Transformações da Matéria

1) Transformação ou fenômeno físico

Observe a evaporação da água:

H2O (líquido) < resfriamento ===== aquecimento > H2O (vapor)

Numa chaleira, a água evapora e parte dela se condensa, em forma de gotículas na parte interna da tampa da chaleira. Na natureza, a água evapora dos lagos, rios e oceanos, condensa-se sob a forma de nuvens e volta à Terra sob forma de chuva.

Você está percebendo que a transformação da água de líquido para vapor e vice-versa, é um fenômeno "passageiro" ou fenômeno "reversível", isto é, ele facilmente "volta atrás" - bastas cessar o aquecimento e o vapor d'água volta ao estado líquido.

Um fenômeno deste tipo é chamado de transformação ou fenômeno físico. As moléculas de água permanecem intactas, elas apenas se afastam:

Embora existam muitos fenômenos físicos como - aquecimento de um corpo, passagem da corrente elétrica por um fio, etc. - os fenômenos físicos que mais interessam à química, são as mudanças de estado físico:

É importante notar que, se nós tivermos uma substância pura, as mudanças de estado irão ocorrer em condições constantes, ou seja, bem definidas - daí serem chamadas de constantes físicas. Por exemplo, ao nível do mar, a água pura ferve a 100º C e congela a 0º C:

Outras constantes físicas, importantes para uma substância pura são: densidade ou massa específica - é o quociente da massa pelo volume da substância.

Calor específico - é a quantidade de calor necessária para aquecer 1 grama da substância de 1ºC

Solubilidade da substância num dado líquido a uma dada temperatura. e assim por diante.

Sendo específicas para uma dada substância pura, as constantes físicas nos permitem identificá-la e caracterizá-la e caracterizá-la. Façamos uma comparação:

Uma pessoa é caracterizada por sua ficha de identidade:

Ficha de identidade

Nome: Antonio da Silva
Filiação: José da Silva e Maria da Silva
Natural de: Salvador - Bahia
Nascido a: 14 de junho de 1930
Sexo: masculino
Nacionalidade: brasileira
cor: branca

Uma substância pura é caracterizada por suas constantes físicas.

Água

Líquida, incolor, inodoro, insípido
congela 0º C
ferve a 100º C, sob pressão normal
densidade = 1 g/cm³ a 4º C

2) Transformação ou fenômeno químico

Observamos, agora a queima do carvão. O fenômeno não é mais "passageiro" isto é, depois de queimado, não é possível recuperar o carvão inicial (dizemos também que o fenômeno é "irreversível"). Esta é uma transformação, fenômeno ou reação química.

As coisas se passam deste modo, porque as moléculas iniciais (reagentes) são quebradas, e seus átomos são reagrupados para formarem as novas moléculas finais (produtos da reação):

Produzimos moléculas de gás carbônico (CO2)
Consumimos moléculas de oxigênio (O2) do ar.
Consumimos átomos de carbono (C).

A reação química costuma ser representada gráfica e abreviadamente pela e equação química. Assim, por exemplo, o fenômeno acima é representado pela seguinte equação química:

O número de reações químicas conhecidas, atualmente é enorme:

A oxidação (enferrujamento) do ferro:

Fe(s) → Fe2+ + 2e- (oxidação do ferro)

A queima do álcool comum:

Inclusive a existência dos seres vivos, depende de uma série de reações químicas como, por exemplo, a síntese clorofiliana nos vegetais, a digestão dos alimentos nos animais, etc.

Agora procure notar bem as seguintes diferenças:

a) Quando aquecemos uma panela de alumínio com água, o aquecimento do alumínio é um fenômeno físico; basta retirarmos a panela do fogo, e o alumínio esfria voltando à situação inicial. Pelo contrário, aquecendo uma folha de alumínio ("papel alumínio" comprados nos supermercados) em fogo direto (cuidado), ela irá queimar - a queima do alumínio é um fenômeno químico; mesmo apagando o fogo, nós não iremos reobter o alumínio inicial.

b) Procure gravar bem - MISTURA (fenômeno físico) é uma coisa totalmente diferente de REAGIR (fenômeno químico)

Misturando-se ferro em pó com enxofre em pó, obtemos uma mistura de cor intermediária entre as cores do ferro ( cinza) e do enxofre (amarela). Aproximando um imã da mistura, ele irá atrair o ferro, o que prova que o ferro não perdeu se magnetismo.

Mistura Fe + S

Pelo contrário, juntando ferro em pó (7 gramas) e enxofre em pó (4 gramas) e aquecendo, iremos obter uma nova substância de cor preta: é o sulfeto ferroso (FeS). Agora, um imã não ira atrair nada.

Reação química Fe + S -----> FeS

Desaparecem as substâncias iniciais
Aparece uma nova substância, com características próprias

3) Matéria e Energia

Outro fato a notar, durante as transformações ou fenômenos materiais, é o consumo ou liberação de energia. 

Por exemplo:

O calor:

- é produzido na queima do carvão
- é consumido para evaporar a água

A luz:

- é produzida na combustão de uma vela
- é consumida na fotossíntese nos vegetais

A eletricidade:

- é produzido numa pilha elétrica comum
- é consumida na carga de uma bateria de automóvel.

E assim por diante.

De um modo geral, os fenômenos químicos produzem ou consomem mais energia que os fenômenos físicos. Assim, por exemplo, a queima do carvão liberta mais calor do que o vapor d'água ao se condensar (um carvão em brasa queima mais a mão do que o vapor d'água que sai pelo bico de uma chaleira com água fervendo). Isto ocorre, porque o fenômeno químico altera mais profundamente a essência da matéria, como já mencionamos no item anterior.

É interessante notar também, como uma forma de energia pode se transformar noutra. 

Por exemplo:

- Numa lâmpada, a energia elétrica se transforma em luz (energia luminosa)
- Num aquecedor, a energia elétrica se transforma em calor (energia térmica)
- Numa usina termoelétrica, contrário, o calor é transformado em energia elétrica.

E assim por diante.

Sem dúvida, a maior fonte de energia de que dispomos é o Sol. A energia da luz solar é absorvida pelos vegetais, fica "guardada" (energia química, sob forma latente ou potencial) na madeira e volta a ser liberada quando a madeira é queimada.