26/08/15 SUBSTÂNCIAS E MISTURAS. Prof. Ms. Mayanderson (Xuxu)

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1 SUBSTÂNCIAS E MISTURAS FENÔMENO FÍSICO: Não altera estrutura íntima da matéria. Exemplos: rasgar papel; derreter gelo (qualquer mudança de estado Físico); passagem de corrente elétrica por um Fio de cobre; pulverização de uma rocha; MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS (Ex.: Filtração, decantação, destilação, etc.) Prof. Ms. Mayanderson (Xuxu) FENÔMENO QUÍMICO OU REAÇÃO QUÍMICA: Altera estrutura íntima da matéria. Exemplos: prego que enferruja; leite que se azeda; dissolução do sonrisal em água; cozer do ovo; a Floresta que se queima, etc. FENÔMENO NUCLEAR: São aqueles que ocorrem com modificação do núcleo do átomo. Exemplo: 92 U n 1 56Ba Kr n 1 + ENERGIA (Bomba Atômica de Hiroshima Little Boy 06/08/45) SUBSTÂNCIA PURA (SUBSTÂNCIA) Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas, e por esse motivo apresentam propriedades químicas e Físicas específicas. As substâncias puras podem ser classificadas como simples ou compostas. SUBSTÂNCIA SIMPLES: constituída de moléculas formadas por átomos do mesmo elemento químico (mesmo tipo de átomo). Substância Fórmula Representação Gás hidrogênio Gás oxigênio H 2 O 2 Gás ozônio O 3 1

2 SUBSTÂNCIA COMPOSTA: constituída por moléculas formadas por dois ou mais elementos químicos. SUBSTÂNCIAS PURAS Substância Fórmula Representação Água H 2 O Sal de cozinha NaCl Açúcar C 12 H 22 O 11 SIMPLES COMPOSTA ALOTROPIA: fenômeno em que um único elemento químico forma duas ou mais substâncias simples diferentes, denominadas variedades alotrópicas do elemento ENXOFRE CARBONO DIAMANTE: cada átomo de carbono está ligado a quatro outros átomos de carbono. O diamante é a substância mais dura da natureza de acordo com a escala de MOHS. A diferença entre as variedades alotrópicas é o arranjo molecular que formam cristais diferentes (veja as Figuras abaixo). GRAFITA: os átomos de carbonos se ligam de modo a formar lâminas com hexágonos de carbono. Cristal de enxofre rômbico (mais comum) Cristais amarelos e transparentes. Cristal de enxofre monoclínico Cristais opacos com formato de agulhas encontradas em regiões vulcânicas. FULERENOS: s ã o v a r i e d a d e s descobertas em Têm formas esféricas que a características de lubrificantes FÓSFOR O FÓSFORO BRANCO: é constituído por pequenas moléculas formadas por quatro átomos. Sua fórmula é P 4. O P 4 é um sólido branco cristalino que, ao entrar em contato com o oxigênio do ar, queima espontaneamente. Por ser altamente reativo deve ser guardado dentro d água. FÓSFORO VERMELHO: não apresenta estrutura determinada, mas existem evidências de que ele é constituído por uma cadeia longa, por isso sua fórmula é P n (n: número indeterminado. 2

3 OXIGÊNIO MISTURA: material formado por duas ou mais substâncias, sendo cada uma destas denominada componente. GÁS OXIGÊNIO: é constituído por moléculas de O 2, constitui cerca de 20% em volume do ar atmosférico FASE: em uma mistura, é cada uma das porções que apresenta aspecto homogêneo ou uniforme. CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS GÁS OZÔNIO: é encontrado na estratosfera, região da atmosfera situada entre 16 e 30 quilômetros de altitude constituído por moléculas de O 2, constitui cerca de 20% em volume do ar atmosférico MISTURA HOMOGÊNEA: toda mistura que apresenta uma única fase. MISTURA HETEROGÊNEA: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases. MISTURAS Nome MISTURAS HOMOGÊNEAS Componentes principais AR ÁGUA + AREIA Amálgama Vinagre Mercúrio (Hg) + Prata (Ag) + Estanho (Sn) Água (H 2 O) + ácido acético (CH 3 COOH) Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn) Bronze Cobre (Cu) + estanho (Sn) Aço Ferro (Fe) + carbono (C) Álcool hidratado Etanol (CH 3 OH) + água (H 2 O) HOMOGÊNEA HETEROGÊNEA O leite e o sangue são considerados misturas heterogêneas. O sangue é uma mistura heterogênea. 3

4 CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA SISTEMAS HOMOGÊNEOS SISTEMAS HETEROGÊNEOS SUBSTÂNCIAS PURAS MISTURAS DE UMA FASE SUBSTÂNCIAS EM MISTURAS DE MAIS MUDANÇA DE ESTADO DE UMA FASE SUBSTÂNCIA PURA X MISTURA MISTURA MISTURA AZEOTRÓPICA MISTURAS EUTÉTICAS 4

