Química aplicada a Engenharia

Ambiental

SÓLIDOS (Capítulo 9)

Graziele Ruas - Engenheira Ambiental e Mestranda (PGTA)

9.1 OS SÓLIDOS: ALGUMAS OBSERVAÇÕES PRELIMINARES

22 de julho de 2012

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PROPRIEDADES GERAIS DOS SÓLIDOS

• Considera-se que o volume e forma dos sólidos são independentes da temperatura e pressão. (A pressão altera muito pouco o seu volume e o coeficiente de expansão de um sólido é muito pequeno quando comparado ao de um gás); Observação: para que o volume de um sólidos caia pela metade é necessária uma pressão na escala de 10^6 – um milhão de vezes uma pressão possível de ser obtida em laboratório.

• Substâncias rígidas, as suas partículas estão fortemente ligadas e muito próximas.

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DEFINIÇÃO

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• Definição tradicional: Sólido é uma substancia que mantém um volume e uma forma fixa (engloba sólidos amorfos e sólidos verdadeiros);

• Definição moderna: Sólido é uma substancia que apresenta suas partículas constituintes dispostas num arranjo interno regularmente ordenado;

A segunda definição exclui a classe de substancias chamadas sólidos amorfos.Sólido amorfo tem volume e forma fixa, mas não apresenta faces cristalinas e sua estrutura interna é irregular.

É obtido resfriando-se um líquido bem abaixo do seu ponto de congelamento (super-resfriamento), tornando-o duro e rígido.

Exemplo de Sólido Amorfo: VIDRO!

Um sólido verdadeiro é também chamados de sólido cristalino.

CRISTAIS

• Cristais perfeitos e grandes são formados lenta e uniformemente;

• Quando não tem-se condições uniformes os cristais crescem irregularmente;

• Impurezas podem conduzir a formação de estruturas diferentes.

9.2 DIFRAÇÃO DE RAIO X

MECANISMO DA DIFRAÇÃO

• Os raios x são difratados por um cristal porque os elétrons dos seus átomos absorvem a radiação e reemitem radiação em todas as direções, as ondas emitidas cancelam-se ou reforçam-se;

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DIFRAÇÃO DE RAIO X

• Qualquer radiação eletromagnética pode ser desviada (sofrer difração) por uma série de objetos (átomos, linhas, etc);

• O comprimento de onde do Raio X é muito curto, mas as distancias entre os átomos num cristal são tão pequenas que este serve de rede de difração para raios x;

• Usa-se o ângulo de difração dos raios x para calcular o espaço interatômico num cristal => deduzindo-se a estrutura cristalina;

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APLICAÇÕES DA DIFRAÇÃO DE RAIO X

• Morfologia do material;

• Fração Cristalina;

• Identificação de Cristais poliméricos;

• Grau de Cristalinidade;

• Polímeros;

• Macromoléculas em solução (forma e tamanho);

• Método de Diagrama de Pó.

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EQUAÇÃO DE BRAGG

• A difração dos raios x ocorrem como se eles fossem repelidos pelas camadas de átomos de um cristal, assim como a luz é refletida por um espelho plano;

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EXEMPLO 9.1

9.3 O RETÍCULO CRISTALINO

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RETÍCULO CRISTALINO

• Retículo Cristalino é o arranjo tridimensional dos átomos de um sólido;

• Retículo Espacial é o arranjo geometricamente regular de pontos no espaço.

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Retículo Cristalino e Retículo Espacial do NaCl.

CELA UNITÁRIA

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• É uma pequena fração do reticulo que pode ser usada para gerar ou construir o retículo inteiro (tridimensional);

• A rede é um arranjo regular, repetitivo, num plano (bidimensional);

9.4 EMPACOTAMENTO DENSO

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EMPACOTAMENTO DENSO

• Ocorre quando a eficiência do empacotamento é máxima;

• Essa eficiência mede a capacidade com que as esferas preenchem quando estão aglomeradas numa dada estrutura;

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APLICAÇÕES

• Produção de concretos com maior resistência mecânica => através da adição de superplastificantes e adições minerais que promovem o empacotamento denso;

• Diferentes tipos de argilas produzem diferentes solos, com maiores ou menores fertilidades e necessidades de correção.

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OBRIGADA!