Aula 4 2 - Classificação da matéria; propriedades físicas e químicas da matéria

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Classificação da matéria; propriedades 
físicas e químicas da matéria
Apresentação
A compreensão de fenômenos que estão inseridos nos conhecimentos sobre os estados da matéria 
é muito importante para fornecer a base do pensamento crítico que se deve ter sobre os 
compostos químicos. Nesse contexto, o desenvolvimento dos conceitos necessários para observar 
se uma amostra em diferentes estados da matéria, formada por uma mistura homogênea ou 
heterogênea, tem características de substância pura ou mistura nos torna capazes de entender as 
características de cada substância e suas aplicações em nossa rotina.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar a matéria, os átomos e as moléculas, bem como 
os estados da matéria, suas propriedades físicas e químicas, intensivas e extensivas.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Diferenciar mistura (homogênea e heterogênea) de substâncias puras (compostos e 
elementos).
•
Reconhecer os estados da matéria.•
Identificar as propriedades físicas e químicas da matéria.•
Desafio
O conhecimento sobre as propriedades físicas e químicas dos compostos pode trazer muitos 
benefícios para o profissional da área de química. Um deles está relacionado à segurança do 
trabalho, pois as propriedades químicas e físicas nos fornecem informações, ou nos tornam capazes 
de inferir, sobre a compatibilidade química de certos reagentes armazenados juntos ou em locais 
inapropriados, como no caso de moléculas fotossensíveis e que são expostas à luz.
Você foi contratado como estagiário no setor de controle de qualidade de um laboratório químico. 
No seu primeiro dia de trabalho, ao entrar no laboratório, você percebe que, em uma bancada, 
existem cinco frascos de reagentes fechados com uma rolha comum. Os reagentes contidos em 
cada um desses frascos estão listados na tabela que se encontra no anexo. Em um dia de muito 
calor, em determinado instante, ouve-se no laboratório um estampido produzido pelo arremesso da 
rolha de um dos frascos para o teto. De qual dos frascos foi arremessada a rolha? 
 
Infográfico
Os processos de modificação estrutural de moléculas e espécies químicas em geral são cruciais para 
a qualidade de vida e a tecnologia que temos atualmente. Por isso, o estudo e a interpretação das 
reações nos oferecem a possibilidade de entender os fenômenos que nos rodeiam e utilizá-los a 
favor da sociedade.
Nesse contexto, destacam-se as reações de combustão e oxirredução, apresentadas em detalhes 
neste Infográfico.
 
Conteúdo do livro
A química estuda a matéria e suas transformações. Matéria é tudo aquilo que ocupa espaço e tem 
massa, tudo aquilo que podemos ver e tocar e também coisas que não vemos. Por isso, a química 
está em tudo.
Aprofunde seus conhecimentos no capítulo Classificação da matéria: propriedades físicas e 
químicas da matéria, base teórica desta Unidade de Aprendizagem. Você vai encontrar o estudo 
geral da matéria e identificar as propriedades físicas e químicas.
 
QUÍMICA GERAL
Josemere Both
Classificação da matéria: 
propriedades físicas e 
químicas da matéria
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Reconhecer os estados da matéria.
 � Identificar as propriedades físicas e químicas da matéria.
 � Diferenciar misturas homogênea e heterogênea de substâncias puras.
Introdução
Pare um instante e observe os objetos ao seu redor: roupas, alimentos, pré-
dios, casas, meios de transporte, árvores e outras muitas coisas que você 
encontra de forma natural no meio ambiente ou ainda outras que foram 
desenvolvidas pelo ser humano. Os materiais pensados e desenvolvidos 
pelo homem só se tornaram possível por meio do estudo dos materiais. 
Na história da ciência, o estabelecimento de alguns conceitos foi 
decisivo para os progressos nas mais diversas áreas do conhecimento 
humano. Entre tais conceitos estão o de substância química e o de mis-
tura, ambos apresentados neste capítulo.
Se um químico tem uma amostra de certo material e precisa decidir 
se ela é formada por uma substância pura ou se é uma mistura de duas 
ou mais substâncias, ele pode realizar determinações das propriedades 
físicas e químicas desse material. Com base nessas propriedades a deci-
são correta pode ser tomada. Dentre essas propriedades que permitem 
diferenciar substâncias puras de misturas estão o ponto de fusão, o ponto 
de ebulição, a densidade e a combustibilidade do material, propriedades 
que serão apresentadas e discutidas no decorrer deste capítulo.
Neste capítulo, você vai encontrar o estudo geral da matéria e nela 
identificar as propriedades físicas e químicas, características estas que 
as diferenciam e possibilitam sua identificação. Você ainda saberá que 
a matéria se apresenta frequentemente em nosso meio como mistura 
homogênea ou heterogênea e que a ocorrência de substâncias puras 
é rara no meio ambiente sem a utilização de processos de purificação.
Química: a ciência que estuda a matéria 
O nosso organismo, o alimento que ingerimos, os medicamentos, as nossas 
roupas ou o ar que espiramos são exemplo de matéria. Em consenso, a matéria é 
definida como tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço (BRADY; RUSSEL; 
HOLUM, 2002). Preste atenção na palavra massa que utilizamos na frase para 
definir matéria. Essas duas palavras frequentemente são empregadas como 
se fossem sinônimos, o que é incorreto, pois referem-se a coisas diferentes. 
