Soluções Ácidas, Básicas e Neutras

Fig. 1 - Alguns materiais de caráter básico utilizados no dia-a-dia.

Soluções Básicas ou Alcalinas
Este tipo de soluções possuem algumas características comuns:- sabor amargo;- são escorregadias ao tacto;
- conduzem a eletricidade;
- alteram a cor de certos corantes vegetais.

Fig. 2 - Alguns materiais de caráter ácido utilizados no dia-a-dia.

Soluções Ácidas
Este tipo de soluções possuem algumas características comuns:
- sabor azedo;
- reagem com os metais, produzindo hidrogénio;
- conduzem a eletricidade;
- alteram a cor de certos corantes vegetais.

Fig. 3 - Alguns materiais de caráter neutro utilizados no dia-a-dia.

Soluções Neutras
Este tipo de soluções não tem caráter químico básico nem ácido, tem caráter neutro.

Indicadores

Os indicadores são substâncias naturais ou sintéticas cuja cor na presença de uma solução ácida, neutra ou básica é alterada. Os indicadores mais utilizados são a tintura azul tornesol e a fenolftaleína.

A fenolftaleína na presença de:

- Soluções Ácidas não sofre alterações;

- Soluções Neutras não sofre alterações;

- Soluções Básicas torna-se carmim.

A tintura azul tornesol na presença de:

- Soluções Ácidas torna-se vermelha;

- Soluções Neutras torna-se azul arroxeada;

- Soluções Básicas não sofre alterações.

Escala de pH

Para se medir o pH utiliza-se a fita de papel indicador (medição sem rigor) ou com aparelhos medidores de pH (valores rigorosos).

Fig. 4 - Fita de Papel Indicador

Fig. 5 - Aparelho Medidor de pH

 

Reações de Combustão

As Reações de Combustão são uma reação química entre um combustível (substância que arde) e um comburente (substância que permite o combustível arder), e é ativada através de uma fonte de ignição.

Fig . 1 - Combustão da madeira

Fig . 2 - Combustão do enxofre

As equações químicas de palavras que traduzem estas Reações de Combustão são:

- Carbono(s)+Oxigénio(g)--fonte de ignição-»Dióxido de Carbono(g) (Fig. 1);

- Enxofre(s)+Oxigénio(g)--fonte de ignição-»Dióxido de Enxofre(g) (Fig. 2)

ou

- Enxofre(s)+Oxigénio(g)--fonte de ignição-»Trióxido de Enxofre(g)

Tipos de Combustão

Combustão Lenta

Uma combustão lenta é uma combustão em que não se forma chama e que é lenta.

Respiração Celular

Açúcar(s)+Oxigénio(g)---»Dióxido de Carbono(g)+Água(g)+Energia

Combustão Viva

Uma combustão viva é uma combustão em que há formação de chama e que é rapida.

Combustão do Magnésio

Magnésio(s)+Oxigénio(g)---»Óxido de Magnésio

Reações de Precipitação

As Reações de Precipitação são um exemplo de transformações químicas. Caracterizam-se pela formação de um precipitado (sólido pouco solúvel) através da junção de soluções aquosas. A substância menos densa é a que precipita (forma o sólido).

Fig. 1 - Exemplo de Reação de Precipitação

Na figura ao lado está um exemplo de uma reação de precipitação (iodeto de chumbo e nitrato de potássio). O iodeto de chumbo (sólido amarelo) e o nitrato de chumbo são o resultado da junção do iodeto de potássio+nitrato de chumbo.
A equação química que descreve esta reação de precipitação é:
Iodeto de Potássio(aq)+Nitrato de Chumbo(aq)---»
---» Iodeto de Chubo(s)+Nitrato de Potássio(aq)









Outros exemplos de Reações de Precipitação são:
- a formação das estalactites e estalagmites em grutas calcárias;
- a formação de recifes de corais;
- etc...

Transformações Químicas

As Transformações Químicas ou Reações Químicas caracterizam-se pela formação de novas substâncias com propriedades diferentes das originais e pela mudança do aspeto de uma substância.

As Reações Químicas podem ser detetadas através:
- da alteração da cor;
- da variação da temperatura;
- da variação do volume;
- da libertação de um gás;
- do aparecimento/desaparecimento de um sólido.

Formas de desencadear uma Reação Química:
- pelo calor;
- pela corrente elétrica;
- pela luz;
- pela fricção ou ação mecânica.

Fig. 1 - Corrosão do carro

O carro (figura ao lado) está coberto por ferrugem (óxido de ferro hidratado que se formou através da exposição do ferro (do carro) ao ar e à humidade. A corrosão é um exemplo de uma transformação química.

