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ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 1 Aula 01 - Substância e Mistura Aprenda os conceitos e classificações básicas sobre substâncias e misturas. A partir dessas classificações, domine os processos físicos de separação entre elas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 2 SUMÁRIO 1. SUBSTÂNCIA OU MISTURA? 4 2. ESTADOS FÍSICOS 4 3. CURVAS DE AQUECIMENTO 8 4. MATERIAIS PUROS E IMPUROS 15 Substância e Mistura 15 Mistura: homogênea e heterogênea. 17 Substância simples e Substância composta. 20 5. SEPARAÇÃO DE MISTURAS 27 Catação 27 Levigação 28 Separação Magnética ou Atração Magnética 28 Peneiração ou Tamisação 30 Decantação 30 Filtração 30 Dissolução Fracionada ou Solubilização Fracionada ou Extração 31 Flotação 31 Evaporação 32 Cristalização Fracionada 32 Fusão Fracionada 33 Cromatografia 33 Destilação 34 Destilação Fracionada 35 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 3 Liquefação Fracionada 35 6. QUESTÕES FUNDAMENTAIS 36 7. JÁ CAIU NOS PRINCIPAIS VESTIBULARES 38 Mudança de Estado Físico 38 Substância e Mistura 48 Separação de Mistura 54 8. GABARITO SEM COMENTÁRIOS 62 9. RESOLUÇÕES DAS QUESTÕES FUNDAMENTAIS 62 10. QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS 65 11. CONSIDERAÇÕES FINAIS DAS AULAS 102 12. REFERÊNCIAS 102 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 4 1. Substância ou mistura? A Coca-cola possui uma única fórmula química? Qual a fórmula do açúcar utilizada para adoçar um suco? Quer dizer, existe apenas um composto no açúcar? É comum as pessoas confundirem termos científicos com termos usuais. Além disso, é encontrada em diversos produtos, tais como açúcar de confeiteiro, mascavo, refinado, cristal, demerara etc. Todos esses produtos comercializados apresentam mais de uma fórmula em sua composição. Neste capítulo, serão apresentadas as classificações das substâncias e misturas, além dos respectivos processos de separação. 2. Estados Físicos Qualquer matéria, dependendo da pressão e temperatura, pode ser encontrada nos estados físicos: sólido, líquido e gasoso. A água é um dos poucos materiais que consegue ser encontrada no planeta Terra nesses três estados: geleiras (sólido), rios (líquido) e vapor de água (gasoso). Esses estados físicos apresentam diferentes formas de empacotamento de suas partículas. Em geral, quanto mais próximas estiverem as partículas, maior a tendência de se encontrarem no estado sólido, em contrapartida, quanto maior o grau de liberdade entre elas, maior a tendência de serem encontradas no estado gasoso. O grau de liberdade confere características macroscópicas como forma e volume. Vejamos alguns detalhes para cada um dos estados citados: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 5 • O gelo apresenta a forma e o espaço do recipiente de gelo; • 500mL de água líquida contida dentro de uma garrafa apresenta o formato que esta tiver - cilíndrico, cúbico ou esférico, enquanto o volume será sempre de 500 mL, independente do recipiente; e • O vapor de água, conforme veremos na aula sobre gases, propaga-se de maneira a ocupar todo o recipiente que a contém, apresentando assim volume e forma variáveis. Simplificadamente, a entropia é a grandeza termodinâmica que analisa a reversibilidade ou irreversibilidade de uma transformação física ou química, sendo comumente analisada como grau de desordem. Portanto, o grau de desordem do estado gasoso é maior que o grau de desordem do estado líquido e sólido. De forma geral, ao diminuir a agitação das partículas, essas se aproximam ocorrendo contração de volume do material, ocupando menor espaço. Quanto maior a agitação entre as partículas, maior o afastamento entre elas e, consequentemente, ocorrerá expansão de volume. Portanto, de forma geral, a matéria no estado sólido ocupa menos volume que o estado líquido e gasoso. Entretanto, a água é um dos materiais com comportamento anômalo relativo à expansão/contração térmica. Ao se resfriar uma quantidade de água, de 4 a 0 °C, a