Pode-se assim generalizar que todos os seres e objetos que fazem parte de 
nosso universo são feitos de matéria.
É importante que você tenha clareza que a palavra massa em vez de peso 
é mais correta, pois massa é a quantidade de matéria que existe em um objeto, 
enquanto peso é a força que atua sobre um objeto quando ele está em um de-
terminado campo gravitacional. Pode-se fazer uma simples comparação para 
que você entenda conceitualmente a diferença entre massa e peso. Uma maçã 
é constituída de átomos e moléculas (pequenas partículas) que, agregadas, 
formam uma certa quantidade de matéria e, assim, têm uma certa massa que 
é independente de sua localização. Entretanto, o peso da maçã pode variar. 
Considerando que a fruta esteja na lua, o peso dela pode ser seis vezes menor 
que seu peso na superfície do planeta Terra. Por isso sempre utilize a palavra 
massa quando expressar quantidade de matéria em um objeto. 
Quando observamos uma amostra de matéria, ela pode estar em um ou 
mais dentre três diferentes estados físicos: sólido, líquido e gasoso. A água, 
uma substância muito importante dentro do estudo da matéria, pode existir 
na forma de gelo (sólido), na forma de água líquida ou como vapor (gás). 
A forma de apresentação da água depende da temperatura e da pressão no 
ambiente. Embora a aparência física desses três estados da água seja bastante 
diferente, a estrutura química da água (H2O) é a mesma em todos eles, apenas 
a organização molecular e a distância entre as moléculas são diferentes. Um 
quarto possível estado de matéria, chamado de plasma, está relacionado com o 
estado gasoso e existe sob condições especiais. A matéria no estado de plasma 
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria2
é obtida por meio do superaquecimento de um gás, causando o rompimento 
de moléculas, produzindo íons e elétrons neutros entre si. 
A Figura 1 representa uma situação bastante comum nas regiões de tem-
peraturas mais frias, nas quais a água se apresenta nos estados sólido, líquido 
e gasoso. 
Figura 1. O iceberg, o mar a sua volta e as nuvens em seu horizonte são todos compostos pela 
mesma substância, a água. Eles ilustram os estados sólido, líquido e gasoso, respectivamente.
Fonte: Andrea Danti/Shutterstock.com; gritsalak karalak/Shutterstock.com.
(Vapor)
Os sólidos ocupam porções definidas do espaço. Eles geralmente têm 
formas rígidas que resistem a variações. Os sólidos só podem ser comprimi-
dos, ou seja, pressionados para ocuparmenor espaço, com ligeira alteração 
de volume. Eles também expandem, ou seja, ocupam maior volume de forma 
ligeira quando aquecidos. Exemplos de sólidos à temperatura ambiente (25 ºC 
e 1 atm): madeira, rocha, osso, sal de cozinha (NaCl), ferro, entre outros.
Os líquidos também ocupam porções fixas do espaço, mas não têm formas 
rígidas, pois tomam forma dos seus recipientes, enchendo-os a partir do fundo, 
ou de sua base. Os líquidos podem ser comprimidos apenas ligeiramente 
e, quando aquecidos, eles expendem um pouco mais em comparação com 
3Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
os sólidos. São exemplos de líquidos em temperatura ambiente: leite, soro 
fisiológico, sangue, água, metal mercúrio, entre outros.
Os gases não ocupam porções definidas do espaço e não têm formas defi-
nidas. Ao contrário, eles expandem sem limite para encher de forma uniforme 
o espaço disponível. Os gases podem ser comprimidos para que ocupem 
volumes ou espaços muito pequenos. O ar que respiramos é uma mistura 
de várias substâncias gasosas, ou seja, o ar é um gás. Se você encher uma 
seringa de ar, fechar a saída e pressionar o embolo da seringa, perceberá que 
o embolo pressiona o ar, diminuindo substancialmente o volume ocupado. 
Vapor de água, oxigênio, neônio, hélio, entre outros são exemplos de gases à 
temperatura ambiente. 
A matéria pode alterar sua forma quando é submetida a alterações de 
temperatura, mas não perde sua identidade, ou seja, apenas passa de um estado 
para outro. Isso quer dizer que, quando fornecemos ou removemos energia 
em forma de calor, podemos mudar a temperatura de uma substância e alterar 
o estado físico da matéria.
O estado físico da matéria depende de um equilíbrio entre a energia cinética 
das partículas (agitação de moléculas e átomos), que tendem a se manter sepa-
radas, e as forças de atração entre elas, que tendem a aproximá-las (ligações 
intermoleculares) (BETTELHEIM et al., 2012). Em altas temperaturas, as 
moléculas têm alta energia cinética e se movimentam tão rápido que as forças 
de atração entre elas são muito fracas para mantê-las unidas, formado assim 
o estado gasoso. Em temperaturas mais baixas, as moléculas se movimentam 
tão lentamente que as forças de atração entre elas tornam-se significativas. 
