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AULA DE QUÍMICA BÁSICA PARA ENGENHARIA AMBIENTAL TEMA: SÓLIDOS
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Química aplicada a Engenharia
Ambiental
SÓLIDOS (Capítulo 9)
Graziele Ruas - Engenheira Ambiental e Mestranda (PGTA)
9.1 OS SÓLIDOS: ALGUMAS OBSERVAÇÕES PRELIMINARES
22 de julho de 2012
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PROPRIEDADES GERAIS DOS SÓLIDOS
• Considera-se que o volume e forma dos sólidos são independentes da temperatura e pressão. (A pressão altera muito pouco o seu volume e o coeficiente de expansão de um sólido é muito pequeno quando comparado ao de um gás); Observação: para que o volume de um sólidos caia pela metade é necessária uma pressão na escala de 10^6 – um milhão de vezes uma pressão possível de ser obtida em laboratório.
• Substâncias rígidas, as suas partículas estão fortemente ligadas e muito próximas.
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DEFINIÇÃO
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• Definição tradicional: Sólido é uma substancia que mantém um volume e uma forma fixa (engloba sólidos amorfos e sólidos verdadeiros);
• Definição moderna: Sólido é uma substancia que apresenta suas partículas constituintes dispostas num arranjo interno regularmente ordenado;
A segunda definição exclui a classe de substancias chamadas sólidos amorfos.Sólido amorfo tem volume e forma fixa, mas não apresenta faces cristalinas e sua estrutura interna é irregular.
É obtido resfriando-se um líquido bem abaixo do seu ponto de congelamento (super-resfriamento), tornando-o duro e rígido.
Exemplo de Sólido Amorfo: VIDRO!
Um sólido verdadeiro é também chamados de sólido cristalino.
CRISTAIS
• Cristais perfeitos e grandes são formados lenta e uniformemente;
• Quando não tem-se condições uniformes os cristais crescem irregularmente;
• Impurezas podem conduzir a formação de estruturas diferentes.
9.2 DIFRAÇÃO DE RAIO X
MECANISMO DA DIFRAÇÃO
• Os raios x são difratados por um cristal porque os elétrons dos seus átomos absorvem a radiação e reemitem radiação em todas as direções, as ondas emitidas cancelam-se ou reforçam-se;
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DIFRAÇÃO DE RAIO X
• Qualquer radiação eletromagnética pode ser desviada (sofrer difração) por uma série de objetos (átomos, linhas, etc);
• O comprimento de onde do Raio X é muito curto, mas as distancias entre os átomos num cristal são tão pequenas que este serve de rede de difração para raios x;
• Usa-se o ângulo de difração dos raios x para calcular o espaço interatômico num cristal => deduzindo-se a estrutura cristalina;
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APLICAÇÕES DA DIFRAÇÃO DE RAIO X
• Morfologia do material;
• Fração Cristalina;
• Identificação de Cristais poliméricos;
• Grau de Cristalinidade;
• Polímeros;
• Macromoléculas em solução (forma e tamanho);
• Método de Diagrama de Pó.
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EQUAÇÃO DE BRAGG
• A difração dos raios x ocorrem como se eles fossem repelidos pelas camadas de átomos de um cristal, assim como a luz é refletida por um espelho plano;
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EXEMPLO 9.1
9.3 O RETÍCULO CRISTALINO
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RETÍCULO CRISTALINO
• Retículo Cristalino é o arranjo tridimensional dos átomos de um sólido;
• Retículo Espacial é o arranjo geometricamente regular de pontos no espaço.
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Retículo Cristalino e Retículo Espacial do NaCl.
CELA UNITÁRIA
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• É uma pequena fração do reticulo que pode ser usada para gerar ou construir o retículo inteiro (tridimensional);
• A rede é um arranjo regular, repetitivo, num plano (bidimensional);
9.4 EMPACOTAMENTO DENSO
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EMPACOTAMENTO DENSO
• Ocorre quando a eficiência do empacotamento é máxima;
• Essa eficiência mede a capacidade com que as esferas preenchem quando estão aglomeradas numa dada estrutura;
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APLICAÇÕES
• Produção de concretos com maior resistência mecânica => através da adição de superplastificantes e adições minerais que promovem o empacotamento denso;
• Diferentes tipos de argilas produzem diferentes solos, com maiores ou menores fertilidades e necessidades de correção.
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OBRIGADA!