Substâncias Puras e Misturas - 1º bimestre - 9º ano - Compensação de Faltas

Unidade Temática: Matéria e Energia

SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS

QUÍMICA

As substâncias puras são classificadas em simples e compostas, e as misturas são classificadas em homogêneas e heterogêneas.

De uma forma geral, as substâncias puras dificilmente são encontradas isoladas na natureza, sendo encontradas na forma de misturas, isto é, associadas às outras substâncias. Isso quer dizer que nós e quase tudo que está a nossa volta são exemplos de misturas das mais variadas substâncias puras.

Neste texto vamos aprender o que é e quais são as classificações das substâncias puras e misturas.

Substâncias puras

Substâncias puras são materiais que possuem composição química e propriedades físicas e químicas constantes, já que não se modificam em pressão e temperatura constantes.

De uma forma geral, as substâncias puras podem ser classificadas de duas formas:

a) Substâncias simples

São compostos químicos formados por átomos de um mesmo elemento químico. Por exemplo:

→ H2 (Gás Hidrogênio)

As moléculas do Gás Hidrogênio são formadas por dois átomos do elemento químico Hidrogênio, por isso, trata-se de uma substância simples.

→ O3 (Gás Ozônio)

As moléculas do Gás Ozônio são formadas por três átomos do elemento químico Oxigênio, por isso, trata-se de uma substância simples.

Existe ainda a possibilidade de átomos de um mesmo elemento químico formarem substâncias simples completamente diferentes, os alótropos. Um exemplo de alotropia é o caso do elemento químico Oxigênio, o qual forma as substâncias gás oxigênio (O2) e gás ozônio (O3).

b) Substâncias compostas

São compostos químicos formados por átomos de elementos químicos diferentes. Exemplos:

→ CO2 (Gás Carbônico ou Dióxido de Carbono)

As moléculas do Gás Carbônico são formadas por um átomo do elemento carbono e dois átomos do elemento oxigênio. Como os elementos químicos são diferentes, trata-se de uma substância composta.

→ KMnO4 (permanganato de potássio)

O íon-fórmula do permanganato de potássio é formado por um átomo do elemento potássio, um átomo do elemento manganês e quatro átomos do elemento oxigênio.

Misturas

Mistura é a união de duas ou mais substâncias diferentes (independentemente se são simples ou compostas). Ela apresenta características físicas (ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, tenacidade etc.) diferentes e variáveis (não fixas) em comparação com as substâncias que a compõem.

A mistura de água e cloreto de sódio, por exemplo, apresenta um ponto de fusão totalmente diferente em relação aos pontos de fusão da água ( 0^oC) e do cloreto de sódio (803^oC) isoladamente.

a) Misturas homogêneas

O soro fisiológico é uma mistura homogênea formada por água, glicose e cloreto de sódio

As misturas homogêneas apresentam apenas uma fase (um único aspecto visual). São formadas quando um material tem a capacidade de dissolver outro. Exemplos:

• água e cloreto de sódio;

• água e glicose;

• gasolina e etanol;

• ar atmosférico (gás oxigênio, gás nitrogênio, gás carbônico, vapor de água etc);

• ácido acético e água;

• petróleo (gasolina, querosene, óleo lubrificante etc.);

• soro fisiológico.

b) Misturas heterogêneas

O leite é uma mistura heterogênea porque possui uma fase líquida (água) e uma fase sólida (gordura)

As misturas heterogêneas apresentam mais de uma fase (dois ou mais aspectos visuais). São formadas quando um material não dissolve outro. Exemplos:

• Granito;

• Leite;

• Sangue;

• Água e areia;

• Água e óleo;

• Água e gasolina.

Em laboratório, é comum a prática de se misturar substâncias puras

CONTEUDO MAIS COMPLETO SOBRE SUBSTANCIAS

A grande maioria dos materiais encontrados na natureza, em nossa sociedade e em nosso corpo, não são substâncias puras, mas na verdade são misturas de duas ou mais substâncias.