Fig. 2 - Combustão da madeira

Esta transformação química (a da figura ao lado) é provocada através do calor. No fim da combustão irão formar-se novas substâncias, nomeadamente as cinzas.





Outros exemplos de transformações químicas são: a respiração celular, combustão do carbono, etc...

Transformações Físicas

Uma Transformação Física caracteriza-se pela alteração do aspecto de uma substância, mas não envolve formação de novas substâncias. Todas as mudanças de estado físico são Transformações Físicas.

Fig. 1 - Papel amachucado

O papel amachucado (como mostra a figura ao lado) apenas mudou de aspecto, continuando assim a ter a mesma constituição que tinha antes de ser amachucado.

Fig. 2 - Prato partido

Um prato partido também só muda de aspecto então diz-se que ocorreu uma transformação física.

Outros exemplos de transformações químicas são: mudança de um vaso de lugar, rasgar uma folha de papel, etc...

 

Misturas

Na Natureza, as substâncias não se encontram de uma forma geral separadas, mas, sim, fazendo parte de misturas.
Um dos grandes objectivos da Química é obter substâncias das matérias-primas que, por sua vez, vão ser matérias-primas para a produção de bens essenciais.


Fig. 1 - Petróleo Bruto (mistura homogénea)

Para separa os diferentes componentes de uma mistura temos, em primeiro lugar, de isolar as diferentes fases dessa mistura e, posteriormente, tratar cada uma dessas fases separadamente, de modo a obter as substâncias que as compõem.

Misturas homogéneas - são as misturas que apresentam um aspecto uniforme, igual em toda a sua extensão.

Misturas heterogéneas - são aquelas em que um ou mais constituintes são facilmente detectáveis. Nestas misturas o aspecto não é igual em toda a sua extensão.



Fig.2 - Conglomerado (mistura heterogénea)

Misturas coloidais - são as que aparentemente apresentam um aspecto uniforme e, quando observadas ao microscópio, conseguem-se distinguir alguns dos seus constituintes.

Processos de separação de misturas heterogéneas

 Peneiração - é uma técnica de separação que se baseia na diferença dos tamanhos das partículas das substâncias que constituem uma mistura sólida. Nesta técnica de separação utilizado o peneiro. No peneiro ficam retidas as partículas de maiores dimensões e as com pequenas passam através do peneiro.

Ex: Utilizada na peneiração da farinha

Sublimação - técnica que permite separar uma substância sólida que sublime facilmente (ponto de ebulição baixo) de outras com menor facilidade em sublimar (ponto de ebulição alto).
Ex: Separação do iodo da areia.

Separação Magnética - é uma técnica utilizada quando um dos componentes da mistura tem propriedades magnéticas.
Ex: Separação da limalha de ferro da farinha.

Decantação - utilizada para separar partículas que se encontram no seio de uma solução ou líquido. É utilizada quando existe diferença de densidades dos materiais que constituem a mistura. Este processo não nos permite a separação completa do sólido.
Ex: Utilizada para separar a areia da água.

Decantação em funil - técnica que permite a separação de dois ou mais líquidos de diferentes densidades e imiscíveis. Os líquidos são colocados num funil de decantação e, depois de repousarem, irão formar camadas, ficando o líquido mais denso em na camada inferior e menos denso na camada superior.
Ex: Separação do azeite da água.

Filtração - é utilizada para separar um sólido de um líquido ou de uma solução. A mistura passa através de um filtro. As partículas sólidas irão ficar retidas no filtro - chamado resíduo - e o líquido irá passar através do filtro - filtrado. Para que a filtração seja bem sucedida os poros do filtro deverão ter menores dimensões do que as partículas que se querem reter.
Ex: Para separar a água da areia.

Centrifugação - esta técnica permite a separação de partículas de pequeníssimas dimensões que se encontram em suspensão num líquido. A separação é conseguida, fazendo girar a mistura numa centrifugadora a grande velocidade. Após a mistura ter estado na centrifugadora, as partículas estão no fundo do recipiente, permitindo assim a separação.
Ex: Utilizada na separação dos componentes do sangue.







Fig. 3 - Decantação em Funil



Fig. 4 - Sublimação

Fig. 5 - Centrifugadora (centrifugação)

Fig. 6 - Filtração

Processos de separação de misturas homogéneas

 

Cristalização - processo utilizado para recuperar um sólido cristalino que está dissolvido num líquido ou para purificar uma dada substância. Este processo pode ser realizado de duas formas:

- por uma evaporação lenta do solvente de uma solução saturada - é realizada sem grandes variações da temperatura, , obtendo-se os cristais da substância a separar (quanto mais lenta for a evaporação, mais desenvolvidos ficaram os cristais;
- por um arrefecimento - utilizada quando a substância a separar (ou purificar) diminui a sua solubilidade, no solvente, com a diminuição da temperatura.
Ex: Separação da água do cloreto de sódio.

