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Substâncias e Misturas

 

Substâncias e Misturas - Definição

Substâncias são compostas de elementos puros ou elementos ligados quimicamente, enquanto misturas são compostas de substâncias não-ligado.

Existem diferenças significativas nas propriedades entre substâncias puras e misturas.

Em uma substância pura os átomos são normalmente fortemente ligados em conjunto para formar uma molécula de elemento ou composto e todas as "partículas" são idênticos.

Numa mistura, existem, pelo menos, duas partículas diferentes, isto é, diferentes combinações de átomos que podem ser elementos ou compostos.

Em uma mistura, existirão pelo menos dois tipos diferentes de partículas, que podem ser elementos (átomos ou moléculas maiores de dois ou mais átomos) ou compostos (moléculas de dois ou mais átomos de diferentes elementos combinados juntos).

Diferenças entre as substâncias puras e misturas:

A) É constituída por elementos em proporções fixas.
B) Os componentes podem ser facilmente separados, e.g. por filtração ou destilação.
C) O ponto de ebulição mudanças (sobe) como a substância ferve afastado em destilação.
D) É muito difícil separar os componentes da substância.
E) Os elementos ou compostos não são em proporções fixas.
F) A substância funde ou entra em ebulição a uma temperatura específica.
G) A substância derrete gradualmente durante alguns gama graus de temperatura.
H) Não há nenhuma mudança significativa de energia em sua formação.

Resumo

As substâncias puras derretem e fervem a uma temperatura fixa; a sua composição é fixa, isto é, a mesma razão atómica ou fórmula molecular; não é fácil de separar os átomos de se se trata de uma molécula de elemento ou de um composto.

Numa mistura, os pontos de fusão e de ebulição variam de acordo com as proporções dos componentes (elementos ou compostos); as proporções dos componentes não são fixas e variam; os componentes são facilmente separadas uma da outra; as propriedades da mistura são muitas vezes semelhantes aos dos próprios componentes

Misturas e separação de misturas

Chama-se mistura um sistema contendo mais de uma substância.

Ela pode ser homogênea, se apresentar uma única fase, ou heterogênea, se apresentar mais de uma fase.

Fase é a região de um sistema que apresenta aspecto visual, propriedades e composição uniformes em toda extensão.

As misturas podem ser separadas através de diferentes processos. A escolha de um ou outro processo deve levar em consideração fatores como estado físico da mistura, número de fases presentes e propriedades das substâncias que compõem a mistura.

Alguns métodos de separação de misturas são:

Decantação: utilizado para separar misturas heterogêneas entre sólidos e líquidos (água e areia) e entre líquidos (água e óleo). No primeiro caso, os componentes podem ser separados espontaneamente pela ação da gravidade; no segundo caso, utiliza-se o funil de decantação ou de bromo.

Centrifugação: método que acelera a decantação através de um forte movimento giratório.

Filtração: utilizada para separar misturas heterogêneas entre sólidos e líquidos. O sólido fica retido no papel de filtro e o líquido passa por ele. A filtração a vácuo permite realizar uma filtração em menor tempo.

Destilação: utilizada para separar misturas homogêneas entre sólido e líquido ou entre líquidos. No primeiro caso, realiza-se a destilação simples, onde o sólido permanece no balão de destilação e o líquido é recolhido em outro recipiente. No segundo caso, realiza-se a destilação fracionada, onde o líquido de menor ponto de ebulição é destilado primeiro. Quanto maior a diferença entre as temperaturas de ebulição dos líquidos, maior será a eficiência da destilação fracionada.

Fusão fracionada: utilizada na separação de misturas sólidas. Baseia-se na diferença dos pontos de fusão dos componentes da mistura.

Dissolução fracionada: utilizada na separação de sólidos. Baseia-se na diferença de solubilidade das substâncias em determinado solvente.

