MATÉRIA
Matéria é tudo
que tem massa e ocupa espaço.
O que é massa?
A massa de uma substância ou objeto é
uma medida direta da quantidade de matéria da substância
ou objeto. Por exemplo: Uma garrafa cheia de chumbo tem
uma massa maior do que a mesma garrafa cheia de algodão.
Isso significa que a garrafa cheia de chumbo tem mais matéria
do que a garrafa cheia de algodão.
No laboratório a
massa de um objeto é, geralmente, determinada pela
comparação da massa do objeto com outro objeto de massa
desconhecida. Em laboratórios se utilizam balanças para
determinação da massa da substância ou objeto. A
comparação da massa em balanças é comumente chamada
de pesagem (o que não é propriamente correto).
Veja, o peso é
determinado pela massa do objeto. Pense, na Lua, por
exemplo, a massa do astronauta continua a mesma massa que
ele possui na Terra, porém o seu peso na Lua será bem
menor que seu peso na Terra. Isso porque, a gravidade da
Lua é muito menor do que a gravidade da Terra. Observe
também, que se você estiver no pólo sul ou no pólo
norte, o seu peso será maior do que seu peso se você
estiver na linha do equador. Isso acontece porque a força
da gravidade na linha do equador é menor que nos pólos,
pois nos pólos você estará mais próximo ao centro da
Terra do que na linha do equador – a Terra é
achatada! Porém, a sua massa, ou a quantidade de matéria
do seu corpo, continuará sempre a mesma!
SUBSTÂNCIAS E
MISTURAS
Uma substância
é uma composição de apenas um tipo de moléculas ou átomos. A substância
pode ser simples ou composta. Substância simples é aquela constituído
por um único tipo de constituinte. Substância composta é aquela
constituída por mais de um tipo de constituinte. Exemplo de substância
composta: a água pura contendo somente H2O; o
sal, contendo somente NaCl; exemplo de substância simples: o ferro, contendo somente átomo
de ferro; o oxigênio, contendo só O2.
No conceito
antigo, usava-se dizer Substância pura aquela substância que não
continha nenhuma impureza ou outra substância. Mas, veja como é
redundante este conceito. Toda substância tem que ser
pura mesmo, se não passa a ser uma mistura. Portanto,
vamos falar daqui para frente: substância ou mistura!
O que é mistura?
A mistura consiste em duas ou mais substâncias
misturadas. Ela pode ser identificada visualmente, como
por exemplo o granito onde se observa grãos de quartzo
branco, mica preta e feldspato rosa e outros minérios.
Outras misturas como a água salgada, requer outros métodos
de verificação para sabermos se são substâncias ou
misturas. Um exemplo simples: pegue um copo de vidro
transparente, encha-o com leite. Você verá apenas um líquido
branco por completo e não conseguirá dizer se naquele líquido
possui outras substâncias. Porém se você utilizar uma
lupa ou um microscópio para observar uma gota daquele
leite, verá algumas partículas brancas e constatará
que ele é uma mistura, pois contém outras substâncias.
OS ESTADOS DA MATÉRIA
A matéria pode existir em três estados:
sólido, líquido e gás. O sólido mantém o seu volume
e sua forma, independe da forma do recipiente em
que ele é colocado. O líquido mantém seu volume, porém
adquire a forma do recipiente no qual é colocado. O gás
não mantém seu volume e não mantém sua forma, ambos
variam conforme o recipiente no qual o gás é colocado.
Os gases e líquidos têm a capacidade de fluir,
denominada de fluidez, e por isso são chamados de fluídos.
FASES
A fase é uma
região diferente, na qual as propriedades são as mesmas.
Por exemplo: Uma mistura de água e óleo, tem-se duas
fases: a fase onde está a água e a fase onde está o óleo.
Agora, numa mistura de água e álcool, tem-se apenas uma
fase, pois a água e o álcool são miscíveis entre si.
As fases podem
estar nos diversos estados: sólidos, líquidos ou
gasosos. Todas as combinações desses estados são possíveis,
exceto se houver apenas gases, aí haverá uma única
fase.
MISTURAS
HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS
A mistura homogênea
apresenta apenas uma fase, por exemplo: a água salgada,
a gasolina, o refrigerante o ar e etc. A mistura homogênea
é também chamada, e mais usualmente, de solução.
Uma solução
pode apresentar-se em qualquer dos três estados, ou
seja, a solução pode ser sólida, líquida ou gasosa.
Os componentes de uma solução podem ser separados também,
por processos físicos, isto é, sem o uso de reações
químicas.
A distinção
entre uma solução e uma substância pura, é feita no
laboratório pela medida da temperatura nas respectivas
mudanças de estado. Uma substância pura, tal como a água,
ferve a temperatura constante. Por outro lado, o ponto de
ebulição de uma solução líquida, por exemplo, água
salgada, aumenta gradualmente. Isto ocorre porque o ponto
de ebulição da solução depende da sua composição, e
quanto maior for a concentração de substância
dissolvida, maior será o ponto de ebulição.
