SUBSTÂNCIAS PURAS E SIMPLES

 

Analisando alguns sistemas presentes no cotidiano

Sistema é uma espécie ou um conjunto de espécies de matéria, isoladas para um estudo.

Um cubo de gelo ou um conjunto de matéria, porém, à medida que o isolamos para estudo (investigação), ele passa a ser denominado sistema.

As experiências feitas com a água e com as moedas serão repetidas com várias amostras de materiais do nosso dia-a-dia.

Toda matéria cuja fusão e ebulição ocorrem a uma temperatura constante (ou seja, desde que se inicia a mudança de estado até o seu final, não se observa variação de temperatura) é chamada de substância pura ou simplesmente substância.

Isso acontece em qualquer amostra do material analisado, independente do seu tamanho.

Toda espécie de matéria cuja temperatura sofra variação durante a fusão e/ou ebulição é chamada de mistura.

As misturas caracterizam-se por apresentar uma faixa de temperatura em que ocorre a fusão ou a ebulição.

Assim, substâncias puras devem possuir pontos de fusão e pontos de ebulição constantes, enquanto as misturas, na sua grande maioria, não apresentam pontos de fusão e pontos e pontos de ebulição definidos.

Constituem exceção algumas misturas de sólidos, denominadas eutéticas (fundam à temperatura constante), e algumas misturas de líquidos azeotrópicas (fervem à temperatura constante).

 

As propriedades ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade são importantes, pois servem para identificar e diferenciar puras das misturas. São denominadas propriedades específicas da matérias.

 

Há outras propriedades específicas que no momento não interessam para este estudo, como a cor, a dureza, a condutitividade térmica e elétrica, a solubilidade etc.

As propriedades específicas servem para identificar uma substância. Elas não dependem da quantidade de substância, mas somente da sua natureza.

Para saber se uma amostrar de matéria é substância para ou mistura é preciso sempre determinar pelo menor duas das propriedades específicas. Por exemplo, a mistura é preciso água e álcool apresenta ponto de ebulição constante, dando a falsa impressão de ser substância pura. Porém, ao se determinar a densidade e o ponto os valores encontrados de densidade e ponto de fusão não são os do álcool nem os da água.

Generalizando:

Material Temperatura durante a fusão Temperatura durante a ebulição

Substância pura Constante Constante

Mistura comum Varia Varia

Mistura eutética Constante Varia

Mistura azeotrópica Varia Constante

 

OBTENDO SUBSTÂNCIAS PURAS A PARTIR DE MISTURAS

 

Um dos grandes desafios da Química sempre tem sido a obtenção de substâncias puras a partir de misturas, já que a maioria dos materiais presentes na natureza é formada por misturas de substâncias.

Como vimos anteriormente, torna-se possível saber se uma espécie de matéria é substância pura ou mistura através da análise de suas propriedades específicas. Se o resultado das análises indicar uma mistura de várias substâncias e caso o químico queira isolar as substâncias puras presentes, será necessário escolher um método adequado de purificação.

Há vários métodos de purificação de misturas, e a escolha do método vai depender de dois fatores:

 

Você já pensou como se separa o óleo da água, como o sal é separado da água do mar, ou como é possível separar areia da água, ou até mesmo os componentes do ar atmosférico?

 

 

Técnica

Tipo de mistura

Natureza da mistura

Exemplos

Aparelhos

Filtração Heterogênea Sólido-líquido

Sólido-gasoso

Areia + água

Poeira + ar

Funil e filtro (fig. 1a)

Aspirador de pó (fig. 1b)

Filtração a vácuo Heterogênea Sólido-líquido, onde a filtração comum é lenta Farinha + água Funil de Buchner

Kitassato

Trompa d’água (fig. 2a e 2b)

Centrifugação Heterogênea Sólido-líquido Separação da nata do leite Centrífugas (fig. 3a e 3b)
Decantação Heterogênea Sólido-líquido

Líquido-líquido

Areia + água

Óleo + água

Béquer ou funil de decantação (fig. 4a e 4b)
Dissolução fracionada Heterogênea Sólido-líquido Sal + areia Béquer, funil e filtro
Destilação simples Homogênea Sólido-líquido Sal + água Balão de destilação, condensador, bico a gás para aquecimento, tela de amianto. (fig. 5)
Destilação fracionada Homogênea Líquido-líquido Separação dos componentes do petróleo Balão

Coluna de fracionamento,

Condensador (fig. 6)

 

 

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