água Figura 1 - Expansão de volume provocado por congelamento. [Fonte: somethingscrawlinginmyhair] t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 6 apresentará expansão de volume, enquanto a maior parte dos outros materiais apresentam contração de volume. Figura 2 - volume x temperatura da água. Ao se colocar uma lata de refrigerante no congelador, observamos ela estourar. Durante o resfriamento do refrigerante, ocorrem dois fenômenos: a diminuição da energia cinética média das partículas e o alinhamento das ligações de hidrogênio. Esse alinhamento forma grandes espaços, que contribui para o aumento de volume. Figura 3 - Organização das moléculas de água e seus estados físicos. Como densidade é a razão entre massa e volume, a densidade da água sólida a 0 °C é menor que a 25 °C, considerando amostras de mesmo volume. Essa diferença de densidade faz com que o gelo flutue na água líquida. Uma Figura 4 – variação da temperatura da água de um lago não congelado e um lago congelado. [Fonte: Globalwarmingsolved]. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 7 constatação natural para esse fenômeno importante é, por exemplo, o congelamento superficial de lagos. O fato de um lago congelar somente na superfície permite que exista vida marinha na parte não congelada ao fundo. A alteração no estado de agregação da matéria é possível a partir da mudança da temperatura ou pressão. A seguir, será estudada a mudança no estado físico provocada somente pela modificação da temperatura. Cada alteração de estado de agregação provocada por aquecimento ou resfriamento recebe uma denominação: Algumas ressalvas são importantes sobre essas mudanças de fase: 1. A passagem de um estado de menor agitação das partículas para um estado de maior agitação sempre corresponderá a um fenômeno endotérmico. Um fenômeno endotérmico é aquele que ocorre absorção de energia. Exemplos: fusão (sólido → líquido), vaporização (líquido → gasoso/vapor) e sublimação (sólido → gasoso); 2. A passagem de um estado de maior agitação das partículas para um estado de menor agitação sempre corresponderá a um fenômeno exotérmico. Um fenômeno exotérmico é aquele que ocorre liberação de energia. Exemplos: solidificação (líquido → sólido), condensação/ liquefação (gasoso/vapor → líquido) e sublimação ou ressublimação (gasoso → sólido); 3. Liquefação e condensação não são sinônimos. A liquefação é a transformação do gás para o estado líquido, enquanto a condensação é a passagem do vapor para o estado líquido. [mais detalhes na aula de gases]; e 4. A vaporização consiste na generalização de 3 fatores: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 8 - Evaporação: consiste na transformação mais lenta, um fenômeno de superfície, por exemplo, uma camisa molhada secando no varal ou a evaporação de rios. As partículas mais externas quebram as forças de interação com outras partículas e se desprende, ocupando um novo estado físico. - Ebulição: é comumente chamada de fervura. Por exemplo, a fervura de 1 litro de água para o preparo de macarrão. A ebulição ocorre quando o sistema atinge a energia necessária para trocar de estado, observando a formação de bolhas. [Para mais detalhes videaula de pressão de vapor]. - Calefação: é a passagem instantânea do estado líquido para o gasoso, por exemplo, uma gota de água caindo sobre uma chapa metálica muito quente. 3. Curvas de Aquecimento Se não é possível observar moléculas e átomos, como sabemos se um material é formado por um tipo de fórmula ou mais de um tipo de fórmula? Não é possível observar as partículas que formam as coisas, porém é possível observar comportamentos térmicos diferentes nas mudanças de estados dos materiais puros e dos impuros. Inicialmente, adotaremos o termo ‘material puro’ para sistemas formados por um único tipo de fórmula, enquanto que ‘material impuro’ apresenta mais de um tipo de fórmula. Ou seja, o material puro é uma substância, enquanto que o material impuro é uma mistura. Ao realizar uma curva de aquecimento de materiais puros e impuros, percebemos diferenças notáveis. O material puro não apresenta alteração de temperatura durante as mudanças de estado, enquanto o material impuro apresenta, no mínimo, uma alteração de temperatura durante a mudança de estado. Observe as diferenças nos seguintes gráficos de aquecimento e resfriamento para materiais puros e impuros. