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Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 1 Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas Mudança de estado físico Sólido | Líquio | Gasos Fusão: passagem do estado sólido para o líquido ex: quando o gelo derrete ele se funda Vaporização: passagem do estado líquido para o gasoso obs: dependendo da velocidade dessa transformação Calefação: instantânea, ex: espirrar água no ferro de passar roupas Ebulição: receb calor de uma fornte externa, é rápida e acontece em toto líquido. Quando aquece a substância, ex: água pra fazer café - água quente sobre e água fria desce Evaporação: lenta, gradual e acontece na suferfície do líquido, ex: roupa que põe no varal Condensação: passagem do estádo gasoso para o líquido ex: gotinhas da panela de arroz Solidificação: passagem do estado líquido para o sólido ex: água na forminha de gelo Sublimação: passagem do estado sólido para o gasoso. sem passar pelo líquido Resublimação (ou também sublimação): passagem do estado gasos para o sólido, sem passar pelo líquido ex: naftalina, iodo e gelo seco Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 2 Transformção Endotérmica: absorvem calor (endo = absorver, térmica= calor) Transformações exotérmicas: liberam calor (exo + libera) Quanto mais energia recebe mais as partículas se afastam (recebem calor) O estado físico pode variar conforme a temperatura e pressão Temperatura: grau de agitação molecular A nível do mar a pressão atmosférica é igual a 1 ATM ( uma atmosféra) Pressão atmosférica: é a pressão exercida por uma coluna de ar sobre um determinado ponto Qunto maior a altitude, menor a pressão atmosférica e menor o ponto de ebulição O estado gasos é o mais sensível a mudança de pressão Liquefação: passagem do estado gasoso para o líquidp mediate o aumento da pressão Diagrama de mudança de estado físico Para ser uma substância pura precisa ter o ponto de fusao e ebulição constante Misturas eutéticas: possui ponto de fusão constante e ponto de ebulição variável, ex: solda Mistura azeotrópica: possui ponto de fusão variável e ponto de ebuliçaõ constante, ex: alcool hidratado Densidade - muito cobrado no ENEM É a quantidade de massa contida em uma unidade de volume da substância O quanto "pesa" um volume d=m/v Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 3 g/ml, kg/L, g/cm³ (líquidos), g/L (gases) 1 ml = 1 cm³ Volume e densidade são inversamente proporcionais Para uma mesma massa, quanto maior o volume menor a densidade Para uma mesma massa, quanto menor o volume maior a densidade Obs: a densidade varia com a pressão Estado gasoso - partículas mais afastadas - volume maior - densidade menos Estado sólido - partículas muito juntas - volume menor - densidade maior Para uma mesma substância a medida que caminhamos para o estado sólido a densidade vai aumentando Preve flutuação em líquidos se flutua, tem densidade menor se afunda, tem densidade maior Porém a água tem um comportamento anormal - a água quando no estado sólido sofre um afastamento das moléculas Separação de misturas Como separar as misturas em seus repectivos componentes? Tudo o que está misturado pode ser separado Atrasvés da diferença de propriedades físicas dos componentes - desidade, ponto de fusão e ebulição, solubilidade Nenhum componente vai sofrer reação química, apenas mudanças física Misturas heterogêneas Catação (S+S) Sólidos de tamanhos diferentes (mecanicamente/manualmente) ex: Feijão e pedras Peneiração (S+S | S+L) Componentes de tamanhos bem diferntes com o auxílio de uma peneira Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 4 ex: areia e brita ex²: suco de laranja e semente obs: pode ser chamado de tamização Separação magnética ou imantação (S+S) Um dos componente possui propriedades magnéticas ex: limalha de ferro (ferro esfarelado) e areia magnética Ventilação (S+S) Sólidos de diferentes densidades utilizando uma corrente de ar ex: amendoim e casca (se vc soprar o amendoim e casca depois de torrado, a casca vai voar) Levigação (S+S) Sólidos de diferentes densidades utilizando uma corrente de água ex: ouro e cascalho (garimpo) Fltuação (S+S) Sólidos de densidades diferntes utilizando um líquido de densidade intermediária ao dos componentes ex: areia (afunda) e isopor (flutua) Decantação ou sedimentação (S+S | L+L | S+G) Pela ação da gravidade separa misturas de componentes com densidade diferentes ex¹: água e barro (o barro vai para o fundo) ex²: água e óleo ex³: ar e poeira (a poeira vai se depositar na superfície) Como acelerar essa separação: Floculação (S+L) Acelera a sedimentção pela adição de agentes coagulantes (ex: hidróxido de alumínio AI(OH)3) Centrifugação (S+S | S+L) Pela ação da força centrífuga Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 5 Câmara de poeira Obstáculos para a poeira