SUBSTÂNCIAS E MISTURAS

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1 SUBSTÂNCIAS E MISTURAS 1. ELEMENTO QUÍMICO É um conjunto de átomos de mesmo número atômico(z) H H H SUBSTÂNCIA Z Todo material formado por um tipo apenas de componente (molécula ou aglomerado iônico). Mistura Homogênea (Solução) Apresenta a mesma densidade, propriedades e aspecto visual em qualquer parte analisada (uma só fase). Água + álcool. Mistura Toda mistura formada por mais de uma fase, apresentando superfície de separação, não apresentando as mesmas propriedades em qualquer parte a- nalisada. Água + óleo. Gás + Gás = Mistura homogênea miscíveis = mistura homogênea. Líquido + Líquido imiscíveis = mistura hererogênea. N 2 Substância Simples H 2O Substância Composta Sobre as fases, mistura entre: n gases = 1 fase 4. MUDANÇA DE ESTADO sublimação Substância simples Toda substância formada por um único e- lemento químico; Não pode ser decomposta em substâncias mais simples. Exemplos: H 2, O 2, P 4, Ne, etc. Substância composta Toda substância formada por mais de um elemento químico; Pode ser decomposta produzindo duas ou mais substâncias simples. H 3 PO 4, H 2 O, H 2 SO 4, etc. 3. MISTURA Mistura é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas sendo denominada componente. água+ gasolina; Sal + açúcar. fusão vaporização sólido liquido gasoso 5. ALOTROPIA solificação sublimação condensação A partir de um elemento químico, formam-se duas substâncias simples diferentes, chamadas formas alotrópicas, podendo as mesmas se diferenciar na atomicidade (O 2 e O 3 ) ou no retículo cristalino (Cn (grafite) e Cn (diamante)). 6. PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE MISTU- RAS Análise Imediata: Conjunto de processos utilizados na separação dos componentes de uma mistura. Separação de Misturas s (Mais de uma Fase): Flotação Filtração Dissolução fracionada Decantação Editora Exato 13

2 Flotação Separação de uma mistura do tipo sólido + sólido, mediante a adição de um líquido de densidade intermediária aos dois componentes da mistura. Mistura de areia e serragem na adição de água tem-se serragem água areia Filtração Consiste na separação de uma mistura do tipo sólido + líquido ou sólido + gás, através de uma superfície porosa denominada filtro. A filtração também é utilizada para separar um sólido de um gás. Por exemplo: aspirador de pó e o filtro de ar de motores. Repouso Água barrenta Água Barro Líquido + Líquido Imiscível A separação é feita mediante a utilização de um funil de decantação, também conhecido como funil de Bromo ou, ainda, funil de separação. Num sistema constituído por água e óleo, por exemplo, a água, por ser mais densa, localiza-se na parte inferior do funil e é escoada ao se abrir a torneira de modo controlado. Óleo Água Bastão Sólido Béquer Solução filtrada Funil Mistura de sólido e líquido Suporte Separação de Mistura Homogênea (Solução Uma Só Fase) Esta separação será feita por meio de um equipamento denominado aparelho de destilação. Resíduo (sólido) Fase líq.: pode ser constituída por mais de um componente Dissolução Fracionada Consiste na separação de uma mistura do tipo sólido+sólido, por meio da adição de um líquido que solubilize um dos componentes da mistura. Por filtração, separa-se o componente não dissolvido. E por evaporação, separa-se do líquido o componente dissolvido. Decantação Consiste na separação de uma mistura do tipo sólido + líquido, ou líquido + líquido imiscível. Sólido + Líquido A fase sólida, por ser mais densa, sedimentase, ou seja, deposita-se. Destilação Simples e Fracionada Destilação Simples Consiste na separação de uma mistura homogênea do tipo sólido + líquido, por meio do uso de um aparelho de destilação. H O 2 H O 2 A mistura é aquecida e os vapores produzidos no balão de destilação passam pelo condensador, on- Editora Exato 14

