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4.1. – Propriedades físicas e
propriedades químicas dos
materiais
- Propriedades físicas e químicas dos materiais
- Densidade ou massa volúmica
- Propriedades químicas utilizadas para identificar substâncias
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Ciências Físico-químicas - 7º ano de escolaridade
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
escolaridade
Docente Marília
Soares
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
COMPETÊNCIAS
•Compreender que os materiais apresentam propriedades que os permitem distinguir.
•Compreender o significado de propriedades caraterísticas.
•Compreender que as propriedades caraterísticas podem ser físicas ou químicas.
•Compreender o conceito de densidade.
•Efetuar cálculos simples relativos a densidade de materiais sólidos e líquidos.
•Conhecer os diferentes estados físicos da matéria;
•Saber identificar mudanças de estado físico.
•Definir ponto de fusão e ponto de ebulição.
•Compreender que se podem identificar substâncias através de ensaios físico-químicos.
4.1.1. – Propriedades físicas
dos materiais
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 3
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
escolaridade
Docente Marília
Soares
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
As substâncias apresentam diversas propriedades como cor, brilho, estado físico, dureza,…
Que propriedades podemos referir para um material?
O cobre é uma substância sólida, castanho--avermelhada,
com brilho, boa condutora do calor e da corrente elétrica.
O sulfato de cobre(II) hidratado é uma
substância sólida, azul, solúvel em água e
insolúvel em álcool etílico (etanol).
A grafite é uma substância sólida,
cinzenta, sem brilho, risca facilmente o
papel e é boa condutora da corrente
elétrica.
Por exemplo:
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Propriedades físicas Propriedades químicas
São as caraterísticas que se podem observar sem
mudar a identidade dessa substância; relacionam-
se com transformações físicas.
Referem-se à capacidade de uma substância se
poder transformar noutra substância; relacionam-
se com transformações químicas
Cor, dureza, estado físico, temperatura, massa,
ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade,
etc..
Combustibilidade
✓ As substâncias têm propriedades características; são estas propriedades que permitem
distingui-las umas das outras.
✓ As propriedades características de uma substância podem ser:
A grafite é mole –
propriedade física
O magnésio arde na
presença do oxigénio –
propriedade química
Por exemplo:
Anota no teu
Caderno!
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
As propriedades da matéria que se podem medir podem classificar-se em propriedades intensivas e
extensivas.
Numa propriedade intensiva, o
valor que é medido depende da
quantidade de matéria.
Numa propriedade extensiva, o
valor que é medido não depende da
quantidade de matéria.
A densidade é uma propriedade intensiva.
Para determinar a densidade de um corpo sólido é necessário conhecer:
-A sua massa(m), medida na balança;
-- o volume (V) ocupado pelo corpo
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Que propriedades físicas podem identificar uma substância?
As propriedades físicas características de uma substância, mais facilmente detetáveis,
são:
➢ massa volúmica;
➢ estados físicos;
➢temperatura de fusão ou ponto de fusão;
➢ temperatura de ebulição ou ponto de ebulição
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 8
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
A massa volúmica (ρ) de uma substância é uma grandeza física
cujo valor se determina dividindo a massa, m, da substância pelo
volume, V, que ela ocupa.
volume
massa volúmicamassa
V
m
Unidades SI:
Massa – quilograma (kg)
Volume – metro cúbico (m3)
Densidade – quilograma por metro cúbico
(kg/m3)
Massa volúmica de uma substânciaAnota no
teu Caderno!
Qual o significado deste valor?
O valor da densidade de qualquer substância a uma dada temperatura indica-nos
a massa da unidade de volume da substância à temperatura considerada.
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
✓ Cada substância tem um valor característico para a sua massa volúmica, a uma dada
temperatura, e esses valores estão tabelados.
ρalumínio = 2,7 g/cm3 ; ρcobre = 8,9 g/cm3 ; ρchumbo = 11,34 g/cm3 ;
O chumbo tem massa volúmica superior à do cobre e este tem massa volúmica superior à do
alumínio.
No dia-a-dia dizemos que:
O chumbo é mais denso do que o cobre e que este é mais denso do que o alumínio.