Quando a temperatura é suficientemente baixa, um gás se condensa e forma 
um estado líquido. Moléculas no estado líquido ainda passam umas pelas 
outras, mas se deslocam bem mais lentamente que no estado gasoso. Quando 
a temperatura é ainda mais baixa, a velocidade das moléculas não permite 
mais que elas passem umas pelas outras, formando o estado sólido. Neste, 
cada molécula tem um certo número de vizinhos mais próximos, os quais são 
sempre os mesmos.
É importante salientar que as forças entre as moléculas são as mesmas em 
todos os três estados. A diferença é que, no estado gasoso (e em menor grau 
no estado líquido), a energia cinética das moléculas é suficientemente grande 
para superar as forças de atração entre elas (CHANG; GOLDSBY, 2013).
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria4
A maior parte das substâncias pode existir em qualquer um dos três estados. 
De modo típico, um sólido, ao ser aquecido a uma temperatura suficientemente 
alta, se funde e se torna um líquido. A temperatura em que essa transformação 
ocorre é chamada de ponto de fusão. Aumentando o aquecimento, a temperatura 
sobe ao ponto em que o líquido ferve e torna-se um gás. Essa temperatura é 
chamada de ponto de ebulição. Entretanto, nem todas as substâncias podem 
existir nos três estados da matéria. A madeira e o papel, por exemplo, não 
podem ser fundidos. Quando aquecidos, ou se decompõem ou queimam (de-
pendendo se estiverem na presença de ar), mas não se fundem. Outro exemplo 
é o açúcar, que não se funde quando aquecido, mas forma uma substância 
escura chamada caramelo. 
Propriedades físicas e químicas da matéria 
Propriedades físicas da matéria
De forma bem sucinta você já conheceu duas propriedades físicas da matéria: 
o ponto de fusão e o ponto de ebulição. Estes estão intimamente relacionados 
com a observação de seu aspecto, como cor, estado físico, sua massa, entre 
outros. Propriedades como essas, que podem ser observadas e medidas sem 
alterar a composição de uma substância, são chamadas de propriedades físicas 
(CHANG; GOLDSBY, 2013). 
Falando de forma mais específica do aspecto químico atômico, as pro-
priedades não envolvem mudanças nas distribuições eletrônicas ao redor dos 
núcleos dos átomos, ou seja, a composição química básica da espécie não é 
alterada por fenômenos físicos. 
As propriedades físicas nos permitem classificar e identificar as substâncias. 
Ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, condutividade elétrica, brilho 
e dureza são considerados propriedades físicas.
Para entender as propriedades físicas ponto de fusão e ponto de ebulição, 
vamos tomar como exemplo a curva de aquecimento da água, representada 
na Figura 2.
5Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
Figura 2. Passo a passo da curva de aquecimento da água pura.
Fonte: Adaptada de Chang e Goldsby (2013).
Sob aquecimento contínuo, a temperatura do gelo aumenta até atingir 0 ºC, 
mas permanece constante até que todo gelo se funda, no processo de fusão, 
ou seja, passa do estado físico sólido para líquido. Essa temperatura constante 
corresponde à temperatura de fusão (TF) ou ponto de fusão do gelo. A tempe-
ratura do sistema gelo + água líquida não varia (CHANG; GOLDSBY, 2013).
Depois da fusão, a temperatura da água líquida aumenta com o aquecimento 
até atingir 100 ºC, quando se inicia a segunda mudança de estado físico, 
a ebulição, ou seja, quando a água líquida passa para o estado físico gasoso. 
Na curva de aquecimento, você pode observar um segundo patamar paralelo ao 
eixo do tempo. Note que a temperatura também permanece constante durante 
a passagem do líquido para vapor. Essa temperatura é chamada de temperatura 
de ebulição (TE) ou ponto de ebulição da água (CHANG; GOLDSBY, 2013). 
Quando as substâncias estão sob pressão constante (1 atm), como a água, 
as temperaturas de fusão e de ebulição da água apresentam valores fixos e 
tabelados. O tempo de aquecimento, entretanto, varia de acordo com a quan-
tidade de matéria que está sendo aquecida e analisada.
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria6
O estudo do aquecimento de diversos materiais levou à constatação de que 
apenas as substâncias puras, isto é, formadas por um único constituinte como 
a água, apresentam temperaturas constantes durante a fusão e a ebulição. 
Quando são aquecidas substâncias não puras, como soluções, o comporta-
mento da curva de aquecimento é alterado. A Figura 3 representa a curva de 
aquecimento de uma substância não pura, que poderia ser água misturada com 
sal de cozinha. Essa mistura forma uma solução de água e sal. 
Figura 3. Curva de aquecimento de substância não pura.
Fonte: Adaptada de Bettelheim et al. (2012). 
As misturas não apresentam uma única temperatura de fusão e ebuli-
ção. Durante a mudança de estado físico de uma mistura, observa-se que 
a temperatura do início da transformação é diferente da temperatura final. 
As mudanças de estado ocorrem em uma faixa de temperatura. Assim, por 
meio do comportamento durante as mudanças do estado da matéria, é pos-
sível determinar se uma amostra é constituída por uma substância pura ou 
uma mistura. No caso da mistura de água e sal, a solução de funde a uma 
temperatura menor que 0 ºC e entra em ebulição em temperaturas acima de 
100 ºC. Em razão dessas características, nos países frios em que a presença 
de neve é frequente, a utilização de sal de cozinha para fazer o desgelo das 
ruas é muito útil. Como a água pura se funde a 0 ºC, a presença do sal faz com 
7Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
que ocorra o abaixamento da TF da água, em que ela passa e ser líquidaem 
temperaturas menores que 0 ºC, causando o derretimento do gelo das ruas. 