de sedimentar Filtração (S+L | S+G) Componentes de tamanhos difernets utilizando um filtro ex¹: água e café ex²: aspirador de pó Dissolução fracionada (S+S) Sólidos de solubilidade diferente ex: sal de cozinha e areia (ao acrescentar água o sal dilui e a areia não) Extração - também é uma dissolução fracionada ex¹: café ex²: chá Sublimação (S+S) Sólidos onde um dos componentes sublima (sofrere sublimação: passagem do estsdo sóliodo para gasoso sem passar pelo estado líquido) ex: iodo e areia (o iodo sublima) Cristalização fracionada (S+S) Sólidos que possuem diferntes coeficientes de solubilidade (separa o sal de maior solubididade do sal de menor solubilidade) ex: mistura de sais Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 6 Misturas homogêneas Apresentam uma única fase Evaporação (S+L) Em um ambiene aberto para evaporação do líquido O componente que tem maior ponto de ebulição (sólido) fica e o de menor ponto de ebulição (líquido) evapora obs: perde-se o líquido (sistema aberto) ex: água e sal de cozinha Destilação simples (S+L) Baseado na difernça dos pontos de ebulição Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 7 obs: recupera o solvente que está sendo evaporado usnado um condesador (sistema fechado) ex: água e sal Destilção fracionanda (L+L) Líquidos que possuem diferntes pontos de ebulição obs: não funciona com mistura azeotrópica ex: água e acetona ex²: separar o petróleo em várias fases Petróleo: mistura de hidrocarbonetos, ou seja, uma mistura de compostos formados apenas por átomos de carbono e hidrogênio Dissolução fracionada (L+L) Líquidos que possuem diferentes solubilidades em um dado solvente ex: álcool (soluvel em água) e gasolina (não soluvel em água) Obs: usa-se um funil de bromo Liquefação fracionada (G+G) Por diminuição da temperatura e aumento da pressão Aproxima as moléculas, extrai-se o liquefeito (em estado líquido), pedois faz- se a dissolução fracionada ex: ar (O2+N2) Adsorção (G+G | L+L) Baseando-se na capacidade que algumas substâncias possuem de reter outras em sua superfície ex: filtro de água (carvão ativado - muito poroso) Cromatografia Usado para separar misturas e identificar componentes com base em suas diferentes capacidades de aderirem ás superfícies de sólidos como o papel ou a sílica ex: separar cores presentes em uma canetinha usando álcool e filtro de café Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 8 Processos físicos x mecânicos Mecânico: não envolve nenhuma transformação física ex: filtração, decantação, tamizaçaõ (peneiração), ventilação Físico: envolve transformação física (como mudança de estado) ex: destilação, cristalização Estação de Tratamento de água - ETA Onde a água é tratada e distribuida 1. Coagulação - recebe a água bruta (direto do rio ou lago) em um tanque e adiciona substâncias como sulfato de alumínio ou sulfato ferrico e cal (agentes coagulantes - substâncias gelatinosas cuja função é alomerar partículas sólidas que estão na água) 2. Floculação - em outro tanque, umahélice agita o sistema, fazendo os flocos se chocare e se agruparem, formando flocos maiores (para acelerar a decantação) 3. Decantação - difernaça de densidade pela ação da gravidade vai separar os flocos da água 4. Filtração - carvão ativado, areia e pedras - vão adsorver as partículas 5. Fluoretação - previnir a formação de cárie dentária em crianças Mudança de estsdo físico, densidade, separação de misturas 9 6. Desinfecção - cloro ou ozônio - para atacar os microorganismos que possam fazer mal a saúde 7. Correção de pH - após tantos processos o pH da água pode ter sido alterado por isso é preciso corrigir - para preservar a rede de encanamento Tratamento de esgoto - ETE 1. Etapa preliminar (gradeamento) - grades, peneiras ou caixas de areia para reter reziduos maiores e deixar a água passar 2. Desarenação - remove a áreia por sedimentação 3. Tratamento primário - outra decantação retirar matéia orgânica (que não se dissolveu - lodo primário)) que se acumula no fundo do tanque, será enviado para aterros sanitários ou utilizados para fertilizante agrícola 4. Tratamneto secundário (aerobioco) - adiciona-se microorganizamos aeróbicos que se alimenta da matéria orgânica que está dissolvida na água transformando-a em gás carbónico e água 5. Tratamento específico - caso a água tenha alguma contaminação específica Decantação - difernça de densidade Flotação - bolhas de ar Decomposição - forma novos compostos (transformação química) Centrifugação - relação com a densidade Destilação - diferntes pontos de efulição Dissolução fracionada - adiciona outro componente para dissolver Magnetização - adincionar nano partículas magnéticas (para depois fazer a separação magnética) Cristalização - pode ser por fusão, solidificação, condensação ou sublimação
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