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 9 Legendas: s: sólido l: líquido v: vapor Teb: temperatura de ebulição Tf: temperatura de fusão ieb: intervalo de ebulição if: intervalo de fusão O valor da temperatura de fusão é o mesmo valor da temperatura de congelamento, assim como o valor da temperatura de ebulição é o mesmo valor da temperatura de condensação. Na literatura química é usual encontrar o termo temperatura de ebulição mesmo que seja usada para a curva de resfriamento. O mesmo se aplica para o uso do termo temperatura de fusão ao invés de temperatura de solidificação. Ao analisar tabelas de dados específicos de materiais se observará valores para temperatura de fusão e ebulição, somente. Mantidas as condições de um sistema, os materiais puros apresentam um único valor de temperatura durante as mudanças de estado sólido-líquido (s+l) e líquido-vapor (l+v), enquanto os materiais impuros variam a temperatura. Essa técnica experimental permite diferenciar substância (material puro) de mistura (material impuro). Um gelo derretendo a 1 atm apresenta temperatura de 0 °C até que derreta por completo ou volte a congelar totalmente. Enquanto estiver derretendo não ocorre variação de temperatura. Os materiais puros apresentam temperatura constante durante a mudança de estado. Esse fenômeno é denominado patamar. Já a mudança de temperatura encontrada em materiais impuros ou mistura é denominado intervalo ou faixa. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 10 As substâncias apresentam 2 patamares: patamar de ebulição e patamar de fusão. As misturas apresentam faixa ou intervalo de ebulição e/ou faixa ou intervalo de fusão. Existem algumas misturas que apresentam um único patamar. Podemos entender essas misturas como se fossem exceções dos gráficos de aquecimento das misturas. Percebe-se que tanto a mistura eutética quanto a mistura azeotrópica apresentam um patamar e um intervalo. A mistura eutética possui patamar de fusão e intervalo de ebulição. São exemplos: a liga metálica de estanho e chumbo, utilizada para solda; e a mistura de gelo e cloreto de sódio. Já a mistura azeotrópica possui patamar de ebulição e intervalo de fusão. Exemplo, a mistura de 96 % de etanol e 4 % de água. Além dos gráficos é comum a utilização de tabelas, conforme a seguir: Material A B C D Ebulição (a 1 atm) 78 °C 2162 °C -35 a -37 °C 22 a 20 °C Fusão (a 1 atm) -114 °C 961 °C -117 a -119°C -8 a -10 °C Ao analisar os valores da tabela, percebemos que os materiais A e B apresentam valores únicos de ebulição e fusão, enquanto os materiais C e D apresentam intervalos de fusão e ebulição. A partir dessas observações, concluímos que os materiais A e B são substâncias e os materiais C e D são misturas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 11 A partir dos valores das temperaturas de ebulição, a uma pressão determinada, é possível inferir os estados físicos de cada material. Por exemplo, a 25 °C, os materiais A, B, C e D se apresentam no estado físico: líquido, sólido, gasoso e gasoso, respectivamente. A 263 K, ou seja -10 °C (T(Kelvin) = -10 + 273), os materiais A, B, C e D se apresentam no estado físico: líquido, sólido, gasoso e sólido/líquido, respectivamente. Perceba que o material D, a -10 °C, apresenta os dois estados físicos sólido e líquido, devido ao valor da temperatura de fusão. Existem alguns materiais que coexistem em estados físicos diferentes, por exemplo, a gelatina, o gel e a espuma líquida. Esses materiais apresentam coexistência de estados de agregação diferentes. A gelatina corresponde a dispersão de líquido na fase sólida. O gel corresponde a dispersão da fase sólida na fase líquida. Materiais que apresentam