Massa volúmica de uma substância
▪ O cubo de alumínio tem a massa de 2,70 g
▪ O cubo de cobre tem a massa de 8,92 g
▪ O cubo de chumbo tem a massa de 11,34 g
Os três cubos, um de alumínio, outro de cobre e outro de chumbo, todos com 1 cm3 de
volume (a 20 ºC), têm massas diferentes:
Exemplo 1
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Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
ESTADO FÍSICOSUBSTÂNCIA DENSIDADE (g/cm3)
GASOSO
(a 0ºC e à pressão
normal
Azoto 0,00125
Dióxido de
carbono0,00198
Hélio 0,00018
Oxigénio 0,00143
LÍQUIDO
(a 20ºC e à pressão
normal)
Água (a 4ºC) 1,0
Água 0,998
Álcool etílico 0,789
Mercúrio 13,6
SÓLIDO
Alumínio 2,7
Cobre 8,0
Ferro 7,8
Prata 10,5
Ouro 19,3
A densidade / massa volúmica é uma
propriedade física caraterística das
substâncias, pois cada substância tem
um valor caraterístico para a
densidade, a uma dada temperatura,
que a permite identificar.
Dados Expressão Cálculo
m = 35,8 g
V = 3,4 cm3.
= ?
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Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Exercício 1
Uma moeda, encontrada no espólio de um galeão naufragado, tem uma massa
de 35,8 g e um volume de 3,4 cm3.
Qual será o material de que a moeda é constituída?
Justifica com cálculos apropriados.
Consultando uma tabela de densidades, pode-se concluir que a moeda é constituída por prata.
.cm/5,10
4,3
8,35
3g
V
m
APLICA!
Dados Expressão Cálculo
m = 58,6 g
V = ?
= 13,6 g/cm
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Exercício 2:
Uma amostra de mercúrio apresenta a massa de 58,6 g.
Determina o volume do mercúrio, sabendo que a sua densidade é de 13,6g/cm3.
.cm31,4
6,13
6,58
3
V
V
mV
APLICA!
O volume do mercúrio, com massa de 58,6 g é de 4,31 cm3
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Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Exercício 3:
Calcula, em g/cm3, a densidade da substância de que é feita uma chapa metálica
de que é feita uma chapa metálica de massa 540 g e 0,2 dm3 de volume.
Exercício 4:
Calcula a massa de uma esfera maciça de cobre, cuja densidade é 8,9 g/cm3,
sendo o seu volume 60 cm3.
Exercício 5:
Uma barra de ouro maciço tem a massa de 1,0 Kg.
Calcula o volume da barra, sabendo que a sua massa volúmica é19,3 g/cm3.
TPC!
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Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Como determinar a densidade de um líquido?
Para determinar a densidade de um líquido utiliza-se um procedimento semelhante ao da
determinação da densidade de um sólido.
É por isso necessário conhecer:
-A massa do líquido;
-O volume do líquido;
-Dividir o valor da massa pelo valor do volume.
Também se pode medir diretamente a densidade
da um líquido utilizando densímetros com
escalas apropriadas.
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica regular?
Se o corpo sólido tiver uma forma geométrica regular, pode recorrer-se a uma expressão
matemática, para se determinar o seu volume – cálculo do volume de sólidos regulares.
3
3
4rV
hAV 0
3aV hrV
hAV
2
0
a
aa
A0
A0
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica regular?
Exemplo 2:
Um cubo maciço tem 2,0 cm de aresta e 90,4 g de massa. Determina qual o material que constitui
o cubo.
Resolução:
Dados: l = 2,0 cm;
m = 90,4 g
Para determinar qual o material que constitui o cubo, com os dados fornecidos:
1.º passo: calcular o volume do cubo.
2.º passo: calcular a densidade.
3.º passo: consultar uma tabela de densidades, para verificar qual é o material que
apresenta essa densidade.
3
cubo
3
cubo
3
cubo
8V
2V
V
cm
3g/cm 3,11
8
4,90
V
mConsultando uma tabela de densidades, verifica-se que
o chumbo apresenta este valor de densidade.
Resposta: o material que constitui o cubo é o chumbo.
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica irregular?
Se o corpo sólido tiver forma geométrica irregular, pode-se recorrer ao método de
deslocamento do líquido para se determinar o seu volume.
2.º passo 3.º passo 4.º passo 5.º passo
Determinar a
massa do objeto,
medindo na
balança.
colocar água numa
proveta e ler o
seu volume, V1,
volume inicial.
