SUBSTÂNCIAS, MISTURAS E SEPARAÇÃO DE MISTURAS

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1 NOTAS DE AULA (QUÍMICA) SUBSTÂNCIAS, MISTURAS E SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROFESSOR: ITALLO CEZAR

2 1 INTRODUÇÃO A química é a ciência da matéria e suas transformações, isto é, estuda a matéria. O conceito da matéria é bem complexo, mas Einstein mostrou que matéria pode ser considerada energia condensada. Disto, definiremos matéria como tudo que ocupa lugar no espaço e tem massa. Na ciência, o objeto de trabalho são os fenômenos, isto é, tudo que ocorre na natureza. Dentre esses fenômenos, são dois que diferem nas transformações: FENÔMENO FÍSICO: ocorre sem a mudança das propriedades da matéria; FENÔMENO QUÍMICO: ocorre com a mudança das propriedades da matéria. Daí, quando ocorre uma reação química, algumas características são importantes para identificar essas reações: Calor produzido; Luz emitida; Mudança de cor; Cheiro característico. Em uma reação química, tem-se: REAGENTES: são as substâncias iniciais que irão reagir entre si; PRODUTOS: são as substâncias finais formadas pela reação. Exemplo: ( ) ( ) 1.1 ENERGIA Na verdade, não existe um conceito de energia, porém pode-se afirmar que o conceito de energia está diretamente relacionado à realização de trabalho, pelo fato de provocar modificações na matéria e de ser interconversível em suas várias formas. 1.2 UNIDADES DE MEDIDA A medida de uma grandeza é um número que expressa uma quantidade, comparada com um padrão previamente estabelecido. Massa(m): a quantidade de matéria que existe num corpo; Volume(V): é a extensão do espaço ocupado por um corpo;

3 Temperatura(T): relaciona-se com o estado de agitação das partículas que formam um corpo e com a capacidade desse corpo de transmitir ou receber calor; Pressão(P): a relação entre a força exercida na direção perpendicular, sobre uma dada superfície, e a área dessa superfície; Densidade(d): é a relação (razão) entre a massa de um material e o volume por ele ocupado. 1.3 PROPRIEDADES DA MATÉRIA Ao analisar a matéria, encontramos as seguintes propriedades: Impenetrabilidade: garante que duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo; Divisibilidade: garante que a matéria pode ser dividida inúmeras vezes sem alterar suas características, desde que não haja reação química; Compressibilidade: indica que o volume ocupado por certa porção de um gás pode diminuir se esse gás for submetido à ação de forças externas; Elasticidade: indica que o material na fase sólida for esticado ou comprimido por ação de forças externa, sem que sua estrutura seja rompida, ele voltará a sua forma original; Inércia: garante que todos os materiais tendem a se manter como estão, ou seja, em repouso ou em movimento reto e uniforme, até que uma força externa haja sobre a matéria Organolépticas: são as propriedades que impressionam pelo menos um de nossos sentidos; Funcionais: são as propriedades apresentadas por determinados grupo de matéria, identificando-as; Químicas: determinam o tipo de transformação química que a matéria é capaz de sofrer; Físicas: são valores encontrados experimentalmente no comportamento da matéria quando submetidas a determinadas condições de temperatura e pressão. 1.4 SUBSTÂNCIAS Quando um material possui todas as propriedades definidas, bem determinadas e invariáveis, esse material é uma substância. Substância pura: é formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas, e por esse motivo apresentando propriedades químicas e físicas próprias. As substâncias puras são classificadas em: Substâncias simples: são formadas por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico; Substâncias compostas: são formadas por dois ou mais elementos químicos.

4 1.5 MISTURAS Quando um material não possui todas as propriedades definidas e bem determinadas, ou quando as propriedades de um material variam, dizemos que esse material é uma mistura. De acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classifica-la em função do seu número de fases. Fase: cada uma das porções que apresenta aspecto visual homogêneo (uniforme), o qual pode ser contínuo ou não. Daí, as misturas são classificadas em função do seu número de fases: Homogênea: toda mistura que apresenta uma única fase; Heterogênea: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases. 1.6 ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA Toda matéria é constituída de pequenas partículas e, dependendo do maior ou menor grau de agregação entre elas, pode ser encontradas em três estados físicos: sólido, liquido e gasoso DIAGRAMAS DE MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO

5 1.7 SEPARAÇÃO DE MISTURAS Normalmente os materiais são encontrados na natureza constituídos de várias substâncias. Existem várias técnicas de separação de substâncias em uma mistura. Daí, temos os seguintes processos: Separação Mecânica São usados para separar misturas heterogêneas no caso em que não há necessidade de usar uma transformação física. Catação: método rudimentar de separação baseada na diferença de tamanho e de aspectos das partículas de uma mistura de sólidos. Levigação: usado para separar misturas sólido-sólido quando um dos componentes é facilmente arrastado por um líquido enquanto o outro componente é mais denso e não é arrastado. Peneiração: quando uma mistura de sólidos granulados, de tamanhos diferentes, é colocado em uma peneira e submetida a agitação. Sedimentação Fracionada: utilizada para separar misturas sólido-sólido cujos componentes apresentam acentuada diferença de densidade. Separação Magnética: separa misturas do tipo sólido-sólido nas quais um dos componentes tem propriedades magnéticas. Filtração Comum: separa misturas líquido e sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas sólidas é relativamente grande. Centrifugação: separa misturas imiscíveis do tipo sólido-líquido quando o sólido se encontra disperso no líquido. Decantação: separa misturas do tipo líquido-líquido que não são solúveis uma na outra. Separação Física São usados para a separação de misturas homogêneas. Destilação Simples separa misturas homogêneas do tipo sólido-líquido, nas quais os componentes tem ponto de ebulição diferentes. Sublimação Fracionada: usada para purificar substâncias que sofrem sublimação (Estado sólido diretamente ao gasoso) facilmente.