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Capítulo 16 – Fenômenos físicos e fenômenos químicos

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Capítulo 16 – Fenômenos físicos e fenômenos químicos

Resumo completo

Capítulo 16 – Fenômenos físicos e fenômenos químicos

Resumo completo

1O que são fenômenos?

Todos os dias vemos coisas mudando: o gelo derrete, o açúcar some na água, a fruta escurece, o papel queima. Na ciência, qualquer mudança que um material sofre recebe o nome de fenômeno (ou transformação).

Essas transformações podem ser naturais, quando acontecem sem a ajuda das pessoas (um raio que incendeia a mata seca), ou provocadas por ações humanas, como acender a boca do fogão.

Existem dois grandes grupos de fenômenos: os físicos e os químicos. A diferença entre eles está em uma pergunta simples: a composição química do material mudou? Se não mudou, é físico. Se mudou, é químico.

Exemplos

  • Exemplo do papel (passo a passo): 1) Pego duas folhas de papel iguais. 2) A primeira eu rasgo e amasso formando bolinhas. O material continua sendo papel, só mudou a forma → transformação física. 3) A segunda eu queimo até virar cinzas. As cinzas NÃO são papel, são um material novo → transformação química.

Os dois tipos de fenômenos

Tipo de fenômenoO que acontece com a composiçãoFormam-se substâncias novas?Exemplo
FísicoContinua a mesmaNãoAmassar uma lata, derreter gelo
QuímicoMudaSimQueimar papel, enferrujar o ferro

2As transformações físicas

As transformações físicas são fenômenos que mudam o material, mas não mudam a sua composição química. Ou seja, as substâncias que formam o material continuam exatamente as mesmas, e nenhuma substância nova aparece.

Numa transformação física o material pode mudar de forma, de tamanho, pode se dissolver (solubilidade) ou mudar de estado físico (sólido, líquido, gasoso).

Um jeito fácil de lembrar: mudou só o “jeitão”, mas continua sendo o mesmo material.

Exemplos

  • Amassar uma garrafa PET: a garrafa fica torta e menor, mas o plástico continua sendo o mesmo plástico → física.
  • Quebrar um copo de vidro: ele vira vários pedaços menores, mas cada caco ainda é vidro → física.

2.1Transformações na forma e no tamanho

Quando amassamos uma garrafa de plástico ou uma lata de alumínio, a forma e o tamanho do objeto mudam. Mas o plástico e o alumínio continuam iguais por dentro.

O mesmo vale para quebrar um copo de vidro: ele se divide em partes menores e mantém a mesma composição.

Exemplos

  • Amassar uma folha de papel para formar uma bolinha.
  • Cortar um pedaço de barbante ao meio.

2.2Transformações que envolvem a solubilidade

Quando colocamos sal ou açúcar na água e mexemos, eles parecem “sumir”. Na verdade eles se dissolveram: as partículas ficaram espalhadas no meio da água.

O material que se dissolve é o soluto (sal, açúcar, corante) e o líquido que dissolve é o solvente (a água). Mesmo dissolvido, o açúcar continua sendo açúcar. Por isso é transformação física.

Um material que se dissolve bem em água é chamado de hidrossolúvel. É o caso dos corantes de comida: a água fica colorida, mas nenhuma substância nova se formou.

Exemplos

  • Passo a passo do copo de suco: 1) coloco açúcar na água; 2) mexo com a colher; 3) o açúcar some da vista, mas a água fica doce → prova de que o açúcar continua ali, apenas espalhado. Transformação física.

Soluto e solvente

TermoSignificadoExemplo
SolutoO que se dissolveAçúcar, sal, corante
SolventeO que dissolveÁgua
HidrossolúvelMaterial que se dissolve em águaCorante de bolo

2.3Mudanças de estado físico

A água pode aparecer em três estados físicos: sólido (gelo), líquido (água) e gasoso (vapor). O que muda de um para o outro é a agitação das moléculas.