Colocar, com
cuidado o corpo
na proveta de
modo a não
derramar água e
voltar a ler o
volume – Vf –
volume final
Determinar o
volume do corpo a
partir da
diferença dos dois
volumes
anteriormente
lidos.
Determinar a
densidade do objeto.
ifcorpo VVV corpoV
m
1.º passo
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica irregular?
Resolução:
Dados: l = 2,0 cm;
m = 90,4 g
Exemplo 3:
Dois corpos, A e B, têm o mesmo volume, que foi determinado como mostra a figura. A massa do corpo A
é de 13 g e a massa do corpo B é de 20 g.
a) Determine a densidade do corpo A.
b) Indique, justificando, qual dos corpos é menos denso.
c) Será que algum destes corpos flutua na glicerina (glicerol= 1,22 g/cm3)?
Vi= 10 cm3
Vf= 30 cm3
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Massa volúmica de uma substância
Como determinar o volume do corpo se este tiver forma geométrica irregular?
Resolução:
20gm
13gm
VVV
:DADOS
B
A
BA
3
corpo
corpo
ifcorpo
3
f
3
i
A
20cmV
1030V
VVV
30cmV
10cmV
?d a)
volume.de unidade mesma pela
massa,maior temque o é porque
B, corpo o é denso mais corpo O )b
3
B
B
BB
B
1,0g/cmd
20
20d
V
md
?c)d
questão. em líquido do à
inferiores densidades têm
ambos pois glicerol, no
flutuariam corpos os Ambos
1,22g/cmd
0,65g/cmd
3
glicerol
3
A
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Propriedades físicas dos materiais
Estados físicos
Os materiais podem-se encontrar em três estados físicos diferentes:
Estado sólido Estado gasosoEstado líquido
Têm forma definida,
Tem um volume
constante;
Não são compressíveis
Tem forma variável (a do
recipiente)
Tem volume constante (a
temperatura constante)
São dificilmente compressíveis
Têm forma variável (a do
recipiente)
Tem um volume variável
São facilmente compressíveis
Os materiais podem existir nos três estados físicos, dependendo da pressão e da temperatura a
que se encontram.
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
Temperaturas de fusão e de ebulição
Quando se aquece ou arrefece um material, pode ocorrer uma mudança de estado.
Sublimação
Fusão Vaporização
CondensaçãoSolidificação
Estado sólido Estado gasosoEstado líquido
Sublimação
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
A que temperatura funde uma substância?
A temperatura de fusão de uma substância é a temperatura à qual essa substância passa do estado
sólido ao estado líquido. Enquanto se dá a fusão da substância (pura) a temperatura mantém-se.
Cada substância tem um valor característico para a sua temperatura de fusão.
Gráfico da variação da
temperatura da água
(inicialmente gelo) durante o
tempo de aquecimento.
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23
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
O gelo funde a 0 ºC
(à pressão normal).
A presença de impurezas numa substância faz baixar a temperatura de fusão dessa substância.
O gelo com sal funde
a uma temperatura
inferior a 0 ºC (à
pressão normal).
Nas estradas com neve adiciona-
se muitas vezes “sal” para evitar a
formação de gelo.
Qual o efeito da presença de impurezas no ponto de fusão de uma substância?
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
escolaridade
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24
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
A que temperatura entra em ebulição uma substância?
A temperatura de ebulição de uma substância é a
temperatura à qual essa substância passa do estado
líquido ao estado gasoso. Enquanto se dá a ebulição
de uma substância (pura) a temperatura mantém-se.
Gráfico da variação da temperatura da
água durante o tempo de aquecimento.
Cada substância tem um valor característico para a
sua temperatura de ebulição.
A presença de impurezas numa substância faz aumentar a temperatura de ebulição dessa
substância.
Qual o efeito da presença de impurezas no ponto de ebulição de uma substância?
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
escolaridade
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25
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
✓Os materiais apresentam propriedades físicas e químicas.
✓ As substâncias têm propriedades características que permitem distingui-las umas
das outras.
✓ As propriedades características podem ser físicas e químicas.
✓ A massa volúmica é uma propriedade física característica da substância, a uma
dada temperatura.
Resumindo…
✓ A massa volúmica de uma substância é igual à razão entre a massa da substância
e o volume que ocupa:
volume
massaMassa volúmica =
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
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26
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas dos materiais
▪ faz baixar a temperatura de fusão;
✓ Os materiais podem encontrar-se em três estados físicos diferentes:
✓ A temperatura de fusão de uma substância é a temperatura à qual essa substância
passa do estado sólido ao estado líquido.