3 de são resfriados pelo fluxo de água corrente, condensam-se e são recolhidos. A parte sólida da mistura, por não ser volátil, não evapora junto com a parte líquida, permanecendo no balão de destilação. Destilação Fracionada Consiste na separação de uma mistura homogênea do tipo líquido + líquido utilizando uma coluna de facionamento. Neste caso, faz-se o aquecimento da mistura, sendo seus componentes separados à medida que cada um de seus pontos de ebulição seja atingido. Resumindo as técnicas mais comuns, teremos: Tipo de mistura Homogênea Homogênea Homogênea Natureza Técnica mais comum Exemplo Sólido-líquido Sólido-gás Líquido-líquido Sólido-sólido Sólido-líquido Líquido-líquido Gás-gás Filtração Filtração Funil de bromo Dissolução fracionada Destilação simples Destilação fracionada Liquefação e destilação fracionada ESTUDO DIRIGIDO Água-areia Ar-poeira Óleo-água Sal-areia Água-sal Petróleo Componentes ar atmosférico 1 A substância cloreto de amônio, um sólido branco, é empregada desde a Antiguidade como adubo para vegetais. Os egípcios, por exemplo, obtinham-na a partir do esterco do camelo. Muitos dos fertilizantes atualmente produzidos em indústrias químicas contêm essa substância em sua composição. Sabe-se que: O cloreto de amônio sofre decomposição produzindo gases amônia e cloreto de hidrogênio. Por decomposição, a amônia origina os gases nitrogênio e hidrogênio, e o cloreto de hidrogênio origina os gases cloro e hidrogênio. Os gases nitrogênio, hidrogênio e cloro não sofrem decomposição. a) Quantas substâncias químicas diferentes são mencionadas nas três afirmações acima? b) Quais delas são substâncias simples e quais são compostas? Deixe claro o critério que você empregou para responder. 2 Considere a mistura de areia fina, sal e limalha de ferro. Como você faria para separar as substâncias desta mistura? Descreva a seqüência de etapas do processo de separação e as operações de separação. do 3 A figura abaixo mostra o esquema de um processo usado para a obtenção de água potável a partir de água salobra (que contém alta concentração de sais). Este aparelho improvisado é usado em regiões desérticas da Austrália. a) Que mudanças de fase ocorrem com a água, dentro do aparelho? b) Onde, dentro do aparelho, ocorrem estas mudanças? c) Qual destas mudanças absorve energia e de onde esta energia provém? EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 1 Quais os processos mais adequados para separar os componentes das mistura abaixo? a) Água e sal. b) Água e azeite. c) Álcool e areia. d) Água e álcool. Resolução: a) Como se trata de uma mistura homogênea entre um sólido e um líquido, o processo recomendado seria destilação simples. b) Como se trata de uma mistura heterogênea entre dois líquidos imiscíveis, o processo recomendado seria decantação. c) Como se trata de uma mistura heterogênea entre um sólido e um líquido, o processo recomendado seria filtração. d) Como se trata de uma mistura homogênea entre dois líquidos, o processo recomendado seria destilação fracionada. 2 Qual a fase de agregação (sólida, líquida ou gasosa) das substâncias da tabela a seguir, quando elas se encontram no Deserto da Arábia, à temperatura de 50ºC (pressão de 1 atm)? SUBSTÂNCIA PONTO DE FUSÃO PONTO DE E- BULIÇÃO Clorofórmio Editora Exato 15

4 Éter etílico Etanol Fenol Pentano Dados da tabela tomados sob pressão de 1 atm. Resolução: Clorofórmio Líquido Éter etílico Gasoso Etanol Líquido Fenol Líquido Pentano Gasoso EXERCÍCIOS 1 Classifique as misturas, quando possível, de a- cordo com as alternativas: Alternativas (1) mistura homogênea gasosa. (2) mistura homogênea líquido e sólido. (3) mistura homogênea sólido. (4) mistura heterogênea sólido e gás. (5) mistura heterogênea sólido e líquido. Misturas ( )leite (depois de coalhado, 3 dias fora da geladeira). ( ) gás de botijão. ( ) água do mar filtrada. ( ) ar atmosférico. ( ) ar atmosférico filtrado. 2 (UnB) Os diagramas representam modelos de substâncias simples, compostos e/ou misturas. As esferas claras, escuras, listradas etc ou de tamanhos variados representam átomos diferentes. Esferas em contato representam átomos ligados quimicamente. a b c d Julgue os itens seguintes. 1 A figura a mostra uma mistura de substâncias simples. 2 A figura b pode representar uma amostra de monóxido de carbono. 3 A figura c representa uma amostra de substância composta. 4 A figura d pode representar uma amostra de cloreto de hidrogênio. 5 A substância representada em b deve estar no estado sólido. 3 Julgue os itens a seguir, colocando V para os i- tens verdadeiros e F para os itens falsos. 1 Fusão é a passagem da fase líquida para a fase sólida. 2 Ebulição é a passagem lenta da fase líquida para a fase gasosa. 3 Condensação é a passagem da fase gasosa para a fase líquida. 4 O gás de cozinha, dentro do botijão cheio, é líquido. 4 Julgue os itens abaixo: 1 As substâncias são representadas por fórmulas. 2 As moléculas são constituídas por átomos. 3 Os átomos são constituídos por elementos. 4 A água de fórmula H 2 O possui apenas dois á- tomos. 5 As substâncias simples são formadas por átomos da mesma espécie. 6 O álcool etílico (C 2 H 5 OH) é uma substância composta. 5 (UnB) Examine as fórmulas apresentadas a seguir e julgue os itens abaixo: P 4, S 8, Br 2, CaBr 2, Zn, He 1 O número de substâncias simples representadas é dois. 2 O número de substâncias compostas representadas é quatro. 3 O número de substâncias poliatômicas é um. 4 CaBr 2 é uma mistura das substâncias Ca e Br 2. 5 A fórmula S 8 indica que oito átomos estão ligados, formando uma única molécula. 6 (UnB) Analise as afirmações abaixo e julgue os itens. 1 As misturas não podem ser desdobradas por processos físicos. 2 Durante uma mudança de estado, as substâncias puras apresentam temperatura constante. 3 Mistura azeotrópica tem temperatura de fusão constante. 4 Mistura eutética tem temperatura de ebulição constante. 5 0 sistema areia + sal + açúcar + água + gasolina, apresenta 3 fases. Editora Exato 16

