QUÍmica 10º ano técnicas de separaçÃO



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QUÍMICA 10º ANO




  • TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO

Para separar componentes de misturas que apresentam mais do que 1 fase pode utilizar-se a:

  • decantação: separação grosseira entre 1 fase sólida e 1 fase líquida ou entre 2 fases líquidas (formam-se 2 fases distintas, sendo uma delas removida).

  • filtração: separação de 1 fase sólida e de 1 fase fluída (liquida ou gasosa).

A filtração por gravidade permite separar 1 componente sólido em suspensão num líquido (ou para separar poeiras de gases) - misturas heterogéneas FILTRO LISO RECOLHER 1 SÓLIDO; FILTRO DE PREGAS RECOLHER 1 LÍQUIDO

  • centrifugação: separação de 2 fases, uma sólida e outra líquida ou duas líquidas mas não miscíveis, por ação da força centrífuga.

  • magnetização: separação de componentes com caraterísticas magnéticas.

Para separar componentes de misturas que só apresentam 1 fase pode-se utilizar a:

  • cristalização: separação de 1 fase sólida cristalizada por evaporação da fase líquida

  • cromatografia: separação dos componentes de 1 mistura que apresentam diferentes velocidades e arrastamento por 1 determinado solvente (P.E: separar corantes numa mistura)

  • destilação: separação de 1 substância volátil de outras com diferentes pontos de ebulição (MISTURAS HOMOGÉNEAS)

DESTILAÇÃO SIMPLES permite separar 1 líquido de 1 sólido dissolvido ou separar 2 líquido com pontos de ebulição bastante diferentes (+80ºC de diferença) - fundamento: a mistura líquida é aquecida até à ebulição. O vapor q se forma é condensado por arrefecimento (no condensador) e conduzido para outro recipiente. O líquido de maior ebulição (ou o sólido) permanece no balão de destilação.

DESTILAÇÃO FRACCIONADA permite separar misturas compostas por líquidos cujas temperaturas de ebulição são próximas. - fundamento: o vapor da mistura é encaminhado para uma coluna de fracionamento onde se condensa e evapora em ciclos sucessivos (refluxo). Este refluxo separa o vapor em várias frações, correspondentes às várias substâncias. As frações mais voláteis são as primeiras a sair pela parte superior da coluna, sendo depois condensadas e recolhidas.



EVOLUÇÃO DO UNIVERSO:

10-12 segundos depois do Big Bang: formação de quarks

1 microssegundo depois do Big Bang: formação de protões e neutrões

3 minutos após o Big Bang: formação de núcleos atómicos

passados 300 000 anos: formação de átomos

passado 1 milhão de anos, por ação da gravidade, esta que faz com que a matéria se junte e com que se vão criando estruturas mais complexas): formação de estrelas



  • PROVAS DO BIG BANG

  • Afastamento das galáxias: a força da gravidade entre as galáxias é atrativa, no entanto, apesar disso, as galáxias estão, na sua grande maioria a afastar-se umas das outras concluímos que o Universo está em expansão a partir de uma prodigiosa concentração inicial de energia.

  • Radiação de fundo micro-ondas: usando telescópios, observa-se uma radiação de fundo que é igual para onde quer que se olhe (não sendo proveniente, portanto, de nenhuma estrela ou galáxia particular). Esta energia está relacionada com a diferença de energia entre os eletrões separados e os eletrões ligados ao núcleo nos átomos de hidrogénio. A radiação espalhada por todo o lado libertou-se precisamente quando os primeiros átomos apareceram. Podemos dizer que é um fóssil que ficou o tempo da formação dos primeiros átomos.

  • Proporção de átomos existentes: as 3 quartas partes de hidrogénio e cerca de uma quarta parte de hélio (em massa) podem ser explicadas pela física nuclear).



  • OUTROS TEORIAS DA EXPANSÃO DO UNIVERSO



  • ESTADO ESTACIONÁRIO: o Universo é praticamente o mesmo, não só no espaço como no tempo, desde a sua criação. Assim, a matéria expande-se a uma velocidade constante e nova matéria está continuamente a ser criada no mesmo espaço. Esta nova matéria condensada em galáxias, encontra-se em constante expansão, nunca tendo ocorrido o BB. O espaço vazio deixado entre as galáxias que se afastam é preenchido por nova matéria que se forma nessa região.