5 EXEMPLOS DE MISTURAS Mistura Eutética Ponto de fusão Chumbo (38%) + estanho (62%) 183 C Chumbo (87%) + antimônio (13%) 246 C Bismuto (58%) + estanho (42%) 133 C Mistura Azeotrópica Ponto de ebulição Acetona (86,5%) + metanol (13,5%) 56 C Álcool etílico (7%) + clorofórmio (93%) 60 C PROPRIEDADES GERAIS v Massa v Volume v Inércia v impenetrabilidade v Dureza As propriedades gerais são comuns a todos os materiais. Álcool fórmico (77,5%) + água (22,5%) 107,3 C PROPRIEDADES ESPECÍFICAS v Ponto de Fusão / SolidiKicação v Ponto de Ebulição / Liquefação v Densidade ou Massa EspecíKica v CoeKiciente de Solubilidade As propriedades específicas caracterizam cada tipo de substância. Catação: Método rudimentar de separação de mistura baseado na diferença de tamanho e de aspecto das partículas de uma mistura de sólidos granulados. Ex: mistura de feijão e impurezas. Peneiração ou tamisação: Utilizado quando uma mistura de sólidos granulados, cujo tamanho das partículas é sensivelmente diferente, é colocada sobre uma peneira e submetida à agitação. Ex: mistura de areia Fina e pedregulhos. Levigação: Usada para separar misturas do tipo sólido- sólido, quando um dos componentes (em forma de pó) é facilmente arrastado por um líquido enquanto o outro componente mais denso não o é. Ex: ouro e areias auríficas (em pó). 5

6 Ventilação: É utilizada quando os sólidos granulados que formam a mistura possuem densidades sensivelmente diferentes. Ex: grãos de café e cascas. Separação magnética: Separa misturas do tipo sólido- sólido nas quais um dos componentes tem propriedades magnéticas e é atraído por um ímã. Ex: Ferro e areia. Flotação:Sedimentação fracionada: Utilizada para separar misturas do tipo sólido- sólido cujos componentes apresentam uma acentuada diferença de densidade. Ex: areia e serragem. S e d i m e n t a ç ã o fracionada: Utilizada para separar misturas do tipo sólido- sólido cujos componentes apresentam uma acentuada diferença de densidade. Ex: areia e serragem. Filtração comum: É utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido é relativamente grande e, assim, existe uma diferença acentuada entre o tamanho das partículas do sólido e o tamanho dos poros do papel de Filtro. Ex: água e areia. Filtração a vácuo: É utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido não é muito grande e formam um pasta entupindo os poros do papel de Filtro caso seja feita a Filtração comum. Ex: água e carbonato de cálcio. 6

7 Dissolução fracionada: Usada para separar misturas do tipo sólido- sólido. Baseia- se na diferença de solubilidade dos sólidos em um determinado líquido. Ex: sal e areia Decantação: Processo utilizado para separar misturas heterogêneas dos tipos líquido- sólido e líquido- líquido. Ex: água barrenta. Decantação: Ex: água e óleo. Centrifugação: É utilizada para separar misturas imiscíveis do tipo sólido- sólido ou líquido- líquido. É uma maneira acelerada de se realizar a decantação. Ex: água e iodeto de chumbo II. Destilação simples: É utilizada para separar misturas homogêneas do tipo sólido- líquido, nas quais os componentes têm pontos de ebulição muito diferentes. Ex: água e cloreto de sódio. Destilação fracionada: É usada para separar misturas homogêneas não azeotrópicas do tipo líquido- líquido. Ex: componentes da gasolina. 7

8 Cristalização fracionada: É utilizada para separar misturas homogêneas do tipo sólido- sólido que possuem diferentes solubilidades em um solvente particular (ou misturas de solventes). Ex: purificação da acetanilida usando água como solvente. Sublimação fracionada: Usada para purificar substâncias que sofrem sublimação facilmente. Ex: cânfora, iodo e naftaleno. Liquefação fracionada: Teoricamente é indicada para separar misturas nas quais todos os componentes encontram- se na fase gasosa. Ex: mistura de gás amônia e gás oxigênio. Fusão fracionada: Teoricamente é indicada para separar misturas comuns (não eutéticas) cujos componentes estejam na fase sólida. Ex: liga metálica de cobre e níquel presente em moedas. CromatograKia: Nesse processo, os componentes de uma mistura de sólidos em solução são separados e identificados pela cor. Em dos primeiros processos usados foi a cromatografia em papel. Ex: tinta da caneta. 8