Baixar Arquivo

A teoria atomico-molecular da materia nos propeeum modelo no qual partfculas (molaculas eatomos) se organizam de maneiras diferentes nosvarios estados ffsicos. Os agrupamentos de partfculasapresentam uma maior ou menor coesaodependendo das "simpatias elatricas" entre elas.Assim, cations (fons positivos) e anions (fons negativos)apresentam uma grande coesao devido assuas cargas elatricas contrarias. Ja no caso demolaculas, a coesao a pouco intensa, pois as forc;:aselatricasde atrac;:ao sac fracas.Num solido, as forc;:as de coesao sac muitointensas e, por causa disso, as suas particulas sacmuito organizadas e tem liberdade muito pequenano sistema; enfim, suas partfculas ocupam posiyeesquase fixas, apenas oscilam um pouco aoredor de seus pontos madios. Esse arranjo muitoorganizado de particulas constitui 0 que chamamosde crista!.Todo cristal a formado por ions? Nao; ha cristaisformados por molaculas como, por exemplo,os cristais de enxofre, de iodo e de naftalina.Todo material solido a cristalino? Tambemnao, pois existem solidos amorfos. Nestes solidos,encontramos longas molaculas ou mesmo fibrasque mantem 0 sistema organizado dentro dos padreesque chamamos de solido: volume e formafixos. Assim, um pedac;:o de madeira a um solidoamorfo, isto a, sem estrutura cristalina. Na suamaioria, os materiais solidos sac cristalinos aindaque as vezes as porc;:ees cristalinas sejam tao minusculasque fiquem mascaradas, parecendo ummaterial amorfo.Nos Iiquidos, as partfculas tem maior liberdadepara se movimentarem do que no solido: por isso, aorganizac;:ao do sistema a menor. Uquidos sac·pouco compressiveis e so a possivel diminuir empequeno grau 0 seu volume. Isso sugere que aspartfculas do Iiquido nao devem apresentar muitosespac;:os entre si. Conclusao: as distancias intermolecularesno Iiquido devem ser pequenas. A formavariavel do Iiquido, quando mudado de um vasilhamepara outro, mostra que suas partfculas sac maislivres do que nos solidos.Por fim, 0 gas se apresenta como um estadoffsico marcado pela desordem de suas partfculas.Estas devem apresentar distancias razoaveis (0 gaspode ter 0 seu volume bastante reduzido por compressao)e 0 gas se espalha por todo 0 recipienteque 0 contam. No entanto, mesmo no gas, existematrac;:ees elatricas entre suas partfculas, apesar deserem muito fracas.

Estado Ffslco Organlza~io Llberdade dasda Materia das partfculas partfculasFormaVolumes611do grande pequena flxa flxoIrquldo media media varlavel flxoga5050 pequena grande varlavel varlavelMudan~as de estadoQuando aquecemos um solido, suas partfculasse agitam cada vez mais, ate que, a uma dadatemperatura, ocorre a fusao. A fusa~ corresp?nd~ auma transi

Ja conseguimos razoavelmente distinguir ostres estados ffsicos,mas ha materiais onde 0 estadoffsico pode ser discutido: uma geleia pode serconsiderada um solido amorfo limftrofe ao estadoIfquido.o vidro nao tem propriamente temperatura defusao: a medida que 0 aquecemos ele se tornamenos'viscoso (mais fluido) e sua organizac;:ao emais aparentada com 0 estado Iiquido do que como estado solido. Oiz-se que ele e um Iiquido superresfriado,ou seja, um Iiquido que deveria ter-secristalizado mas isto nao ocorreu.Nas mudanc;:asde e~tado em que h8 aumentoda organizac;:aodo sistema, pode ocorrer um retardamento,isto e, a mudanc;:ade estado pode naoocorrer na temperatura esperada. Assim, a aguao-10pode ser resfriada ate -100e sem que se inicie acristalizac;:ao. No entanto, apos esta ter-se iniciado,a temperatura sobe ate ooe e se mantem durante asolidificac;:ao.Por que isso acontece? Bem, para se iniciar acristalizac;:ao da agua e preciso que algumas moleculasse arranjem convenientemente, formando um"molde" onde se depositem novas moleculas. Assim,0 cristal cresce e 0 processo de cristalizac;:aose desenvolve por todo 0 material. Mas, as vezes,as moleculas da agua nao formam esse "molde" eo Iiquido pode ser resfriado abaixo do ponto desolidificac;:ao, formando um sistema meta-estavel.Quando um material tem a sua temperaturadiminufda alem do seu ponto de liquefac;:aoou desolidificac;:ao e a mudanc;:ade estado nab ocorre, 0sistema e chamado meta-estavel e tende a passaresp.ontaneamente para uma situac;:aomais estavel.Se cedemos bruscamente calor a agua nessascondic;:6es, perturbamos a organizac;:ao metaestavel,0 arranjo molecular e alterado e pode seiniciar a cristalizac;:ao. Af,enfim, 0 processo de solidificac;:aotoma conta de todo 0 material.Quando colocamos garrafas de refrigerantesou de cerveja no congelador, a temperatura podedescer abaixo do ponto de solidificac;:ao. Quandopegamos uma dessas garrafas, cedemos calor aomaterial, desarranjando 0 sistema meta-estavel,e acristalizac;:ao tem infcio; a bebida, antes Iiquida,agora se apresenta em parte congelada.Algumas experiencias sobre mudanc;asde estadoUma pedra, um pedac;:ode madeira sao bansexemplos de solidos. Agua e alcool sac Iiquidos euma bexiga de borracha ou uma camara de ar depneu servem para conter porc;:6esde gas.Mude os solidos de um lugar para outro eassim voce pode fixar as noc;:6esde que as solid osmantem volume e forma.Mude a agua de um recipiente para outro, demaneira que os alunos percebam que a forma variamas nao 0 volume.Use uma seringa de injec;:ao(fechada na pontacom 0 dedo) e comprima 0 embolo; depois, puxe 0embolo de forma a ficar claro que 0 gas tem seuvolume e sua forma determinados pelo recipienteque a contem.Mostre agora um pouco de sal ou de ac;:ucarformando um pequeno monte; a seguir, coloquenum tuba de ensaio ou espalhe 0 material pelopapel. A forma e 0 volume mudaram?A mudanc;:a de forma do solido nesse casopode ser facilmente explicada: 0 solido e formadopor pequenos cristais que individualmente mantemvolume e forma, mas que no conjunto podem apresentarforma e volume variaveis·

