Caracterizando materiais e substâncias

TEXTO DE APOIO PARA O ALUNO DE LIGAÇÕES QUÍMICAS

DE QUE TUDO É FEITO?

Olhe ao seu redor. A caneta que você usa para escrever é de metal ou de plástico? De onde vem o papel em que escrevemos e a tinta que é transferida para o papel? A matéria prima de todos os objetos que utilizamos se origina da natureza. Para produzir esses objetos, transformamos os materiais extraídos da natureza. Para isso, usamos vários processos, alguns dos quais conhecemos desde a Antiguidade.

O solo, o ar, a água, os mares, a comida que comemos, os planetas, as estrelas, tudo na natureza é feito de quê? O que é matéria?

A matéria se apresenta na natureza sob a forma de materiais. Tudo o que podemos pegar, tocar, ver, cheirar, sentir o gosto é feito de materiais. Porém, como saber do que é feito um material? Primeiro é importante sabermos que os materiais são porções de matéria que contem duas ou mais substâncias. Assim, o ar é um material, pois contem todas essas substâncias do quadro abaixo:

Componente	Teor (por metro cúbico)
Nitrogênio (N2) Oxigênio (O2) Argônio (Ar) Gás Carbônico (CO2) Neônio (Ne) Hélio (He) Metano (CH4) Criptônio (Kr) Hidrogênio (H2) Xenônio (Xe)	780,8 litros 209,5 litros 9,3 litros ≈375 mililitros 18 mililitros 5,2 mililitros 1,8 mililitros 1,1 mililitros 0,53 mililitros 0,086 mililitros

Fonte: Tolentino, M.; Rocha-Filho, R. C.; Silva, R.R..                                                                                      A Atmosfera Terrestre. 2 ed. São Paulo: Moderna, 2004.

Da mesma forma as águas dos rios, lagos, mares são exemplos do material água. Na natureza, os materiais água contem a substância água, alguns sais dissolvidos (tais como cloreto de sódio (NaCl), carbonato de magnésio (MgCO₃), carbonato de cálcio (CaCO₃), etc.), e alguns gases dissolvidos (oxigênio (O₂), dióxido de carbono (CO₂), nitrogênio (N₂) etc.).

Esclarecido o conceito de material (porção de matéria que contém duas ou mais substâncias) cabe agora a seguinte pergunta: o que são as substâncias?

As substâncias é aquilo que dá individualidade à matéria, isto é, as substâncias permitem que se diferencie um tipo de matéria de outra. Cada substância tem um conjunto de propriedades específicas que a caracteriza e permite diferenciá-la de outras substâncias.

DO QUE AS SUBSTÂNCIAS SÃO FEITAS?

O gás nitrogênio é uma das substâncias do ar atmosférico e tem como constituinte a molécula de nitrogênio (N₂), já o gás carbônico tem a molécula de dióxido de carbono (CO₂) como seu constituinte. Os constituintes das substâncias, por sua vez, são formados por átomos ou íons. Então, a molécula do gás nitrogênio é formada por átomos de nitrogênio ligados entre si. Por sua vez, a molécula de gás carbônico é formada por átomos de carbono e oxigênio ligados. O cloreto de sódio, conhecido como sal de cozinha, tem como constituinte o par iônico Na⁺Cl^-, que é formado pelos íons Na⁺ Cl^-. Algumas das propriedades das substâncias são explicadas pelas interações entre os seus constituintes.

Outro exemplo de substância é a água, que tem como constituinte a molécula de H₂O, formada por átomos de hidrogênio e oxigênio e suas propriedades como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade refletem a forma como os constituintes da água interagem entre si sob determinadas condições. No entanto, uma única molécula de água (seu constituinte) não tem as propriedades da substância água.

FORMAS DE APRESENTAÇÃO DA MATÉRIA

Mundo Macroscópico

Matéria > apresenta-se sob a forma de: Materiais > contém duas ou mais: Substâncias

Mundo Microscópico

Substância >  é formada por: Constituintes > que são formados por:  Átomos

PROPRIEDADES DE UMA SUBSTÂNCIA

Imagine a seguinte situação:

Você compra um objeto de prata e paga por ele o valor da prata. Como você pode ter certeza de que não foi

Por meio das características, ou seja, de propriedades específicas da prata. As propriedades de uma substância podem ser:

Ø  Propriedades Organolépticas

São propriedades que percebemos utilizando nossos sentidos.

Cor: a matéria pode ser colorida ou incolor. Esta propriedade pode ser percebida pela visão;

Brilho: a capacidade de uma substância de refletir luz é a que determina o seu brilho.

Gosto: uma substância pode ser insípida (sem sabor) ou sápida (com sabor). Esta propriedade é percebida pelo paladar;

Odor: a matéria pode ser inodora (sem cheiro) ou odorífera (com cheiro). Esta propriedade é percebida pelo olfato. 

Será que sempre poderemos utilizar as propriedades organolépticas para diferenciar os materiais? Por quê?

Apesar de serem muito úteis, as propriedades organolépticas nem sempre podem ser utilizadas, pois muitos são potencialmente tóxicos. No dia a dia, devemos tomar muito cuidado com as substâncias desconhecidas, não devemos tocá-las, cheirá-las ou prová-las.

Ø  Propriedades Químicas

As propriedades químicas são aquelas que levam à formação de outras substâncias.

a)      Combustão: o álcool entra em combustão, a água não;

b)      Oxidação: uma barra de ferro oxida; muitas frutas oxidam, ficando escuras. O aço inoxidável, como o próprio nome indica, não oxida (ou não enferruja);

c)       Explosão: alguns gases como o hidrogênio, explodem facilmente; outros, como o gás nitrogênio, não;

d)      Poder de corrosão: algumas substâncias corroem outras, como os ácidos e as bases; já o óleo de cozinha não é corrosivo;

e)      Efervescência: certas substâncias produzem gases quando em contato com uma solução aquosa. Alguns medicamentos são efervescentes, outros não.

Ø  Propriedades Físicas

As propriedades físicas não produzem outras substâncias.

a)      Densidade: corresponde à relação massa/volume de uma amostra de um material. No Sistema Internacional de Unidades, a densidade exprime-se em Kg.m^-3;

b)      Temperatura normal de fusão: corresponde à temperatura na qual a substância passa do estado sólido ao estado líquido, à pressão normal (1atm);

c)       Temperatura normal de ebulição: corresponde à temperatura na qual a substância no estado líquido entra em ebulição, à pressão normal.

Solubilidade: quantidade máxima de uma substância que é possível dissolver-se numa determinada quantidade de solvente, a uma dada temperatura. A solubilidade em geral é expressa em gramas de soluto por 100 gramas de solvente.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA:

PARIZ, E. Ligação metálica: Uma proposta de material didático de apoio ao professor em sala de aula. Dissertação (Mestrado Profissional)-Universidade de Brasília, Brasília, 2011. Disponível em:http://ppgec.unb.br/images/sampledata/dissertacoes/2011/versaocompleta/elisangela_pariz.pdf. Acesso em 29 jul 2014. P.22 a p.26.