No gelo as moléculas estão bem juntinhas e quase paradas, porque têm pouca energia. Quando aquecemos, damos energia: as moléculas se agitam, se afastam e a água passa para líquido e depois para gás.

Quando esfriamos, acontece o contrário: as moléculas perdem energia, se movimentam menos e ficam mais próximas. Todas as mudanças de estado são transformações físicas, porque a água continua sendo água.

📐 Para guardar

  • Aquecer (ganha energia): sólido → líquido → gasoso
  • Esfriar (perde energia): gasoso → líquido → sólido
  • Fusão do gelo: 0 °C (ao nível do mar) | Ebulição da água: 100 °C (ao nível do mar)

Exemplos

  • Roupa secando no varal → a água líquida vira vapor = vaporização (evaporação).
  • Gotinhas na parte de fora de um copo gelado → o vapor do ar vira líquido = condensação.
  • Picolé derretendo no dia quente → sólido vira líquido = fusão.
  • Água no congelador virando gelo → líquido vira sólido = solidificação.
  • Naftalina e gelo-seco que “somem” no ar sem molhar nada → sólido vira gás direto = sublimação.

Mudanças de estado físico

Nome do processoDe onde vai para ondeGanha ou perde energia?Exemplo do dia a dia
FusãoSólido → LíquidoGanha (aquece)Gelo derretendo
VaporizaçãoLíquido → GasosoGanha (aquece)Água fervendo / roupa secando
CondensaçãoGasoso → LíquidoPerde (esfria)Orvalho nas folhas; tampa da panela
SolidificaçãoLíquido → SólidoPerde (esfria)Água virando gelo
SublimaçãoSólido → Gasoso (e vice-versa)Ganha ou perdeGelo-seco e naftalina

Como ficam as moléculas em cada estado

EstadoDistância entre as moléculasAgitaçãoEnergia
SólidoMuito próximasPoucaBaixa
LíquidoUm pouco afastadasMédiaMédia
GasosoBem afastadasMuitaAlta

2.4Para ir além: o ciclo da água

O ciclo da água mostra as mudanças de estado acontecendo o tempo todo na natureza. O Sol aquece a água dos oceanos, rios e lagos, e ela evapora (vira vapor).

Lá em cima, no ar frio, o vapor se condensa e forma as nuvens, a neblina ou o nevoeiro. Quando as gotinhas ficam grandes e pesadas, cai a chuva (precipitação). Se estiver muito frio, cai neve ou granizo (solidificação).

Depois, a água se infiltra no solo e forma os lençóis freáticos, escoa para os rios e volta ao mar. Plantas e animais também devolvem água para a atmosfera pela transpiração, pela respiração e pela urina e fezes.

Exemplos

  • Pergunta comum: Por que a água do oceano não acaba com a evaporação? Resposta: porque ela volta! O vapor se condensa, vira chuva e retorna aos rios e oceanos. É um ciclo, a água apenas circula.
  • Pergunta comum: Por que a chuva não é salgada? Resposta: na evaporação só a água vira vapor; o sal fica no mar. Por isso a chuva é água doce.

Etapas do ciclo da água

EtapaO que acontece
EvaporaçãoA água líquida vira vapor por causa do calor do Sol
CondensaçãoO vapor esfria e forma nuvens e neblina
SolidificaçãoEm ar muito frio formam-se cristais de gelo, neve e granizo
PrecipitaçãoA água cai como chuva, neve ou granizo
InfiltraçãoA água entra no solo e forma os lençóis freáticos
EscoamentoA água corre pela superfície até rios e oceanos
Transpiração e respiraçãoPlantas e animais devolvem vapor d'água ao ar

3As transformações químicas (reações químicas)

As transformações químicas, também chamadas de reações químicas, acontecem quando as substâncias do começo se combinam e formam substâncias novas, diferentes das que existiam antes.