Dentro do estudo das misturas, você precisa prestar atenção no compor-
tamento das misturas azeotrópicas e eutéticas. A mistura que contém 96% 
(em volume) de álcool e 4% (em volume) de água se comporta como uma 
substância pura durante a ebulição, isto é, apresenta TE constante. Entretanto, 
a TF não é constante, mas sim uma faixa de temperatura. Esse tipo de mistura 
é chamado de mistura azeotrópica (CHANG; GOLDSBY, 2013). É comum 
apresentar a porcentagem, em volume, de um componente numa mistura por 
graus Gay-Lussac (ºGL). A mistura que tem 96% de álcool e 4% de água em 
volume é conhecida como álcool 96 ºGL.
Já uma liga metálica usada como solda é formada por uma mistura que 
apresenta 63% de estanho e 37% de chumbo. Tal liga se comporta como 
uma substância pura durante a fusão, isto é, apresenta TF constante e a TE 
ocorre em uma faixa de temperatura não constante. Esse tipo de mistura é 
chamado de mistura eutética (CHANG; GOLDSBY, 2013). Algumas misturas 
de metais que apresentam essa característica são usadas em soldas, fusíveis 
e equipamentos de segurança empregados em instalações elétricas. Quando 
a intensidade da corrente é muito alta e compromete a segurança da instala-
ção elétrica, os metais se fundem, interrompendo a partir desse momento a 
passagem de corrente elétrica. 
Diagrama de fases
Os diagramas de fases são frequentemente utilizados para demostrar as mudanças de 
fases para qualquer substância. A Figura 4 a seguir representa o diagrama de fases da 
água. A temperatura é plota no eixo x, e a pressão no eixo y. Três áreas são indicadas 
como sólido, líquido e vapor. Nessas áreas, a água existe como gelo, água líquida ou 
vapor d’água. A linha A-B, que separa a fase sólida da fase líquida, contém todos os 
pontos de congelamento (fusão) da água – por exemplo, 0 ºC a 1 atm e 0,005 ºC a 
400 mmHg.
No ponto de fusão, coexistem as fases sólida e líquida. A linha que separa a fase 
líquida da fase gasosa (A-C) contém todos os pontos de ebulição da água – por 
exemplo, 100 ºC a 760 mmHg e 84 ºC a 400 mmHg. Nos pontos de ebulição, coexistem 
as fases líquida e gasosa. Finalmente, a linha que separa a fase sólida da fase gasosa 
(A-D) contém todos os pontos de sublimação. Nos pontos de sublimação, coexistem 
as fases sólida e gasosa.
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria8
Em um único ponto (A) do diagrama de fase, o chamado ponto triplo, coexistem 
todas as três fases. O ponto triplo para água ocorre a 0,01 ºC e 4,58 mmHg.
Figura 4. Diagrama de fases da água.
Um diagrama de fases ilustra como se pode ir de uma fase à outra. Por exemplo, 
suponha que temos vapor d’água a 95 ºC e 660 mmHg (E). Queremos condensá-lo 
em água líquida.
Podemos baixar a temperatura até 70 ºC sem mudar a pressão (deslocando-se 
horizontalmente de E a F). Ou então, podemos aumentar a pressão para 760 mmHg 
sem mudar a temperatura (deslocando-se verticalmente de E para G). Ou podemos 
mudar tanto a temperatura como a pressão (deslocando-se de E para H). Qualquer um 
desses processos condensará o vapor de água em água líquida, embora os líquidos 
resultantes estejam em diferentes pressões e temperaturas. O diagrama de fase nos 
permite visualizar o que acontecerá à fase de uma substância quando mudarmos as 
condições experimentais de temperatura e pressão.
Fonte: Adaptado de Bettelheim et al. (2012). 
9Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
Propriedades químicas da matéria
As propriedades químicas das substâncias são as que estão associadas com 
as reações químicas: processos nos quais as distribuições eletrônicas ao redor 
dos núcleos das substâncias participantes são significativamente alteradas, 
sem variar a composição nuclear. Em uma reação química, as substâncias 
interagem entre si para formar outras substâncias totalmente diferentes, com 
propriedades também diferentes (ATKINS; JONES, 2018). Algumas vezes, 
mudanças que ocorrem numa reação podem ser bastante radicais ou não. 
Como exemplo, o processo de formação de ferrugem quando o ferro reage 
em presença de água e ar, a decomposição da água em oxigênio e hidrogênio 
pelo processo de hidrólise, a combustão de um palito de fosforo, entre outros.
As propriedades químicas exibem tendências mais acentuadas e podem ser 
relacionadas diretamente com as características atômicas. Observe na Figura 5a 
a interação entre o sódio e o cloro em uma reação química e como ao final 
do processo é formada uma nova substância, diferente das que interagiram 
inicialmente.
Figura 5. Reação química entre sódio e água.
