PROFESSOR

PAULO CESAR

PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA

 

DICAS PARA O SUCESSO NO VESTIBULAR: AULA ASSISTIDA É AULA ESTUDADA - MANTER O EQUILÍBRIO EMOCIONAL E O CONDICIONAMENTO FÍSICO - FIXAR O APRENDIZADO TEÓRICO ATRAVÉS DA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.

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Matéria e seus fenômenos
Matéria e suas propriedades
Matéria e suas transformações

 

ÍNDICE

bulletMATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
bulletSÓLIDO
bulletLÍQUIDO
bulletGÁS
bulletPLASMA
bulletMATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES
bulletFUSÃO
bulletSOLIDIFICAÇÃO
bulletVAPORIZAÇÃO
bulletLIQUEFAÇÃO OU CONDENSAÇÃO
bulletSUBLIMAÇÃO

 

MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS

Imagine uma montanha, um lago e o ar ao redor deles. Estão representados, aí, os três estados em que a matéria ocorre. Montanhas são feitas de rocha, que é sólida. Um lago é feito de água, que é líquida. E o ar que respiramos é feito de gás.

Três estados. Esta foto de uma fonte quente em Waiotapu, na Nova Zelândia, mostra os três estados da matéria, todos em um só lugar. A rocha é um sólido, a água é líquida e o vapor que sobe é um gás.

Os sólidos têm forma e volume definidos, mas em alguns, como a borracha, a forma pode ser alterada. Muitos sólidos são duros. Os líquidos têm volume fixo mas a forma é variável, e pode fluir. Porque podem fluir, os líquidos e gases são chamados fluidos. A maioria dos gases não pode ser vista.

Os três estados da matéria comportam-se cada qual à sua maneira porque as partículas que os compõem comportam-se de modo diferente.

(FIGURA 1A) a água é encontrada na natureza em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.

 

SÓLIDO

 

Um livro é um sólido: tem forma definida, que não é fácil de mudar. É que as partículas de um sólido são unidas umas às outra por ligações fortes em uma estrutura firme.

Observações macroscópica e microscópica de um livro.

 

SAIBA MAIS

 As pedras respiram

Durante as pesquisas para a restauração do Teatro Municipal de São Paulo realizadas nos últimos anos, descobriu-se que, de certa forma, as pedras respiram.

Construído em 1911 pelo arquiteto Ramos de Azevedo, o prédio encontrava-se muito castigo pelo tempo. Boa parte das pedras com que ele foi construído é de arenito, uma rocha muito pouco compacta, porosa. Num processo natural, essas pedras trocam umidade com o ar, absorvendo maior ou menor quantidade de água. Como o arenito poroso absorve muita água, ele se desagrega com facilidade. Algumas placas de arenito do Teatro Municipal, por exemplo, estavam seguras apenas por arames, tal o nível de desagregação em que se encontravam.

A descoberta da jazida original dessas rochas permitiu substituir uma parte das placas. Mas em alguns casos os especialistas tiveram de usar um método pitoresco: vestiram as pedras com verniz impermeável, que repele a água mas não impede a troca de ar pela pedra.

Outras rochas do Municipal não apresentaram problemas respiratórios, como é o caso do mármore, mas tinham sido atacadas por uma substância da poluição paulistana, o ácido sulfúrico, proveniente da chuva ácida. Para proteger essas pedras da poluição, os técnicos aplicaram nelas um produto à base de acrílico.

O interessante é que essas pedras de mármore vieram da Itália e, sem que se soubesse,

Trouxeram em seu interior dois fósseis da pré-história italiana, que todo esse tempo ficaram preservados no saguão do Municipal. A descoberta dos fósseis não ajudou a restauração, mas por meio de seu estudo pode-se determinar a idade do mármore, isto é, quando ele foi formado. (Ciência ilustrada – número 17 – página 19)

 

LÍQUIDO

 

Na próxima vez que beber um refrigerante, olhe dentro do seu copo. O líquido toma a forma do vidro. Se você derramá-lo, a forma do líquido muda. Em um recipiente diferente, muda outra vez. O volume, entretanto, permanece o mesmo.

Observações macroscópica e microscópica de um copo contendo um líquido.

 

SAIBA MAIS

Água que entra e sai

Para nos mantermos saudáveis, devemos ingerir aproximadamente a mesma quantidade de água que perdemos.

