Mistura e substâncias puras

Um conjunto de átomos com as mesmas propriedades químicas constitui um elemento químico, as substâncias. Essas, por sua vez, se caracterizam por uma porção desses átomos. Substância pura é aquela formada exclusivamente por partículas (moléculas ou átomos) quimicamente iguais.

As substâncias puras podem ser simples ou compostas como, por exemplo, o gás nitrogênio (N₂), que é uma substância pura simples, pois é formado apenas pelo elemento N. Já a água é uma substância pura composta, pois contém dois elementos em suas moléculas (H₂ + O).

Outros exemplos: o gás ozônio é formado por 3 átomos de oxigênio (O₃), portanto é uma substância pura simples. Como também o gás hélio, cujas moléculas contêm um único átomo de He.

É muito difícil encontrar substâncias puras livres na natureza. Em geral, elas são produzidas em laboratório, por processos de fracionamento de misturas ou métodos de purificação.


Misturas são formadas por duas ou mais substâncias e se classificam em homogênea ou heterogênea, dependendo da natureza de seus constituintes, uma vez que toda mistura homogênea é uma solução.



Tipos de misturas

Mistura homogênea – é aquela que apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte da sua extensão, apresenta apenas uma fase, é portanto, monofásica.

Exemplo: água + álcool;  O ar que respiramos é uma mistura homogênea de vários componentes, entre eles nitrogênio e oxigênio

Mistura heterogênea – é aquela que não apresenta as mesmas propriedades em todas as partes de sua extensão. Apresentam duas ou mais fases, podendo ser: bifásica, trifásica ou polifásica.

Exemplo: água + óleo, bifásica;

                      Água + Óleo
Processos de separação de misturas

Separação de misturas homogêneas

Evaporação: separa líquido do sólido. Quando exposta ao ar e sob temperatura ambiente, a parte líquida da mistura evapora-se, enquanto a parte sólida fica depositada.

Destilação: líquido do sólido.
A mistura é aquecida em um balão A até a ebulição, o componente líquido despende-se do sistema na forma de vapor, este passando pelas paredes frias do condensador volta ao estado líquido e vai gotejar em um balão B. Assim a parte sólida fica retida no balão A enquanto a líquida vai para o B.

Destilação fracionada: vários líquidos cujos pontos de ebulição sejam diferentes. O aparelho é o mesmo da destilação simples, contendo apenas um termômetro a mais. A mistura é aquecida e os líquidos vão destilando na ordem crescente de seus pontos de ebulição.

Solidificação fracionada: baseia-se no ponto de solidificação das substâncias, quando as duas estão dissolvidas num mesmo líquido.

Fusão fracionada: usada para separar substâncias contidas numa mistura sólida, baseia-se no de que o ponto de fusão é uma temperatura característica de cada sólido.

Sublimação: aplica-se a substâncias que passam diretamente do estado sólido para o estado de vapor. Recolhe-se os seus vapores e depois os mesmos são sublimados, separando-se do restante da mistura.

Liquefação e vaporização fracionada: misturas constituídas por vários gases. Em aparelhagem especial a solução gasosa é continuamente resfriada e à medida que os pontos de liquefação dos componentes vão sendo atingidos os mesmos vão passando ao estado líquido. A seguir são submetidos à evaporação fracionada, separando-se dessa maneira os vários gases.



Filtração do café
O nome dado á substância que passou pelo filtro é “filtrado”. O filtro é feito de fibras interlaçadas, formando uma peneira microscópica.


Num aspirador de pó, o filtro é utilizado para separar as partículas sólidas (poeira) do ar.

Separação de misturas heterogêneas

Catação: A catação é o tipo de separação de misturas do tipo “sólido-sólido” , onde as substâncias são separadas manualmente, com uma pinça, colher, ou outro objeto auxiliador. É utilizada na separação de grãos bons e ruins de feijão, por exemplo, e também na separação dos diferentes tipos de materiais que compõem o lixo: vidro, metais, borracha, papel, plásticos, etc, para serem destinados à reciclagem.



Catação em um centro de reciclagem

Ventilação: separa os sólidos. Consiste na separação de uma das fases submetendo a mistura a uma corrente de ar; só pode se usada quando uma das fases é muito leve em relação a outra, ou seja possuem densidades diferentes.

Levigação: é um processo de separação de misturas heterogêneas de sólidos, com outras palavras, quando se tem dois sólidos de diferentes densidades onde se quer separar um do outro utilizasse a levigação.

Pega-se a mistura dos sólidos colocam-nos em um recipiente e utilizasse água corrente, onde o menos denso será carregado pela água corrente e o mais denso ficará retido no fundo do recipiente.

Este processo é utilizado nos garimpos onde o garimpeiro com uma peneira procura o ouro  no fundo dos rios. O ouro fica misturado com a terra ou areia, e com a ajuda da água corrente, geralmente rios, a terra (menos denso) vai embora com a água e o ouro fica retido na peneira (mais denso).

A separação magnética é utilizada para separar misturas heterogêneas, onde um dos componentes da mistura é atraído por um ímã ou um eletroímã.

Flotação: substâncias sólidas de densidades diferentes. Coloca-se um líquido de densidade intermediária na mistura. Isso faz com que o líquido separe as substâncias: a de menor densidade fica na superfície do líquido e a de maior densidade abaixo.

Peneiração ou tamisação: pode ser usado quando as fases do sistema se reduzem a grãos de diferentes tamanhos quando o sistema é triturado; por meio de uma série de peneiras cujas malhas são gradativamente menores pode-se separar os componentes.


Sifonação: Um canudo é colocado de forma que fique uma ponta em um recipiente vazio, e a outra, no meio da substância mais leve no outro recipiente, como mostrado na figura abaixo:







Mistura e combinação

Se misturarmos duas substâncias, pode ou não ocorrer uma reação química. Se não ocorrer uma reação química, as substâncias misturadas podem ser separadas por um processo físico, como catação, filtração, separação magnética, dissolução, pois, como são as mesmas substâncias, elas mantém suas propriedades originais.

Se ocorrer uma reação química, formar-se-á uma (ou mais) nova substância e, conseqüentemente, as substâncias iniciais não poderão mais ser separadas por nenhum processo físico.

Com dois tipos de substâncias diferentes, podemos formar uma mistura ou combinação. Como? É fácil, seguindo o procedimento abaixo:

1. Misturar 2,5 g de ferro com 1,5 g de enxofre em um almofariz.

2. A amostra (4 g de ferro e enxofre) deve ser dividida em duas partes iguais.

3. Colocar uma das partes sobre um vidro de relógio e passar um ímã sobre a amostra a uma altura de 1 cm aproximadamente. Observe: A amostra é uma mistura pois, os componentes podem ser separados por processos físicos.

4. Adicionar 5 ml de ácido sulfúrico (solução a 10%) em um tubo de ensaio.

5. Juntar a outra parte da amostra (anteriormente dividida) e adicionar ao tubo de ensaio. Observe: A amostra reage com o meio liberando gases e formando uma combinação, visto que as substâncias iniciais não podem ser separados por nenhum processo físico.

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