Como identificar um material?

Você observou, no experimento realizado no laboratório, que o óxido de cobre se transforma em cobre, quando está presente o carvão. Que critérios você utilizou para afirmar que o sólido formado era cobre? Que critérios são utilizados para identificar um material?

Suponha que alguém lhe apresente dois anéis de metal, um de prata e um de ouro. Um simples exame visual, revela que os materiais são diferentes. Contudo, se os dois anéis de metal forem aparentemente muito semelhantes, na cor, no brilho e na dureza, como saber se são iguais ou diferentes? Como fazer para distinguí-los, sem modificar-lhes a forma ou danificá-los?

Este problema, ao que parece, é o mesmo que foi proposto, ao sábio grego Arquimedes, pelo rei Heron de Siracusa. O rei desejava comprovar se uma certa coroa de ouro que encomendara era de ouro puro mesmo.

Serão atribuídas às equipes, amostras de diferentes tamanhos, numeradas de 1 a 5, de certo metal. Cada equipe, deverá determinar a massa e o volume da amostra recebida e em seguida calcular o quociente massa/volume.

Esse quociente, representa a massa por unidade de volume do material e recebe o nome de DENSIDADE.

PROCEDIMENTO

1. Determinação da massa

Usando a balança, determine a massa da amostra atribuída à equipe. Anote na tabela de dados, na coluna referente à massa.

A equipe deverá fazer três determinações da massa da amostra e depois calcular o valor médio (massa média) das medidas.

2. Determinação do volume

Coloque água na proveta até uma altura suficiente para cobrir a amostra. Leia o volume da água e anote na tabela como VOLUME INICIAL.

Incline o cilindro e introduza a amostra, deixando-a escorregar o mais lentamente possível.

Isso é importante para que a água não espirre e para que a proveta não quebre. Anote na tabela o VOLUME FINAL (água + amostra).
Calcule o volume da amostra:

V(amostra) = V(final) - V(inicial)

3. Cálculo da densidade

4. Calcule o quociente da massa média pelo volume médio.

Tabela 4

ANÁLISE DE DADOS

1. Amostras de substâncias diferentes têm densidades diferentes?
   
2. Compare os dados obtidos na experiência com os fornecidos na tabela abaixo e decida se o metal com que trabalhou é um dos que estão nela relacionados:

Tabela 5

2. Se você trabalhasse com amostras de massas maiores do metal, o valor calculado para densidade seria outro? Justifique.

3. Investigue sobre o Princípio de Arquimedes.

4. A densidade do magnésio nas condições ambientais é 1,7 g/cm3. Um cilindro graduado de 10 mL de capacidade seria adequado para medir o volume de uma amostra de 50g desse metal?

5. A prata, nas condições ambientais, possui densidade igual a 10,5 g/cm3. Pode ser de prata uma jarra de 2,0 kg que ao ser mergulhada em água desloca um volume de 200mL? Justifique.

6. A densidade é uma das propriedades que permitem identificar uma substância? Por quê?

Química em Tempo de Mudança Yvone Espiridião et, al.

Temperatura de Fusão

Uma outra propriedade utilizada na identificação das substâncias é o ponto de fusão. Gelo, sal de cozinha e ferro, por exemplo, derretem a temperaturas diferentes. Essa temperatura, em que um material sólido passa para o estado líquido (fusão), é denominada ponto de fusão.

Preencha a tabela utilizando o seguinte critério: funde facilmente, funde, não funde.

Tabela 6

CUIDADO: AO MANIPULAR AS SUBSTÂNCIAS, MANTENHA-SE AFASTADO DA CHAMA

Coloque o fundo de lata com depressões sobre o anel adaptado ao suporte universal.

Coloque uma pequena quantidade de cada um dos sólidos nas depressões existentes no tampo da lata.

Ajuste a altura do anel de maneira que a chama da lamparina apenas encoste levemente na lata.

Aqueça os sólidos durante cinco minutos e anote suas observações na tabela acima.

Abaixe o anel de forma a aumentar a intensidade do aquecimento e observe durante cerca de cinco minutos. Anote suas observações.

Considerando os dados registrados na tabela, responda:

1. O que você pode concluir sobre o comportamento de substâncias diferentes quando submetidas a uma mesma intensidade de aquecimento?
   

2. Por que foi necessário modificar a posição do anel durante o experimento?
   

3. O fato de algumas substâncias não terem fundido significa que não fundiriam em nenhuma circunstância?
   

4. Levando em conta as observações feitas neste experimento e as conclusões a que chegou no estudo sobre a densidade, você considera que o estudo do ponto de fusão permitiria diferenciar uma substância de outra? Em caso afirmativo, sugira um procedimento.
   

5. Os dados seguintes referem-se ao aquecimento de um sólido até sua completa fusão:

Tabela 7

1. Construa um gráfico da temperatura em função do tempo
2. Quais informações a respeito do sólido podem ser obtidas pela análise desse gráfico?

6. Considere a tabela abaixo. Os dados foram coletados em experimentos realizados sob pressão atmosférica de 1 atm:

Tabela 8

Entre os materiais relacionados:

1. quais são líquidos à temperatura ambiente (25° C)?
2. quais são líquidos entre -20° C e 20° C?
3. quais são sólidos entre 500° C e 1000° C?
4. quais são gasosos a 400° C?

Livro: Interações e Transformações I