✓ A temperatura de ebulição de uma substância é a temperatura à qual essa substância
passa do estado líquido ao estado gasoso.
✓ Durante a fusão e a ebulição de uma substância (pura) a temperatura mantém-se
constante.
✓ As temperaturas de fusão e de ebulição de uma substância (a uma dada pressão)
são características dessa substância.
✓ A presença de impurezas numa substância:
▪ faz aumentar a temperatura de ebulição.
▪ Estado sólido▪ Estado líquido▪ Estado gasoso
4.1.2. – Propriedades
químicas dos materiais
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de escolaridade Docente Marília Soares 27
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
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Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Diferenças entre Propriedades físicas e propriedades químicas
•As propriedades físicas são medidas experimentalmente e traduzidas
em valores que descrevem o estado físico da substância.
•Quando investigamos estas propriedades numa amostra nunca
alteramos a sua constituição.
•As propriedades químicas relacionam-se com a maneira como as
substâncias reagem umas com as outras.
•Para estudarmos as propriedades químicas realizam-se ensaios
químicos que destroem a amostra.
•Uma propriedade química que é própria de uma substância permite
identificá-la.
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
escolaridade
Docente Marília
Soares
29
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades químicas dos materiais
É possível identificar substâncias a partir das suas propriedades químicas.
Uma propriedade química que é própria de uma substância permite identificá-la.
No laboratório os químicos recorrem a ensaios químicos para identificarem algumas substâncias
Provocam transformações químicas onde intervêm outras substâncias
Há destruição da amostra
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
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Docente Marília
Soares
30
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades químicas dos materiais
Quais os processos mais usuais?
Um dos métodos implica a utilização de um indicador
químico, ou indicador colorémico.
indicador químico - é um
produto químico capaz de
indicar a presença de certas
substâncias, pois altera-se em
contato com elas.
O cloreto de cobalto ,
que apresenta cor
azul e, na presença
da água, torna-se
rosa.
a solução de iodo é
utilizada para deteção de
amido; apresenta cor
violeta e na presença de
amido sofre alteração da
cor para roxo azulado.
O licor de Fehling,
que apresenta cor
azulada torna-se
vermelho na
presença de
glicose.
O sulfato de cobre
anidro, que tem cor
branca e, na
presença de água,
torna-se azul.
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
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31
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades químicas dos materiais
Comburente ou combustível?
COMBUSTÃO
O gás hidrogénio é o
combustível, ou seja, é a
substância que em contato
com uma chama arde.
O gás oxigénio é
comburente, ou seja, é
a substância que permite
uma combustão ocorra,
por isso aviva um pavio
em brasa.
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
escolaridade
Docente Marília
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32
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades químicas dos materiais
Qual o comportamento perante ácidos?
Calcário Quartzo
Como acontece nos mármores
(calcários cristalinos), são atacados
pelos ácidos, como o vinagre ou o sumo
de limão
Há libertação
de gás
(dióxido de
carbono)
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
escolaridade
Docente Marília
Soares
33
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades físicas e propriedades químicas
•As propriedades químicas são comportamentos caraterísticos de uma
substância quando se combina com outra substância.
•São exemplos os indicadores químicos utilizados na deteção de outras
substâncias:
✓Solução de iodo (utilizado na deteção de amido no pão);
✓Licor de Fehling (utilizado na deteção de glicose);
✓Água de cal (utilizada na deteção de dióxido de carbono);
✓Sulfato de cobre anidro (utilizado na deteção de água);
✓Azul de tornesol (utilizado na deteção de substâncias ácidas/básicas)
•Os ensaios de chama permitem identificar alguns
metais através da observação da cor da chama
produzida.
•A combustibilidade é uma propriedade química que
pode ser usada para identificação de materiais.
Ciências Físico-Químicas| 7º ano de
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34
Unidade 4 – O MUNDO MATERIAL
Propriedades químicas dos materiais
TESTES QUÍMICOS DISPONÍVEIS EM KITS (manual Asa (novo) página 189)
•Atualmente estão disponíveis no mercado kits de grande variedade de
testes químicos que permitem analisar e avaliar a qualidade de diferentes
materiais, como a água, o solo, etc.