Matéria: conceito, propriedades gerais e específicas, classificação
Substâncias e misturas
A grande preocupação do Homem, desde a
Antiguidade, é de conhecer o mundo em que vive, explicar os fenómenos que nele
ocorrem, dominá-lo e usá-lo em seu proveito. Os cientistas, ao longo dos
tempos, têm procurado, abnegadamente, responder a estas preocupações, tendo já
conseguido dar resposta a um número crescente de questões.
Uma das questões é: de que é feita a Natureza?
Certamente que olhando ao nosso redor,
vemos uma infinidade de coisas: areia, rochas, árvores, água, animais, casas,
vidros, mesas, pontes, carros, plásticos, pessoas, aves, etc. São estas e
outras coisas que vemos, sentimos, que fazem a Natureza. E a tudo isso, deu-se
o nome de matéria.
Matéria é tudo aquilo que existe na Natureza,
que ocupa espaço e tem massa.
Portanto, tudo o que nos rodeia é
matéria. Mesmo o ar que não vemos é matéria, pois ocupa determinado espaço e
tem massa. Certamente que já tiveste oportunidade de pegar numa bola vazia (sem
ar) e que depois de enchê-la de ar podes sentir que aumentou. Isso prova que o
ar com que se encheu a bola tem massa e que ocupou o espaço interior da bola.
O conceito de matéria é muito abrangente,
pois refere-se a tudo que existe independentemente dos limites da constituição
de cada coisa. Assim, quando se tem uma quantidade definida de matéria, temos
um corpo.
Corpo é uma porção limitada da matéria.
Um tronco extraído de uma árvore, uma
mesa ou uma cadeira de madeira ou de ferro, uma garrafa de plástico ou de vidro
apresentam uma delimitação Clara da matéria, portanto, são exemplos de corpos.
Podemos afirmar que o conceito corpo dá-nos a ideia da quantidade ou porção da matéria.
Muitas vezes ocorre a questão de que é
feito o corpo? Por exemplo, de que é feita a pedra de gelo, de que é feito o
anel de ouro? Certamente que facilmente respondemos: a pedra de gelo é feita de
água, o anel de ouro é feito de ouro. Portanto, água e ouro são substâncias.
Substância é cada forma ou espécie de matéria que constitui a Natureza e de composição definida.
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| Fig. 2 – A mesa é um corpo. |
A substância traduz a qualidade de
matéria, no sentido de exprimir aquilo de que ela é feita.
A grande diversidade de matéria
existente na Natureza é identificada com base nas características que cada matéria apresenta e que não são observadas
na outra.
Às características da matéria chamamos
de propriedades da matéria.
Sempre que se refere as propriedades de
uma determinada substância, estão em causa as características da mesma.
Propriedades da matéria
Existem aquelas características que
qualquer tipo de matéria apresenta. A essas características, chamamos de
propriedades gerais da matéria. Por exemplo, a massa, o volume ou extensão, a impenetrabilidade, a divisibilidade,
a elasticidade e compressibilidade.
Massa
Todo o tipo de matéria tem massa. Referimo-nos
anteriormente que até o ar tem massa. Uma pessoa tem massa. Os carros, as
laranjas, o açúcar, etc., têm massa.
Extensão
A matéria ocupa um certo espaço, isto
é, tem extensão. O volume de água contido num recipiente de um litro não cabe
todo num recipiente de meio litro; o pé de um atleta de 30 anos não cabe na
sapatilha de um menino de 7 anos.
Impenetrabilidade
Quando um passageiro se senta num
assento no «Chapa 100», claramente, nenhum outro pode, naquele momento,
sentar-se exactamente naquele assento, senão, talvez, sentar-se-ia em Cima
daquele primeiro.
A impenetrabilidade é uma propriedade
segundo a qual dois corpos não podem ocupar, simultaneamente, o mesmo lugar no
espaço.
Divisibilidade
A matéria tem a característica de se
dividir em porções cada vez menores.
Compressibilidade
Compressibilidade é a propriedade da
matéria que consiste em ter o seu volume reduzido quando submetida a
determinada pressão.
Esta característica é bem observável
em gases; os líquidos são compressíveis até certo ponto, mas nos sólidos a compressão
quase que não é observável.
Elasticidade
É a propriedade da matéria que consiste em ter o seu volume ou extensão aumentado, sob acção de uma forca externa. Geralmente, quando cessa a acção da forca, a matéria retorna à sua extensão inicial (Fig. 5).
Fig. 5 – Elasticidade de uma fisga.
Cada matéria apresenta determinadas
características que são inerentes exclusivamente a si. Às propriedades típicas
de cada substância, chamamos de propriedades
especificas da substância. Por exemplo, o ponto de fusão (p.f.); o ponto de
ebulição (p.e.); a densidade; o estado de agregação; a cor;
o cheiro
e o sabor.
As propriedades especificas podem ser
classificadas em físicas, químicas e organoléticas.