5 6 A separação dos componentes de uma mistura binária homogênea fornece sempre duas substâncias puras. 7 (PUC-MT) Um sistema apresenta duas fases: uma sólida e uma líquida, que podem ser separadas por filtração. A fase líquida contém duas substâncias que foram separadas por destilação. 0 sistema inicial pode ser formado por: a) água, sal de cozinha e carvão. b) água, óleo e sal de cozinha. c) água, areia e carvão. d) água, gasolina e areia. e) água, gasolina e óleo. 8 (UnB) Sobre separação de misturas homogêneas e heterogêneas, julgue os itens a seguir: 1 Para a separação das misturas de água/álcool e areia/água, usa-se, respectivamente, filtração e destilação. 2 Uma boa opção para separar água, óleo e areia seria decantar e filtrar a mistura. 3 Um recipiente contendo água líquida, vapor d água e 3 cubos de gelo é um exemplo de mistura trifásica. 4 0 funil de decantação pode ser usado para separar uma solução saturada de água e sal, com corpo de fundo, de forma a recuperar os dois integralmente e puros. 5 A destilação é um dos processos capaz de transformar a água do mar em água potável. 11 Associe as misturas com os processos mais práticos para fracioná-las: Processos l. liquefação fracionada 2. centrifugação 3. decantação 4. sublimação 5. separação magnética 6. peneiração 7. dissolução fracionada 8. ventilação Misturas ( ) serragem e areia ( ) açúcar e areia ( ) cascalho e areia ( ) limalha de ferro e enxofre ( ) naftalina em pó e sal ( ) água barrenta ( ) sangue ( ) ar atmosférico 12 Julgue os itens a seguir: 1 Um sistema contendo água e um pouco de sal forma uma mistura homogênea. 2 Um sistema constituído por três pedaços de ouro puro é monofásico. 3 Água e álcool formam misturas homogêneas em quaisquer proporções. 4 Uma solução é sempre um sistema monofásico. 5 Um sistema polifásico é sempre uma mistura. 9 (FUVEST) A melhor maneira de separar os três componentes de uma mistura de areia com solução aquosa de sal é: a) filtrar e destilar. b) levigação e filtrar. c) decantar e filtrar. d) filtrar e decantar. e) destilar e decantar. 10 Temos um sistema formado de pedaços de vidro, água líquida, sal em excesso, vapor d água e gelo. Sua classificação quanto ao tipo de sistema, número de fases e de componentes é: a) sistema heterogêneo, 4 fases e 3 componentes. b) sistema homogêneo, 4 fases e 3 componentes. c) sistema heterogêneo, 5 fases e 3 componentes. d) sistema homogêneo, 1 fase e 3 componentes. e) sistema heterogêneo, 5 fases e 5 componentes. Estudo Dirigido 1 2 GABARITO a) Seis substâncias. b) Substâncias Simples: Gases Nitrogênio, Hidrogênio e Oxigênio. Substâncias Compostas: Cloreto de Amônio, Amônia e Cloreto de hidrogênio. O critério avaliado foi o de que substâncias simples não sofrem reação de decomposição e substâncias compostas, sim. Primeira etapa: Usaria um ímã (Separação magnética). Segunda etapa: Adicionaria água, desta forma o sal dissolveria e a areia, não. Terceira etapa: Realizar uma filtração para separar a água salgada da areia. Editora Exato 17

6 Quarta etapa: Realizar uma destilação simples para separar a água do sal. 3 a) Evaporação e Condensação. b) Na água salobra e no plástico transparente. c) A evaporação absorve energia e ela provém do sol. Exercícios 1 5, 1, 2, 4, 1 2 C, E, C, E, E 3 E, E, C, C 4 C, C, E, E, C, C 5 E, E, E, E, C 6 E, C, E, E, E, C 7 A 8 E, E, E, E, C 9 A 10 C 11 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 12 C, C, C, C, C QUÍMICA Editora Exato 18

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