Definição e distinção de interpretações
Na ciência química, as substâncias são definidas como corpos gasosos, líquidos ou sólidos caracterizados por duas características principais: composição química constante e propriedades constantes. Além disso, a forma externa do objeto não afeta sua natureza química.
A interpretação deste termo depende da disciplina:
- Na química: são estruturas com composição e propriedades invariáveis.
- Na física: são quaisquer objetos que possuem massa de repouso (incluindo micropartículas: elétrons, prótons e nêutrons).
- Na vida cotidiana: a palavra é frequentemente usada como um sinônimo simples do termo «material».
Substância, corpo físico e material
Material é aquilo de que um objeto específico é feito. Ele pode representar tanto uma substância pura homogênea quanto uma mistura (composição). Para separar uma substância química de um corpo físico ou de uma mistura, é importante abstrair a forma:
- Corpos físicos: Na natureza, existem jazidas de mármore de onde são esculpidas esculturas. Se a estátua quebrar, tanto a escultura inteira quanto o monte de fragmentos permanecerão idênticos em suas propriedades. O mármore aqui é a substância, e a escultura é o corpo físico.
- Misturas heterogêneas: A cerâmica (telha, tijolo), quando observada sob uma lupa, consiste em grãos de areia unidos por argila. Este é um corpo heterogêneo, portanto não é uma substância. Por outro lado, a areia e a argila separadamente são substâncias.
- Misturas homogêneas: A água com sal ou as ligas metálicas parecem homogêneas, mas suas características (o sabor da água ou as propriedades do metal) dependem da concentração e da proporção dos componentes. Soluções e ligas não são substâncias puras, mas misturas.
Propriedades físicas
Os parâmetros físicos são inerentes ao próprio material e demonstram a propriedade de invariância (não dependem da forma do recipiente ou da aparência do objeto). O exemplo mais famoso é a água:
- Estados de agregação: pode ser sólida, líquida e gasosa.
- Indicadores organolépticos: não tem sabor, odor e, em camadas finas, é incolor.
- Constantes físico-químicas: atua como solvente para muitas substâncias, possui densidade de aproximadamente $1 \text{ g/cm}^3$.
Fenômenos e transformações químicas
A química concentra-se em processos que alteram as próprias substâncias. Durante a interação dos reagentes ou uma mudança brusca nas condições do meio, as substâncias iniciais desaparecem e dão lugar a novas substâncias.
Exemplos de fenômenos químicos na natureza e no cotidiano:
- Oxidação e corrosão: o surgimento de uma camada esverdeada em monumentos de bronze.
- Dec,adência bioquímica: apodrecimento da madeira.
- Processos alimentares: azedamento do leite, fermentação da massa com adição de levedura (aumento de volume), alteração do odor e da cor da carne durante o tratamento térmico. Isso também inclui a desnaturação: a clara de ovo transparente e viscosa torna-se branca e elástica ao ser aquecida.
- Combustão: transformação de papel ou madeira em fumaça e cinzas.
- Construção: ao misturar com cimento, a água desaparece como substância livre, tornando-se parte do concreto sólido.
- Decomposição térmica: ao ser aquecido no fogão, o açúcar derrete, depois escurece e libera bolhas de gás, transformando-se em um carvão poroso preto.
Demonstração laboratorial: reação de troca iônica
O processo de transformação de alguns compostos em outros é claramente demonstrado ao misturar soluções a 10% de cloreto de cálcio e sulfato de sódio.
- Inicialmente, dois líquidos transparentes são misturados.
- Ocorre um período latente: por cerca de 10 a 20 segundos, a solução não sofre alterações visuais.
- A reação começa: aparecem pequenas partículas sólidas que afundam até o fundo.
- Após alguns minutos, forma-se um precipitado branco volumoso e fofo.
Conclusão: A partir dos dois reagentes iniciais, formaram-se duas novas substâncias com características completamente diferentes. Sal de cozinha (cloreto de sódio) permaneceu na solução, e gesso (sulfato de cálcio) precipitou, cujos cristais têm forma de agulha quando aumentados 20 vezes.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais níveis de estrutura espacial e ligações químicas são rompidos durante a desnaturação térmica da proteína?
Durante a desnaturação térmica da proteína, as estruturas secundária, terciária e quaternária são rompidas, enquanto a estrutura primária é preservada. A alta temperatura causa a quebra de ligações não covalentes fracas que estabilizam a conformação da molécula:
- Pontes de hidrogênio — entre os átomos do esqueleto peptídico e os radicais dos aminoácidos.
- Ligações iônicas — entre os grupos funcionais dos radicais.
- Interações hidrofóbicas — entre regiões apolares.
As ligações peptídicas não são rompidas sob influência térmica.
A solução fisiológica médica é uma substância química pura ou uma mistura?
A solução fisiológica médica não é uma substância química pura, mas sim uma mistura homogênea de composição variável. No sentido químico, apenas seus componentes individuais são substâncias puras:
- Água — atua como solvente.
- Cloreto de sódio (NaCl) — soluto distribuído uniformemente.
Como as propriedades das soluções dependem da concentração dos componentes, elas são classificadas como misturas e não como substâncias químicas individuais.
Quais macroelementos biogênicos fazem parte do gesso precipitado?
Apenas o oxigênio, dentre os macroelementos biogênicos, faz parte do gesso precipitado (sulfato de cálcio). Os demais elementos químicos que compõem esta substância pertencem a outro grupo:
- Oxigênio (O) — macroelemento.
- Cálcio (Ca) — microelemento.
- Enxofre (S) — microelemento.
Assim, apesar da presença de enxofre e cálcio na fórmula do gesso, de acordo com a classificação dos elementos por seu teor na célula, o único macroelemento entre eles é o oxigênio.
Questões de aulas e exames
A água salgada é considerada uma substância?
Não, a água com sal é uma mistura homogênea. Suas propriedades são inconstantes e dependem da concentração do sal dissolvido, ao passo que uma substância química pura sempre tem composição constante.
Qual é a diferença entre um corpo físico e uma substância?
Substância é um material com propriedades constantes do qual um objeto é feito. Corpo físico é o próprio objeto com uma forma definida (por exemplo, o mármore é uma substância, e a estátua feita dele é um corpo físico).
O que acontece com uma substância durante um fenômeno químico?
Em um fenômeno químico, ocorre a reorganização da posição mútua e das ligações dos átomos. As substâncias iniciais deixam de existir, transformando-se em novos compostos com outras propriedades.
O que mais estudar sobre o tema
- Mecanismos de desnaturação de proteínas
- Processos de oxidação e corrosão de metais
- Decai-se bioquímico e putrefação
- Decai-se térmico de compostos orgânicos
- Reações de troca iônica em soluções aquosas
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