Fonte: Adaptada de (a) e (c) Sergey Merkulov/Shutterstock.com; (b) Zern Liew/Shutterstock.com.
Sódio Água Hidróxido de
sódio
Gás
hidrogênio
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria10
O sódio é um metal. Como todos os outros metais, é um bom condutor 
elétrico e apresenta uma superfície brilhante. É um metal muito macio. Sendo 
fácil cortá-lo com uma faca comum. Ao reagir com a água a reação é violenta, 
liberando grande quantidade de calor e produzindo gás hidrogênio. Nessa 
reação também é formado o hidróxido de sódio, conhecido como soda cáus-
tica, que corrói facilmente os tecidos do corpo humano. Perceba que para que 
possamos estudar as propriedades químicas da matéria, esta é destruída, como 
a realização da combustão do sódio em água. A combustão é uma propriedade 
química. Dentre as propriedades químicas podemos citar, ainda, o teste da 
chama representado na Figura 5b. Nesse teste, uma substância é introduzida 
em uma chama e quando aquecida suficientemente emite uma luz de colo-
ração característica. Esse ensaio é utilizado para detectar a presença de íons 
metálicos em amostras, baseado no espectro de emissão de luz característico 
de cada elemento. Outros testes que investigam as propriedades químicas e se 
relacionam com a maneira como as substâncias reagem umas com as outras 
é a partir da utilização de um indicador químico, ou indicador colorémico, 
entre eles: solução de iodo (para detecção de amido), licor de Fehling (para 
detecção de glicose), água de cal (detecção de dióxido de carbono), sulfato de 
cobre anidro (detecção de água), papel tornassol azul representado na Figura 5c 
(detecção de substâncias ácidas/básicas), entre outros.
A seguir você encontra outros exemplos de reações químicas, como oxir-
redução, decomposição, combustão e síntese. 
Oxirredução
A formação da ferrugem ocorre pela propriedade química de oxidação e 
redução de substâncias em uma reação química. Essa propriedade é um dos 
tipos mais importantes e comuns de reação química. A oxidação é a perda 
de elétrons para a substância que vai reagir com ela. A redução é o ganho 
de elétrons cedidos pela substância oxidada. Esse tipo de reação envolve a 
transferência de elétrons entre as substâncias. Você sabe que objetos de ferro 
ou aço, quando são expostos ao ar, enferrujam (o aço é na maior parte ferro, 
mas contém alguns outros elementos também). Ao enferrujar, o ferro é oxidado 
a uma mistura de óxidos de ferro. Pode-se representar a reação principal da 
seguinte maneira (Figura 6).
11Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
Figura 6. Reação principal da oxidação.
Fonte: Adaptada de Inna Bigun/Shutterstock.com.
Reação de deslocamento únicoReação de deslocamento único
Oxidação
Redução
Como vemos, o ferro sólido interage com oxigênio e forma óxido de ferro. 
Decomposição
As reações de decomposição são reações que consistem na transformação de 
um composto em outros compostos mais simples ou elementos. Compostos 
binários simples (compostos de dois elementos) podem ser decompostos em seus 
elementos. A água, por exemplo, é decomposta em moléculas de hidrogênio 
e oxigênio por uma corrente elétrica. Esse processo, chamado de eletrólise, 
é mostrado na Figura 7: 
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria12Figura 7. Eletrólise.
Fonte: Adaptada de udaix/Shutterstock.com.
Bateria
Elétrodo negativoElétrodo positivo
Água
acidi�cado
Gás de hidrogênioGás de oxigênio
Reações de decomposição
Uma reação em que uma molécula mais complexa quebra
para baixo para formar dois ou mais produtos mais simples
Combustão
Uma reação de combustão envolve a queima de alguma substância. Como 
exemplo, os combustíveis, como gasolina, óleo diesel, óleo combustível, gás 
natural, carvão madeira, papel, entre outros. Todos esses materiais contém 
carbono, exceto o carvão, e também têm hidrogênio. Se a combustão for 
completa, o carbono reage com oxigênio, com ajuda de uma fonte de energia 
externa, fogo de um palito de fósforo ou faísca da bateria de um carro, e o 
transforma em CO2, gás carbônico; o hidrogênio será transformado em água 
e ocorre liberação de energia em forma de calor e luz. A interação de carbono 
e hidrogênio ocorre com oxigênio do ar. 
13Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
Síntese
As reações de síntese são reações nas quais duas ou mais substâncias se 
combinam para formar uma outra substância. A síntese da amônia é um 
exemplo de uma reação de combinação. Nesse caso, dois elementos, nitrogê-
nio e hidrogênio, se combinam para formar amônia. A reação química está 
representada a seguir.
N2 + 3 H2 → NH3
Diferença entre mistura homogênea e 
heterogênea de substâncias puras
Neste estudo, é importante que você tenha clareza do que é uma substância 
química, uma vez que essa expressão é essencial no estudo da química. Uma 
substância é definida como uma porção de matéria que tem propriedades 
bem definidas e que lhe são características. Anteriormente, já abordamos 
propriedades físicas e químicas que são próprias de algumas substâncias. 
