Atividade prática Estudo das misturas: fases e componentes Parte 3

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Bento de Sequeira Olivares
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1 Atividade prática Estudo das misturas: fases e componentes Parte 3 9º ano do Ensino Fundamental/1º ano do Ensino Médio Objetivo Vivenciar conceitos importantes sobre a classificação dos diversos tipos de misturas, identificando o número dos componentes e das fases de cada uma, possibilitando, posteriormente, a escolha adequada dos métodos de separação. Introdução Como vimos nas partes 1 e 2, o estudo das misturas precisa estar bem fundamentado sobre os conceitos de sistema homogêneo, sistema heterogêneo, fases, componentes, substância pura, mistura etc. Nem sempre o que se apresenta como uma única fase é uma só substância ou componente. Por outro lado, nem sempre um sistema heterogêneo é formado por duas ou mais substâncias. Sistemas homogêneos a olho nu podem, na verdade, ser heterogêneos quando examinados com uma lente ou microscópio. Entender esses fundamentos é importantíssimo para, depois, saber escolher o método ou os métodos necessários à separação dos componentes de uma mistura. Para tal, o mais útil é saber classificar qualquer sistema, segundo as duas categorias abaixo: 1 Segundo os estados físicos dos componentes, considerados em separado (não misturados): S-S = sólido-sólido S-L = sólido-líquido S-G = sólido-gás L-L = líquido-líquido L-G = líquido-gás G-G = gás-gás S-L-G = sólido-líquido-gás 2 Se tem uma ou mais fases: Homogêneo = uma fase Heterogêneo = duas ou mais fases Existem centenas ou milhares de misturas homogêneas muito importantes na nossa vida cotidiana, sendo muito difícil enumerar todas. Porém, podemos citar algumas, cujos materiais são bastante conhecidos e possuem muita importância do ponto de vista econômico, ambiental e para nossa saúde. Por exemplo, tem-se a mistura água-álcool, que pode também conter outras substâncias em menor quantidade, usada para diversos fins, como combustível, limpeza e esterilização, bebidas alcoólicas diversas, solventes de produtos químicos, cosméticos, medicamentos etc. As bebidas alcoólicas, assim como o álcool combustível, são obtidas pela fermentação de algum tipo de açúcar (carboidrato), extraído de algum vegetal. A fermentação é uma reação promovida por microrganismos selecionados e converte o açúcar em álcool. Depois da fermentação, algumas bebidas sofrem destilação para aumentar a concentração de álcool e eliminação de outras substâncias indesejáveis.

Introdução Como vimos nas partes 1 e 2, o estudo das misturas precisa estar bem fundamentado sobre os conceitos de sistema homogêneo, sistema heterogêneo, fases, componentes, substância pura, mistura

2 Tequila, vodca, rum, cachaça e outra garrafa de rum. Disponível em: < Acesso em:11 nov Dois exemplos principais de bebidas apenas fermentadas são o vinho (fermentado de suco de uva, de 11 a 14% de álcool) e a cerveja (fermentado de malte de cevada e lúpulo, em torno de 5% de álcool). As principais bebidas fermentadas e destiladas são as seguintes, com quantidades bastante variáveis dos teores alcoólicos: cachaça (fermentado de caldo de cana-de-açúcar, média de 38%); uísque (cevada, cevada maltada, centeio, trigo e milho, de 38 a 54%); vodca (arroz, cevada, milho, trigo, centeio, figo e batatas, entre 39 e 45%, mas pode chegar a 70% na Rússia); conhaque (vinho destilado, de 40 a 45%); rum (fermentado do melaço, de 38 a 55%); saquê (mosto de arroz, em torno de 16%) e tequila (suco de agave-azul, planta mexicana parecida com abacaxi, com teor entre 38 a 40%). Tanques de fermentação para cachaça. Disponível em: < Acesso em: 11 nov Alambiques para destilação de uísque, na Escócia. Disponível em: < Acesso em: 11 nov

As principais bebidas fermentadas e destiladas são as seguintes, com quantidades bastante variáveis dos teores alcoólicos: cachaça (fermentado de caldo de cana-de-açúcar, média de 38%); uísque