AS
TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA
As transformações
da matéria podem ser físicas e químicas.
Ø
As
transformações físicas
não alteram a identidade
das substâncias. Por exemplo, o chumbo fundido (derretido)
continua sendo chumbo. A água gelada, o gelo, continua
sendo água, porém no estado sólido. Um pedaço de
ferro pode ser retorcido e continua sendo ferro.
Ø
As
transformações químicas são mais significativas
ou fundamentais do que as transformações físicas. Na
transformação química as substâncias são destruídas
e novas substâncias são formadas. Por exemplo: o ferro
exposto à chuva, causa uma transformação química,
porque o ferro reage quimicamente com o oxigênio e a água
da atmosfera e aparece a ferrugem. Esta ferrugem é uma
substância nova que é o óxido de ferro III (óxido
férrico). Assim sendo, chamam-se reagentes as substâncias
iniciais, neste exemplo, são reagentes o ferro e o oxigênio.
E são chamadas de produtos, as novas substâncias
formadas, neste caso o produto da reação é o óxido férrico.
LEIS DAS
TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
A observação de
muitas reações químicas ao longo do tempo revelou um
certo número de consistências conhecidas por leis
das transformações químicas.
A primeira dessas
leis foi anunciada por um químico francês, A.L.
Lavoisier, em 1774, e é atualmente chamada de Lei da
conservação da massa. Esta lei estabelece que a
soma das massas dos produtos é igual a soma das massas
dos reagentes. Não há destruição, nem criação de
matéria, apenas a transformação. Exemplo: Ao se
queimar um pedaço de papel, ele se decompõe em gases e
cinzas. A massa inicial do papel é igual a massa das
cinzas e dos gases produzidos na decomposição (neste
caso na queima).
A segunda lei das
transformações químicas é a lei da composição
definida, conhecida também como lei da composição
constante ou lei das proporções definidas. Ela descreve
a mais importante propriedade de um composto, sua composição
fixa. Por exemplo: em uma amostra de cloreto de sódio,
39,44% da massa total é sódio e 60,66% é cloro.
Igualmente a água sempre consiste de 11,19% de hidrogênio
e 88,91% de oxigênio, em massa.
ENERGIA
A energia é um
termo bastante usado e de difícil definição. Mas é
geralmente dito que energia é a habilidade ou capacidade
de produzir trabalho (transformação). Há formas de
energia como: mecânica, elétrica, calor, nuclear, química
e radiante.
O trabalho (trabalho
mecânico) é realizado quando um objeto é movimentado
contra uma força de oposição. Por exemplo ao
levantarmos o livro de uma mesa, realizamos trabalho
sobre o livro, porque deslocamos contra a força de oposição
da gravidade.
ENERGIA MECÂNICA
É a energia que
um corpo possui devido a seu movimento ou a sua posição.
A energia de movimento é chamada de energia cinética.
A energia cinética
(Ek) de um corpo em movimento depende da massa
do corpo (m) e de sua velocidade (v), do seguinte modo:
Ek =
½ mv2
Uma segunda forma
de energia é a energia potencial. A energia
potencial mecânica é a energia que depende da posição
do objeto, e não do seu movimento. Um livro, por
exemplo, adquire energia potencial quando é levantado
contra a força da gravidade. A energia potencial do
corpo (Ep) depende da distância (d) movida
pelo corpo e da força de oposição (F) ao seu movimento.
Ep
= Fd
A energia pode ser transformada de uma
forma para outra forma. Ela não pode ser destruída e
nem criada. Por exemplo: Um tijolo quando cai no chão,
significa que ele tem energia potencial, pois está a uma
distância do solo. Ao cair a energia potencial diminui e
a energia cinética do tijolo aumenta durante a queda.
Quando o tijolo atinge o solo, a energia potencial se
transformou totalmente em energia cinética, e a energia
cinética se transformou em outras energias como o
som, o calor, se transformou em energia potencial das moléculas
do solo que foram amassadas e etc.
CALOR E
TEMPERATURA
Fazemos muita
confusão entre esses dois conceitos.
Calor (ou
energia calorífica) é uma forma de energia que é
diretamente transferida de um corpo mais quente para um
mais frio. Portanto, calor é transferência de energia
calorífica de um corpo para o outro.
Temperatura
mede a energia cinética média das partículas do corpo.
Quando o calor é transferido para um corpo, a energia
cinética média de suas partículas é aumentada, estas
partículas movem-se então mais rapidamente e a
temperatura do corpo aumenta.
A falta de aumento de temperatura nem
sempre significa que não houve transferência de calor
para um corpo. Por exemplo: A adição de calor ao
gelo a 0ºC, não causa aumento de temperatura (a energia
cinética média das moléculas permanece constante). O
gelo funde, no entanto, formando água líquida, ainda a
0ºC. A energia potencial média das moléculas na água
líquida é maior do que a das moléculas de gelo, na
mesma temperatura.