fases distintas dispersas são classificados coloides e serão abordados em aula futura. Habitualmente, encontramos pessoas colocando bebidas alcoólicas em congeladores para resfriar melhor e/ou mais rápido. A pergunta é: bebida alcoólica congela? A resposta é simples: sim! Porém, a porcentagem de etanol e a potência do freezer/congelador interferem no processo de congelamento. Todo material pode ser apresentado nos três estados físicos da matéria, dependendo, somente, das condições de temperatura e pressão. O que acontece com o etanol é que ele apresenta temperatura de fusão mais baixa que os congeladores e freezers residenciais comuns. A temperatura de fusão do etanol é de -114 °C, enquanto o congelador fornece até -6 °C e o freezer até -20 °C. Porém, as bebidas alcoólicas diferem, entre outros fatores, na quantidade de etanol: quanto menor a quantidade de etanol, maior a probabilidade de congelar em um freezer residencial. Por isso, cervejas congelam, mas as bebidas destiladas (vodca, cachaça, whisky) não costumam congelar. A vodca, por exemplo, possui, em média, 40 Figura 6 bebida alcoólica não congelada. [Fonte: Russian Foods] t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 12 a 55 % de etanol sendo necessárias temperaturas próximas ou inferiores a -20 °C para obter o estado sólido. Portanto, se uma garrafa de vodca congelar em seu freezer, antes de já querer processar o fabricante da bebida por falsificação, verifique a temperatura programada em seu equipamento, caso esteja próxima a -20 °C, poderá ocorrer o congelamento. Além do etanol encontrado nessas bebidas, os sais dissolvidos também contribuem para a diminuição da temperatura de congelamento, conforme será visto na aula de propriedades coligativas. 1) (UDESC SC/2017) O gráfico abaixo representa a temperatura de uma amostra, inicialmente no estado sólido, em função da quantidade de calor absorvida. Analise as proposições em relação aos números, indicados no gráfico, referentes aos estados físicos da matéria e às suas características. I. No estado líquido a substância assume a forma do recipiente que o contém. No gráfico, esse estado está representado pelo número 3. II. O número 2 representa mudança de estado físico, conhecida como sublimação. III. Uma das características do estado gasoso é que as partículas que formam a matéria estão bastante afastadas, dispersas no espaço. Devido a isso, nesse estado físico a matéria pode ter a forma e o volume variáveis. No gráfico, este estado físico está representado pelo número 5. IV. O número 1 representa o estado sólido, que é caracterizado por a substância apresentar volume e forma fixos.Para a amostra em questão, o estado sólido é predominante até a temperatura de 350 K. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 13 V. A ebulição está representada pelo número 4, e este processo é caracterizado pela passagem do estado líquido para o sólido. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. b) Somente a afirmativa I é verdadeira. c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II, III e V são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I, IV e V são verdadeiras. Comentários: Julgando os itens, tem-se: I. certo. O número 3 está situado entre os dois patamares: fusão (2) e ebulição (4), portanto corresponde ao estado líquido. II. errado. O número 2 corresponde a mudança de estado físico do sólido para o líquido denominada fusão. A sublimação é a passagem do sólido para o gasoso e não apresenta representação nesse gráfico. III. certo. Temperaturas superiores a 500 K correspondem ao estado gasoso. Esse estado é caracterizado pelo afastamento das partículas que contribui para ocupar todo o recipiente tendo formato e volume variáveis. IV. certo. O estado físico encontrado a 350 K é o estado sólido. Esse estado é caracterizado por apresentar partículas que vibram em posicionamentos fixos, logo apresentam forma e volume fixos. V. errado. O item 4 corresponde a ebulição, porém é a passagem do estado líquido para o gasoso. Gabarito: A 