Diariamente devemos ingerir cerca de 2 litros de água: 1 litro por meio de alimentos e 1 litro de líquidos.

A água está presente em todos os nossos órgãos e elementos que compõem nosso corpo. Os nossos músculos, por exemplo, contêm 75,6% de água; nossos rins contêm 82,7%; o cérebro, 74,5%; o sangue 83%; e até mesmo nossos ossos contêm água: 22%.

Como podemos ver, nossos órgãos são quase totalmente formados por água.

Diariamente, perdemos aproximadamente 2 litros de água: 1 litro através da urina; 0,5 litro através da respiração e 0,5 litro através da transpiração. Durante exercícios mais pesados, podemos perder quantidades ainda maiores de água. Quando a quantidade de água diminui em nosso corpo, sentimos sede.

A perda de 2% da água de nosso organismo é suficiente para nos provocar mal-estar. Se a perda for de 5%, nossa pele enruga e ficamos com a boca insuportavelmente seca. Com uma redução entre 12% e 15% da água de nosso corpo, morremos.

Na verdade, ao tomarmos água, estamos repondo não só a água que perdemos mas também os sais minerais necessários ao equilíbrio de nosso organismo.

Todas as reações químicas de nosso corpo necessitam de água. O sódio, o potássio, o cálcio, o fósforo e muitos outros sais minerais encontram-se dissolvidos nela e a reposição desses elementos, na quantidade adequada, é importante para manter cada um dos nossos órgãos em perfeito funcionamento.

 

GÁS

Um gás preenche rapidamente qualquer espaço onde for colocado porque suas partículas movem-se em alta velocidade. O gás não tem forma nem volume próprios e adquire a forma e volume de seu recipiente, como este balão em forma de pássaro, cheio de gás hélio. Objetos podem passar facilmente através do gás pois suas partículas são bem separadas.

Observações macroscópica e microscópica de um balão contendo um gás.

 

Diferença entre gás e vapor

Costuma-se diferenciar o gás do vapor da seguinte maneira: se a substância estiver habitualmente no estado gasoso – como o oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, gás carbônico, etc.-, é considerado gás. Não estando habitualmente no estado gasoso – como os vapores de água, mercúrio e de iodo -, ao passar para este estado a substância é considerada vapor.

 

SAIBA MAIS

 

Por que o oxigênio não acaba?

Você sabe que durante a respiração os animais e as plantas consomem oxigênio e eliminam gás carbônico.

Se existem seres vivos respirando dia e noite há milhões de anos, como se explica que oxigênio não acaba e não aumenta a quantidade de gás carbônico no ar?

A resposta é a seguinte: durante o dia, os vegetais verdes e as algas microscópicas realizam fotossíntese. Nesse processo, eles absorvem gás carbônico e liberam oxigênio, que vai substituindo aquele que os seres vivos gastam para respirar.

Assim, são as plantas e as algas que garantem a reposição do oxigênio, bem como a retirada do excesso de gás carbônico da atmosfera.

 

O ar precisa ser renovado

Quando muitas pessoas respiram juntas num recinto fechado, a quantidade de oxigênio no ar diminui, enquanto a de gás carbônico aumenta, tornando o ar impróprio para a saúde. Esse ar é chamado de “viciado” e está presente em lugares que não dispõem de sistemas eficientes de ventilação, como acontece em alguns cinemas, restaurantes, salas de aula, ônibus, etc. Além disso, o ar de recintos sem ventilação contamina-se com facilidade quando estão presentes uma ou mais pessoas portadoras de doenças transmissíveis pelo ar.

A ventilação de ambientes fechados pode ser feita com ventiladores e aparelhos de ar condicionado. Estes, além de possibilitar uma temperatura mais agradável, têm a vantagem de filtrar o ar, livrando-se de impurezas.

Também em casa é necessário tomar certos cuidados para a renovação do ar. Sempre que possível, é conveniente deixar as janelas abertas, para se renovar o ar do interior de nossas casas.

 

PLASMA

Há um quarto estado da matéria, chamado plasma, que raramente é visto. Existe somente em temperaturas muito altas no interior do Sol e de outras estrelas ou, na Terra, sob baixa pressão. Consiste de átomos divididos por grande calor ou eletricidade. A bola da figura abaixo, contém um eletrodo central rodeado de plasma. Se você toca a superfície, faíscas pulam na sua mão a partir do centro. As faíscas traçam caminhos ascendentes no plasma criados pelos átomos divididos.