Quebre em pedac;:os uma bolinha de naftalina ecoloque num tubo de ensaioj aquec;:a moderadamente,usando uma lamparina a alcool. Cuidado:naftalina e inflamavel! (A naftalina funde pr6ximode 80 a C). Mostre a naftalina derretida e espere. 0processo de cristalizac;:ao.Cristaliza~ao da naftalinaMonte a experi€mcia conforme 0 esquema.Dentro do bequer, coloque 3 ou 4 bolinhas denaftalina e feche-o com uma folha de papel (podeser folha de caderno). Use um elastico para prendera folha a boca do bequer; assim, quase naosairao vapores de naftalina para 0 ambiente.Aquec;:a com chama fraca ate a fusao da naftalinae chame a atenc;:ao para a formac;:ao de vaporesdesse material. Retire a chama e deixe em repousodurante 5 minutos. Ap6s isso, abra 0 recipiente eobserve os cristais formados na folha de papel enas paredes do recipiente.Se voce repetir 0 aquecimento, a tendencia epara a formac;:ao de cristais cad a vez maiores efacilmente voce obtera placas e agulhas com 1 cmde comprimento.Crista is de naftalina(detalhe)Uma 6tima variante dessa experiencia e usarpapel escuro para fechar 0 bequer (isso aumenta 0contraste dos cristais de naftalina). Se voce dispuserde uma placa de Petri, use-a para fechar 0bequer e assim sera mais visivel a formac;:ao decristais.Caso voce nao tenha toda a aparelhagem ex i-gida para esta experiencia, use no lugar do bequeruma tigela pequena de "pi rex" e 0 aquecimentopode ser feito numa chapa quente (cuidado: nafta-Iina e combustivel I).

aCfucar torna-se caramelo e, prosseguindo-se 0aquecimento, forma-se carvao (carbono). ACfucar eurn born exemplo de substancia que se decomp6equando se tenta fundl-IaFusio de tiossulfato de s6dio (fixador defotografia)Este sal contem agua de cristalizaCfao. Suaf6rmula, na forma hidratada, e Na2S2035H20.Quando aquecido sofre uma "fusao" aquosa, ouseja, 0 sal se dissolve na agua Iibertada pelo aquecimento.Ao voltar a temperatura ambiente, obtem-secom frequElncia um sistema Ifquido meta-estavel.Coloque num tubo de ensaio um pouco detiossulfato de s6dio (ate 3 ou 4 cm de altura dotUbo) e aqueCfa com cuidado ate a fusao; use paraisso uma lamparina a alcoo!. Chame a atenCfao parao fato de que 0 processo de fusao exige calor (eendotermico).Deixe em repouso durante alguns minutos atevoltar a temperatura ambiente; 0 tubo em questaopode ser passado aos alunos para observarem quenao ocorreu a solidificaCfao, apesar de ter havido 0resfriamento.Jogue entao um pequeno cristal de tiossulfatode s6dio no Ifquido e este comeCfara a se cristalizar(da para ver 0 aumento do tamanho dos cristais);ao mesmo tempo 0 tubo ficara quente (chega ate a40 ou 50° C), sendo uma evidElncia de que a solifica-«ao e um processo exotermico. Trata-se de umfen6meno de super fusao, ou seja, 0 material fundidosofreu um retardamento da cristalizaCfao.E bem facil obter tiossulfato de s6dio po is ele eusado como fixador em fotografia; apenas vocedevera procura-Io com 0 nome de "hipossultito des6dio", como e conhecido.Sugestao: ao fazer esta experiencia use doistubos de ensaio para evitar a repetiCfao da experiElncia,caso ela talhe na primeira tentativa.Aquecimentodo ac;ucarColoque aCfucar num tubo de ensaio e aqueCfacuidadosamente; 0 aCfucar derrete e logo comeCfa asofrer decomposiCfao, perdendo agua. No infcio 0Sublimac;ioda cAnforaA cantora e um material que pode ser sublimadocom facilidade. Voce pode usar a mesma apare-Ihagem da cristalizaCfao da nattalina.Coloque uma ou duas pedras de cantora nobequer e aqueCfa com cuidado. Nesse caso, naoocorre a tusao; trata-se de um processo de torma-Cfao de vapores por sublimaCfao. Os vapores decantora dessublimam quando em contato com asparedes trias do recipiente. Ap6s 0 restriamento,voce obtera pequenos cristais de cantora aderidosa parede do vidro e a tampa de papel do bequer. Serepetir 0 aquecimento e deixar estriar novamente,o numero de cristais aumenta, bem como 0 seutamanho.