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Unidade Temática A | Materiais, resíduos e gestão de riscos

O tema Materiais, resíduos e gestão de riscos justifica-se pela sua pertinência face à diversidade de materiais, às formas como são utilizados, armazenados, transportados e eliminados. A classificação de materiais baseiase em critérios tão diversos como o estado físico ou o tipo de perigosidade. Uma adequada gestão de resíduos pressupõe conhecimentos sobre diversas características de elementos químicos, técnicas de separação de substâncias e purificação, bem como de reações químicas, em particular reações de combustão. Todos estes assuntos serão abordados na presente Unidade Temática.

Subtema A.1 – Classificação dos Materiais Subtema A.2 – Tabela Periódica dos Elementos Químicos Subtema A.3 – Técnicas de Separação e Purificação Subtema A.4 – Reações Químicas

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1 Classificação dos materiais É no âmbito de Química que se faz o estudo dos materiais e das transformações que estes podem experimentar. O termo material remete–nos, numa primeira análise, para tudo aquilo que constitui os objetos que nos rodeiam e com que lidamos na vida quotidiana, mas estende se muito para além destes. Inclui, por exemplo, gases, poeiras e vapores provenientes de uma chama, da explosão de um foguete, outros componentes da atmosfera terrestre ou de outros planetas, ou constituintes das estrelas…

Tendo em conta esta diversidade de proveniências, as características e aplicações dos materiais, a primeira necessidade para desenvolver e estruturar o conhecimento sobre eles, será classificá-los. E quais os critérios selecionados para tal classificação? De entre muitos possíveis escolheram-se três critérios baseados em: - Estado físico pelas suas implicações práticas, nomeadamente no que respeita ao transporte, armazenamento e manuseamento; - Conceitos de mistura e substância, este central em química e, como tal, utilizado para desenvolver outros conceitos; - Perigosidade por ser particularmente importante em termos tecnológicos e sócio-ambientais e pelas suas implicações para a segurança dos cidadãos, individual e coletiva, e para proteção ambiental.

Alguns termos têm significados específicos em contextos de química. É o caso do termo substância que em Química tem um significado diferente dos atribuídos quando é utilizado em linguagem comum. Ser ou não ser puro, tem significados diferentes, em contextos diferentes. Importa, pois, iniciar aqui a familiarização com a terminologia própria de química e com o rigor dos seus significados, visando um alargamento progressivo à medida que se progride no programa de estudos.

Conhecidas as substâncias como parte integrante dos materiais, é necessário identificá-las através dos nomes e das representações que se traduzem pelas fórmulas químicas. É necessário reconhecer nomes e fórmulas químicas em locais de informação diversificados, como rótulos de embalagens de alimentos, de medicamentos, produtos de higiene pessoal e doméstica, em etiquetas de objetos utilizados no dia a dia,…

Mas nem todos os materiais são pacíficos na sua utilização, armazenamento e manuseamento e disso há que tomar consciência plena, pelos perigos que daí advêm. Perigos para as pessoas, com destaque para as crianças e perigos para o ambiente. É, portanto, fundamental conhecer a simbologia de perigosidade, as medidas gerais e pessoais de proteção para gerir os riscos e a necessidade de uma correta gestão de resíduos. Finalmente, pretende-se o reconhecimento de que todos estes procedimentos são uma mais valia para a melhoria da qualidade de vida e da sustentabilidade no planeta que pretendemos que continue azul. Unidade temática A | Materiais, resíduos e gestão de riscos - 3 -


1.1 Classificação de materiais pelo estado físico. Uma das classificações mais comuns identifica o estado físico do material: sólido, líquido ou gasoso. O estado físico é um fator a ter em conta no transporte de mercadorias. Veja-se, por exemplo, o caso dos combustíveis. Petróleo: encontra-se no estado líquido; - O transporte faz-se em navios petroleiros, camiões-cisterna, ou por oleodutos, sendo vulnerável a derrames e, consequentemente, a graves acidentes ambientais, como as marés negras. Carvão: encontra no estado sólido; - É transportado em vagões ou camiões. Os derrames são muito limitados, mas a carga e descarga lança na atmosfera poeiras que são poluentes.

Figura 1 - Armazenamento e transporte de gás

Gases combustíveis: o propano e o butano, ocupam um grande volume nas condições normais de pressão, por isso, liquefazem-se, sob pressão, e só então se transportam. - O transporte faz-se por gasodutos, em depósitos ou em garrafas (botijas). Em caso de fuga, o gás espalha-se facilmente, havendo perigo de explosão.

Sobrevivência e qualidade de vida Gás: conforto com segurança O gás de garrafa é um combustível cada vez mais usado em nossas casas. Estas são algumas regras de segurança. • Nunca montar esquentadores em casas de banho. A combustão de gás na presença de vapor de água origina monóxido de carbono, um gás que pode provocar a morte em alguns minutos. • Nunca deitar garrafas com gás. O gás em garrafa está no estado líquido, sob pressão. Sobre esse líquido existe gás acumulado na parte superior, cuja saída se faz pelo redutor. • Em caso de fuga de gás, não acender chamas nem ligar interruptores. Como tem forma e volume variável, o gás espalha-se facilmente, atingindo pontos de ignição. • Nunca movimentar a garrafa sem fechar a válvula de segurança do redutor. O gás espalhase facilmente e qualquer corte no tubo de borracha pode provocar uma fuga perigosa.

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1.1.1 Constituição da matéria. Os materiais são constituídos por entidades pequeníssimas, que podem ser moléculas, átomos ou iões. Para simplificar, vamo-nos referir a materiais constituídos por moléculas.

A tabela e figuras seguintes apresentam características que se podem observar em sólidos, gases e líquidos e indicam como se caracterizam ao nível sub-microscópico.

Características Ao nível sub-microscópico

Observáveis

Estado sólido

- As forças de coesão são elevadas. - As moléculas estão próximas umas das outras, com pouco espaço entre si. - As moléculas têm mobilidade reduzida mantendo as suas posições relativas, formando uma estrutura ordenada.

Os materiais: - Não formam gotas - Têm volume constante e forma constante, mas quando estão em pó a forma pode ser variável. - São incompressíveis

Estado líquido

- As forças de coesão são moderadas. - As moléculas estão próximas umas das outras, com pouco espaço entre si, - As moléculas apresentam mobilidade apreciável podendo mover-se umas em relação às outras.

Os materiais: - Formam gotas - Têm volume constante e forma variável - São incompressíveis.

Estado gasoso

- As forças de coesão são muito fracas. - As moléculas estão muito afastadas umas das outras. - As moléculas apresentam mobilidade elevada podendo mover-se livremente.

Os materiais - Têm forma variável e volume variável. - Comprimem-se facilmente

Tabela 1 - Características de materiais nos estados sólido, líquido e gasoso.

Tabela 1 - Características de materiais nos estados sólido, líquido e gasoso.

O mesmo material pode existir em estados físicos diferentes, o que depende da temperatura e da pressão a que se encontra, e pode sofrer mudanças de estado físico. Unidade temática A | Materiais, resíduos e gestão de riscos - 5 -


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