TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA

Qualquer alteração sofrida pela matéria 1 - FENÔMENO Qualquer alteração sofrida pela matéria 1.1- FENÔMENO FÍSICO É o fenômeno que não ocasiona modificação na composição química da matéria. Exemplificando: a ebulição da água é um exemplo de fenômeno físico, pois, neste caso, as propriedades químicas da água não se alteram; apenas o seu estado físico sofre mudanças.

1.2- FENÔMENO QUÍMICO É o fenômeno no qual se altera a composição química da matéria. Assim sendo, a mudança nas propriedades de determinadas substâncias dá origem a novos compostos com características diferentes.  Se um fenômeno químico se efetiva, podemos dizer que houve uma reação química. Exemplificando: se expusermos uma esponja de aço por certo tempo à atmosfera, haverá o surgimento de um novo composto, denominado “ferrugem”. Ele é resultado da reação química entre o ferro, principal componente da esponja, o oxigênio e o vapor d’água, ambos presentes no ar.

2 – TIPOS DE MISTURAS 2.1 - Misturas Homogêneas (soluções) São misturas que se apresentam como um todo uniforme. Elas apresentam as mesmas propriedades físicas e a mesma composição química em toda sua extensão. Apresentam um aspecto único (uma única fase). Exemplo: água e álcool, ar atmosférico filtrado, ouro 18 quilates (75% ouro; 12,5% cobre e 12,5% prata).

2.2 - Misturas Heterogêneas São misturas que não apresentam as mesmas propriedades em toda sua extensão. Apresentam mais de uma fase. Exemplo: água e areia, água e óleo, granito, etc.

Observações: A existência de superfície de separação indica mudança de propriedades e isto implica mudança de fase. Importante notarmos que, em uma mistura, o número de fases não é necessariamente igual ao número de componentes.

Exemplo: água líquida, gelo e limalha de ferro. Fase: corresponde a cada porção uniforme de uma matéria. Componente: corresponde a cada substância que participa da mistura. Mistura de dois ou mais sólidos será sempre heterogênea e cada sólido corresponde a uma fase.  

Exemplos Sal e serragem: 2 componentes e 2 fases. Granito: 3 componentes (mica, feldspato e quartzo) e 3 fases. Mistura de dois ou mais gases será sempre homogênea.  

3- MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS 3.1 - Misturas Heterogêneas SÓLIDO - LÍQUIDO Decantação: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido-líquido e líquido-líquido. Exemplos: água barrenta e água e óleo.

Centrifugação: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido. Este método é uma maneira de acelerar a decantação. Neste método é utilizado a centrífuga. Neste aparelho, devido aos movimentos de rotação, as partículas com maior densidade são “atiradas” para o fundo do tubo. Girando a manivela da centrífuga manual, os tubos de ensaio contendo a amostra, se inclinam fazendo com que a parte mais densa da amostra vá para o fundo do tubo, separando-se da menos densa. Centrífuga em repouso Centrífuga em funcionamento (girando

Filtração: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido e sólido-gasoso. Exemplos de misturas que são separáveis por filtração são: filtração de café e a utilização de aspirador de pó. O processo de filtração consiste em: um filtro reter as partículas maiores e deixar passar as menores que os “poros” do filtro. Filtração de uma Mistura de um líquido e um sólido

SÓLIDO – SÓLIDO Catação: usando a mão ou uma pinça, separam-se os componentes sólidos. Ventilação: o sólido menos denso é separado por uma corrente de ar. Levigação: o sólido menos denso é separado por uma corrente de água. A levigação é usada, por exemplo, para separar areia e ouro: a areia é menos densa e por isso, é arrastada pela água corrente; o ouro, por ser mais denso, permanece no fundo da bateia. Separação magnética: um dos sólidos é atraído por um ímã. Esse processo é utilizado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas impurezas.

Peneiração: usada para separar sólidos constituintes de partículas de dimensões diferentes. São usadas peneiras que tenham malhas diferentes. Industrialmente, usam-se conjuntos de peneiras superpostas que separam as diferentes granulações. Fusão fracionada: Serve para separar sólidos, tomando por base seus diferentes pontos de fusão. Baseia-se, portanto, num aquecimento da mistura com controle da temperatura. Ventilação: o sólido menos denso é separado por uma corrente de ar.

Flotação: Aplica-se a uma mistura com um líquido de densidade intermediária em relação às dos componentes. O componente menos denso que o líquido flutuará, separando-se assim do componente mais denso, que se depositará. O líquido utilizado não deve, contudo, dissolver os componentes. Também é denominado por sedimentação fracionada. Dissolução fracionada: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido-sólido. Exemplo de mistura é sal + areia. Neste método, um dos sólidos é dissolvido em um solvente e depois pode ser feito filtração para separar o sólido insolúvel e a solução do outro sólido. No exemplo dado, de uma mistura de sal + areia, pode-se utilizar água para dissolver o sal e retirar a areia. O sal dissolvido pode ser retirado através de outro método de separação, como por destilação simples.

