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 dágua (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) |