2) (UNICAMP SP/2018) Icebergs flutuam na água do mar, assim como o gelo em um copo com água potável. Imagine a situação inicial de um copo com água e gelo, em equilíbrio térmico à temperatura de 0 °C. Com o passar do tempo o gelo vai derretendo. Enquanto houver gelo, a temperatura do sistema a) permanece constante, mas o volume do sistema aumenta. b) permanece constante, mas o volume do sistema diminui. c) diminui e o volume do sistema aumenta. d) diminui, assim como o volume do sistema. Comentários: À temperatura de 0 °C e ao nível do mar (1 atm), a água se encontra na temperatura de fusão. Enquanto houver a mudança de estado físico, a temperatura do sistema permanece constante. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 14 Para uma mesma massa qualquer, o estado sólido ocupa maior volume que o estado líquido, logo a fase sólida apresenta menor densidade. Assim, durante a fusão do gelo, a conversão do estado sólido para o estado líquido ocorrerá uma contração de volume. Gabarito: B Vemos nas mídias que o derretimento das geleiras aumentará o nível dos mares. Essa informação é correta, porém o gelo que será responsável por esse aumento no nível do mar não é o iceberg flutuando sobre a água, mas sim a porção de gelo que está sobre o continente. A geleira é formada pelo acúmulo de neve em áreas de baixas temperaturas, onde a taxa de acúmulo seja superior à taxa de degelo. A Antártica corresponde a maior geleira terrestre com cerca de 14∙106 km2 e abriga praticamente 90 % do gelo do planeta Terra. Além da Antártica temos como principais geleiras a Groelândia, a Patagônia e o Ártico, que juntas totalizam quase 70 % da água doce do mundo. Portanto, o derretimento dessas geleiras, ocasionaria o aumento no nível de mares, além da perda de água doce. 3) (UEM PR/2017 - adaptado) O quadro abaixo apresenta o calor específico e os calores latentes e temperaturas de fusão e de ebulição da água e do etanol, a uma pressão de 1atm. Tomando por base esse quadro, assinale o que for correto. 01. À temperatura de –10 °C, a água encontra-se no estado sólido, e o etanol, no estado líquido. 02. À temperatura de 90 °C, a água e o etanol encontram-se no estado líquido. Figura 6 – 1880 e 2005 da geleira Muir Glacier Inlet no Alasca.. [Fonte: Pensamento Verde] t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 15 Comentários: Julgando os itens, tem-se: 01. certo. O valor de –10°C é inferior à temperatura de fusão 0 °C, logo a água é encontrada no estado sólido. O mesmo valor de -10 °C está situado entre o patamar de fusão e ebulição para o etanol, portanto é encontrado no estado líquido. 02. Errado. A água encontra-se no estado líquido e o etanol na forma vapor (estado gasoso). Gabarito: 01 4. Materiais Puros e Impuros Os materiais podem ser formados por um único tipo de constituinte que se repete por toda a sua extensão ou por vários constituintes. Cada constituinte pode ser classificado de acordo com os tipos de átomo que o formam, portanto, a matéria é classificada em: substância e mistura. As substâncias são classificadas em: substância simples e substância composta. Substância e Mistura A partir dos assuntos abordados no item anterior, é possível adotar um critério experimental para determinar se um material é substância ou mistura. Substância é todo o material que apresenta, a uma determinada pressão, um valor de temperatura de fusão, um valor de temperatura de ebulição e densidade característica. Mistura é todo material que apresenta, a uma determinada pressão, um intervalo de fusão e/ou intervalo de ebulição e densidades distintas para cada proporção entre as substâncias. Além da temperatura de fusão e ebulição, utiliza-se a densidade como propriedade específica para se identificar materiais. 