SUBSTÂNCIAS E MISTURAS Sumário Estrutura da matéria Elementos químicos Átomos e moléculas Substância química Page 01 Luciana Melo Almeida Misturas Soluções.

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2 SUBSTÂNCIAS E MISTURAS

3 Sumário Estrutura da matéria Elementos químicos Átomos e moléculas Substância química Page 01 Luciana Melo Almeida Misturas Soluções

4 ESTRUTURA DA MAT É RIA O termo matéria refere-se a todos os materiais ou coisas que compõem o universo. A matéria é formada por moléculas, que por sua vez são formadas por partículas minúsculas chamadas de átomos. Page 03 Luciana Melo Almeida

5 Page 04 Luciana Melo Almeida Elementos químicos NomeSímbolo FerroFe CálcioCa PrataAg OxigênioO

6 Page 05 Luciana Melo Almeida ÁTOMOS E MOLÉCULAS

7 Page 06 Luciana Melo Almeida Átomos e moléculas

8 Page 07 Luciana Melo Almeida Substância química É uma porção de matéria que tem propriedades bem definidas e que lhe são característica.

9 Page 08 Luciana Melo Almeida Estudo das substâncias e misturas SUBSTÂNCIA: material formado por moléculas quimicamente iguais. SIMPLES COMPOSTA

10 Page 09 Luciana Melo Almeida Substância pura simples Substância Fórmula Representação Gás hidrogênioH2H2 Gás oxigênio O2O2 Gás ozônio O3O3 SUBSTÂNCIA PURA SIMPLES: é constituída de uma molécula formada por átomos do mesmo elemento químico (mesmo tipo de átomo), como por exemplo o gás hidrogênio formado por dois átomos de hidrogênio ligados entre si; o ozônio formado por três átomos de oxigênio.

11 SUBSTÂNCIA PURA COMPOSTA Page 10 Luciana Melo Almeida SUBSTÂNCIAS PURAS COMPOSTAS: são formadas pela combinação de átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes, como por exemplo a água formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio; Substância Fórmula Representação Água H2OH2O Sal de cozinhaNaC AçúcarC 12 H 22 O 11

12 É formada por duas, ou mais, substâncias, sendo cada uma destas denominada componente. Mistura Page 11 Luciana Melo Almeida Fase : em uma mistura, é cada uma das porções que apresenta aspecto homogêneo ou uniforme. Mistura homogênea: toda mistura que apresenta uma única fase. CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS Mistura heterogênea : toda mistura que apresenta pelo menos duas fases.

13 Misturas Page 12 Luciana Melo Almeida Nome Componentes principais Amálgama Mercúrio (Hg) + outros metais Vinagre Água (H 2 O) + ácido acético (CH 3 COOH) Latão Cobre (Cu) + zinco (Zn) Bronze Cobre (Cu) + estanho (Sn) Aço Ferro (Fe) + carbono (C) Álcool hidratado Etanol (CH 3 OH) + água (H 2 O)

14 A matéria encontrada na natureza, na sua grande maioria, é formada por duas ou mais substâncias puras, portanto são misturas. Uma maneira de classificar as misturas baseia-se em a sua composição ser uniforme, isto é, a mesma em qualquer zona da amostra, ou não. Por exemplo, uma garrafa de álcool (etanol) tem sempre uma certa porção de água misturada; estas duas substâncias estão tão bem misturadas uma com a outra que não se pode dizer que a água está num lado e o álcool de outro, ou seja, a composição da mistura é a mesma em qualquer zona da garrafa - mistura homogênea. Já o mesmo não acontece com uma mistura de água e areia; a areia fica em baixo separada da água. A composição desta mistura não é uniforme - mistura heterogênea. Misturas Luciana Melo Almeida Page 13

15 Page 14 Luciana Melo Almeida Exemplos Água (H 2 O) + açúcar dissolvido (C 12 H 22 O 11 ) Aspecto visual contínuo: uma única fase Óleo + água (H 2 O) Aspecto visual descontínuo: duas fases Água gaseificada Aspecto visual descontínuo: duas fases

16 Page 15 Luciana Melo Almeida Misturas Homogêneas e Heterogêneas AR ÁGUA + AREIA HOMOGÊNEA solução HETEROGÊNEA

17 Page 17 Luciana Melo Almeida Misturas É a união de duas ou mais substâncias químicas. Uma das formas de diferenciação das substâncias puras e das misturas é através da temperatura, durante as mudanças de estado físico.