Ebulição do solvente - técnica que permite a recuperação de um sólido dissolvido num líquido. É realizada através do aquecimento da solução saturada de forma que ocorra uma vaporização rápida e turbulenta (a chamada ebulição) do solvente. Obtêm-se cristais pouco desenvolvidos pois o aquecimento é mais rápido.
Ex: Separação da água do sal.

Destilação - técnica que consiste na ebulição de uma mistura no estado líquido, seguida pela condensação dos vapores formados. É utilizada quando os vários líquidos constituintes da mistura têm pontos de ebulição diferentes. Pode ser realizada de duas formas:
- por uma destilação simples - quando os líquidos a separar têm pontos de ebulição bastante diferentes;
- por uma destilação fraccionada - quando os pontos de ebulição dos líquidos a separar são próximos.
Ex: Destilação Simples: Separação do álcool existente no vinho.
Destilação Fraccionada: Separação dos componentes do petróleo bruto.

Cromatografia - técnica de separação que permite separar substâncias de diferentes cores e que tenham diferentes capacidades de se fixar (absorver) num material sólido. Consiste na colocação da mistura sobre o papel de filtro e no seu mergulho num solvente adequado (20% de água e de 80% de álcool). Passado um pouco verifica-se que no papel de filtro há uma distribuição das substâncias conforme a sua capacidade de absorção (cromatograma).

Fig. 7 - Destilação Simples

Fig. 8 - Cromatografia

Mudanças de Estado Físico da Matéria

Fig.1 - Mudanças de Estado Físico

Fig. 2 - Símbolos utilizados para representar os estados físicos da matéria

Ponto de Fusão - é a temperatura à qual ocorre a passagem do estado sólido ao estado líquido.

Fig. 3 - Pontos de Fusão de algumas substâncias

Ponto de ebulição - é a temperatura à qual um líquido entra em ebulição, ou seja, é a temperatura à qual um líquido passa tumultuosamente ao estado gasoso.

Fig. 4 - Pontos de Ebulição de algumas substâncias

O conhecimento do ponto de ebulição e de fusão permite-nos saber se a substância é pura e também permite determinar em que estado físico se encontra uma substância, a determinada temperatura.

Estalactites e Estalagmites

As Estalactites (formadas no tecto da gruta) e as Estalagmites (formadas no solo da gruta) são formadas por carbonato de cálcio. No caso de uma estalactite e uma estalagmite se juntarem forma-se uma coluna.

Como se formam?

Ao cair a água da chuva, dissolve o dióxido de carbono, existente na atmosfera, formando-se o ácido carbónico

Água (l) + Dióxido de carbono (g) ---» Ácido carbónico (aq)

A água ao cair num solo calcário, que é fundamentalmente formado por calcite (mineral que reage aos ácidos), ocorre a carbonatação, da qual resulta o hidrogenocarbonato de cálcio dissolvido em água. A lenta e contínua circulação das águas pelas diaclases leva à dissolução do calcário.

Carbonato de cálcio (s) + Ácido carbónico (aq) ---» Hidrogenocarbonato de cálcio (aq)

Desta forma, as fendas vão alargando e coalescendo umas com as outras, o que pode levar à formação de lagos e longos canais subterrâneos por onde se dá uma intensa circulação de água.
As águas em circulação subterrânea acabam por ficar saturadas em hidrogenocarbonato de cálcio. No caso de uma supersaturação em hidrogenocarbonato de cálcio, que podem ser várias as circunstâncias (diminuição de pressão e/ou aumento da temperatura, etc.), que origina uma nova precipitação de calcite por perda de dióxido de carbono.

Dióxido de carbono(g)+Carbonato de cálcio(s)+Água(l) ---» Hidrogenocarbonato de cálcio(aq)

A água saturada em hidrogenocarbonato de cálcio que circula nas diaclases acima do nível duma gruta, ao alcançar a gruta sofre uma brusca diminuição de pressão. Perde-se o dióxido de carbono e, desta forma, parte do hidrogenocarbonato de cálcio passa a carbonato de cálcio. Como este é menos solúvel, precipita, que geralmente acontece em saliências por onde a água pinga.
Assim se formam as Tubulares de Calcite (as formas percursoras das Estalactites).
Nestas formas tubulares, os cristais de calcite crescem para baixo, levando ao contínuo aumento do comprimento da Tubular. Como a água também circula na parte exterior da Tubular, os cristais de calcite levam ao engrossamento da Tubular, assim formando-se as Estalactites.
A contínua circulação da água faz com que os pingos, ao caírem no fundo da gruta façam o carbonato precipitar uma vez mais, e assim formando-se as Estalagmites.




Fig. 1 - Estalactites e Estalagmites