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 A densidade de uma mistura varia de acordo com a proporção das substâncias utilizadas. Por exemplo, a 25 °C e 1 atm, a densidade do etanol é de 0,80 g/cm3 e da água é de 1,00 g/cm3. Ao se misturar o etanol e a água, desconsiderando qualquer contração ou expansão de volume no contato entre os materiais, o valor de densidade altera de acordo com a proporção misturada. Veja na tabela abaixo que, para quantidades diferentes de água e etanol, temos densidades distintas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 16 Composição Densidade da mistura (g/cm3) 100 % etanol 0 % água 0,80 75 % etanol 25 % água 0,85 50 % etanol 50 % água 0,90 25 % etanol 75 % água 0,95 0 % etanol 100 % água 1,00 Portanto, a densidade de uma mistura, a uma determinada pressão e temperatura, não possui valor fixo, depende da proporção misturada. A densidade de uma mistura, caso não ocorra expansão ou contração de volume, sempre será um valor intermediário entre as densidades das substâncias. Ao se misturar um material A de densidade 0,5 g/mL com o material B de densidade 0,8 g/mL, o valor da densidade da mistura se encontrará entre 0,5 e 0,8. Como funciona o densímetro de um posto de combustível? A partir de maio de 2018, a ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) liberou o uso de até 27% de etanol anidro, com margem de erro de 1%, à gasolina. A densidade da gasolina varia entre 0,72 g/cm3 e 0,75 g/cm3, logo a adição de etanol anidro (d= 0,8 g/cm3) em maior quantidade que o permitido, aumentará a densidade da mistura, fazendo com que o instrumento colocado dentro do densímetro suba. Entretanto, somente a análise da densidade não é suficiente para se averiguar a composição do combustível porque podem ser adicionados Figura 5 – densímetros de postos combustíveis. [Fonte: Globo] t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 17 solventes orgânicos que diminuiriam a densidade da mistura. Portanto, além da análise da densidade, também são avaliadas dilatação térmica, cor, viscosidade, dissolução fracionada etc. Mistura: homogênea e heterogênea. Além da composição, os materiais podem ser classificados pela identidade visual. Um material é classificadocomo homogêneo quando apresenta um único aspecto ou única fase e heterogêneo quando apresenta mais de um aspecto ou mais de uma fase. Monofásico Bifásico Trifásico Figura 6 – copo com água. [Fonte: Human Development Zone] Figura 7 - água e óleo. [Fonte: Chubaoyolu] Figura 8 - óleo trifásico. [Fonte: Rede Natura] Alguns sistemas aparentam ter uma única fase a olho nu, porém são classificados com mais de uma fase. Primeiramente, fase é a porção de um corpo que apresenta aspecto homogêneo mesmo quando observado por um microscópio comum. Sabendo disso, é necessário ter atenção para dois materiais: sangue e leite. Esses materiais aparentam um único aspecto quando observados a olho nu, porém ao olhar por um microscópico comum percebemos mais de uma fase. Portanto, leite e sangue são classificados como materiais heterogêneos. Leite de vaca (mais de 1 fase) Leite materno (mais de 1 fase) Sangue (mais de 1 fase) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 18 Figura 9 – leite de vaca visto em microscópio comum. [Fonte: Kellymom] Figura 10 - leite materno visto em microscópio comum. [Fonte: Kellymom] Figura 11 - sangue humano visto em microscópio comum. [Fonte: Wikipedia] Sabendo que um material pode ser formado por uma ou mais substâncias e que pode ser identificado pelo número de fases que apresenta, podemos classificar os materiais em dois critérios: - Homogêneo: sistema monofásico, ou seja, apresenta um único aspecto. - Heterogêneo: sistema bifásico, trifásico ou polifásico, ou seja, apresenta mais de uma fase. Exemplos encontrados nos principais vestibulares: Material homogêneo Material heterogêneo Substância (em sistema homogêneo) Mistura (em sistema homogêneo) Substância (em sistema heterogêneo) Mistura (em sistema heterogêneo) Material Material homogêneo 1 fase Substância água líquida Mistura homogênea água e etanol Material heterogêneo 2 ou mais fases Mistura heterogênea água e óleo Substância água e gelo t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 19 1. Sólidas: metais - ouro, prata, cobre, mercúrio, etc.; diamante; cloreto de sódio; sacarose. 