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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA SUBSTÂNCIA PURA Nome: Tais do Nascimento Souza Data de execução: 10/12/2024 RA: 2024140162 1. OBJETIVOS O objetivo da aula prática consiste em compreender um modelo molecular para sólidos, líquidos e gases, estendendo esse modelo para a mudança de fase, sendo possível descrever como a variação de temperatura (aquecimento ou resfriamento) altera o comportamento das moléculas. 2. EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) Para a utilização do laboratório de informática não há necessidade de EPI’s. 3. ATIVIDADE PROPOSTA Compreender como a variação da temperatura altera o estado da matéria e como isso se relaciona com a mudança de fase, sendo possível relacionar um diagrama pressão- temperatura ao comportamento das moléculas de uma substância. ➔ Análise de resultados: Com a observação do experimento e os dados obtidos, responda os questionamentos a seguir. 1. O que ocorre com o comportamento das moléculas com o aumento da temperatura? Observou-se quando a temperatura aumenta, as moléculas de um material passam a se mover e vibrar mais rapidamente, ocupando um espaço maior. 2. Há diferença no comportamento das moléculas com o aumento da temperatura para substâncias puras simples e substâncias puras compostas? Sim, o comportamento das moléculas de substâncias puras simples e compostas é diferente quando a temperatura aumenta: Substâncias puras simples: Substância pura simples é aquela formada por átomos de um único elemento químico. Isso significa que essas substâncias não podem ser decompostas em outras substâncias por processos químicos comuns. Por exemplo, o oxigênio (O₂), o nitrogênio (N₂) e o ferro (Fe) são substâncias simples presentes em nossa vida diária." Substâncias puras compostas: Substância pura composta é aquela formada por átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes, unidos por ligações químicas. Um exemplo clássico de substância composta é a água (H₂O), em que dois átomos de hidrogênio se ligam a um átomo de oxigênio. Outro exemplo comum é o dióxido de carbono (CO₂), exalado pelos seres vivos durante a respiração." 3. Para a água, como ocorrem as mudanças de fase nos pontos de fusão e ebulição? As mudanças de fase da água nos pontos de fusão e ebulição ocorrem quando a água atinge uma temperatura específica, sob uma determinada pressão: Ponto de fusão: A água passa do estado sólido para o estado líquido, quando atinge a temperatura de 0°C, sob pressão de 1 atmosfera. A fusão ocorre quando a água ganha calor, como quando o gelo derrete. Ponto de ebulição: A água passa do estado líquido para o estado gasoso, quando atinge a temperatura de 100°C, sob pressão de 1 atmosfera. A ebulição ocorre quando a pressão de vapor da água se iguala à pressão atmosférica. Quando isso acontece, formam-se bolhas de vapor que sobem para a superfície e estouram. A água pode passar por outros estados físicos, como a solidificação, a condensação, a sublimação e a ressublimação. ➔ Segunda etapa: mudança de fase. Na parte inferior da tela, clique em “mudança de fase” para a próxima etapa do experimento. Observe que, no diagrama de fases, você consegue acompanhar qual fase a substância está através da localização do ponto vermelho. Agora, resete o experimento no botão laranja (no canto inferior direito) e varie a temperatura aquecendo e/ou resfriando a substância. Anote o que foi observado. Faça o mesmo para as outras opções de átomos e moléculas. ➔ Análise de resultados: Com a observação do experimento e os dados obtidos, responda os questionamentos a seguir. 1. O que ocorre com o comportamento das moléculas com a variação da pressão? Quando a pressão sobre um gás aumenta, as moléculas são forçadas a se aproximar umas das outras, o que pode resultar em um aumento na frequência das colisões entre elas. Isso pode levar a um aumento da temperatura, se o volume do gás não for alterado. 2. O que podemos dizer quando, em determinada pressão e temperatura, a substância está em transição de fase? Quando uma substância está em transição de fase, em determinada pressão e temperatura, ela está mudando de estado físico: • O ponto de fusão é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido. • O ponto de ebulição é a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso. A pressão e a temperatura influenciam no estado físico da substância. Por exemplo, a água muda de estado sólido para líquido a 0°C e de líquido para gasoso a 100°C, ambas sob pressão de 1 atmosfera. A mudança de fase ocorre quando o calor é cedido ou retirado de um corpo. O calor é a energia térmica que determina o grau de agitação das moléculas, e quando é alterado, pode causar mudanças no arranjo molecular das substâncias. 3. Para variadas pressões, há variados pontos de fusão e ebulição para a água? E para as outras substâncias? Sim, a água e outras substâncias têm diferentes pontos de fusão e ebulição dependendo da pressão aplicada. A água tem um ponto de fusão de 0°C e um ponto de ebulição de 100°C à pressão normal de 1 atm. No entanto, a água é uma exceção, pois diminui de volume quando se funde. Por isso, a pressão aumenta o ponto de fusão da água. Por exemplo, no Monte Everest, a água entra em ebulição a cerca de 68°C, pois a pressão atmosférica é menor. Outras substâncias de forma geral, as substâncias aumentam de volume quando se fundem. Por isso, a pressão aumenta a temperatura de fusão e ebulição 3. RESULTADOS Com o resultado dessa prática foi possível compreender um modelo molecular para sólidos, líquidos e gases, estendendo esse modelo para a mudança de fase, sendo possível descrever como a variação de temperatura (aquecimento ou resfriamento) e pressão pode alterar o comportamento das moléculas.