Sublimação: A sublimação é a passagem direta de sólido a gás que sofrem algumas substâncias como o iodo, em determinadas condições de pressão e temperatura. A sublimação pode-se aplicar às soluções sólidas e às misturas, sempre uma das substâncias possa sofrer este fenômeno. Basta aquecer a mistura ou solução à temperatura adequada e recolher os vapores que, quando arrefecem, se vêem submetidos a uma sublimação regressiva, ou seja, passam diretamente de gás a sólido.

Cristalização fracionada: todos os componentes da mistura são dissolvidos em um líquido que, em seguida, sofre evaporação provocando a cristalização separada de cada componente. A cristalização fracionada é usada, por exemplo, nas salinas para a obtenção de sais a partir da água do mar. A evaporação da água permite a cristalização de diferentes sais, sendo que o último a ser obtido é o cloreto de sódio (NaCl), usado na alimentação. - LÍQUIDO- LIQUIDO Decantação: separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes; o líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema. Em laboratório usa-se o funil de bromo, também conhecido como funil de decantação, ou ainda, funil de separação.

Decantação em funil  

GÁS - SÓLIDO Decantação: Pode-se ainda usar-se o princípio da decantação para a separação de misturas sólido-gás (câmara de poeira). A mistura sólido-gás atravessa um sistema em zigue-zague, o pó, sendo mais denso, se deposita pelo trajeto. Filtração: A mistura passa através de um filtro, onde o sólido fica retido. Esse processo é muito utilizado nas indústrias, principalmente para evitar o lançamento de partículas sólidas na atmosfera. A filtração é também usada nos aspiradores de pó, onde o sólido é retido (poeira) à medida que o ar é aspirado.

3.2 - Misturas Homogêneas SÓLIDO - LÍQUIDO Nas misturas homogêneas sólido-líquido (soluções), o componente sólido encontra-se totalmente dissolvido no líquido, o que impede as sua separação por filtração. A maneira mais comum de separar os componentes desse tipo de mistura está relacionada com as diferenças nos seus pontos de ebulição (PE). Isto pode ser feito de duas maneiras: Evaporação: a mistura é deixada em repouso ou é aquecida até o líquido (componente mais volátil) sofra evaporação. Esse processo apresenta um inconveniente: a perda do componente líquido.

Destilação Simples: a mistura é aquecida em uma aparelhagem apropriada, de tal maneira que o componente líquido inicialmente evapora e, a seguir, sofre condensação, sendo recolhido em outro frasco. Veja como é feita a destilação em laboratório: Obs.: A entrada de água corrente no condensador deve ser feita pela parte inferior do aparelho para permitir que seu tubo externo esteja sempre completamente preenchido por água fria, que irá sair pela parte superior.

LIQUIDO - LÍQUIDO Destilação Fracionada: consiste no aquecimento da mistura de líquidos miscíveis (solução), cujos pontos de ebulição (PE) não sejam muito próximos. Os, líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. Inicialmente, é separado o líquido com menor PE; depois, com PE intermediário e assim sucessivamente até o líquido de maior PE. A aparelhagem usada é a mesma de uma destilação simples, com o acréscimo de uma coluna de fracionamento ou retificação. Um dos tipos mais comuns de coluna de fracionamento apresenta no seu interior um grande número de bolinhas de vidro, em cuja superfície ocorre condensação dos vapores do líquido menos volátil, ou seja, de maior ponto de ebulição, que voltam para o balão.

Enquanto isso, os vapores do líquido mais volátil atravessam a coluna e sofrem condensação fora dela, no próprio condensador, sendo recolhidos no frasco. Só depois de todo o líquido mais volátil ter sido recolhido é que o líquido menos volátil passará por evaporação e condensação. Obs.: Esse processo é muito utilizado, principalmente em indústrias petroquímicas, na separação dos diferentes derivados do petróleo. Nesse caso, as colunas de fracionamento são divididas em bandejas ou pratos. Esse processo também é muito utilizado no processo de obtenção de bebidas alcoólicas (alambique).

GÁS - GÁS Liquefação Fracionada: a mistura de gases passa por um processo de liquefação e, posteriormente, pela destilação fracionada. Obs.: Uma aplicação desse processo consiste na separação dos componentes do ar atmosférico: N2 e O2. Após a liquefação do ar, a mistura líquida é destilada e o primeiro componente a ser obtido é o N2, pois apresenta menor PE (-195,8 ° C); posteriormente, obtém-se o O2, que possui maior PE (-183 ° C). Adsorção: Consiste na retenção superficial de gases. Alguma substâncias, tais como o carvão ativo, têm a propriedade de reter, na sua superfície, substâncias no estado gasoso. Uma das principais aplicações da adsorção são as máscaras contra gases venenosos.