Ponto de fusão
É a característica que cada substancia
possui de apresentar uma temperatura fixa em que muda do estado sólido para o
estado liquido. O ponto de fusão é também conhecido como temperatura de fusão.
Por exemplo, o gelo (água sólida) (Fig. 6) transforma-se do estado sólido ao
estado liquido a zero graus centigrados (pf. água 0 °C).
Ponto de ebulição
É a característica que cada substância
possui de apresentar uma temperatura fixa em que muda do estado liquido para o
estado gasoso ou de vapor. O ponto de ebulição é também conhecido como
temperatura de ebulição. Por exemplo, a água transforma-se do estado liquido ao
estado gasoso a cem graus centigrados (p.e. água 100 °C).
Densidade
A uma temperatura definida existe um
valor constante que traduz a relação entre a massa (dada em gramas) e o volume
da substância (em centímetros cúbicos). A este valor constante dá-se o nome de
densidade da substância, por exemplo, a 20 oc a densidade do ferro é de 7,86
g/cm3 e a do oxigénio é de 1,14 g/cm3. A 4 °C, a
densidade da água é g/cm3.
Estado de agregação
Cada substância, à temperatura
ambiente (25 °C), tem a propriedade de se apresentar num determinado estado de agregação:
sólido, liquido ou gasoso. Por exemplo, a água e o álcool são líquidos; a pedra
e a panela são sólidos e, o oxigénio e o dióxido de carbono são gases.
Cor, cheiro e sabor
Cada substância apresenta cor, cheiro
e sabor. Substâncias com cor dizem-se coloridas. Por exemplo, o enxofre é amarelo, o
mercúrio é vermelho e a água é incolor. Substâncias com cheiro dizem-se odoríferas.
As rosas são odoríferas, porém o sulfureto de hidrogénio é malcheiroso, cheira
a ovo podre e as sem cheiro como a água são inodoras. Os sabores das substancias são variados, existem substâncias
azedas como o limão, amargas
como a cloroquina, doces como o açúcar e
sem sabor (insipidas)
como a égua.
Estados físicos da matéria
A matéria não se apresenta na Natureza
no mesmo estado de agregação. O estado de agregação da matéria depende da relação
entre as forcas de atracção e de repulsão entre as partículas que formam a
matéria, a uma dada temperatura e pressão.
São conhecidos três estados físicos em
que a matéria se apresenta: sólido, liquido e gasoso.
A matéria no estado sólido apresenta forma e volume
constantes. Esta apresentação é devida ao facto das forças de
atracção entre as partículas serem mais fortes que as de repulsão, mantendo
assim unidas as partículas umas com as outras. Exemplos: uma barra de ferro,
uma pedra, uma madeira, etc.
A matéria no estado liquido não apresenta forma própria,
porém tem volume
constante.
Esta estrutura é devida a um
equilíbrio que existe entre as forcas de atracção e as forcas de repulsão entre
as partículas que compõem a matéria. Exemplos: a água, o azeite, o petróleo, a
urina, o álcool, etc.
A matéria no estado gasoso apresenta forma e volume variáveis. As forcas de repulsão são mais fortes que as forcas de atracção entre as partículas constituintes da matéria. Exemplos: o oxigénio, o vapor de água, o dióxido de carbono.
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| Fig. - 13 Fundição de metal. |
Mudança de estado físico da matéria
Por acção de factores externos, a
matéria pode variar de um estado físico para outro, por exemplo, sob efeito
térmico (aumento ou diminuição do grau de aquecimento). Cada transição da
matéria de um estado para outro recebe uma designação especifica.
A fusão é a passagem da matéria do
estado sólido ao estado liquido.
A solidificação é
a passagem da matéria do estado liquido ao estado sólido.
A vaporização é
a passagem da matéria do estado liquido ao estado gasoso (vapor). A vaporização
recebe nomes específicos dependendo da maneira como ocorre:
- Ebulição – vaporização que ocorre por fornecimento de calor ao liquido até atingir a sua temperatura de ebulição.
- Evaporação – passagem lenta da matéria do estado liquido ao gasoso que ocorre à temperatura ambiente, por acção do Sol ou do vento. É o processo que ocorre, por exemplo, nas salinas para a produção do sal de cozinha.
- Calefação – passagem que ocorre quando se deita um liquido numa superfície metálica bastante quente.
- Condensação – passagem da matéria do estado gasoso ao estado liquido. No processo de produção de bebidas secas, após vaporização, o álcool encontra as superfícies frias do alambique ou condensador e passa para o estado liquido.
- Sublimação – passagem directa da matéria do estado sólido ao estado gasoso e vice-versa, sem passar pelo estado liquido. A naftalina, um sólido branco, é colocada na mala ou gavetas e volvidos dias diminui de tamanho por se ter sublimado.
Para cada tipo de matéria, a mudança
de estado físico ocorre a uma temperatura fixa.
Bibliografia
AFONSO, Amadeu. Q8 – Química 8ª Classe. 2ª Edição. Texto Editores, Maputo, 2020.
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