 

Observações macroscópica e microscópica do plasma

 

 

MATÉRIA E SUAS TRANSFORMAÇÕES

 

Se você mexer em óleo quente com uma colher de plástico, ela pode derreter. O plástico é um sólido e assim permanecerá enquanto for mantido sob temperatura e pressão determinadas. Mudam-se as circunstâncias e pode-se mudar o estado de uma substância. Do mesmo modo, se você colocar suco de laranja (um líquido) no congelador ele se tornará sólido. E se você respirar junto ao vidro frio de uma janela, o vapor da água de sua respiração (um gás) se condensará em gotas. Se o Sol brilhar sobre as gotas, o calor as transforma em gases novamente e elas evaporarão no ar. Mesmo a rocha mais dura derrete quando submetida às altas temperaturas e pressão sob a crosta da Terra.

A maior parte das substâncias que conhecemos mudam de estado quando a temperatura ou a pressão mudam o suficiente.

 Esquema de mudanças do estado físico da matéria.

 

TEMPERATURA

Quando fornecemos calor (energia) a um corpo sólido, por exemplo, as partículas que constituem esse corpo – que estão unidas por força de coesão – ficam mais energéticas e passam a vibrar mais intensamente, até que num determinado momento começam a vencer a força de coesão e deslizam umas sobre as outras. Aí, o corpo passa para o estado líquido. Da mesma maneira, ao ser aquecido um líquido, a agitação natural de suas partículas é aumentada, fazendo com que elas se separem e se projetem ao espaço, na passagem para o estado gasoso.

Quando a substância é esfriada, acontece o processo inverso: a agitação das partículas vai diminuindo, o que aumenta a força de coesão entre elas. Exemplo disto é o gelo, que é a água resfriada até o ponto de congelamento, quando então ela se solidifica.

 

PRESSÃO

O físico italiano Evangelista Torricelli, demonstrou no século XVII, que a pressão exercida pela atmosfera sobre a superfície da Terra era denominada de pressão atmosférica. Ao nível do mar, ela é chamada pressão normal e, quantitativamente equivale a 1 atmosfera (1 atm). Quanto maior for a altitude, menor é a pressão exercida pela atmosfera.

 

Com a explicação sobre os dois fatores (temperatura e pressão) que modificam as mudanças de estado físico da matéria podemos concluir o seguinte: A pressão e a temperatura se encontram de tal maneira relacionadas que, ao variar a pressão, varia também a temperatura em que uma substância muda de estado físico.

 

Temperatura de ebulição da água em diferentes altitudes.

 

FUSÃO

Quando aquecemos um pedaço de metal, ele se derrete, ou seja, o metal se funde, após atingir determinada temperatura. Para obtermos o ferro, o minério de ferro (hematita) deve ser aquecido até uma temperatura próxima de 1500oC, quando então ele passa do estado sólido para o estado líquido.

Portanto podemos concluir que:

Fusão é a transformação de uma substância sólida em líquida.

 

 

SAIBA MAIS

 

Por que quando eu retiro uma pedra de gelo do congelador, ela cola na minha mão?

A temperatura do gelo que está no congelador é de um ou dois graus negativos. Essa temperatura é suficiente para fazer a água que forma a umidade natural da mão congelar por alguns segundos. Nesse momento, tanto as moléculas dessa umidade como as do gelo ficam mais próximas. Isso cria a adesão, pois o Princípio da Cola é justamente a aproximação de moléculas. A força de atração entre a mão e o gelo, ou outro objeto congelado, acaba em segundos depois, quando a umidade derreter (fusão) o gelo.

 

Por que o gelo das pistas de patinação é tão escorregadio?

Quem já ficou em pé sobre uma pista sabe o quanto é tarefa difícil. Bobeou, você leva um tombo. Antes, o pessoal acreditava que a pressão dos pés sobre o gelo era a culpada. E até com razão. Pressionando, o gelo se funde parcialmente, tornando-se escorregadio. Mas pesquisas mostraram que a pressão nem sempre é suficiente para fundir a superfície do gelo.

Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Califórnia, nos Estados Unidos, descobriram por que ele causa tantos tombos. O gelo é formado por uma seqüência de camadas de moléculas de água firmemente ligadas umas às outras. As moléculas vibram constantemente, apesar da baixa temperatura. Os pesquisadores descobriram que as moléculas da primeira camada trepidam mais rápido do que as das camadas inferiores. Esse ligeiro movimento coloca-as em um estágio intermediário entre o sólido e o líquido. Ou seja, elas se comportam como líquido, porque suas moléculas estão mais agitadas, só que sua temperatura ainda é inferior ao ponto de fusão.

Esse estado intermediário, que os pesquisadores deram o nome de quasi-liquid (quase líquido), diminui muito o atrito entre os patins e o gelo, tornando-o por isso tão escorregadio.

 

PONTO DE FUSÃO (PF)

Se você tirar alguns cubos de gelo do congelador, colocá-los num recipiente e mergulhar um termômetro entre eles, você observará que, enquanto o gelo estiver derretendo (fundindo-se) sua temperatura será de 0oC, à pressão normal (1atm)

Assim como ocorre com o gelo, as outras substâncias também podem ser fundidas a uma determinada pressão e temperatura.

Portanto podemos concluir que:

Ponto de fusão é a temperatura na qual a substância se funde sob determinada pressão a uma temperatura constante.

 

 

SOLIDIFICAÇÃO

Quando você colocar água no congelador ela se transforma em gelo.

Portanto podemos concluir que:

Solidificação é a transformação de uma substância líquida em sólida.

 

 

SAIBA MAIS

 

Por que ao encher uma garrafa com água e colocá-la no congelador a garra estoura depois da água congelar?

Se você encher completamente uma garrafa de vidro com água, tampá-la bem e colocá-la  no congelador, num determinado momento a garrafa vai estourar.

Toda a matéria, quando se solidifica, diminui de tamanho. A água também. Só que ela apresenta uma particularidade: ao atingir a temperatura de 4oC, começa a aumentar de volume, até chegar à marca de 0oC, quando se congela.

Como o volume do vidro continua a diminuir enquanto o da água aumenta, a garrafa se torna pequena para conter a água a acaba estourando.

Observe que, se a garrafa estivesse aberta, isso não aconteceria, pois a água teria espaço para se dilatar.

 

Os lagos congelam só na superfície?

Ver imagem em tamanho grandeSim. Isso acontece porque a camada de gelo funciona como um tipo de “cobertor”. O gelo é mau condutor de temperatura e impede que a água que está embaixo continue a perder calor em direção à atmosfera. Com isso, a temperatura da água que está em regiões mais profundas não baixa e ela se mantém líquida. No mar, acontece o mesmo fenômeno. A diferença é que a água dos lagos congela à 0oC e nos mares, por ser salgada, à –1,8oC. Além do isolamento térmico, o calor armazenado no verão pelo solo do fundo dos lagos é liberado, ajudando a manter a temperatura alta, e as correntes de água quentes ajudam a manter o mar aquecido.

 

PONTO DE SOLIDIFICAÇÃO (PS)

 

Se você mergulhar um termômetro na água colocada no congelador, observará que ela se transforma em gelo (solidifica-se) quando sua temperatura atingir 0oC, à 1 atm de pressão.

Procedendo de forma semelhante com outras substâncias, podemos observar que, sob determinada pressão, cada uma delas se solidifica numa determinada temperatura, que é denominada ponto de solidificação (PS).

Observe que durante a fusão e a solidificação uma determinada substância apresenta-se no estado sólido e líquido simultaneamente. Portanto, podemos concluir que, para uma mesma substância submetida a mesma pressão, o ponto de fusão equivale ao ponto de solidificação. Por exemplo, a água se solidifica à 0oC e o gelo se funde à 0oC.

 

VAPORIZAÇÃO

 

Se você colocar uma panela com água na chama de um fogão e espalhar um pouco de água no chão, vai perceber que depois de certo tempo a panela está vazia e, passando mais um tempo, que o chão está seco.

Você também já deve ter observado o que ocorre com uma gota de água que cai sobre uma chapa metálica superaquecida, como uma frigideira, a gota desaparece quase que instantaneamente.

Nos três casos descritos acima, o desaparecimento da água acontece porque houve transformação da água em vapor, ou seja, ocorreu a vaporização da água.

Portanto podemos concluir que:

Vaporização é a transformação de uma substância líquida em gasosa.