Misturas

Mistura é a reunião de duas ou mais substâncias, sem que haja perda de suas propriedades e sem formação de substância nova. No caso da água com sal, nem a água nem o sal perdem suas propriedades. A mistura é simplesmente água salgada, não havendo formação de nova substância. Pelo processo de destilação podemos separá-los.

As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas. A mistura é heterogênea quando diversas porções retiradas de regiões diferentes apresentam propriedades distintas entre si. É homogênea quando duversas porções retiradas de regiões diferentes apresentam propriedades iguais entre si.

Pode-se dizer também que a mistura é heterogênea quando é possível distinguir seus componentes limitados por superfícies de separação, e homogênea quando isso não é possível. Neste caso, tudo depende do modo de observação. O sangue seria homogêneo visto a olho nu, mas heterogêneo ao microscópio porque aí se distinguem os glóbulos e as plaquetas.

A cada parte homogênea de uma mistura denominamos fases. Uma mistura homogênea é sempre monofásica. por outro lado, uma mistura heterogênea pode ser bifásica, trifásica ou polifásica.

PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS

As misturas podem ser separadas ou fracionadas por vários processos:

Catação: é o processo manual de separação de partículas que compõem uma mistura de sólidos. Exs: catar os ciscos do feijão e do arroz.
Levigação:
é o processo de separação de substâncias sólidas mais leves das mais pesadas. Ex: separar a areia do ouro.
Flotação
: é a separação de uma substância sólida mais leve de outras mais pesadas, quando a mais leve fica boiando na água. Ex: separar areia de pó de serra.
Tamisação ou peneiração:
é a separação de substâncias sólidas por meio de peneiras. Ex: peneirar café.
Separação magnética:
a ação de um ímõ separa substâncias como, por exemplo, limalha de ferro do pó de serra.
Filtração:
separa sólidos de líquidos. O filtro (material poroso) pode ser de porcelana, papel, pano ou outros materiais.
Decantação:
é a separação de substâncias sólidas e líquidas através da ação do repouso. Por exemplo, quando temos barro misturado com água, se deixarmos a mistura descansar, podemos retirar a água.
Ventilação:
um forte jato de ar separa substâncias sólidas menos densas das mais densas. Ex: máquina de beneficiar arroz, onde se separa o arroz da casca.
Dissolução fracionada:
duas substâncias sólidas se separam quando um líquido dissolve uma delas.
Fusão fracionada:
a fusão separa substâncias sólidas com pontos de fusão diferentes.
Evaporação:
a parte líquida evapora-se por exposição direta ao ar, restando a parte sólida.
Destilação:
por ebulição, o líquido passa ao estado de vapor, condensa-se e separa-se da parte sólida.
Destilação fracionada:
separam dois ou mais líquidos com pontos de fusão diferentes.

SUBSTÂNCIAS PURAS OU ESPÉCIES QUÍMICAS

São as substâncias que possuem ponto de fusão, ponto de ebulição, etc., definidos e constantes. Tomando, como exemplo, a água pura (água da chuva ou água destilada), verificamos que, durante seu aquecimento, ao atingir 100grausC, ela entra em ebulição, e o nível do termômetro não se eleva enquanto não terminar a ebulição (definida); e, qualquer que seja a origem da água pura, a temperatura de ebulição será sempre 100grausC (constante). O mesmo acontece durante a solidificação (graus 0C).

Se aquecermos a água do mar (água impura, com sal-de-cozinha e outras substâncias), verificamos que ela entra em ebulição a 102grausC, e, mesmo durante a ebulição, o nível do termômetro continua a se elevar; portanto, a temperatura de ebulição da água do mar não é definida. Também não é constante, pois, o ponto de ebulição depende do maior ou menor grau de pureza.

No primeiro caso tratamos de substâncias puras ou espécies químicas, e no segundo de substâncias impuras ou misturas.

As substâncias puras dividem-se em:

a)substâncias simples ou elementos químicos:

São todas as substâncias que, mesmo submetidas à ação de energia (elétrica, térmica, luminosa, etc) não se desdobram em duas ou mais substâncias. Em outras palavras, suas moléculas são formadas por átomos do mesmo elemento químico.