Por exemplo, apesar de nos referirmos na maioria das vezes à água mineral apenas como “água”, na realidade ela não possui apenas a substância pura H₂O, porque ela é o resultado de um processo no qual a água da chuva penetra no solo e passa por várias rochas. Assim, como o próprio nome indica, além de água, ela também possui vários minerais dissolvidos. Se você tiver curiosidade e conferir o rótulo de alguma água mineral, verá que ela possui em sua composição química sulfatos de estrôncio, de cálcio, de sódio, de potássio, bicarbonato de sódio, fluoreto de sódio, entre outros.

Mas como é possível diferenciar uma substância de uma mistura?

Por exemplo, a água destilada mostrada abaixo é uma substância pura que contém apenas H₂O:

Visualmente ela é exatamente igual a uma mistura de água e sal; porém, elas podem ser diferenciadas a partir da definição de mistura. Veja:

Misturas são materiais cujas propriedades físicas não são constantes, mas variam mesmo numa determinada temperatura e pressão.

Assim, basta medir as propriedades físicas, como os pontos de fusão e ebulição e a densidade. Caso se apresentem constantes e bem definidas, trata-se de uma substância pura (no caso da água destilada, em 4ºC, a sua densidade será de 1,0 g/cm³ e, ao nível do mar, os pontos de fusão e ebulição serão de 0ºC e 100ºC, respectivamente).

No entanto, se forem apresentadas variações, trata-se de uma mistura. Se aquecer a mistura de água com sal para verificar o ponto de ebulição, verá que durante a mudança do estado líquido para o gasoso a temperatura não irá permanecer constante, como acontece com a água destilada, que se mantém em 100 ºC até que todo líquido vire vapor.

Agora, existem misturas que nem é preciso determinar suas propriedades físicas para sabermos que são misturas, basta olharmos, como é o caso da mostrada abaixo, de água com óleo:

Isso nos indica que existem tipos diferentes de misturas, que podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas. Veja cada uma:

1. Misturas Homogêneas: São aquelas que apresentam um aspecto uniforme, com uma única fase (monofásicas).

Exemplos: água e sal, soro fisiológico (0,9 g de cloreto de sódio em 100 mL de água), salmoura (36 g de sais como o cloreto de sódio, cloreto de magnésio, iodato de potássio, antiumectantes e 100 mL de água), álcool hidratado (etanol e água), o ar (78% de gás nitrogênio, 20% de gás oxigênio, 2% de outros gases e vapor de água), aço (liga metálica formada por 98,5% de ferro e 1, 5% de carbono).

Os exemplos acima mostram que as misturas homogêneas podem estar no estado sólido, líquido ou gasoso.

Essas misturas homogêneas são chamadas de soluções e elas não podem ser separadas por métodos físicos, mas apenas por técnicas químicas. Por exemplo, para separar o álcool da água é preciso um processo de destilação, pois uma centrifugação ou filtração não serviriam.

Além disso, é importante ressaltar que elas devem ser homogêneas até mesmo ao olhar num ultramicroscópio. Por exemplo, a olho nu, o leite e o sangue podem parecer homogêneos, mas no ultramicroscópio vemos que na verdade são heterogêneos. Abaixo, temos a imagem do sangue no ultramicroscópio e as suas fases separadas depois de ter sido colocado numa ultracentrífuga:

2. Misturas Heterogêneas: São aquelas que apresentam mais de uma fase.

Exemplos: água e óleo, água e areia, gelo e água, granito, água e ferro, sal não dissolvido na água.

Os componentes das misturas heterogêneas aparecem, na maioria dos casos, em estados físicos diferentes e podem ser separados por métodos físicos, um exemplo ocorre quando fazemos café e filtramos o sólido separando-o do líquido.

Mas isso não se dá sempre, como é mostrado no caso do óleo e da água que, apesar de serem ambos líquidos, não se misturam, devido às diferentes polaridades de suas moléculas.