 

A vaporização pode ser de três tipos:

 

EVAPORAÇÃO

Ver imagem em tamanho grandeQuando a vaporização ocorre de maneira espontânea, ou seja, sob temperatura ambiente, é denominada evaporação; neste caso, a vaporização é lenta, gradual e imperceptível.

A evaporação pode ser menos ou  mais lenta, dependendo de alguns fatores tais como:

Natureza do líquido: dependendo do tipo de substância líquida, a evaporação é mais lenta ou mais rápida. Neste caso, o líquido que evapora mais rapidamente é chamado de volátil. Por exemplo, o éter evapora mais rapidamente do que a água, portanto o éter é mais volátil que a água.

Superfície livre do líquido: para secar mais depressa um piso molhado, ao espalharmos a água, estaremos aumentando a superfície livre da água, permitindo a sua evaporação mais rapidamente. Portanto, quanto maior for a superfície livre de um líquido, mais rápida será a evaporação.

Correntes de ar: se você lavar as mãos e depois agita-las, vai perceber que elas secam depressa, o mesmo ocorrerá quando você colocar suas mãos molhadas diante de um ventilador ligado. Portanto, as correntes de ar facilitam a evaporação dos líquidos.

Umidade do ar: se você colocar as roupas lavadas para secar num dia chuvoso, perceberá que as roupas demoram mais tempo para secar. Isso ocorre porque o ar seco facilita a evaporação, enquanto o ar úmido a dificulta.

Temperatura: a forma mais apropriada para você secar as roupas lavadas mais rapidamente, é estende-la ao sol. O calor do sol esquenta a água que restou no tecido e ela se evapora mais depressa. Portanto podemos concluir que o aumento da temperatura facilita a evaporação de um líquido e da mesma forma, a diminuição da temperatura a dificulta.

 

EBULIÇÃO

Quando a vaporização ocorre de forma turbulenta, com formação de bolhas, é denominada ebulição; neste caso, a vaporização é mais rápida.

 

PONTO DE EBULIÇÃO (PE)

Se você mergulhar um termômetro na água colocada ao fogo, você observará que, ela entra em ebulição quando a sua temperatura atingir 100oC à pressão normal (1atm).

Assim como ocorre com a água, as outras substâncias também entram em ebulição numa determinada pressão e temperatura, que recebe o nome de ponto de ebulição (PE).

Portanto podemos concluir que:

Ponto de ebulição é a temperatura na qual a substância entra em ebulição sob determinada pressão a uma temperatura constante.

 

Será que diminuindo o fogo a temperatura da água não vai diminuir também?

Quando a água é aquecida, sua temperatura vai aumentando e, ao atingir 100oC, ela entra em ebulição. A partir daí a temperatura da água não aumenta mais. Assim, se você abaixar o fogo, fornecendo apenas a quantidade de calor suficiente para manter a fervura, a temperatura da água permanecerá em 100oC até que toda ela se transforme em vapor.

Da mesma maneira, se aumentarmos a chama do fogão e conseqüentemente o aquecimento, a temperatura da água em ebulição não aumentará, apenas a água terá uma vaporização mais rápida.

 

SAIBA MAIS

A ebulição depende da pressão

Ver imagem em tamanho grandeA ebulição da água não ocorre, necessariamente, a 100oC. A temperatura que a água tem de atingir para entrar em ebulição, isto é, para ferver, depende da pressão atmosférica.

Como a pressão diminui à medida que a altitude se eleva, nos lugares altos a ebulição ocorre a temperaturas inferiores a 100oC. Na cidade de Campos do Jordão, que fica a 1600 metros acima do nível do mar, a água ferve aproximadamente a 95oC. Na cidade de São Paulo, cuja altitude é de 800 metros de altitude, essa temperatura sobe para mais ou menos 97oC. Já na cidade de Santos, que fica à beira-mar, a temperatura de ebulição da água é de 100oC.

 

Por que o leite sobe quando ferve?

Ver imagem em tamanho grandeO leite é constituído de água, gordura, proteínas, açúcar e sais minerais. A água ao ferver, borbulha porque à medida que suas moléculas vaporizam tendem a subir e a se expandir. Uma proteína do leite, a lactoalbumina, normalmente se encontra dispersa. Com o aquecimento ela coagula, ou seja, se aglutina, formando uma fina película na superfície do leite – junto com a gordura, essa película forma a nata. A lactoalbumina começa a coagular a partir de 60oC, antes portanto, do ponto de ebulição da água, 100oC, à pressão normal. Quando a água começa a evaporar, encontra uma barreira: a película de lactoalbumina, que acaba empurrada por igual pela pressão do vapor de água, como se tivesse inflada.

