Fenômenos físicos e químicos

Fenômenos físicos e químicos são temas cuja compreensão é fundamental para o desenvolvimento acadêmico dos estudantes, embora a categorização, definição e distinção entre esses fenômenos possa gerar certa confusão. Os fenômenos físicos são processos em que ocorre uma alteração na forma ou na fase da matéria (como o derretimento ou a mudança de estado), mas a composição química da substância permanece inalterada, sem a formação de novas substâncias.

Já os fenômenos químicos, em contraste, são processos que envolvem uma alteração na composição química da matéria, resultando na formação de uma, ou mais de uma, nova substância. Estes, por sua vez, atuam, predominantemente, na formação ou rompimento das ligações químicas (entre átomos ou íons).

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Resumo sobre fenômenos físicos e químicos

• Fenômenos físicos e químicos são temas essenciais da área das Ciências.

• Esses fenômenos podem ocorrer simultaneamente e, por isso, causam certa confusão.

• Os fenômenos físicos são processos que alteram a forma ou a fase da matéria, mantendo a sua composição química.

• Os fenômenos químicos são processos que provocam a alteração da composição química da matéria, resultando na formação de uma ou mais substâncias inéditas.

• De maneira geral, fenômenos físicos atuam nas interações intermoleculares, e os fenômenos químicos, nas ligações químicas.

O que são fenômenos físicos e químicos?

A definição e a categorização dos fenômenos físicos e químicos é de grande importância para o desenvolvimento acadêmico dos alunos. Embora pareça simples, é muito comum que haja confusão entre esses conceitos.

• Fenômenos físicos: são processos em que há a alteração da forma ou da fase da substância, sem que haja alteração na sua composição, ou seja, sem que haja a formação de novas substâncias.

• Fenômenos químicos: são processos em que há alteração na composição química da matéria, de modo que uma, ou mais de uma, nova substância venha a ser formada.

Para alunos que já têm noção sobre átomos, íons e moléculas, pode-se frisar que os fenômenos físicos atuam, de maneira geral, nas interações intermoleculares, por meio da formação ou rompimento destas, enquanto os fenômenos químicos atuam, de maneira geral, nas ligações químicas (que ocorrem entre átomos ou entre íons), por meio da formação ou rompimento destas.

Também é importante frisar que os fenômenos físicos e químicos podem ocorrer de forma concomitante. É o caso, por exemplo, do processo de derretimento de uma vela: a queima do pavio é um processo químico, de combustão, enquanto a cera que se derrete, configura um processo físico.

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Quais são os fenômenos físicos e químicos e como trabalhar em sala de aula?

Existem exemplos simples e outros mais complexos de fenômenos físicos e químicos, e alguns podem ser reproduzidos em sala de aula. Vejamos, a seguir, alguns exemplos possíveis de se trabalhar ou discutir em sala.

• Exemplo 1: Cortar frutas para fazer salada

Ao cortar diversas frutas para preparar uma salada, percebemos que o processo é puramente físico, uma vez que há apenas alteração na estrutura física das frutas, sem alterações em sua composição química. Porém, também podemos separar algumas frutas, como maçãs; quando expostas ao ar, elas sofrerão processos oxidativos, escurecendo, o que configura um fenômeno químico.

Embora não seja possível observar isso em todas as frutas, é possível levar fotografias demonstrando sinais de apodrecimento das frutas, e usá-las como forma de conscientizar sobre a importância de uma boa nutrição para a saúde.

• Exemplo 2: Dissolução de leite em pó ou café solúvel

O processo de dissolução é um ponto sensível, pois muitos alunos acreditam que dissolver é um processo químico, quando, na verdade, também pode ser um processo físico. A dissolução será um processo químico quando o soluto sofrer um processo de ionização (como é o caso dos ácidos) ou dissociação iônica (como é o caso de sais e bases).

Além disso, o soluto, para ser estabilizado no seio da solução, precisa ser solvatado pelas moléculas do solvente e, assim sendo, novas interações intermoleculares são formadas. Com isso, podemos concluir que o processo de solvatação é puramente físico. Por isso, o processo de dissolução é muito complexo de ser categorizado entre físico e químico.

O mais interessante é enfatizar que isso vai depender do que está sendo dissolvido, citando, ainda, as etapas necessárias para uma dissolução. No caso de compostos como açúcar, leite em pó e café solúvel, deixe claro que há apenas a solvatação das moléculas, ou seja, é um processo puramente físico.

O bom de se utilizar leite em pó ou café solúvel é que é possível citar um outro fenômeno físico, que é o processo de sublimação na confecção desses produtos. Tanto o leite em pó e o café solúvel são desidratados mediante sublimação, em um processo conhecido como liofilização.

• Exemplo 3: Customização de camisetas tie dye

Um outro processo que pode ser tanto físico quanto químico e que pode ser reproduzido e discutido em sala de aula é a customização de camisetas com a chamada técnica “tie dye”, que consiste em criar padrões abstratos coloridos (em tecido de algodão).

Utilizando uma camisa de algodão totalmente branca como ponto de partida, é possível fazer o “tie dye” por meio da aplicação de tintas específicas. Contudo, antes da tinta ser aplicada, é necessário que ela seja diluída. A diluição é um processo puramente físico, uma vez que envolve apenas a adição de solvente para tornar a concentração do soluto menor, sem alterá-lo quimicamente.

Porém, para fazer o “tie dye” em uma camisa de algodão totalmente preta, como ponto de partida, em vez de tintas, usamos água sanitária. Dessa forma, os padrões serão obtidos a partir do processo alvejante da água sanitária, que é puramente químico.

• Exemplo 4: Combustão de papel

A combustão é um dos principais processos químicos comumente lembrados. Nesse experimento, antes de fazer a queima do papel, é possível mencionar um processo físico também, que pode envolver cortar ou rasgar o papel em pedaços menores, assim como amassá-lo.

Ao fazer a combustão, é interessante realizá-la em cima de uma balança, de modo que o aluno consiga entender o porquê da queda da massa durante a combustão, uma vez que há formação de substâncias gasosas.

• Exemplo 5: Cocção de alimentos

O preparo de ovo e carne pode ser um exemplo interessante para demonstração de processos químicos. O ovo se apresenta na forma líquida quando quebrado. A sua cocção faz com que as suas proteínas sejam desnaturadas em função da alta temperatura, tornando-o sólido por meio da coagulação das suas partículas.

Fato semelhante ocorre na cocção da carne. A desnaturação das proteínas explica o porquê da carne encolher e enrijecer durante o processo de fritura. Também ocorre a chamada reação de Maillard nos aminoácidos e açúcares da carne, promovendo a alteração do sabor e a construção de uma camada dourada/caramelizada na sua superfície.

Fontes

DO CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.

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