Dentre elas, estão o ponto de fusão, o ponto de ebulição, a densidade, o fato de 
ser inflamável ou não, a cor, o odor, entre outras. Duas substâncias diferentes 
podem, eventualmente, ter algumas propriedades iguais, mas nunca todas elas. 
Caso aconteça de todas as propriedades de duas substâncias serem iguais, 
então elas são, na verdade, a mesma substância. 
Na Figura 8 são mostrados exemplos de substâncias e são mencionadas 
algumas de suas propriedades. 
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria14
Figura 8. Substâncias químicas e suas propriedades.
Fonte: Adaptado de Atkins e Jones (2018); (a) wasanajai/Shutterstock.com; (b) Aleksandr Pobedimskiy/
Shutterstock.com; (c) THERDSAK SUPAWONG/Shutterstock.com.
A substância enxofre, sólido
amarelo com
PF = 115 ºC,
PE = 445 ºC, d = 2,07g/cm³
A substância ferro, sólido
cinza-metálico com
PF = 1.538 ºC,
PE = 2.861 ºC, d = 7,87g/cm³ 
A substância cloreto de sódio,
sólido branco com 
PF = 801 ºC,
PE = 1.465 ºC,
d = 2,17g/cm³ 
(a) (b) (c)
Substâncias puras x misturas
A água tem densidade 1,00 g/cm³ e o cloreto de sódio 2,17 g/cm³. Ao acres-
centar cloreto de sódio à água e mexer, obtém-se uma mistura cuja densidade 
é diferente da dos dois componentes isolados. Analise o Quadro 1, que ajuda 
a esclarecer esse ponto. 
Fonte: Adaptado de Furniss et al. (1987).
% de sal na massa total da mistura Densidade (g/cm³) a 20 ºC
1 1,005
4 1,027
8 1,056
14 1,101
18 1,132
22 1,164
26 1,197
Quadro 1. Densidade de algumas misturas de água e cloreto de sódio
15Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
Como se pode perceber, qualquer mistura de água e cloreto de sódio tem 
uma densidade tal que não lhe permite ser classificada nem como água pura 
nem como sal. 
Verifica-se experimentalmente que uma mistura de água e cloreto de sódio, 
colocada num congelador, não congela a 0 ºC. Esse sistema inicia seu conge-
lamento abaixo de 0 ºC (o valor exato depende do teor de sal) e a temperatura 
não permanece constante durante o congelamento, mas diminui gradualmente.
Quando aquecida, verifica-se que o sistema não entra em ebulição a 100 ºC. 
Ele começa a ferver acima de 100 ºC (assim como no congelamento, a TE 
de pende do teor de sal) e a temperatura não permanece constante durante a 
ebulição, mas aumenta progressivamente, como visto anteriormente. 
Você pode perceber, portanto, que uma mistura de água e cloreto de sódio 
tem propriedades que não são características da água nem do sal. Em posse 
de todas essas análises e constatações, podemos estabelecer uma importante 
diferença entre substância pura e mistura. Uma substância pura, como o próprio 
nome diz, está pura, ou seja, não está misturada com outra substância ou com 
outras substâncias. Em geral, quando um químico se refere, por exemplo, à 
substância água, ele está deixando subentendido que se refere à substância 
pura água. Já uma mistura é uma porção de matéria que corresponde à adição 
de duas ou mais substâncias puras (ATKINS; JONES, 2018). A partir do me-
mento em que elas são adicionadas, deixam obviamente de ser consideradas 
sustâncias puras. Elas passam a ser as substâncias componentes da mistura 
que forma um sistema. 
Veja a seguir outros exemplos de misturas. 
Como uma mistura é constituída de dois ou mais componentes em proporções 
que podem variar de uma amostra para outra, podem ser exemplo, ainda, um chá 
preparado por você. O chá adoçado, constituído principalmente de moléculas de água 
e moléculas de açúcar (com algumas outras substâncias misturadas nelas advindas 
da planta utilizada na infusão), é uma mistura. Você pode fazer chá ligeiramente doce 
(uma pequena proporção de açúcar em água), muito doce (uma grande proporção 
de açúcar em água) ou de qualquer nível de doçura intermediário. Veja a Figura 9.
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria16
Figura 9. Chá com açúcar.
Fonte: Tro (2017, p. 9).
Você pode observar que moléculas de água dispersam o açúcar no meio e outras 
substâncias dissolvidas. Nessas condições, as características dessa mistura não serão 
mais as mesmas. Não terá mais características de água nem de açúcar, mas assumirá 
novas propriedades que serão únicas da mistura. 
Mistura homogênea e heterogênea
A natureza apresenta uma grande diversidade de materiais. É preciso analisar 
a composição e as propriedades desses materiais para que eles possam ser 
utilizados ou transformados nos mais diversos objetos. Para facilitar a análise 
dos materiais, os cientistas delimitaram uma porção do universo que será o 
foco da análise e receberá o nome de sistema. Dessa forma, vamos chamar 
uma mistura de 2 ou mais substâncias de sistema. Como no estudo acima, a 
mistura de água e sal passará a ser chamada de sistema água e sal. 
Sempre é bom ressaltar que o estado de um sistema é descrito pelas pro-
priedades gerais e especificas dos materiais que o compõem, incluindo as 
condições de pressão e de temperatura em que se encontram. 
17Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
Um sistema pode ser classificado como homogêneo ou heterogêneo, 
dependendo do seu aspecto. Uma porção de água filtrada apresenta um 
único aspecto em todos os seus pontos e, por isso, corresponde a um sistema 
homogêneo. Um pedaço de madeira não apresenta aspecto uniforme em sua 
extensão e corresponde a um sistema heterogêneo. Cada um dos diferentes 
aspectos observados em um sistema é chamado de fase. Fase é uma porção 
do sistema que apresenta as mesmas características em todos os seus pon-
tos, sendo, portanto, de aspectos uniformes mesmo quando observada no 
microscópio comum.
O sistema homogêneo apresenta aspecto uniforme e as mesmas carac-
terísticas em toda a sua extensão. Esse sistema é monofásico (constituído 
por uma única fase) (ATKINS; JONES, 2018). O sistema heterogêneo apre-
senta aspectos e características diferentes em sua extensão. Esse sistema 
pode ser formado por duas fases (bifásico), três fases (trifásico) ou mais 
(polifásico) (ATKINS; JONES, 2018). A Figura 10 apresenta dois exemplos 
de sistemas: a gasolina é um exemplo de sistema homogêneo formado por 
hidrocarbonetos que têm de6 a 10 átomos de carbono e etanol. Já o granito 
é exemplo de sistema heterogêneo formado por concentrações diferentes 
de minerais na pedra. 
Figura 10. Sistema homogêneo e heterogêneo: (a) gasolina e (b) granito. 
Fonte: H_Ko/Shutterstock.com; michal812/Shutterstock.com.
(a) (b)
Apesar de a classificação visual ser da maior importância para definir se 
um sistema é homogêneo ou heterogêneo, a observação a olho nu nem sempre 
é confiável. O leite, por exemplo, tem pequenas porções de gordura dispersas 
no líquido, tornando-se, portanto, de um sistema heterogêneo. 
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria18
Os sistemas homogêneos e heterogêneos podem se apresentar nos três 
estados físicos da matéria. Por isso existem os sistemas homogêneos sólidos. 
As ligas metálicas são misturas sólidas e homogêneas. Latão (compostos por 
cobre + zinco), bronze (mistura de cobre e estanho) e aço (mistura de ferro e 
carbono) são alguns exemplos de ligas metálicas.
O ar atmosférico também constitui um sistema homogêneo, entretanto, 
gasoso. Ele é formado, principalmente, por nitrogênio, oxigênio e argônio. 
Nele também são encontrados outros gases (como o gás carbônico) em pe-
quenas concentrações. É importante ressaltar que todos os sistemas gasosos 
são homogêneos. Mesmo que um dos gases seja colorido, depois de algum 
tempo as substâncias gasosas se misturam uniformemente, formando uma 
mistura homogênea.
No Quadro 2 estão relacionados outros sistemas e sua classificação.
Mistura Classificação Número de componentes 
Água do mar Homogênea Principalmente água e cloreto 
de sódio. Entretanto, tem outros 
minerais dissolvidos.
Soro 
fisiológico 
Homogêneo Dois (0,9 g de cloreto de sódio 
+ 100 mL de água).
Água e óleo Heterogêneo Dois (água é mais densa que o óleo, 
então temos óleo sobre a água).
Água e areia Heterogênea Duas substâncias.
Leite Heterogêneo Várias substâncias. Entretanto, é 
heterogêneo porque, olhando em 
microscópio, você poderia ver pequenas 
porções de gordura dispersas no líquido.
Gás de cozinha Homogêneo Dois (gás butano e propano 
e 25% de álcool).
Água mineral Homogênea Água e vários sais minerais dissolvidos. 
Ouro 18 
quilates
Homogêneo 75% ouro + 25% de cobre, 
e outros metais.
Quadro 2. Misturas homogêneas e misturas heterogêneas
(Continua)
19Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria
Fonte: Adaptado de Chang et al. (2013).
Quadro 2. Misturas homogêneas e misturas heterogêneas
Mistura Classificação Número de componentes 
Maionese Heterogênea Várias substâncias (gordura, leite, ar, 
entre outras partículas suspensas). 
Sangue Heterogêneo Diferentes substâncias (glóbulos brancos, 
glóbulos vermelhos, entre outras células 
sanguíneas suspensas no líquido).
(Continuação)
ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio 
ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.
BETTELHEIM, F. A. et al. Introdução à química geral. Rio de Janeiro: Cengage Learning, 2012.
BRADY, J. E.; RUSSEL, J. W.; HOLUM, J. R. Química: a matéria e suas transformações. 3. 
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. v. 1.
CHANG, R.; GOLDSBY, K. A. Química. 11. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013.
FURNISS, B. S. et al. Vogel's textbook of practical organic chemistry. 4. ed. Londres: Long-
mon, 1987.
TRO, N. J. Química: uma abordagem molecular. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. v. 1.
Classificação da matéria: propriedades físicas e químicas da matéria20
Dica do professor
Em princípio, todas as substâncias têm três estados: sólido, líquido e gasoso. O conhecimento sobre 
a alteração das formas físicas dos compostos permite planejar como será feito um processo, 
baseando-se na capacidade que o composto tem de ser aquecido e resfriado, por exemplo.