  • UNIVERSO PULSANTE (Paul Steidhnardt): a matéria ter-se-á expandido a partir de uma massa inicial compacta, seguindo-se um abrandamento da expansão e uma paragem. Então, sob a ação da atração gravítica, a matéria começou a contrair-se a velocidades progressivamente maiores, até que se tornou tão condensada que voltou novamente a explodir e a expandir-se. Durante este processo a matéria nem é criada nem destruída, apenas rearranjada.



  • MODELOS DA EXPANSÃO DO UNIVERSO



  • Se a densidade média do Universo for inferior à densidade crítica, então a atração gravitacional deverá ser insuficiente para impedir a continuação da expansão do Universo e deste modo o Universo será aberto/ilimitado.

  • Se a densidade média do Universo e a densidade crítica forem exatamente iguais, a expansão será permanente, mas tenderá para zero ao longo do tempo. O Universo será plano.

  • Se a densidade média do Universo for superior à densidade crítica, o Universo deixará de se expandir e ocorrerá uma contração. Esta contração aumentará progressivamente, até se atingir o Big Crunch. Seguir-se-á um novo Big Bang, e assim sucessivamente. O Universo será fechado ou limitado.

  • TEMPERATURAS

Isótopos são átomos que têm o mesmo nº atómico (Z) mas que diferem no nº de massa (A) AZX.



  • FORMAÇÃO DE NÚCLEOS ATÓMICOS: primeiros elementos químicos

10n+11p ⇒ 21H (deutério) +γ

21H+10n ⇒ 31H (trítio) +γ ou 21H+11p ⇒ 32He (hélio-3)+γ

21H+21H⇒ 31H+γ ou 21H+21H⇒ 32He+n

31H+p⇒ 42He+γ ou 32He+n⇒42He+γ

42He+31H⇒73Li+γ

42He+32He⇒74Be+γ

Houve a formação de algumas partículas que constituíram os primeiros núcleos que apareceram, através de reações nucleares.



Os períodos de vida das estrelas variam de caso para caso dependendo da sua massa inicial. Quanto + maciça for a estrela em H (inicial/),menor vai ser o período de vida dela porque quanto maior for a quantidade de massa, maiores serão as forças de atração da gravidade entre as partículas. Então, vão ser preciso reações nucleares mais intensas para que as forças de pressão sejam iguais/possam acompanhar as de temperatura. Logo, gasta-se maior massa em casa instante, libertando-se mais energia em cada instante.

  • REAÇÕES QUÍMICAS VS REAÇÕES NUCLEARES

  • Reação Química: os núcleos dos átomos não são alterados; os elementos químicos do sistema reacional mantêm-se; apenas alteração das unidades estruturais do sistema reacional.

  • Reação nuclear: os núcleos dos átomos são alterados; transformação dos elementos químicos noutros diferentes; a energia posta em jogo tem uma ordem de grandeza que pode ser milhões de vezes superior à que é posta em jogo nas reações químicas.

  • REAÇÕES NUCLEARES: FUSÃO E FISSÃO

FUSÃO NUCLEAR: reação em q dois núcleos instáveis e leves se fundem para dar origem a um núcleo mais pesado e mais estável.

FISSÃO NUCLEAR: o choque de um neutrão com o núcleo pesado e instável, provoca a sua desintegração dando origem a 2 núcleos mais pequenos e mais estáveis.

Principais fontes dos elementos químicos existentes no Universo são:


  • a síntese nuclear ocorrida aquando do Big Bang (permitiu a formação de H, He e de algum Li)

  • a síntese nuclear que ocorre no espaço interestelar (apenas ocorrem reações de fissão-colisões de átomos de C, N e O com raios cósmicos- que permitem a formação do restante Li, do Bo e do Be)

  • a síntese nuclear que ocorre durante a maior parte da vida das estrelas e no seu fim de vida (permite a formação de mais He e dos restantes elementos naturais conhecidos a partir do C e O).

Durante 99% da vida de todas as estrelas ocorre a reação nuclear correspondente à formação do He a partir do H.

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