Podem apresentar-se nos 3 estados físicos: ouro, prata, mercúrio, cromo, oxigênio, hidrogênio, etc. No Universo existem pouco mais de 100 elementos químicos os quais dão origem a tudo que é material.

b)substâncias compostas ou compostos químicos:

São substâncias puras que, submetidas à ação de energia, desdobram-se em dois ou mais elementos químicos. A água é um exemplo de composto, pois, submetida à ação de energia elétrica, transforma-se nos elementos químicos hidrogênio e oxigênio.

Em outras palavras, suas moléculas são formadas por átomos de dois ou mais elementos químicos: sal-de-cozinha (cloro e sódio), óxido de mercúrio (mercúrio e oxigênio).

Substância

Uma substância é uma composição de apenas um tipo de moléculas ou átomos. A substância pode ser simples ou composta. Substância simples é aquela constituído por um único tipo de constituinte. Substância composta é aquela constituída por mais de um tipo de constituinte.

Exemplo de substância composta: a água pura contendo somente H2O; o sal, contendo somente NaCl

Exemplo de substância simples: o ferro, contendo somente átomo de ferro; o oxigênio, contendo só O2.

No conceito antigo, usava-se dizer Substância pura aquela substância que não continha nenhuma impureza ou outra substância. Mas, veja como é redundante este conceito. Toda substância tem que ser pura mesmo, se não passa a ser uma mistura.

Portanto, vamos falar daqui para frente: substância ou mistura!

O que é mistura?

A mistura consiste em duas ou mais substâncias misturadas. Ela pode ser identificada visualmente, como por exemplo o granito onde se observa grãos de quartzo branco, mica preta e feldspato rosa e outros minérios. Outras misturas como a água salgada, requer outros métodos de verificação para sabermos se são substâncias ou misturas.

Um exemplo simples: pegue um copo de vidro transparente, encha-o com leite. Você verá apenas um líquido branco por completo e não conseguirá dizer se naquele líquido possui outras substâncias. Porém se você utilizar uma lupa ou um microscópio para observar uma gota daquele leite, verá algumas partículas brancas e constatará que ele é uma mistura, pois contém outras substâncias.

Substância pura

Substância pura: é um conjunto de moléculas quimicamente iguais.

Pode ser de dois tipos:

Substância pura simples: é aquela que apresenta um só elemento químico.

Ex.: O2, S8, Cl2, O3, N2, P4.

Substâncias e Misturas

Substância pura composta: é aquela formada por mais de um elemento.

Ex.: H2O, CO2, H2SO4, C12H22O11.

Substâncias e Misturas

Misturas

É a associação de duas ou mais substâncias cujas propriedades permanecem inalteradas, ou seja, é possível separar seus componentes por um método adequado de fracionamento de misturas.

As misturas classificam-se em homogêneas e heterogêneas, sendo utilizado como critério o visual ao microscópio.

Mistura homogênea: é aquela mistura que apresenta uma única fase (único aspecto).

Ex.: água + álcool, água + açúcar.

Mistura heterogênea: é aquela mistura que apresenta mais do que uma fase (mais do que um aspecto).

Ex.: água + éter, água + azeite.

Fase: é cada aspecto distinto de uma mistura.

Alotropia: fenômeno através do qual um mesmo elemento pode formar mais de uma substância pura simples diferente

Alotropia

Fenômeno através do qual um mesmo elemento pode formar mais de uma substância pura simples diferente.

Exemplos:

O2 
gás oxigênio
O3 
gás ozônio
P4
 fósforo branco
(P4)n 
 fósforo branco
C(graf)
carbono grafite
C(d)
c arbono diamante
C(f)
carbono fulereno

Fonte: www.yenka.com/br.geocities.com/www.cienciaquimica.hpg.com.br/www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br

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