As substâncias que começam a reação são os reagentes. As substâncias que se formam no final são os produtos.

Além de mudar a composição, a reação pode mudar a cor, o cheiro, a textura e o tamanho do material.

📐 Para guardar

  • REAGENTES → PRODUTOS

Exemplos

  • Exemplo do bolo (passo a passo simplificado): 1) Reagentes: leite + ovos + chocolate + farinha + manteiga + açúcar + fermento. 2) Levo a massa ao forno (o calor provoca a reação). 3) Produto: o bolo pronto, com substâncias novas (proteínas cozidas, amidos modificados). Não dá para separar os ingredientes de volta → é uma reação química.

Reagentes e produtos

SituaçãoReagentesProdutos
Fazer um boloLeite, ovos, farinha, chocolate, açúcar, manteiga, fermentoO bolo assado
Acender o fogãoGás de cozinha + gás oxigênioGases da queima + calor e luz
EnferrujarFerro + gás oxigênio + águaFerrugem
FotossínteseGás carbônico + água (com luz)Glicose + gás oxigênio

3.1Evidências de que houve reação química

Como saber se aconteceu mesmo uma reação química? O jeito mais seguro é comparar as propriedades (densidade, ponto de fusão e ponto de ebulição) do que entrou e do que saiu. Se as propriedades forem diferentes, formou-se substância nova → reação química.

Mas, na prática, existem pistas fáceis de ver, chamadas de evidências: mudança de cor, mudança de cheiro, produção de calor e luz, formação de gases e formação de sólidos com textura diferente.

Atenção: uma reação pode mostrar uma evidência, várias evidências ou até nenhuma evidência visível.

Exemplos

  • Alteração de cor: a pera cortada escurece porque suas substâncias reagem com o gás oxigênio do ar.
  • Alteração de odor: o lixo orgânico mal fechado começa a cheirar mal por causa da decomposição feita por bactérias e fungos.
  • Calor e luz: a chama do fogão (combustão do gás com o oxigênio) e a luz do vaga-lume (bioluminescência, reação entre a proteína luciferina e o gás oxigênio).
  • Formação de gás: o antiácido efervescente na água solta bolhas de gás carbônico.
  • Formação de sólido com outra textura: a ferrugem, sólida, frágil e áspera, formada pelo ferro + oxigênio + água.

Evidências das reações químicas

EvidênciaExemploO que se forma
Mudança de corPera cortada escurecendoSubstâncias escuras novas
Mudança de cheiroLixo orgânico apodrecendoGases de mau cheiro
Calor e luzChama do fogão; vaga-lumeGases da queima; luz verde
Formação de gásAntiácido na água (efervescência)Gás carbônico
Sólido com nova texturaFerro enferrujadoFerrugem (sólido áspero)

3.2Fatores que provocam as reações químicas

Nem toda reação acontece sozinha. Quando algo acontece por si só, dizemos que é espontâneo. Mas muitas reações precisam de um empurrãozinho, um fator que faça os reagentes interagirem.

Os três fatores principais estudados no capítulo são: a luz, o calor e o simples contato entre os reagentes.

Pense no bolo: só juntar os ingredientes não faz o bolo. É preciso misturar e levar ao forno (calor).

Exemplos

  • Luz – fotossíntese: dentro das células de plantas, algas e algumas bactérias, o gás carbônico e a água (reagentes) viram glicose e gás oxigênio (produtos). Quase todo o oxigênio da atmosfera veio daí.
  • Luz – remédios e perfumes: a luz decompõe os componentes, por isso eles ficam em frascos escuros ou opacos (vidro âmbar).
  • Luz – água oxigenada: exposta à luz, ela se decompõe em água e gás oxigênio. Por isso o frasco é opaco. Nas feridas, as bolhas são o gás oxigênio sendo liberado, e é ele que elimina as bactérias.
  • Calor – pão crescendo: aquecido, o fermento reage mais rápido com os açúcares da massa e produz gás carbônico, que faz a massa crescer. O calor também mata micro-organismos do alimento.
  • Contato – vinagre + bicarbonato de sódio: basta juntar os dois e eles reagem, formando água, gás carbônico e outras substâncias. Não precisa de luz nem de calor.

