O que é química física?
Se olharmos ao nosso redor, reações químicas estão ocorrendo em todos os lugares. Quando riscamos um fósforo para acender nossas grades, ocorre uma reação química. Se misturarmos leite com fermento em nossa receita favorita, ocorre uma reação.
Por que algumas reações criam calor? Como é que certas reações ocorrem rapidamente enquanto outras se movem muito lentamente? Todas essas questões e outras podem ser resolvidas no campo da físico-química.
A físico-química combina os princípios da física e da química para estudar as características físicas, ou propriedades, das moléculas. Ao compreender essas propriedades, você aprende mais sobre a maneira como as moléculas são reunidas, bem como como a estrutura real de um produto químico é afetada por essas propriedades. Como colocamos as moléculas juntas? Bem, eles podem ser feitos, ou sintetizados , por uma reação química.
No campo da físico-química, podemos investigar como as moléculas ou átomos se combinam para formar moléculas específicas. Também podemos aprender sobre as diferentes propriedades da matéria, como por que um composto queima ou sobre sua capacidade de se converter de uma substância líquida em sólida. Sem dúvida, este campo é muito importante no mundo da ciência, especialmente porque abre caminho para a descoberta de novas teorias.
As teorias são explicações propostas sobre o que pode estar ocorrendo em nosso mundo usando métodos científicos. Por exemplo, uma teoria pode tentar explicar por que certos átomos em uma molécula se comportam de determinada maneira. Além desse propósito principal, a físico-química oferece muitos ramos dentro do campo que têm seus próprios propósitos exclusivos. Vamos repassar alguns:
- Eletroquímica é um ramo da físico-química que pergunta como átomos, elétrons e íons se misturam em uma corrente elétrica.
- A fotoquímica pergunta o que acontece quando você usa luz em uma reação química?
- A termoquímica pergunta por que essa reação química produziu calor?
- A espectroscopia pergunta o que acontece com a matéria que emite radiação?
- A cinética química pergunta a velocidade de uma reação química.
Um dia na vida de um físico-químico
Você está interessado em aprender sobre as várias maneiras como um material pode ser usado? Você já se perguntou por que um átomo exibe um determinado conjunto de propriedades físicas? Essas são apenas algumas das muitas questões e mistérios que um físico-químico pode ser solicitado a resolver. Como físico-químico, você pode ser solicitado a explorar maneiras mais ecologicamente corretas de fabricar petróleo usando nanotecnologia ou pode investigar as diferentes regras necessárias para testar as propriedades químicas do arsênico, incluindo sua cor e brilho.
Os físicos-químicos prevêem uma reação química, testam essa reação e desenvolvem teorias sólidas. Com tanto trabalho envolvido, os físicos químicos lidam com muitos dados. Sua carga de trabalho pode variar de 100 pontos de dados a 1 milhão de pontos de dados – e talvez até mais. Eles também funcionam com equipamentos muito complexos e de última geração, como espectrômetros de massa e microscópios eletrônicos.
Exemplos de físico-química
Conforme discutimos, a físico-química se concentra na compreensão das propriedades de um material. Essas características variam do ponto de fusão e do ponto de ebulição de uma substância até sua cor, odor e dureza, e os materiais podem incluir qualquer tipo de matéria que você possa imaginar. Vejamos dois exemplos diferentes de matéria que os físico-químicos podem estudar e eles ajudarão a ilustrar como a físico-química pode ser útil para nossa vida cotidiana.
O primeiro trata da energia solar. Um grande benefício do nosso sol é a luz solar que ele fornece. Com a nanotecnologia, fomos capazes de capturar e usar a energia da luz do sol. Uma maneira de estudar a energia da luz do nosso sol é por meio de um método chamado espectroscopia. Os físicos químicos geralmente usam essa técnica científica que mede e analisa a luz que está sendo absorvida, espalhada ou emitida.
Um segundo exemplo de físico-química lida com nanopartículas. Uma nanopartícula é uma partícula minúscula e ultrapequena que pode ser encontrada em uma ampla gama de produtos. Por exemplo, os protetores solares modernos ficam claros graças às nanopartículas de óxido de zinco, em comparação com os filtros solares tradicionais que apareciam como um revestimento branco devido à presença de partículas maiores de óxido de zinco.
Na físico-química, podemos usar vários métodos para estudar as propriedades físicas de tais partículas. Esse conhecimento pode ser bastante útil ao projetar diferentes materiais com nanopartículas, seja algo tão simples como filtro solar ou tão complexo como quimioterapia baseada em nanotecnologia para impedir a propagação do câncer.
Resumo da lição
A físico-química é um campo que mistura física e química para estudar as propriedades físicas das moléculas. O trabalho de um físico-químico é bastante diversificado e o objetivo principal é desenvolver e testar teorias. Nesse campo, o trabalho de pesquisa ajuda a explicar por que as reações químicas ocorrem da maneira que acontecem e, muitas vezes, para projetar e melhorar materiais que usamos todos os dias.