 

CALEFAÇÃO

Ver imagem em tamanho grandeQuando a vaporização se dá de maneira quase instantânea, sempre próxima de uma grande fonte de calor, denomina-se calefação.

Quando gotas de água caem numa chapa muito quente, o líquido é imediatamente aquecido, formando-se uma camada de vapor entre cada gota e a chapa. As gotas deslizam sobre a chapa e chiam enquanto vaporizam.

 

 

LIQUEFAÇÃO OU CONDENSAÇÃO

 

Você sabia como são formadas as nuvens?

Ver imagem em tamanho grandeAs nuvens são gotículas de água que se formam a partir de vapores de água dos lagos, rios, mares, etc. À medida que vão se elevando na atmosfera e por isso tendo sua temperatura diminuída, esses vapores se transformam naquelas gotículas de água, que são as nuvens. Se as condições atmosféricas mudarem, ou seja, se ocorrer diminuição de temperatura ou aumento de pressão, as gotículas de água que formam as nuvens se juntam, transformando-se em gotas maiores e se precipitam sobre a terra em forma de chuva.

Esse fenômeno é chamado liquefação ou condensação.

 

Portanto podemos concluir que:

Liquefação ou condensação é a transformação de vapor em líquido.

 

SAIBA MAIS

 

Por que o copo ou uma garrafa contendo um determinado líquido apresenta-se molhado por fora?

Ver imagem em tamanho grande

Se aparece água do lado de fora do copo ou garrafa, então deve haver vapor d'água no ar. O vapor d'água, entrando em contato com as paredes frias do copo, se condensa em minúsculas gotas.

 

 

O que é Neblina ou Cerração?

Ver imagem em tamanho grandeSão nuvens que se formam perto do chão. Como outras nuvens, elas se formam quando o ar está cheio de vapor de água. Quando o ar entra em contato com o chão frio, o vapor da água se condensa. Se a distância que podemos ver através das nuvens é entre um ou dois quilômetros, ela é chamada de neblina. Se essa distância é de menos de um quilômetro, é cerração. A cerração densa é perigosa para todos os tipos de transporte – carros, navios e aviões.

Dirigindo na Neblina: os motoristas têm de ser muito cuidadosos na Neblina. Faróis especiais ajudam. Usando farol alto comum, a luz é refletida nas gotículas de água da Neblina e forma uma barreira branca, que impede a visão.

Cerração de iceberg: os icebergs freqüentemente são cobertos por cerração. É que o ar ao redor deles é frio, mas a água em que flutuam pode ser mais quente. A água evapora e o vapor de água se condensa no ar frio formando a cerração. O famoso navio Titanic colidiu com um iceberg em 1912, porque a tripulação pode não ter visto o iceberg rodeado pela cerração.

 

A água da chuva é pura?

Nos livros, sempre aparece a afirmação de que a água da chuva é pura. Isto não é rigorosamente verdadeiro. Ela contém várias espécies químicas em suas formas iônicas, como por exemplo: sódio (Na+), potássio (K+), cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), amônio (NH4+), cloreto (Cl-), sulfato (SO42-) e nitrato (NO3-).

Como essas espécies químicas chegam à atmosfera?

Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl- e SO42-, têm como principal origem a água do mar.

O atrito do vento com a superfície do mar faz com que borrifos de água sejam lançados na atmosfera, formando os chamados aerossóis de origem marinha. Uma vez na atmosfera, essas gotículas podem perder água (total ou parcialmente) pela evaporação. Restam estão pequeníssimos cristais de sais marinhos, formados principalmente de cloreto de sódio (NaCl), sulfato de cálcio (CaSO4) e sulfato de magnésio (MgSO4).

Na camadas mais baixas da atmosfera terrestre, o tempo de permanência desses aerossóis é de aproximadamente uma semana.

As pequenas partículas suspensas funcionam como núcleos ativos de condensação para o vapor d’água ali presente, propiciando, assim, a formação das nuvens. Com a chuva, essas espécies iônicas retornam à superfície da Terra, fenômeno denominado deposição úmida. Outro mecanismo de retorno desses aerossóis à superfície é a chamada deposição seca. Neste caso, as partículas maiores voltam à superfície pelo efeito da gravidade.