Fatores que provocam reações

FatorExemploObservação
LuzFotossíntese; decomposição da água oxigenadaPor isso remédios ficam em frascos escuros
CalorCozimento dos alimentos; crescimento do pão; combustãoO calor é energia que acelera a reação
Contato entre reagentesVinagre + bicarbonato de sódioAcontece sem aquecer nem iluminar

3.3Combustão: combustível e comburente

A combustão é a reação química da queima. Ela acontece entre o comburente, que é o gás oxigênio, e o combustível, que é a substância que queima (papel, madeira, gasolina, gás de cozinha).

Para começar, a combustão precisa de uma energia inicial, como a faísca do fogão ou a chama de um fósforo. Durante a queima são liberados calor e luz — por isso o fogo é uma evidência da reação, e não a reação em si.

Os incêndios são classificados por letras, de acordo com o material que está queimando.

📐 Para guardar

  • Combustível + Comburente (gás oxigênio) + energia inicial → queima (calor e luz)

Exemplos

  • Experimento do vinagre com bicarbonato: ao misturar, forma-se gás carbônico. Ao “despejar” esse gás sobre a vela, a chama apaga. Por quê? Porque o gás carbônico afasta o gás oxigênio (o comburente) e, sem comburente, a combustão não continua.

Classes de incêndio

ClasseTipo de combustívelExemplos
ASólidos comunsPapel, madeira, tecido, lixo
BLíquidos inflamáveisGasolina, óleo, álcool
CEquipamentos elétricosTomadas, fios, aparelhos ligados

4Comparando: física ou química? (revisão para a prova)

Na hora da prova, faça sempre a mesma pergunta: “formou-se uma substância nova?”

Se a resposta for não (só mudou forma, tamanho, estado físico ou o material se dissolveu), a transformação é física.

Se a resposta for sim (apareceu cor nova, cheiro novo, gás, calor e luz, ou um sólido diferente), a transformação é química.

Exemplos

  • Exercício resolvido: *Num suco foram misturados água, polpa de fruta, açúcar e gelo. Um aluno disse que a polpa mudando a cor da água e o açúcar sumindo são transformações químicas.* Ele está ERRADO. A polpa e o açúcar apenas se dissolveram/espalharam na água, sem formar substâncias novas. Logo, são transformações FÍSICAS, assim como o derretimento do gelo.
  • Exercício resolvido: Por que pintar portões de ferro faz eles durarem mais? Porque a tinta forma uma camada que impede o contato do ferro com o gás oxigênio e com a água. Sem contato entre os reagentes, a reação de ferrugem não acontece (ou demora muito mais).

Classificação de fenômenos comuns

FenômenoTipoPor quê?
Roupa secando no varalFísicaA água apenas muda de estado (vaporização)
Água fervendoFísicaA água continua água, só vira vapor
Gelo derretendoFísicaMudança de estado (fusão)
Açúcar dissolvido na águaFísicaO açúcar continua açúcar, só se espalha
Separar sal da água do mar por destilaçãoFísicaApenas separa; não forma substância nova
Papel pegando fogoQuímicaForma cinzas e gases (substâncias novas)
Colher enferrujadaQuímicaFerro + oxigênio + água formam ferrugem
Comprimido efervescente na águaQuímicaForma gás carbônico (bolhas)
Massa de pão crescendo com o calorQuímicaO fermento produz gás carbônico
Vinho virando vinagreQuímicaFormam-se substâncias novas (ácido acético)

Resumo rápido: como diferenciar

PerguntaSe SIMSe NÃO
Formou substância nova?QuímicaFísica
As propriedades (densidade, ponto de fusão e ebulição) mudaram?QuímicaFísica
Dá para voltar ao material original facilmente?Geralmente físicaGeralmente química

5Construindo juntos: a política dos 3Rs

Para fabricar metais, plásticos e vidros são feitas muitas reações químicas, que gastam recursos naturais e energia e podem poluir o ambiente.