3 A fabricação do álcool (etanol) é de grande importância econômica e energética, sendo o principal biocombustível com expectativas de substituir o petróleo nas próximas décadas. Experimento 1 - Mistura homogênea líquido-líquido Um aspecto interessante sobre as misturas água-álcool é que essas duas substâncias são infinitamente solúveis uma na outra, ou seja, é possível fazer uma mistura com muito álcool e pouca água, ou o contrário, e em todas as proporções a mistura será homogênea. Para as outras substâncias em geral, a solubilidade não é infinita: existe um limite de solubilidade de cada substância na água, chamado de coeficiente de solubilidade, expresso em gramas de soluto capaz de dissolver em 100g de solvente, em uma temperatura específica. Geralmente, quanto mais quente estiver o líquido, maior quantidade de substâncias solúveis poderá ser dissolvida. Material (por grupo de alunos) A) Álcool etílico líquido de farmácia (96ºGL ou de menor graduação) B) Água de torneira (pode ser água destilada, filtrada ou mineral) C) Tinta ou pigmento de qualquer cor, à base de água D) Seis provetas de 100mL E) Uma caneta pincel (para identificar as provetas) F) Dois béqueres de 100 ou de 200mL G) Um bastão de vidro H) Garrafa lavadeira (pisceta) ou pipeta de Pasteur contendo água (destilada, de preferência) I) Câmera fotográfica ou telefone celular com câmera Procedimento 1. Coloque as provetas de 100mL lado a lado, numerando-as com a caneta pincel, de 1 a Adicione álcool em cada uma das provetas, nas seguintes quantidades: proveta 1, 20mL; proveta 2, 40mL; proveta 3, 60mL; proveta 4, 80mL; e proveta 5, 100mL. 3. Na proveta 6, adicione apenas água até completar 100mL. 4. Pingue, nas provetas contendo álcool (apenas nas de número 1 até 5), gotas de corante, de forma proporcional ao volume de álcool para que fiquem com a mesma tonalidade de cor. Sugestão: Coloque duas gotas na proveta 1; quatro gotas na proveta 2; seis gotas na proveta 3; oito gotas na proveta 4; e dez gotas na proveta 5. Ou seja, 1 gota para cada 10mL. Se necessário, coloque mais gotas em algumas das provetas para ajustar a tonalidade, de forma que fiquem o mais semelhante possível. 5. Fotografe, com o seu celular ou câmera, as provetas lado a lado, identificadas com clareza no vidro, com a tonalidade de cor o mais semelhante possível. 6. Com a garrafa lavadeira, complete lenta e cuidadosamente com água os níveis das provetas de números 1 até 4 para 100mL. 7. Observe as mudanças de tonalidade de cada amostra. Fotografe novamente as provetas. Observações e questões 1) O que aconteceu com as tonalidades de cor das diferentes amostras de álcool?

uma mistura com muito álcool e pouca água, ou o contrário, e em todas as proporções a mistura será homogênea.

4 2) A que você atribui a variação das tonalidades? 3) Desconsiderando a tinta utilizada, anote na tabela abaixo quantas fases e quantos componentes há nas diferentes amostras. Marque um x para classificar as amostras que podem ser chamadas de substância, mistura, sistema homogêneo e sistema heterogêneo. Proveta Número de fases Número de componentes Mistura Substância pura Sistema heterogêneo Sistema homogêneo ) A água é uma substância polar, ou seja, suas moléculas possuem, de um lado, polo negativo e, de outro lado, polo positivo. Sabendo que o álcool etílico (álcool comum ou etanol) é bastante solúvel em água, e, ao contrário, o óleo de soja (assim como os óleos em geral) é pouco solúvel em água, indique qual dessas substâncias (álcool comum ou óleos) é apolar (não possui polos) e qual é polar (possui polos). Justifique. Experimento 2 - Mistura homogênea sólido-líquido (Açúcar em água e álcool) Material (por grupo de alunos) A) Álcool etílico líquido de farmácia (96ºGL ou de menor graduação) B) Água de torneira (pode ser água destilada, filtrada ou mineral) C) Açúcar comum (sacarose) D) Um béquer de 100 ou de 200mL E) Um bastão de vidro F) Espátula ou colher pequena Procedimento 1. Em um béquer, adicione 50mL de água e álcool, na proporção de 50%. Depois, adicione meia medida de colher pequena de açúcar e misture com o bastão de vidro. Você obteve uma mistura homogênea? Justifique.

Proveta Número de fases Número de componentes Mistura Substância pura Sistema heterogêneo Sistema homogêneo 1 2 3 4 5 6 4) A água é uma substância polar, ou seja, suas moléculas possuem, de um lado,

5 Quantas fases e quantos componentes há nesse sistema? Fases (aspectos visuais): Componentes (substâncias): 2. Continue adicionando açúcar até não conseguir mais dissolvê-lo totalmente. A mistura obtida é homogênea? Justifique. Desconsiderando o ar sobre a mistura, quantas fases de cada estado físico há no sistema? Fases sólidas: Fases líquidas: Fases gasosas: Quantas fases no total e quantos componentes há no sistema? Fases (aspectos visuais): Componentes (substâncias): Obs.: Mesmo contendo três componentes, sendo dois no estado líquido, classificamos a mistura de sólido-líquido. No entanto, a mistura pode ser chamada também de sólido-líquido-líquido ou líquido-líquido-sólido, embora essa repetição dos termos é pouco comum; a não ser quando há apenas líquidos, como no caso da mistura água-álcool ou água-óleo, chamadas de líquido-líquido. 3. Desenhe no esboço de frasco abaixo, como se apresenta a mistura, com suas fases. Identifique os componentes de cada fase, por meio de setas, escrevendo ao lado do desenho. Dica: Fases sólidas em grãos devem ser representadas com vários pontinhos, sem traços de linhas dividindo a fase sólida e a líquida. Se estiverem flutuando, faça os pontinhos na altura da superfície do líquido; se são mais densos que o líquido, faça-os no fundo do recipiente.

Fases sólidas: Fases líquidas: Fases gasosas: Quantas fases no total e quantos componentes há no sistema? Fases (aspectos visuais): Componentes (substâncias): Obs.

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