Substâncias puras, misturas e sistemas

Substâncias purasSão todas as espécies de matéria formada por átomos, moléculas ou aglomerados iônicos quimicamente iguais entre si. Ex – Água, sacarose, sal de cozinha, etc.• Principais características: Tem composição química fixa e invariável, podem

ser representados por fórmulas, possuem nomenclatura específica e constantes físicas (ponto de fusão e ebulição) bem definidas.

Água – H20, Cloreto de Sódio – NaCl (sal de cozinha) e Sacarose – C12H22O11.

o Molécula - Menor porção de uma substância formada por átomos.Ex – HNO3, Cl2 e N2.o Aglomerados iônicos – Menor porção de uma substância formada por íons.Ex – KCl e CaCO3.

Tipos de substâncias• Substâncias puras simples: Suas moléculas são formadas por átomos do

mesmo elemento químico e não podem ser “quebradas” em pedaços menores.Ex – H2, O2, O3, F2, etc.As formas alotrópicas (Ex – Diamante grafite, fulereno e diamante) exemplificam substâncias simples.

• Substâncias puras compostas: Suas moléculas ou aglomerados iônicos são formados por átomos ou íons de elementos químicos diferentes.

Ex – H2O, NaCl.As substâncias compostas podem ser “quebradas” em partes menores ou em mais substâncias diferentes por processos químicos.2NaCl

AtomicidadeÉ o número de átomos que formam a molécula de uma substância pura simples.

Substâncias Nº de átomos AtomicidadeHe 1 Monoatômico

N2 2 Di ou Biatômico

O3 3 Triatômica

P4 4 Tetratômica

S8 8 Octatômica

(Fe)n n Poliatômica

É o fenômeno pelo qual um mesmo elemento químico forma substâncias puras simples diferentes. Os principais são – Carbono, oxigênio, o fósforo e o enxofre.As substâncias alotrópicas diferem um das outras nos seguintes aspectos:Atomicidade – Nº de átomos que formam a molécula de substância.Estrutura cristalina – Arranjo dos átomos no espaço.

Alotropia

Como são formadas pelo mesmo elemento, as substâncias alotrópicas possuem as mesmas propriedades químicas. As propriedades físicas, porém são muito diferentes devido à diferença na estrutura e na massa dos alótropos.Uma das formas alotrópicas sempre é mais estável que a outra. A forma alotrópica mais instável, isto é, a mais energética tende a se transformar, espontaneamente, na forma mais estável em um processo que ocorre com liberação de energia.

MisturaReunião de duas ou mais substâncias que não reagem entre si. Ex – Água + Álcool.• Principais características: Não apresentam composição química fixa, não

podem ser representados por fórmulas, não tem nomenclatura específica e não possuem constantes físicas bem definidas.

Tipos de misturas• Misturas homogêneas – Apresentam as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão, são denominadas soluções e são monofásicas. Ex – Água + Sal.

• Misturas heterogêneas – Não apresentam as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão. São polifásicas (apresentam várias fases), as misturas com sólidos são sempre consideradas heterogêneas, com exceção das ligas metálicas. Ex – Água + Óleo (duas fases).Principais ligas metálicasLatão – Cobre (Cu) + Zinco (Zn)Bronze – Cobre (Cu) + Estanho (Sn)Aço – Ferro (Fe) + Carbono (C) + Cromo (Cr) + Níquel (Ni)

• Misturas eutéticas – Apresentam temperatura de fusão constantes. São sólidas e apresentam proporção constante em seus componentes.

• Misturas azeotrópicas – Apresentam temperatura de ebulição constante. São misturas líquidas e apresentam proporção constante entre seus componentes.

Latão Bronze Aço

Diagramas de mudanças de fasesPode-se identificar se o material é substância pura ou mistura observando a temperatura na fusão e na ebulição.

SistemasPorção limitada do universo, considerada com um todo para objeto de estudo.Meio ambiente – É o resto do universo em relação ao referido sistema.Fronteira – Separa o sistema do resto do universo.Tipos de sistemas• Sistema aberto – Troca matéria e energia com o meio ambiente. Ex – Chaleira.• Sistema fechado – Troca energia, mas não troca matéria. Ex – Ovo.• Sistema isolado – Não troca matéria, nem energia com o meio ambiente. Ex –

Garrafa térmica.• Sistema homogêneo – Apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte

de sua extensão. São formados por misturas homogêneas ou substâncias puras, são monofásicos. Ex – água + álcool.

• Sistema heterogêneo – Não apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão. São formados por misturas heterogêneas ou por substâncias puras em estados diferentes, são polifásicos. Ex – água + gelo.

• Fase – É uma forma de matéria uniforme em composição química.• Componente – É cada substância formadora do sistema.

Mistura homogêneaMistura heterogênea