Sistemas, Substâncias puras e Misturas Separação de Misturas

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA BAIANO Campus Valença Sistemas, Substâncias puras e Misturas Separação de Misturas Professor: José Tiago Pereira Barbosa 1

2 Sistemas Para facilitar a análise dos materiais, os cientistas delimitam uma porção do universo que será o foco da análise e recebe o nome de sistema. 2

3 Sistema Homogêneo Apresenta aspecto uniforme e as mesmas características em toda sua extensão. Esse sistema é monofásico (constituído por uma única fase). 3

4 Sistema Heterogêneo Apresenta diferentes aspectos e diferentes características em toda sua extensão. Esse sistema é formado por duas fases (bifásico), por três (trifásico) ou mais (polifásico). 4

5 Substâncias puras Substância: material formado por moléculas quimicamente iguais. Substância pura: apresenta as seguintes características: Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si. Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc. A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.). 5

6 Substâncias puras Substância pura: apresenta as seguintes características: Pode ser representada por uma fórmula porque tem composição fixa. Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substância pura composta. As substancias puras apresentam faixa de PE (ponto de ebulição) e PF (ponto de fusão) constantes. Densidade característica. 6

7 Substâncias puras Substância pura simples: é constituída de moléculas formadas por átomos do mesmo elemento químico (mesmo tipo de átomo). Substância Fórmula Representação Gás hidrogênio H 2 Gás oxigênio O 2 Gás ozônio O 3 7

8 Substâncias puras Substância pura composta: é constituída pela combinação de átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes. Substância Fórmula Representação Água Sal de cozinha H 2 O NaCl Açúcar C 12 H 22 O 11 8

9 Misturas Misturas: é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras, denominadas componentes. Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme apresente ou não as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinada. Toda mistura homogênea é uma solução, por definição. 9

10 Misturas Misturas Homogêneas: toda mistura que apresenta uma única fase. Misturas Heterogêneas: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases. 10

11 Misturas Exemplos: Água (H 2 O) + açúcar dissolvido (C 12 H 22 O 11 ) Aspecto visual contínuo: uma única fase Óleo (C x H y ) + água (H 2 O) Aspecto visual descontínuo: duas fases Água gaseificada Aspecto visual descontínuo: duas fases 11

12 Misturas A matéria encontrada na natureza, na sua grande maioria, é formada por duas ou mais substâncias puras, portanto são misturas. Uma maneira de classificar as misturas baseiase em a sua composição ser uniforme, isto é, a mesma em qualquer zona da amostra, ou não.

13 Misturas Por exemplo, uma garrafa de álcool (etanol) tem sempre uma certa porção de água misturada; estas duas substâncias estão tão bem misturadas uma com a outra que não se pode dizer que a água está num lado e o álcool de outro, ou seja, a composição da mistura é a mesma em qualquer zona da garrafa - mistura homogênea. Já o mesmo não acontece com uma mistura de água e areia; a areia fica em baixo separada da água. A composição desta mistura não é uniforme - mistura heterogênea.

14 Misturas O leite é... Aspecto homogêneo a olho nu Aspecto heterogêneo ao microscópio Copo de leite Líquido branco com gotículas de gordura O leite é, então, considerado uma mistura heterogênea.

15 Sistemas, substâncias puras e misturas

16 Separação de Misturas Natureza É raro encontrarmos substâncias puras, normalmente encontramos misturas de substâncias. Água do mar Não apresenta muita utilidade H 2 O NaCl Apresentam inúmeras aplicações Conjunto de técnicas utilizadas para separar os diferentes componentes de uma mistura. Análise imediata

17 Separação de Misturas Separação dos Componentes das Misturas Heterogêneas Sólido - Sólido Catação: Um dos sólidos é catado com a mão ou com uma pinça. Ex: Catar pedras presentes no feijão (escolher feijão). Ventilação: O sólido mais leve é separado por uma corrente de ar. Ex: Separação dos grãos de arroz das suas cascas, nas máquinas de beneficiamento.

18 Separação de Misturas Tamisação ou Peneiração: Os sólidos são separados pelo tamanho. Ex: Separação da areia fina da areia grossa. Ex: Separação de moedas. Levigação: Os sólidos com diferentes densidades são separados por meio de uma corrente de água. Ex: Separação do ouro da areia. Ex: Separação do arroz da sua poeira.

19 Separação de Misturas Flotação: Os sólidos com diferentes densidades são separados pela adição de um líquido: o sólido menos denso flutua e o mais denso sedimenta. Ex: Separação da serragem da areia. Separação magnética: Usada quando um dos sólidos é atraído por um imã. Ex. Separação da limalha de ferro do enxofre.

20 Separação de Misturas Dissolução Fracionada: Adiciona-se um líquido que dissolve apenas um dos sólidos da mistura. Ex: separação do sal da areia. evaporação

21 Sólido - Líquido Separação de Misturas Decantação ou Sedimentação: A separação é realizada deixando a mistura em repouso e depois transferindo o líquido para outro recipiente. Ex: Separação do barro da água.

22 Separação de Misturas Centrifugação: O sólido é separado do líquido pelo uso de uma centrífuga. Ex: Separação dos glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo.

23 Separação de Misturas Filtração: O sólido é separado do líquido por meio de uma superfície porosa (filtro). Ex: Separação da areia da água.

24 Separação de Misturas Líquido - Líquido Decantação: Líquidos imiscíveis são deixados em repouso e depois separados por meio de um funil de bromo ou de um sifão. Ex: Separação da água do óleo.

25 Separação de Misturas Gás - Sólido Filtração: O gás é separado do sólido por meio de uma superfície porosa (filtro). Ex: Separação da poeira do ar, que ocorre no aspirador de pó.

26 Separação de Misturas Separação dos Componentes das Misturas Homogêneas Sólido dissolvido em um líquido Ex: NaCl dissolvido em água. Destilação Simples: quando o interesse estiver no líquido.

27 Separação de Misturas Evaporação: quando o interesse estiver no sólido. Salinas: obtenção do NaCl a partir da água do mar.

28 Separação de Misturas Líquido dissolvido em outro líquido (líquidos miscíveis) Ex: Acetona, etanol e água. Destilação Fracionada À aparelhagem da destilação simples, é acoplada uma coluna de fracionamento. Conhecendo-se a TE de cada líquido, pode-se saber, pela temperatura indicada no termômetro, qual deles está sendo destilado.

29 Separação de Misturas Destilação Fracionada separação dos componentes do petróleo