Misturas e Substâncias

Universidade Federal de RondôniaCampus Ji-Paraná

A Perspectiva Molecular da Química

√ Matéria: constituíção de unidades atômicas dependendo do maior ou menor grau de agregação entre elas, podendo ser encontrada em três estados físicos: sólido, líquido ou gasoso;

√ átomos se combinam para formar moléculas;

√ moléculas podem consistir do mesmo tipo de átomos ou de diferentes tipos de átomos.

Classificação da Matéria

-Elementos encontrados na natureza que constituem a matéria;

Estados da Matéria

√ A matéria pode se apresentar no estado sólido, líquido ou gasoso;

√ Os sólidos são rígidos e têm forma e volume definidos;

√ Os líquidos não têm forma, mas têm volume;

√ Os gases não têm forma nem volume definidos e podem ser comprimidos para formarem líquidos.

SÓLIDO LÍQUIDO GASOSO

fusão

solidificação condensação/liquefação

vaporização

sublimação

ressublimação

Propriedades da Matéria

√ Organolépticas: relacionadas com os nossos sentidos (cor, sabor, odor, aspecto e som);

√ Químicas: propriedades que determinam o fenômeno químico (transformação), p. ex., reação ácido–base, solubilidade, neutralização, etc;

√ Físicas: propriedades como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, calor específico;

√ Os átomos consistem de apenas um tipo de elemento;

Substâncias e Misturas

√ As moléculas podem consistir de mais de um tipo de elemento;

√ As moléculas podem ter apenas um tipo de átomo (um elemento);

√ As moléculas podem ter mais de um tipo de átomo (um composto);

√ Se mais de um átomo, elemento ou composto são encontrados juntos, então a substância é uma mistura.

√ Substância: matéria formada por unidades químicas formais, sejam átomos ou moléculas e por esse motivo apresentando propriedades químicas e físicas definidas e bem determinadas;

√ Substância Simples: formadas por átomos do mesmo elemento, não podendo ser fracionada em outras substâncias;

Grandeza molecular Substância simples

átomos monoatômicas gases nobres

moléculas biatômicas H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2

moléculas triatômicas O3

moléculas tetratômicas P4

moléculas octatômicas S8

moléculas gigantes (macromoléculas)

Pn, Cn, todos os metais (Nan, Can, Agn)

√ Substância Composta: formadas por dois ou mais elementos químicos, porém, não conserva as propriedades de seus elementos constituintes;

√ Alotropia: fenômeno pelo qual um mesmo elemento químico (átomos de mesmo Z) forma duas ou mais substâncias simples diferentes; p. ex: O2/O3, diamante/grafite/fureleno, enxofre rômbico e monoclínico, fósforo branco e vermelho;

√ Mistura: formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas sendo denominada componente. Se apresentam com composição variável e suas propriedades (TF, TE, D) são diferentes daquelas apresentadas pelas substâncias puras, p.ex: ar atmosférico, rocha de granito, água do mar, álcool etílico;

√ Mistura Homogênea (solução): possui aspecto uniforme (única fase) e apresenta composição constante em toda sua extensão;

Classificação das Misturas

√ Mistura Heterôgenea: apresenta diferentes aspectos sendo cada constituinte uma fase da mistura;

√ Fase: cada uma das porções apresenta aspecto visual homogêneo, que pode ser contínuo descontínuo mesmo quando observado em microscópio;

√ sistemas heterogêneos com duas fases, porém, um com duas substâncias ambas diferentes e outro com um única substância;

Portanto,

-Misturas homogêneas são totalmente uniformes na sua constituição sendo chamadas de solução;

-Misturas heterogêneas não são totalmente uniformes.

Sistemas

√Sistema Homogêneo: apresenta aspecto contínuo, ou seja, é constituído por uma única fase (substância pura ou por uma mistura homogênea); p. ex: água pura (substância) ou água + etanol (mistura).

√Sitema Heterogêneo: apresenta um aspecto descontínuo, ou seja, é constituído por mais de uma fase; p.ex: água+óleo (mistura), água+gelo (substância).

Colóides

√ São sitemas heterogêneos sem separação de fase na qual partículas dispersas (micelas) têm dimensões entre 1 e 1000 nm visíveis apenas com microscópio;

√ p. ex: micelas “atingidas” por um raio de Sol dentro de um quarto escuro. Podemos "ver", então, o reflexo da poeira em suspensão no ar.          

Diagramas de Aquecimento

√ a diferença entre substância e mistura!!!

√ Existem casos de algumas misturas com comportamento diferente, as quais apresentam apenas um patamar de temperatura;

√ TF de uma mistura eutética é inferior às temperaturas de fusão de cada componente da mistura;

√ TE de uma mistura azeotrópica é inferior às temperaturas de ebulição de cada componente da mistura;

Eutética

Azeotrópica

√ Mistura Eutética: na fusão comportam-se como substância e na ebulição comportam-se como mistura; p. ex: gelo + NaCl.

√ Mistura Azeotrópica: na fusão comportam-se como uma mistura e na ebulição comportam-se como substância; ex: álcool etílico (96%).

Processo de Separação de Misturas

NATUREZA: dificilmente encontramos substâncias puras

necessidade de se utilizar métodos de separação!!!

√ Misturas Heterogêneas

sólido + sólido

-atração magnética

um dos componentes é atraído por um ímã; p. ex: S8 com limalha de ferro.

-dissolução fracionada

apenas um dos componentes da mistura dissolve-se em um líquido; p. ex: NaCl + areia.

sólido não dissolvido em líquido

-filtração (simples ou a vácuo)

quando a mistura é filtrada o sólido não-dissolvido fica retido em papel de filtro e a fase líquida é recolhida em um becker ou kitassato;

líquidos imiscíveis

-decantação

nesse processo os líquidos imiscívies são separados por diferença de densidade, sendo utilizado um funil de bromo; p. ex: óleo + H2O, (CCl4 + H2O).

√ Misturas Homogêneas

Sólido dissolvido em líquido

-destilação simples

serve para a separação de uma mistura homogênea envolvendo sólidos dissolvidos em líquidos; p.ex: solução de cloreto de sódio;

-são denominadas soluções; p.ex:

-destilação fracionada

serve para separar líquidos miscíveis entre si, portanto uma mistura homogênea com pontos de ebulição (TE) distintos e não muito próximas; refinaria de pretóleo, destilação fracionada do ar líquido.

-análise cromatográfica ou cromatografia

√ quanto maior a atração do componente pelo líquido, mais rapidamente ele se move.

√ componentes de uma mistura de sólidos dissolvidos em solução são separados e identificados pela cor;

√ quanto maior a atração do componente pela superfície (papel), mais lentamente ele se move;

√ método empregado de forma ampla e que permite a separação, identificação de componentes químicos em misturas complexas;

-análise por espectroscopia visível e UV

-análise por espectroscopia de absorção atômica

-cromatografia líquida de alta resolução

MISTURA HOMOGÊNEA HETEROGÊNEA

sólido-sólidoos componentes da argila

(silicatos de metais e óxidos)

o granito, sal e farinha(ao microscópio, o sal formacristais que refletem a luz)

sólido-líquido água mineral sem gás (água e argila)

sólido-gás poeira no ar poeira

líquido-líquido (álcool e água) óleo e água

líquido-gás umidade do ar chuva

gás-gás ar (oxigênio e nitrogênio) não existe

Tabela 1: Alguns exemplos de mistura