se interceptam. Pressão Temperatura p T Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás T T P T

22. P c : PONTO CRÍTICO: Indica o limite que determina se a substância é um vapor ou um GÁS . Ele mostra a temperatura crítica a partir da qual a substância passa a ser um GÁS . Afinal, existe diferença entre VAPOR e GÁS? Pressão Temperatura p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás T C P C Pontos-Conceitos Importantes

23. Qual a diferença entre VAPOR e GÁS? VAPOR : Estado Físico que é capaz de estar em equilíbrio com o Estado Líquido ou Sólido, ou transformar-se nesses estados a partir da variação da Pressão ou Temperatura. Ex.: Quando colocamos água para ferver numa chaleira, obtemos água no estado de vapor.

24. GÁS : Estado Físico que não pode ser alterado apenas pela da variação da Temperatura. Para que haja mudanças no Estado Físico de um gás, é necessário que se varie a sua Pressão. Ex.: O gás de cozinha (GLP – Gás Liquefeito de Petróleo). Dentro do botijão, ele se encontra no estado líquido por estar a altas pressões. Qual a diferença entre VAPOR e GÁS?

25. Diagrama de Fases da Água No Ponto Triplo, temos: T T = 0,01ºC e p T = 4,579 mmHg (0,006 atm ). Com esses valores de temperatura e pressão, poderemos observar a água simultaneamente nos três estados: sólido (gelo), líquido (água) e vapor (vapor d’água). 760 4,579 0,01 100 P( mmHg ) t(ºC) Água líquida Água sólida Água vapor Ponto triplo solidificação ebulição sublimação

26. Leia a tirinha ao lado e dê uma explicação para o fato ocorrido.

27. Curiosidade: A panela de Pressão Ao nível do mar, nas panelas abertas, a água ferve a uma temperatura próxima de 100ºC. Ao nível do mar, nas panelas abertas, a água ferve a uma temperatura próxima de 100ºC.

28. Como o próprio nome sugere, na panela de pressão, a pressão interna é bem maior que a externa, fazendo a temperatura de ebulição da água aumentar, passando a ser algo em torno de 120ºC. Nessas condições, estaremos cozendo o alimento a uma temperatura maior que numa panela aberta, gastando, assim, menos tempo para o cozimento. Curiosidade: A panela de Pressão

29. Observe os seguintes fatos: I – Uma pedra de naftalina deixada no armário. II – Uma vasilha com água deixada no freezer. III – Uma vasilha com água deixada no fogo. IV – O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido. Nestes fatos, estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos: I – sublimação, II – solidificação, III – vaporização, IV – fusão. I – sublimação, II – solidificação, III – fusão, IV – vaporização. I – fusão, II – sublimação, III –vaporização, IV – solidificação. I – vaporização, II- solidificação, III – fusão, IV – sublimação. Exercício 01 Resolução Sublimação Solidificação Vaporização Fusão I – sublimação, II – solidificação, III – vaporização, IV – fusão.

30. (UFRJ) Podemos classificar como processo endotérmico e exotérmico, respectivamente, as mudanças de estado: a) liquefação e solidificação. b) condensação e sublimação. c) solidificação e evaporação. d) fusão e liquefação. e) evaporação e fusão. Exercício 02 Resolução Um PROCESSO ENDOTÉRMICO é aquele que necessita RECEBER calor para acontecer  Fusão, Vaporização e Sublimação Um PROCESSO EXOTÉRMICO é aquele que necessita PERDER calor para acontecer  Solidificação, Condensação/Liquefação e Ressublimação d) fusão e liquefação.

31. Exercício 03 A partir do gráfico de uma mistura eutética qualquer, qual seria o valor do ponto de ebulição desse material? a) 5 o C. b) 15 o C. c) 25 o C. d) 35 o C.

32. (UEFS) A curva de aquecimento, representada no gráfico, mostra a variação de temperatura em função do tempo de uma amostra de álcool vendida em supermercado. Exercício 04

33. Considerando-se essas informações, uma análise desse gráfico permite corretamente afirmar: a) O álcool da amostra é uma substância composta pura. b) O vapor formado no final do aquecimento contém apenas etanol. c) A temperatura de ebulição mostra que esse álcool é uma mistura azeotrópica. d) A temperatura de ebulição constante mostra que o álcool da amostra é isento de água.

34. Exercício 05 (Unesp) No campo da metalurgia, é crescente o interesse nos processos de recuperação de metais, pois é considerável a economia de energia entre os processos de produção e de reciclagem, além da redução significativa do lixo metálico. E esse é o caso de uma microempresa de reciclagem, na qual se desejava desenvolver um método para separar os metais de uma sucata, composta de aproximadamente 63% de estanho e 37% de chumbo, por meio aquecimento. Entretanto, não se obteve êxito nesse procedimento de separação. Para investigar o problema, foram comparadas as curvas de aquecimento para cada um dos metais isoladamente com aquela da mistura, todas obtidas sob as mesmas condições de trabalho.

35. A partir das informações das figuras, é correto afirmar que a sucata é constituída por uma: a) mistura eutética , pois funde em temperatura constante. b) mistura azeotrópica, pois funde em temperatura constante. c) substância pura, pois funde em temperatura constante. d) suspensão coloidal que se decompõe pelo aquecimento. e) substância com impurezas e com temperatura de ebulição constante.

36. Exercício 06 (UFSM) Quando se está ao nível do mar, observa-se que a água ferve a uma temperatura de 100 °C. Subindo uma montanha de 1 000 m de altitude, observa-se que: a) a água ferve numa temperatura maior, pois seu calor específico aumenta. b) a água ferve numa temperatura maior, pois a pressão atmosférica é maior. c) a água ferve numa temperatura menor, pois a pressão atmosférica é menor. d) a água ferve na mesma temperatura de 100 °C, independente da pressão atmosférica. e) a água não consegue ferver nessa altitude.

37. Exercício 07 (ENEM) O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera. A transformação mencionada no texto é a a) fusão. b) liquefação. c) evaporação. d) solidificação. e) condensação.

38. Exercício 08 (CFTMG) Os estados de agregação das partículas de um material indeterminado possuem algumas características diferentes, conforme mostra a Figura 1. Por outro lado, as mudanças de estado físico desse mesmo material são representadas por meio de uma curva de aquecimento que correlaciona valores de temperatura com a quantidade de energia fornecida sob a forma de calor, apresentada na Figura 2.

39. Uma relação entre os dados da Figura 2 e os estados de agregação da Figura 1 permite estabelecer que B - gasoso, D - líquido, E - sólido. A - sólido, C - líquido, E - gasoso. A - sólido, B - líquido, C - gasoso. C - sólido, D - líquido, E- gasoso.