Propriedades Específicas da Matéria 3 - Outras Propriedades Físicas

Como já vimos, as propriedades específicas da matéria são organizadas em três categorias: as organolépticas, as físicas e as químicas.

Na postagem anterior, foi apresentado um pouco sobre a densidade, uma importante propriedade específica física. Nesta postagem, serão apresentados outros exemplos de propriedades específicas físicas. São esses exemplos:

1 - Condutibilidade

(Observação: condutividade é uma relação entre condução em seção de fio reto/área e comprimento. Não confundir.)

É a capacidade que um material tem de conduzir corrente elétrica. O termo também pode ser utilizado no caso de condução de calor, por exemplo.

Existem materiais que conduzem bem eletricidade, como os metais. Aliás, para um material ser considerado um metal, ele deve possuir, dentre outras, a propriedade da condutibilidade. 

O cobre é um bom condutor elétrico, além disso, ele também possui outra propriedade específica que é a ductibilidade (que será vista em breve); ambas propriedades permitem que os fios elétricos sejam constituídos principalmente desse metal. Existem ainda fios de alumínio.

Por outro lado, borracha, madeira seca, plástico e os elementos não-metais como nitrogênio, oxigênio, carbono dentro outros, não conduzem eletricidade. Assista ao vídeo a seguir para compreender um pouco mais:

https://www.youtube.com/watch?v=YVi0DQGw3qw

ATENÇÃO: a água, por si só, não conduz eletricidade. Experimentos utilizando água destilada (livre de impurezas) demonstram isso. Mas, como a água é um excelente solvente, dissolvendo várias substâncias, acaba auxiliando na formação de substâncias que são capazes de conduzir corrente elétrica. Por exemplo, água com cloreto de sódio (sal de cozinha). Para confirmar essa explicação, assista aos vídeos a seguir:

https://www.youtube.com/watch?v=mDXpUmi7qwk

https://www.youtube.com/watch?v=LUVF7u9M8Bs

2 - Resistividade

É a propriedade de resistir à corrente elétrica. 

Existem materiais que não são bons condutores de corrente elétrica. Nesses casos, o fluxo de elétrons que forma a corrente elétrica sobre resistência para atravessar o material, havendo grande atrito entre eles e as partículas do material. Esse atrito acaba por gerar calor e esse fenômeno é muito bem utilizado por vários aparelhos como nos chuveiros elétricos, chapinhas, secadores de cabelo, ferro-de-passar, gril elétrico, etc.

Nos chuveiros elétricos, a resistência é encontrada na forma de espiral e é feita de uma liga de níquel-cromo. Existem pessoas que têm o costume de diminuir o tamanho da resistência na época de inverno, fazendo com que mais corrente elétrica circule pela resistência, aumentando o atrito e consequentemente o calor produzido. Já a chave do chuveiro guarda em si três ou mais pontos de contato com o circuito elétrico. Conforme mexe-se na chave, esses contatos ficam mais próximos ou mais distantes entre si, fazendo a água esquentar mais ou menos respectivamente. Veja o vídeo a seguir para compreender melhor:

https://www.youtube.com/watch?v=kZQVjbnFsLk

Já os resistores são componentes eletrônicos que são projetados para oferecem um determinado valor de resistência à corrente elétrica com a finalidade de limitar a passagem da corrente em determinados pontos do circuito elétrico.

3 - Ferromagnetismo

É a capacidade de reagir à presença de um campo magnético.

Segundo o site InfoEscola, ferromagnetismo é o nome do fenômeno dado à capacidade que certos materiais (ferromagnéticos) tem de reagir a um campo magnético. Consiste na atração destes materiais por imãs e até mesmo na persistência da magnetização quando o campo magnético se ausenta, criando assim imãs permanentes. 

Quando um material Ferromagnético, como por exemplo o Ferro, sofre a aplicação de um campo magnético, terá os seus dipolos atômicos alinhados com o do campo (foi magnetizado) e ficará assim por tempo indeterminado, criando assim um imã. Para desmagnetizá-lo, basta aplicar um campo magnético na direção oposta ou elevar a temperatura da peça até um nível ideal, fazendo com que a organização dos elétrons se torne aleatória.