Por isso existe a política dos 3Rs: Reduzir, Reutilizar e Reciclar. Ela incentiva o consumo consciente e diminui a produção de lixo.

Quanto menos material novo precisamos fabricar, menos recursos naturais são retirados da natureza.

Exemplos

  • Reduzir: levar sacola de pano ao mercado em vez de usar sacolas plásticas.
  • Reutilizar: usar um pote de sorvete vazio para guardar lápis.
  • Reciclar: separar latas de alumínio e vidros para a coleta seletiva.

Os 3Rs

RSignificadoExemplo
ReduzirConsumir menos, gerar menos lixoComprar só o necessário
ReutilizarUsar o objeto de novo, com outra funçãoGarrafa PET virando vaso
ReciclarTransformar o material usado em novo produtoLatinhas viram novas latas

6Dica extra: usando pontos de fusão e ebulição

O ponto de fusão é a temperatura em que a substância passa de sólido para líquido. O ponto de ebulição é a temperatura em que ela passa de líquido para gasoso.

Com esses dois números dá para descobrir em que estado físico a substância está em certa temperatura. A regra é simples e cai muito em prova.

Esses valores são propriedades específicas: cada substância tem os seus. Por isso eles ajudam a provar se houve ou não reação química.

📐 Para guardar

  • Temperatura abaixo do ponto de fusão → SÓLIDO
  • Temperatura entre o ponto de fusão e o de ebulição → LÍQUIDO
  • Temperatura acima do ponto de ebulição → GASOSO

Exemplos

  • Exercício resolvido (tubos da Sabrina, laboratório a 40 °C): 1) Pentano: fusão −100 °C e ebulição 36 °C. Como 40 °C é MAIOR que 36 °C, o pentano virou gás. 2) O gás ocupa mais espaço e empurra a rolha → o tubo 4 (pentano) foi o que perdeu a tampa. 3) As outras (anilina, benzeno, etanol e ácido acético) têm ebulição acima de 40 °C e fusão abaixo de 40 °C → estão todas no estado LÍQUIDO.

Estado físico a 40 °C

SubstânciaPonto de fusão (°C)Ponto de ebulição (°C)Estado a 40 °C
Anilina−6180Líquido
Benzeno580Líquido
Etanol−11278Líquido
Pentano−10036Gasoso
Ácido acético17120Líquido

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Capítulo 16 – Fenômenos físicos e fenômenos químicos

Resumo rápido

Capítulo 16 – Fenômenos físicos e fenômenos químicos

Resumo rápido

1O que é um fenômeno?

Na ciência, fenômeno é qualquer transformação que um material pode sofrer.

Essas transformações podem ser naturais (sem ação humana) ou provocadas por nós. Elas se dividem em dois grupos: transformações físicas e transformações químicas.

Exemplo

  • Rasgar uma folha de papel é transformação física; queimar a folha até virar cinzas é transformação química.

2Transformações físicas

Transformação física é o fenômeno que muda o material, mas não muda a composição química dele. Ou seja, não nasce nenhuma substância nova.

O que pode mudar é a forma, o tamanho, a solubilidade ou o estado físico do material.

2.1Mudança na forma e no tamanho

Amassar ou quebrar um objeto muda só o jeito dele. O material continua sendo o mesmo.

Exemplo

  • Amassar uma garrafa PET: o plástico continua sendo plástico.

2.2Mudança que envolve a solubilidade

Quando o soluto (o que se dissolve) se mistura no solvente (geralmente a água), ele parece sumir, mas continua quimicamente igual.

Material hidrossolúvel é aquele que se dissolve em água.

