A periodicidade nas propriedades físicas

A periodicidade nas propriedades físicas

UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA

CAROLINE MENEGAZ FARIAS

CÍNTHIA DE SOUZA

HÉRICA SERAFIM VARGAS

LUANA RODRIGUES MODOLON

THALITA MARTINS GOULART

A PERIODICIDADE NAS PROPIEDADES FÍSICAS

Tubarão

2013

RESUMO

As propriedades físicas são características inerentes ou particulares, que independem da transformação da substância com outras, sendo assim não ocorre nenhum tipo de alteração na composição da substância.

São dados como exemplos de propriedades físicas: o calor específico, a solubilidade, o brilho, a densidade, o ponto de fusão, o ponto de ebulição, entre outros.

Ponto de Fusão:

Ponto de Fusão é a temperatura onde a matéria passa da fase sólida para a fase líquida.

O ponto de fusão depende das forças existentes entre as moléculas (ou entre íons, no caso de cristais iônicos) da substância sólida.

Na tabela periódica, o valor de PF varia numa família. À esquerda da tabela, aumenta de baixo para cima e à direta da tabela, aumenta de cima para baixo. Nos períodos, aumenta das extremidades para o centro.

Exceções:

•O carbono (C). Possui PF = 3500°C e PE = 4800°C

•O tungstênio (W) é o metal com maior PF, 3410°C e

PE =5927°C, sendo utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes.

O ponto de fusão também é um critério de pureza da substância.

Exemplo:

Ponto de fusão da Acetanilida (C8H9NO) – analgésico.

Processo de fusão da Acetanilida (disponível no endereço eletrônico indicado nas referências) iniciou-se aos 110ºC, e chegou à fusão completa aos 120ºC.

Então pode-se dizer que a amostra utilizada para este experimento continha impurezas, o que fez com que a temperatura do início e do término da fusão fosse, respectivamente, inferior e superior à temperatura característica de ponto de fusão da Acetanilida (113ºC – 115ºC).

Uma substancia quando em seu estado puro, possui o valor da temperatura do ponto de fusão definido e com um intervalo aceitável entre a temperatura de início e de término de fusão muito pequeno.

Determinando o Ponto de Fusão

•Usa-se um capilar com diâmetro de 1-2 mm e comprimento de 7-8 cm, fechado em uma das extremidades.

•O capilar é então unido a um termômetro, de modo que sua ponta inferior atinja aproximadamente a metade do bulbo de mercúrio. Mergulha-se o termômetro no banho de fusão (balão com água em aquecimento).

•Controlam-se os valores atingidos pelo mercúrio. Anota-se então a temperatura marcada no momento em que a substância começar a fundir. Essa é a temperatura de fusão da substância.

Ponto de ebulição

É a temperatura na qual um líquido vence a pressão atmosférica, passando para o estado gasoso (mudança de estado). Em altitudes diferentes, uma mesma substância apresenta pontos de ebulição diferentes. Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica, e menor é o ponto de ebulição.

Depende, além da pressão atmosférica, da polaridade das substâncias:

  • Para substâncias apolares

- Quanto maior o peso molecular, maior será o ponto de ebulição

- Para substâncias de peso molecular próximo, a ramificação abaixa o ponto de ebulição.

  • Para substâncias polares

- Para substâncias de peso molecular próximo, a mais polar tem maior ponto de ebulição.

- Substâncias que estabelecem ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) têm ponto de ebulição extremamente elevado.

Pontos de Ebulição e Misturas

Algumas misturas têm o comportamento igual ao de substâncias puras quando submetidas à ebulição e fusão.

  • Misturas Azeotrópicas: se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição (PE constante).

  • Misturas Eutéticas: se comportam como se fossem substâncias puras no processo de fusão, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da fusão (PF constante).

Aplicação na Indústria:

A purificação de substâncias é um processo muito importante em laboratórios de química e indústrias. Os compostos orgânicos nem sempre são obtidos na sua forma pura, sendo frequentemente acompanhados de impurezas. Um dos processos utilizados na purificação de compostos orgânicos líquidos é a destilação.

A técnica baseia-se nas diferenças entre temperaturas de ebulição das substâncias. O fracionamento do petróleo, a obtenção de álcoois e a extração de essências são apenas alguns exemplos dos processos em que a destilação é empregada na indústria.

Densidade

A densidade foi utilizada por Archimedes – 250 anos A.C.- para determinar que a coroa de ouro do rei Hiero não era pura.

A densidade é uma propriedade física importante e pode ser utilizada para distinguir um material puro de um impuro, pois a densidade dos materiais que não são puros é uma função da sua composição. Ela também pode ser utilizada na identificação e no controle de qualidade de um determinado produto industrial, bem como ser relacionada com a concentração de soluções.

Densidade é simplesmente a relação entre a massa e o volume de um corpo. Entendemos como corpo qualquer porção do universo que possua matéria. Em termos matemáticos, a densidade pode ser definida simplesmente pela expressão: densidade = massa/volume.

Em geral, a densidade dos sólidos é maior que a dos líquidos e esta, por sua vez, é maior que a dos gases.

Utilização do Densímetro

O densímetro é um aparelho que funciona baseado no princípio do empuxo, ou seja, na força que atua em um objeto quando mergulhado em algum líquido no sentido contrário ao da gravidade, forçando a subida deste objeto.

O densímetro é geralmente fabricado em vidro, tem uma parte mais alargada em baixo e uma vareta fina em cima, onde existe um marcador de escala. A leitura de escala se dá no local onde o densímetro estiver imergindo do líquido, ou seja, no ponto onde estiver em contato com o líquido e o ar.

Aplicação na Indústria

Medir a densidade na fabricação de cervejas serve para saber a quantidade de açúcar que está no mosto. Mede-se após a fervura ou no início da fervura e faz a conversão. Os densímetros são calibrados para medir a quantidade de açúcar a 20°C, se você medir no início da fervura que está aproximadamente 80°C, você precisa converter esse valor para a realidade dos 20°C.

Mede-se a densidade um pouco antes da fervura e se faz a conversão ou após o término da fervura quando o mosto está frio (aproximadamente 20°C). Após a fermentação, onde o fermento transforma esse açúcar em álcool, se mede novamente, pois consequentemente terá menos açúcar no líquido e assim se terá a diferença da concentração de açúcar antes e depois da fermentação e se saberá o % de álcool na cerveja.

Variação da densidade ao longo da tabela periódica

Os elementos de maior densidade estão situados na parte central e inferior da tabela.

ANEXOS:

REFERÊNCIAS:

http://www.brasilescola.com/quimica/densidade.html

Russel, J. B. Química Geral. Editora McGraw-Hill, São Paulo, 1981. 

http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/misturas-azeotropicas-euteticas.htm

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAcOgAB/determinacao-ponto-fusao 

http://www.reocities.com/Vienna/choir/9201/determinacao_de_PF_e_PE.htm

http://www.soq.com.br/conteudos/em/tabelaperiodica/p4.php

https://sites.google.com/site/aprendefisicoquimica/propriedadesf%C3%ADsicasequ%C3%ADmicasdosmateriais

http://www.grupoescolar.com/pesquisa/determinacao-dos-pontos-de-fusao-e-ebulicao.html

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