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Matéria e suas propriedades
Você já se perguntou do que é feito tudo ao seu redor? Desde o ar que respiramos até a água que bebemos, tudo é feito de matéria. Mas o que é matéria e o que a torna tão especial? Neste tópico, aprenderemos sobre vários aspectos da matéria, suas propriedades e como tudo no universo é criado.
O que é matéria?
Matéria é tudo que tem massa e ocupa espaço. Em outras palavras, matéria é tudo ao nosso redor, inclusive nós mesmos. É a substância física que compõe o universo. Matéria existe em várias formas e pode mudar de uma forma para outra. Essas formas são chamadas de estados da matéria.
Estados da matéria
Os estados mais comuns da matéria são sólido, líquido e gasoso. Cada estado tem suas próprias propriedades distintas. Vamos dar uma olhada mais de perto em cada estado:
Sólido
A matéria no estado sólido tem uma forma e volume definidos. Isso significa que os sólidos não mudam sua forma ou volume facilmente. As partículas nos sólidos estão muito próximas umas das outras e há muito pouco movimento entre elas. É por isso que os sólidos são rígidos.
cubo de gelo
. Sua forma é fixa e não muda a menos que derreta.Líquido
Ao contrário dos sólidos, os líquidos não têm forma definida, mas têm volume definido. Isso significa que o líquido tomará a forma do recipiente em que está, mas o volume não mudará. As partículas em um líquido estão menos compactadas do que as em um sólido, permitindo que elas passem umas pelas outras. Isso dá aos líquidos a capacidade de fluir.
água
em um copo e veja como ela toma a forma do copo.Gás
Gases não têm forma ou volume definidos. As partículas em um gás estão distantes e se movem livremente. Isso permite que os gases se expandam para preencher o recipiente em que estão. Os gases são compressíveis, o que significa que podem ser comprimidos em um espaço menor.
ar
em um balão. Ele pode preencher qualquer tamanho ou forma do balão.Propriedades da matéria
A matéria possui várias propriedades que nos ajudam a identificá-la e classificá-la. Essas propriedades podem ser classificadas em duas categorias principais: propriedades físicas e propriedades químicas.
Propriedades físicas
As propriedades físicas são características da matéria que podem ser vistas ou medidas sem alterar a identidade da matéria. Essas propriedades incluem:
- Cor: A cor de uma substância é uma propriedade física. Por exemplo, o cobre é de cor marrom-avermelhada.
- Densidade: Densidade é a massa por unidade de volume de uma substância. Por exemplo, o chumbo é mais denso que a madeira.
- Ponto de fusão: É a temperatura na qual uma substância muda de sólido para líquido. O gelo derrete a 0°C.
- Ponto de ebulição: É a temperatura na qual uma substância muda de líquido para gás. A água ferve a 100°C.
- Solubilidade: A capacidade de uma substância se dissolver em um solvente, como açúcar que se dissolve em água.
Propriedades químicas
As propriedades químicas descrevem a capacidade de uma substância de sofrer mudanças químicas, ou reações, que a transformam em substâncias diferentes. Essas propriedades incluem:
- Reatividade: Como uma substância reage com outras substâncias, como o ferro enferruja ao reagir com oxigênio.
- Inflamabilidade: A capacidade de uma substância queimar, como a madeira, para produzir calor e luz.
- Toxicidade: A capacidade de uma substância de prejudicar organismos vivos, como o gás de cloro que é tóxico ao respirar.
Mudanças nos estados da matéria
A matéria pode mudar de um estado para outro por meio de mudanças físicas. Essas mudanças ocorrem devido à adição ou remoção de energia, geralmente na forma de calor. Os principais tipos de mudanças são os seguintes:
Fusão
Fusão é a mudança de uma substância de sólido para líquido. Isso acontece quando o calor é adicionado a uma substância sólida. A temperatura em que isso ocorre é chamada de ponto de fusão.
gelo
, ele se transforma em água.Solidificação
Congelamento é a mudança de um líquido para um sólido. Isso ocorre quando o calor é removido do líquido. A temperatura em que isso ocorre é chamada de ponto de congelamento.
água
, ela se transforma em gelo.Evaporação
Evaporação é o processo pelo qual um líquido se transforma em gás. Isso ocorre quando as partículas na superfície do líquido ganham energia suficiente para serem liberadas no ar.
água
ao ar livre, a água evaporará lentamente.Condensação
Condensação é a mudança de estado gasoso para líquido. Isso ocorre quando as partículas de gás perdem energia e se aproximam umas das outras.
ar
úmido.Sublimação
Sublimação é a mudança de estado sólido para gasoso diretamente, sem passar pelo estado líquido.
Gelo seco
se converte diretamente de dióxido de carbono sólido para gás.Deposição
Deposição é o oposto de sublimação. É a mudança diretamente de gás para sólido.
vapor de água
no ar se transforma diretamente em gelo em uma superfície fria.Átomos: os blocos de construção da matéria
No núcleo da matéria está o átomo. Átomos são as menores unidades de matéria que mantêm a identidade de um elemento. Tudo o que você vê ao seu redor é feito de átomos. Cada átomo tem um núcleo, que contém partículas positivamente carregadas chamadas prótons e partículas neutras chamadas nêutrons, cercado por elétrons negativamente carregados.
Moléculas e compostos
Quando dois ou mais átomos se juntam, eles formam moléculas. Moléculas compõem as substâncias que conhecemos. Por exemplo, uma molécula de água é composta por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, representados pela fórmula H2O
O2
é uma molécula de gás oxigênio, composta por dois átomos de oxigênio.Um composto é um tipo de molécula que contém pelo menos dois tipos diferentes de átomos. As propriedades dos compostos diferem dos elementos de que são feitos. Por exemplo, o sódio (Na) é um metal, e o cloro (Cl) é um gás venenoso, mas quando são combinados, formam o sal de cozinha (NaCl
), que é seguro para comer.
Mistura
Uma mistura é uma combinação de duas ou mais substâncias em que cada substância mantém suas próprias propriedades. As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.
Mistura homogênea
Em uma mistura homogênea, a composição é a mesma em toda parte. Essas misturas também são chamadas de soluções.
Açúcar dissolvido
em água forma uma mistura homogênea.Misturas heterogêneas
Em uma mistura heterogênea, a composição não é uniforme, e diferentes substâncias são visíveis.
Salada
de alface, tomates e pepinos é uma mistura heterogênea.Separação de misturas
Podemos separar misturas em seus componentes individuais usando diferentes métodos, dependendo das propriedades das substâncias. Métodos comuns de separação incluem:
Filtração
Filtração é usada para separar sólidos de líquidos. Isso envolve passar uma mistura por um filtro, que permite que o líquido passe enquanto retém os sólidos.
Destilação
Destilação separa substâncias com base nas diferenças em seus pontos de ebulição. A mistura é aquecida, e o componente com o ponto de ebulição mais baixo vaporiza primeiro, depois condensa separadamente de volta à forma líquida.
Separação magnética
Este método utiliza ímãs para separar substâncias magnéticas de substâncias não magnéticas. É frequentemente usado para separar ferro da areia.
Conclusão
Entender a matéria e suas propriedades é fundamental na química e nos ajuda a entender a diversidade de substâncias que compõem nosso mundo. Desde sólidos, líquidos e gases até átomos e moléculas, o estudo da matéria é vital para compreender a natureza do universo. Através da observação, experimentação e aprendizado sobre esses blocos de construção básicos, obtemos insights sobre fenômenos muito mais complexos.