18 Page 18 Luciana Melo Almeida Misturas eutéticas

19 Page 19 Luciana Melo Almeida MISTURAS AZEOTRÓPICAS

20 Page 20 Luciana Melo Almeida Exemplos Mistura eutética Ponto de fusão Chumbo (38%) + estanho (62%) 183°C Chumbo (87%) + antimônio (13%) 246°C Bismuto (58%) + estanho (42%) 133°C Mistura azeotrópica Ponto de ebulição Acetona (86,5%) + metanol (13,5%) 56°C Álcool etílico (7%) + clorofórmio (93%) 60°C Álcool fórmico (77,5%) + água (22,5%) 107,3°C

21 Page 21 Luciana Melo Almeida Fases Fases são as diferentes porções homogêneas, limitadas por superfícies de separação, que constituem um sistema heterogêneo. Os sistemas homogêneos são monofásicos ou unifásicos. Os sistemas heterogêneos são polifásicos, podendo ser bifásicos, trifásicos, etc. Sistema com n componentes sólidos como regra tem n fases. Sistema com n gases sempre tem uma única fase. Não existe sistema heterogêneo de dois ou mais gases. Sistema heterogêneo ou é uma mistura (heterogênea) ou é uma substância pura em mudança de estado físico. Sistema homogêneo ou é uma mistura (homogênea) ou é uma substância pura num único estado físico

22 Page 22 Luciana Melo Almeida Soluções Por quê um ovo cru incha ou murcha quando colocado em diferentes soluções?

23 Page 23 Luciana Melo Almeida Soluções Uma solução é uma mistura HOMOGÊNEA de 2 ou mais substâncias em uma única fase. Um dos constituintes é o SOLVENTE os outros são os SOLUTOS.

24 Separação de Misturas Page 23 Luciana Melo Almeida  Na natureza, raramente encontramos substâncias puras. Em função disso, é necessário usarmos métodos de separação para obtermos determinada substância.  Na separação dos componentes de uma mistura (obtenção separada de cada uma das substâncias puras que deram origem à mistura) usa-se um conjunto de processos físicos denominados análise imediata.  Esses processos não alteram a composição das substâncias que formam a mistura.  Nem sempre apenas um método de separação é suficiente para separar todos os componentes de uma mistura.

25 Separação de Misturas Page 23 Luciana Melo Almeida  A escolha dos melhores métodos para a separação de misturas exige um conhecimento anterior de algumas das propriedades das substâncias presentes.  Assim, se tivermos uma mistura de açúcar com areia, é útil sabermos que o açúcar se dissolve na água, enquanto a areia não.  Muitas vezes, dependendo da complexidade da mistura, será necessário usar vários processos diferentes em uma sequência baseada nas propriedades das substâncias presentes na mistura.

26 Separação de Misturas Page 23 Luciana Melo Almeida SÓLIDO – SÓLIDO: - Catação - Ventilação - Levigação - Separação magnética - Cristalização fracionada - Dissolução fracionada - Sublimação SÓLIDO – LÍQUIDO: – Decantação – Centrifugação – Filtração simples – Filtração à vácuo LÍQUIDO – LÍQUIDO: – Decantação GÁS – SÓLIDO: – Decantação – Filtração

27 Separação de Misturas Page 23 Luciana Melo Almeida SÓLIDO – SÓLIDO :

28 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Catação: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido – sólido, onde é necessário que os componentes da mistura sejam aparentemente distintos. Um exemplo é a catação de pedra no feijão, onde se retira, catando, as pedras, que são diferentes do feijão.