Exemplo

  • Açúcar dissolvido na água: ele continua sendo açúcar, só ficou espalhado.

2.3Mudanças de estado físico

A água existe em três estados: sólido, líquido e gasoso. Quanto mais calor (energia), mais as moléculas se agitam e se afastam. Quanto menos calor, mais juntas e paradas elas ficam.

Os processos são: fusão (sólido → líquido), vaporização (líquido → gasoso: evaporação, ebulição ou calefação), condensação (gasoso → líquido), solidificação (líquido → sólido) e sublimação (sólido → gasoso direto, sem passar pelo líquido).

A água ferve a 100 °C e congela a 0 °C (ao nível do mar). O gelo-seco e a naftalina sublimam facilmente.

📐 Para guardar

  • Ganha calor: sólido → líquido (fusão) → gasoso (vaporização)
  • Perde calor: gasoso → líquido (condensação) → sólido (solidificação)

Exemplo

  • O orvalho nas folhas de manhã é condensação do vapor de água.

2.4Para ir além: o ciclo da água

A água dos rios e oceanos evapora, sobe, condensa nas partes frias do ar e forma as nuvens. Depois cai como chuva (ou neve e granizo) — é a precipitação.

Parte da água se infiltra no solo e forma os lençóis freáticos; outra parte escoa para os oceanos. Plantas e animais também devolvem água para o ar, pela transpiração e respiração. Por isso a quantidade de água do planeta não acaba.

3Transformações químicas (reações químicas)

Na transformação química, a composição do material muda: aparecem substâncias novas.

As substâncias que começam a reação são os reagentes. As substâncias formadas no final são os produtos.

📐 Para guardar

  • reagentes → produtos

Exemplo

  • No bolo: leite, ovos, farinha e fermento são os reagentes; o bolo assado é o produto.

3.1Evidências de que houve reação química

Algumas pistas mostram que uma reação aconteceu:

Mudança de cor — a pera cortada escurece ao reagir com o gás oxigênio do ar.
Mudança de odor — o lixo orgânico cheira mal por causa da decomposição feita por bactérias e fungos.
Produção de calor e luz — a combustão do gás de cozinha; ou a bioluminescência do vaga-lume.
Formação de gases — o antiácido na água solta gás carbônico (efervescência).
Formação de sólido com textura diferente — a ferrugem, que surge da reação do ferro com o gás oxigênio e a água.

Quando não há pista visível, compara-se as propriedades (densidade, ponto de fusão e de ebulição) dos produtos com as dos reagentes. Se forem diferentes, houve reação química.

3.2Fatores que provocam reações químicas

Nem toda reação acontece sozinha (de forma espontânea). Muitas precisam de um empurrão:

Luz — a fotossíntese usa gás carbônico e água e produz glicose e gás oxigênio. A luz também estraga remédios e perfumes, por isso eles ficam em frascos escuros.
Calor — cozinhar alimentos e o crescimento da massa do pão, em que o fermento aquecido libera gás carbônico.
Só o contato entre os reagentes — vinagre e bicarbonato de sódio reagem na hora, formando água e gás carbônico.

Exemplo

  • Misturar vinagre com bicarbonato de sódio: as bolhas mostram que se formou gás carbônico.

3.3Para ir além: água oxigenada e luz

A água oxigenada sofre uma reação de decomposição quando recebe luz, virando água e gás oxigênio. Por isso ela é vendida em frasco escuro.

As bolhas que aparecem no machucado são esse gás oxigênio, que ajuda a eliminar bactérias.

4Resumo do que estudei

Pergunta-chave: surgiu substância nova?

Se não surgiu → transformação física (derreter, ferver, dissolver, amassar).

Se sim surgiu → transformação química (queimar, enferrujar, apodrecer, cozinhar).

A política dos 3Rs (reduzir, reutilizar, reciclar) ajuda a gastar menos recursos naturais e energia usados nas reações que produzem metais, vidros e plásticos.

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