Nesta Dica do Professor, você vai ver de que maneira ocorrem essas transformações, a quantidade 
de energia utilizada para que elas ocorram e as denominações utilizadas.
 
Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar.
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Exercícios
1) Uma das formas de adulterar a gasolina consiste em adicionar a esse combustível solventes 
orgânicos que formem misturas homogêneas, como o álcool combustível.
Considere os seguintes sistemas, constituídos por quantidades iguais de:
1. gás oxigênio, gás carbônico e gás argônio;
2. água líquida, clorofórmio e sulfato de cálcio;
3. N-heptano, benzeno e gasolina.
Considere todos nas condições normais de temperatura e pressão. Qual das alternativas está 
correta?
A) O sistema 1 é monofásico e homogêneo.
B) O sistema 2 é bifásico e heterogêneo.
C) O sistema 3 é trifásico e homogêneo.
D) O sistema 1 e o sistema 2 são homogêneos.
E) Todos os sistemas são monofásicos.
2) Uma indústria química comprou certa quantidade de plástico de um fabricante. Antes de o 
produto ser usado, colhe-se uma amostra, que é submetida a uma série de testes para 
verificações. Um desses testes consiste em colocar uma fração da amostra em um 
equipamento e aquecê-la até o plástico derreter. A fração sofreu:
A) sublimação.
B) solidificação.
C) ebulição.
D) condensação.
E) fusão.
3) Para a realização de processos químicos na indústria, é necessário conhecer a característica de 
cada substância, para que se faça a correta estruturação do ambiente produtivo, que deve estar de 
acordo com a característica física do material utilizado.
Observe a tabela que apresenta as temperaturas de fusão e ebulição de algumas substâncias. Qual 
substância é sólida à temperatura ambiente (25°C)?
A) I.
B) II.
C) III.
D) IV.
E) V.
As propriedades físicas podem ser empregadas na separação de misturas heterogêneas, ao 
passo que as propriedades químicas podem ser utilizadas para a identificação de reações 
químicas.
Das descrições feitas a seguir, indique quais são referentes a propriedades químicas:
I) O ferro se transforma em ferrugem na presença de ar e umidade.
II) O ferro é cinza e sólido em temperatura ambiente.
4) 
III) O papel produz cinzas ao pegar fogo.
IV) O alumínio apresenta densidade de 2,7g/cm3.
V) O álcool ferve a 78°C, sob pressão de 105 Pa (aproximadamente 1 atm).
VI) A combustão do etanol libera gases e energia.
A) Alternativa I.
B) Alternativas I, II e III.
C) Alternativas III e IV.
D) Alternativas I, II e V.
E) Alternativas I, III e VI.
5) As propriedades químicas estão relacionadas à mudança de estrutura atômica dos 
compostos, mediante reações nas quais os reagentes são consumidos e dão origem a 
produtos que apresentam diferentes estruturas.
Analise os itens a seguir, indicando aqueles que se referem a propriedades químicas das 
substâncias.
I) A glicose é um sólido branco.
II) O etanol entra em ebulição a 78,5°C.
III) O éter etílico sofre combustão.
IV) O sódio metálico é um sólido mole e de baixo ponto de fusão.
V) O metabolismo do açúcar no corpo humano gera a produção de dióxido de carbono e 
água.
A) Alternativa I.
B) Alternativas III e V.
C) Alternativas III, IV e V.
D) Alternativas I e V.
E) Alternativa III.
Na prática
Estocar carnes e frutas era uma tarefa árdua até o século XIX. Na Europa, para aumentarem a 
validade desses alimentos, os homens salgavam as carnes, secavam as frutas e deixavam-nas em 
um quartinho escuro, longe da luz e do calor. No Brasil, a abundância de frutas frescas tornava o 
estoque desnecessário. Quanto às carnes, em vez de guardá-las em locais escuros, os brasileiros 
deixavam-nas expostas ao sol. O costume deu origem à carne de sol, muito comum no Nordeste do 
País.
Nota-se que, desde o século XVIII, os conceitos de mudanças de estados da matéria já eram 
utilizados, mas não tão compreendidos.
Neste Na Prática, você vai ver como um professor utilizou os seus conhecimentos sobre as 
propriedades químicas e físicas da matéria para explicar aos seus alunos aspectos históricos da 
preservação dos alimentos.Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Estados físicos da matéria
Acompanhe, neste vídeo, uma explicação sobre as características dos estados físicos da matéria.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar.
Separação de misturas: tudo que você precisa saber
Assista a este vídeo sobre os métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas, do 
canal Descomplica, como filtração, separação magnética, decantação, destilação, entre outros.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar.
Pesquisadores revelam a física e a química por trás da 
complexidade da natureza
Leia esta interessante reportagem, que mostra uma aplicação do conhecimento dos estados da 
matéria e as propriedades físicas e químicas observadas em amostras complexas.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar.
https://www.youtube.com/watch?v=isPzCiQ0WEs
https://www.youtube.com/embed/YRGyXswza8g
https://jornal.usp.br/ciencias/pesquisadores-revelam-a-fisica-e-a-quimica-por-tras-da-complexidade-da-natureza/