29 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Peneiração: Método de separação para sistemas sólido- sólido, no qual o sólido menos denso é arrastado por uma corrente de ar.  Um bom exemplo é a separação das cascas de grãos de arroz, amendoim torrado, etc.

30 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Levigação: A água corrente arrasta o componente menos denso e o mais denso deposita-se no fundo do recipiente.  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.

31 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Separação Magnética: Também chamado de Imantação, nesse método de separação, um dos sólidos é atraído por um ímã.  Esse processo é usado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas impurezas, como, por exemplo, separar do lixo objetos de metal que serão reciclados. Outro exemplo simples é a separação de linha e agulha através de um imã.

32 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Cristalização fracionada: A mistura de sólidos é dissolvida em água e a solução é submetida à evaporação. Quando a solução ficar saturada em relação à um componente, o prosseguimento da evaporação do solvente acarretará a cristalização gradativa do referido componente, que se separará da solução. A solução, contendo o componente cuja saturação ainda não foi atingida, fica sobre os cristais do outro e é chamada água-mãe de cristalização.

33 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Dissolução Fracionada: Também é conhecido como extração por solvente, é usada quando apenas um dos componentes apresenta solubilidade num dado solvente.  A mistura areia + sal é um bom exemplo de aplicação para este método. sal + areia Adição de água Filtração Vaporização areia água + sal sal

34 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Sublimação: Usado quando apenas um dos sólidos sublima (passa para o estado gasoso) quando aquecido.  São substâncias que podem ser separadas por sublimação: iodo, enxofre e naftaleno (naftalina).  Mais recentemente, tal propriedade passou a ser usada na impressão de camisetas.  Com uma impressora especial é preparado um desenho em uma folha de papel e, através de uma prensa térmica, a tinta sublima e se transfere para o tecido.  Tem a vantagem de não desbotar, mantendo a tonalidade original.

35 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida Sedimentação ou decantação: Separação de dois ou mais componentes devido à diferença de densidade, seguida do escoamento da fase líquida.

36 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida Aparelho de destilação simples

37 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida Torre de destilação de petróleo

38 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida Centrifugação: 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.

39 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Filtração comum: É a retenção de um sólido através de uma superfície porosa (filtro). Utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido é relativamente grande em relação ao tamanho dos poros do papel de filtro.  Ex: água e areia.

40 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Filtração a vácuo: É utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido não é muito grande e formam um pasta “entupindo” os poros do papel de filtro caso seja feita a filtração comum.  Ex: água e carbonato de cálcio.

41 Separação de Misturas Page 23 Luciana Melo Almeida LÍQUIDO – LÍQUIDO :

42 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Destilação simples: É utilizada para separar misturas homogêneas do tipo sólido-líquido, nas quais os componentes têm pontos de ebulição muito diferentes.  Na destilação simples, a mistura é aquecida e os vapores produzidos no balão de destilação passam pelo condensador, onde são resfriados pela passagem de água corrente. Os vapores então, condensam e são recolhidos no. A parte sólida da mistura fica no balão, pois a temperatura que se atinge no sistema não é necessária nem para derreter o sólido, quem dirá vaporizá-lo.  Ex: água e cloreto de sódio.

43 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida

44 Separação de Misturas heterogênea Page 23 Luciana Melo Almeida  Destilação Fracionada: método utilizado para separar misturas homogêneas, do tipo líquido-líquido.  Exemplo de mistura deste tipo é o petróleo, ou uma simples mistura de água e álcool.  Durante o aquecimento da mistura, é separado, primeiramente o líquido de menor P.E. (ponto de ebulição), depois o líquido de P.E. intermediário e sucessivamente até o líquido de P.E. maior.  Utiliza-se uma coluna de fracionamento acoplada na aparelhagem de destilação simples.

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