Os principais materiais ferromagnéticos existentes são o Ferro, o Níquel, o Cobalto e as ligas formadas por estes elementos. Vale ressaltar um fato curioso! Existem ligas formadas quase que exclusivamente por materiais ferromagnéticos que não apresentam características magnéticas ao passo que existem ligas de metal compostas por materiais não ferromagnéticos mas que apresentam propriedades ferromagnéticas - essas ligas recebem o nome de Ligas de Heusler.

Um exemplo fácil de Ferromagnetismo que podemos encontrar no nosso dia a dia são os imãs de geladeira, frequentemente usados para fixar pequenos lembretes ou recados.

Existem diferentes tipos de magnetismo na natureza e o ferromagnetismo é apenas um deles. Estes magnetismos são classificados classificados de acordo com a intensidade e a diferença de seus efeitos.Essas classificações são: Paramagnetismo, Diamagnetismo e Ferromagnetismo.

Veja que interessante a demonstração do vídeo a seguir:

https://www.youtube.com/watch?v=4Cxd4ZXo9r8

4 - Maleabilidade

Essa é uma propriedade que causa grande confusão em sua definição. Muitos livros, blogs e professores consideram maleabilidade com a mesma definição da propriedade geral da matéria chamada PLASTICIDADE. Já outros, definem maleabilidade como a capacidade de alguns materiais serem transformados em lâminas sem se quebrar, como o ouro e o alumínio. Sugere-se como leitura complementar aqui o link: http://corro4v072.blogspot.com.br/2008/03/propriedades-mecnicas_27.html do blog da disciplina de Estrutura e Propriedade dos Materiais do curso Técnico de Química do CEFET do Rio Grande do Sul.

http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQnyh8Ux1nFatgVgOZkNJ0Geyq1pHniBcj3hlvPFOTm22Grjm1fjQ

5 - Ductibilidade

Propriedade de alguns materiais de serem transformados em fios sem se quebrar, como acontece com o cobre, por exemplo.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/Stranded_lamp_wire.jpg/200px-Stranded_lamp_wire.jpg

6 - Dureza

É a resistência que um material oferece ao risco. Por exemplo, quando um professor escreve na lousa, não é o giz que risca a lousa e sim o inverso: a lousa risca o giz. Tanto é verdade que o giz é gasto, à medida que a lousa o risca.

Para medir a dureza existe uma escala, a Escala de Mohs.

http://heartjoia.com/wp-content/uploads/2010/07/dureza-relativa.jpg

Mayara Lopes Cardoso e André Luís Silva da Silva apresentam no site InfoEscola uma boa explicação sobre dureza e escola de Mohs.

Pela Escala de Mohs, qualquer mineral risca o anterior e é riscado pelo próximo. O talco é o mineral de menor dureza da escala, por isso, pode ser riscado por qualquer um dos demais. Já o diamante, é o mais duro, sendo assim, risca todos os outros minerais e não pode ser riscado por nenhum deles, apenas por outro diamante.

Outro exemplo: ao atritarmos um fragmento de ferro a um tijolo, percebemos que o fragmento de ferro é capaz de provocar sulcos no tijolo, ou seja, é capaz de riscar o tijolo, e não o contrário. Assim, concluímos que o ferro é mais duro do que o tijolo.

Para determinar a dureza de um mineral através da Escala de Mohs é necessário riscar o mineral padrão (da escala) com o mineral que se deseja classificar e verificar qual deles apresentou o risco em sua superfície. A unha, por exemplo, risca o talco e o gesso, mas é riscada pela calcita e, desta forma, apresenta uma dureza de 2,5. A ardósia, utilizada na fabricação do quadro negro, pode riscar o topázio, mas não o coríndon, e, por isso, encontra-se no nível 8,5 da escala.

Na prática, identificar a dureza de um mineral é um fator importante ao escolher o tipo de matéria prima mais adequada para diferentes produções. Um exemplo disso é a aplicação do granito na fabricação de pisos, em vez do mármore. O mármore é constituído principalmente por calcita, cuja dureza é 3, enquanto o granito é formado por quartzo e feldspato, que apresentam dureza de 7 e 6, respectivamente. Um piso composto de mármore seria facilmente riscado, o que não acontece com o granito.