As espécies químicas mencionadas anteriormente são comuns nas chuvas de qualquer região do planeta, ainda que em proporção variável.

Os ambientes terrestre e marinho também são fontes de várias espécies químicas encontradas na atmosfera.

Fontes artificiais, associadas às atividades humanas, também interferem na composição química da água da atmosfera.

 

Como ocorre a formação da chuva artificial?

Um avião bombardeia uma nuvem com solução salina (salmoura), acelerando o processo de formação de gotas que, a partir de certo volume, precipitam-se sob a forma de chuva.

 

Por que a chuva cai em gotas?

Ver imagem em tamanho grandePorque é desse modo que a água se forma no interior das nuvens. Nas nuvens a água condensa em vapor formando microgotículas. Por serem muito leves, essas gotículas, cujo diâmetro é da ordem de milésimos de centímetros, flutuam como poeira em suspensão. Somente quando se juntam devido a choques e formam gotas maiores, de pelo menos 2 milímetros de diâmetro, é que adquirem peso suficiente para cair.

 

Nuvens em uma garrafa (faça você mesmo)

Você pode criar uma nuvem em uma garrafa. Encha uma garrafa com água quente (não use água fervendo; pois se a garrafa for de plástico, pode derreter). Deixe-a descansar por cinco minutos e então despeje ¾ da água. Coloque cubos de gelo em um pires sobre o gargalo da garrafa e então observe uma nuvem se formar. Como acontece? Parte da água se transforma em vapor no ar quente. Quanto encontra a área resfriada pelo gelo, o vapor se transforma em gotinhas formando a nuvem.

 

PONTO DE LIQUEFAÇÃO OU CONDENSAÇÃO (PL)

Temperatura na qual as substâncias sofrem liquefação em determinada pressão.

Observe que durante a liquefação e a ebulição uma determinada substância apresenta-se no estado líquido e gasoso simultaneamente. Portanto, podemos concluir que, para uma mesma substância submetida a mesma pressão, o ponto de liquefação equivale ao ponto de ebulição. Por exemplo, a água ferve à 100oC e o vapor d’água se condensa à 100oC.

 

SUBLIMAÇÃO

Ver imagem em tamanho grandeSe você deixar algumas bolinhas de naftalina em seu guarda-roupa para espantar as traças, vai observar, depois de algum tempo, que aquelas bolinhas começam a diminuir de tamanho até desaparecer.

Por que isso ocorre? Porque a naftalina sofre um tipo de transformação que vai diretamente do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo estado líquido. Se os vapores de naftalina se chocarem com uma superfície fria, eles se cristalizam, voltando diretamente para o estado sólido. Essa transformação direta do estado sólido para o gasoso e do gasoso para o sólido recebe o nome de sublimação.

Portanto, podemos concluir que:

Sublimação é a transformação de uma substância sólida em gasosa e vice-versa, sem passar pelo estado líquido.

Muitas substâncias sólidas sofrem sublimação: o gelo-seco (gás carbônico solidificado), o iodo, a cânfora, o enxofre, etc.

 

SAIBA MAIS

 

O que é gelo-seco?

Ver imagem em tamanho grandeO gelo-seco, assim chamado pois não molha as paredes do recipiente que o contém, é usado tanto para refrigerar carrinhos de sorvete, por exemplo, como para produzir aquela nuvem branca que costumamos ver como efeitos especiais em shows de música, teatro e cinema.

O gelo-seco é constituído pelo gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2). Como esse gás não pode ser encontrado na forma líquida, primeiro é preciso comprimi-lo e depois deixá-lo expandir-se rapidamente, o que provoca um abaixamento na temperatura, que chega então a –78,5oC. Essa temperatura é suficiente para que o gás se solidifique, tornando-se gelo-seco.

 

O que é café solúvel?

Ver imagem em tamanho grandeA produção de alimentos desidratados é um exemplo da aplicação industrial da sublimação. Os cafés solúveis, por exemplo, são produzidos utilizando esse princípio: uma solução aquosa de café é congelada e colocada numa câmara de vácuo, na qual o gelo (água no estado sólido) sublima, restando somente o café.

 

 

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Este site foi atualizado em 11/03/09