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TRANSFORMAÇÕES NO AQUECIMENTO DE
MATERIAIS
Prof. Luciane2013
Atividades já realizadas envolvendo aquecimento de materiais:
produção do sabonete
teste de chama
Transformações x propriedades x constituição
O que ocorre com os materiais ao serem aquecidos?
Depende da constituição e propriedades dos materiais?
O que ocorreu no aquecimento• Não ocorreu transformação?
• Houve mudança de fase?– Fusão? – Evaporação? Ebulição?– Sublimação?
• Houve reação química?– Decomposição?– Combustão?
• Houve perda de água de– um material higroscópico (que absorve a umidade do ar)?– cristalização (hidratação)? Por exemplo:
Na2SO4.10H2O (s) Na2SO4 (s) + 10H2O (v)
Modelos de ligação químicaModelos de ligação química
Modelo de Ligação química
Propriedades das substâncias
Modelos de ligação químicaModelos de ligação química
Modelo de Ligação química
Propriedades das substâncias
Ligação metálica
Ligação iônica Ligação covalente
Substânciametálica
Substânciaiônica
Substânciamolecular
Substânciacovalente
Transformações x propriedades x constituição
BAIXA TEMPERATURA
DE FUSÃO E EBULIÇÃO
INTERAÇÕES FRACAS
ENTRE AS PARTÍCULAS QUE CONSTITUEM O MATERIAL
SUBSTÂNCIAS MOLECULARES
EXEMPLOS: IODO, SACAROSE E PARAFINA
Discussão e Conclusão
Pag. 260 da apostila
a. Aparecimento de água no tubo contendo Cloreto de Sódio (NaC)
Obs.: na verdade, não observamos o aparecimento de água. Foram ouvidos apenas estalos. Os estalos podem ocorrer em função da evaporação rápida da água, gerando a separação dos cristais que já estavam fragmentados.
O cloreto de sódio é uma substância HIGROSCÓPICA, ou seja, absorve facilmente a umidade do ar.
Quando o cloreto de sódio é aquecido, a água que tinha sido absorvida é evaporada. O vapor de água atinge uma superfície mais fria do tubo e condensa, aparecendo gotículas de água nas paredes no tubo.
Ah! Vale lembrar que o saleiro entope facilmente em dias muito úmidos, pois a umidade entre os grãos favorece a sua aglomeração.
Estrutura da glicose
Estrutura e propriedades da sacarose
Densidade 1,57 g/cm3 (30 °C)1
Ponto de fusão160–192 °C (decompõe-se)1
Solubilidade em água 1970 g·l-1 a 20.0 °C 1
Riscos associados
Principais riscosassociados
Combustível
O aquecimento da sacarose, a temperaturas elevadas (>140°C), desencadeia um grupo complexo de reações químicas originando produtos fortemente coloridos. A
termólise (pirólise) causa a desidratação (perda de água) das moléculas de açúcar com a introdução de dupla ligação e formação de anéis anidros. Ligações duplas conjugadas
absorvem luz e produzem cor. Os anéis insaturados condensam-se formando polímeros de coloração escura,
denominados caramelos (FENNEMA,1996).O caramelo é uma mistura complexa de anidridos, com
composição diferenciada dependente de tempo, temperatura e valor de pH no qual a reação ocorre. De acordo com
Bourzutschky (2005a), aumentando-se os valores do pH, a formação da cor é mais acentuada do que com o aumento da temperatura. A formação da cor é dez vezes maior em pH 8,0
quando comparado ao pH 5,9. Além da formação dos anidridos um grande número de produtos voláteis é obtido incluindo monóxido e dióxido de carbono, ácido fórmico,
aldeídos, cetonas, acroleína e furfural (HONIG,1953).
b. Aparecimento de água no tubo contendo Sacarose (C12H22O11)
A água surge devido à reação química que ocorre com a sacarose no seu aquecimento. A sacarose possui a fórmula C12H22O11, ou seja, possui em sua composição o elemento hidrogênio (ver a figura). Quando a sacarose é aquecida, as ligações químicas são rompidas e formadas novas ligações. Neste caso, os átomos de hidrogênio se combinam com os de oxigênio para formar a água, além de outros compostos (por exemplo, CO2, CO e carvão).
Estrutura do carvão
Propriedades do sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O)
SULFATO DE COBRE HIDRATADO OU ANIDRO NÃO SÃO SUBSTÂNCIAS MOLECULARES
CuSO4
Composto anidro
CuSO4.5H2OComposto hidratado
CuSO4
≠Cu
SULFATO DE COBRE e COBRE são SUBSTÂNCIAS DIFERENTES
SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO
O sulfato de cobre pentahidratado decompõe-se antes de fundir, perdendo quatro águas de hidratação à 110°C a 200°C, graças ao rompimento das interações de entre íons e água. À 650°C o sulfato de cobre(II) decompõe-se em óxido de cobre (II) (CuO) e trióxido de enxofre (SO3). A coloração azul do sulfato de cobre pentahidratado se deve às suas águas de hidratação. Quando em contato com chama, seus cristais se desidratam e tornam-se brancos acinzentados. O sulfato de cobre na sua forma anidra apresenta-se fortemente higroscópico.
Balancear as equações
CuSO4.5H2O (s) → CuSO4.3 H2O (s) + ___ H2O (v) (40 – 80ºC)
CuSO4.3H2O (s) → CuSO4.H2O (s) + ____ H2O (v) (80 - 140ºC)
CuSO4.H2O (s) → ___CuSO4 (s) + _____H2O (v) (140 - 400ºC)
2 CuSO4 (s) → ____CuSO4.CuO (s) +____ SO3 (g) (400 - 695ºC)
CuSO4.CuO (s) → ____CuO (s) + ____ SO3 (g) (695 - 780ºC)
____ CuO (s) → Cu2O (s) + ½ O2 (g) (780 - 900ºC)
2
2
1 1
1 1
2 1
2
BRANCO
AZUL
MARROM
Estrutura Cristalina do CuSO4.5H2O
Estrutura Cristalina do CuSO4.5H2O
Cu
O
S
H2O
c. Mudança de cor do sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O)
O sulfato de cobre pentaidratado possui água de cristalização, ou seja, entre os íons cobre e de sulfato, há também moléculas de água ocupando posições no retículo cristalino.Quando o sulfato de cobre é aquecido, há perda da água de cristalização, tornando-se sulfato de cobre anidro, cuja coloração é branca.
d. Brilho
Nem toda amostra que tem brilho é metálica. O brilho está relacionado com a reflexão da luz. Materiais cristalinos irão refletir a luz, quando o plano do cristal for regular.Por exemplo, o cristal de cloreto de sódio apresenta brilho e não é uma substância metálica.
e. Amostras com substâncias moleculares
As amostras de parafina, iodo e sacarose são formadas por substâncias moleculares, já que a parafina fundiu, o iodo sublimou e a sacarose fundiu e decompôs quando foram realizados os testes de aquecimento.
f. Modelo para a sublimação do iodo
Inicialmente, foi representado um retículo cristalino molecular para o iodo.Depois da sublimação, foi rompido o retículo cristalino molecular, ocorrendo a separação das moléculas. Observe que a ligação entre os átomos não é rompida.
g. Por quê?
Algumas amostras fundem ao passo que outras não porque as interações entre as partículas são diferentes.Quanto mais fraca a interação entre as partículas, menor a temperatura de fusão. As substâncias moleculares apresentam baixa temperatura de fusão.Além disso, algumas amostras não fundem porque, ao serem aquecidas, ocorrem reações química.