Entretanto, essa escala não corresponde a real dureza do mineral, fato já conhecido por Mohs. Isso quer dizer que não é possível, a partir da escala, afirmar-se que o mineral de número 10 é dez vezes mais duro do que o mineral de número 1, visto que a dureza entre os materiais não ocorre de maneira tão uniforme. Entre os níveis 9 e 10, essa diferença se acentua ainda mais, uma vez que o diamante é cerca de 7 vezes mais duro que o seu antecessor, o coríndon. Apenas pode-se estabelecer uma classificação qualitativa entre os mesmos.

Particularmente ao mineral de menor dureza, o talco, apresenta fórmula molecular Mg3Si4O10(OH)2 e pode ser arranhado com a unha. Já o mineral de maior dureza, o diamante, é formado por átomos de carbono, entrelaçados uns aos outros em um retículo cristalino muito eficiente, e pode riscar a qualquer outro material natural, não se deixando riscar por nenhum deles.

7 - Tenacidade

Essa propriedade relaciona-se à resistência ao choque. A tenacidade não reflete necessariamente a dureza, sendo dela geralmente independente: o diamante, por exemplo, possui dureza muito elevada e tenacidade relativamente baixa, já que quebra facilmente se jogado no chão de uma certa altura.

O aço ferramenta representa uma parte importante do segmento de aços especiais. Eles é empregado na fabricação de matrizes, moldes, ferramentas de corte, ferramentas para a conformação de chapas, etc.

Este tipo de aço se caracteriza por elevada dureza e resistência a abrasão. Tem boa tenacidade e mantém as propriedades de resistência mecânica mesmo sob elevadas temperaturas, porem é um grande desafio de engenharia obter alta resistência e boa tenacidade, pois são propriedades antagônicas.

Tais características são obtidas com adição de altos teores de carbono e ligas como tungstênio, molibdênio, vanádio, manganês e cromo. A maior parte dos aços ferramentas é forjada, outra parte é por fundição de precisão ou por metalurgia do pó. 

Caso queria saber mais sobre aço ferramenta, consulte: http://wwwo.metalica.com.br/o-que-e-aco-ferramenta.

8 - Solubilidade

Antes de qualquer coisa, é importante saber o que é uma solução.

Solução é uma mistura de substâncias onde uma age como o solvente e outra como o soluto. Solvente é aquela substância que dissolve a outra enquanto que o soluto é a que vai ser dissolvida, formando uma mistura homogênea.

http://www.soq.com.br/conteudos/ef/agua/p1_clip_image006.jpg

Quanto de soluto um solvente é capaz de dissolver?

A resposta a essa questão remete ao conceito de solubilidade.

No site do CDCC da USP existe uma boa definição dessa propriedade: 

A maioria das substâncias dissolve-se, em certo volume de solvente, em quantidade limitada. Solubilidade é a quantidade máxima de um soluto que pode ser dissolvida em um determinado volume de solvente, a uma dada temperatura, formando um sistema estável. Quanto à solubilidade as soluções podem ser classificadas em:

- saturada: solução que contém uma quantidade de soluto igual à solubilidade a uma dada temperatura. Na solução saturada o soluto dissolvido e o não dissolvido estão em equilíbrio dinâmico entre si. 

- insaturada: solução que contém uma quantidade de soluto inferior à solubilidade a uma dada temperatura. 

- supersaturada: solução que contém uma quantidade de soluto superior a solubilidade a uma dada temperatura. A solução supersaturada é instável, e a mínima perturbação do sistema faz com que o excesso de soluto dissolvido precipite, tornando-se uma solução saturada com presença de corpo de fundo. 

Espero que com essa postagem, você tenha compreendido um pouco mais sobre as propriedades específicas da matéria. Na próxima, mudanças de estado físico, conforme os pontos de fusão e ebulição, que são outras propriedades específicas.

Referências:

http://www.infoescola.com/fisica/ferromagnetismo/

http://www.infoescola.com/quimica/escala-de-mohs/

http://demec.ufpr.br/pesquisas/superficie/material%20didatico/tm264_Selecao_Materiais/2010/2010_2/Tenacidade.doc 

http://www.cdcc.usp.br/exper/medio/quimica/4solucaog_1.pdf