2. Líquidas: etanol, acetona, benzeno. 3. Gasosa: gás carbônico, oxigênio, hidrogênio etc. 4. Sólidas: ligas metálicas - aço, ouro 18K, amálgama etc. 5. Líquidas: soluções aquosas; água e sal de cozinha; etanol e gasolina; gasolina. 6. Gasosa: todas as misturas de gases. Sistemas formados por uma substância com mais de um estado físico: água e gelo; água e vapor de água; gelo e vapor de água. Sólidas: granito (trifásico); madeira; n sólidos separados formam n fases. Líquidas: água e óleo; água e gasolina; Sólida com líquida: água e areia; Sólida com gás: ar e poeira. Observações: − As misturas homogêneas também são denominadas soluções, portanto, existem soluções sólidas, líquidas e gasosas. As soluções são formadas por materiais que são miscíveis entre si. − Água e óleo são imiscíveis e formam um sistema heterogêneo. − O petróleo é uma mistura que pode ser encontrada nas frações sólida (piche, asfalto), líquida (gasolina, querosene, óleo lubrificante) ou gasosa (GLP, GNV). − O granito comum é constituído por 3 fases: mica, quartzo e feldspato. Esses três representam uma série de compostos cada, ou seja, existem diversos tipos de quartzo, de feldspato e de mica. As micas compõem os materiais mais escuros, de cor preta, os feldspatos possuem coloração amarelada e cinzenta e os quartzos apresentam cor cristalina ou branca. − As dispersões coloidais são misturas heterogêneas. Se um sistema apresentar partículas dispersas com dimensões entre 1 nm e 100 nm, esse será identificado como dispersão coloidal ou coloide. Sistemas como sangue, leite, maionese etc. Figura 12 - O granito é formado por mica, quartzo, feldspato e outros materiais. [Fonte: Wikipédia] t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 20 Substância simples e Substância composta. As fórmulas das substâncias são classificadas em relação ao número de elementos químicos. Os elementos químicos correspondem ao conjunto de átomos que apresentam o mesmo número de prótons e por isso possuem o mesmo comportamento químico. Para facilitar a sua compreensão, entende-se elemento químico como tipo de átomo. Tendo isso em vista, as substâncias são classificadas em substância simples ou substância composta. As substâncias simples apresentam um único elemento químico. Exemplos: Ag, Cu, H2, O2, O3 e S8. As substâncias compostas apresentam dois ou mais elementos químicos. Elas são classificadas de acordo com o número de elementos: binárias (2 elementos químicos), ternárias (3 elementos químicos), quaternária etc. Exemplos: binárias (H2O, CO2, C2H6), ternária (H2SO4, HNO3, C12H22O11) e quaternária ((NH4)2SO4, C17H34COONa). A alotropia é o fenômeno que alguns elementos químicos possuem em se apresentarem em substâncias simples distintas. Por exemplo, o elemento oxigênio é encontrado na natureza em duas substâncias simples diferentes: o gás oxigênio (O2) e o ozônio (O3). Assim dizemos que o gás oxigênio é alótropo do ozônio. Abaixo são apresentados os alótropos mais importantes: Carbono Oxigênio Enxofre Fósforo t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 21 Grafite (forma mais estável) Diamante Fulereno Oxigênio (forma mais estável) O2 Ozônio O3 Enxofre rômbico (forma mais estável) S8 Enxofre monoclínico S8 Fósforo preto (P4)n Fósforo vermelho (forma mais estável que o fósforo branco) Pn Fósforo branco P4 Figura 13 – lixão. [Fonte: Unplash] Determinação do número de fases e componentes. Água líquida + gelo Água líquida + sal de cozinha dissolvido + areia Água líquida + gelo + óleo + vapor de água Água líquida + sal dissolvido + areia + óleo + granito + gelo Fases 2 fases (1 fase da água líquida e 1 fase do gelo) 2 fases (1 fase água e sal e 1 fase da areia) 4 fases (1 fase da água líquida, 1 fase do gelo, 1 fase do óleo e 1 fase do vapor de água) 7 fases (1 fase da água líquida com sal, 1 fase da areia, 1 fase do óleo, 3 fases do granito e 1 fase do gelo. Componentes 1 componente (água na fase líquida e sólida) 3 componentes (água, sal e areia) 2 componentes (óleo, água sólida, líquida e gasosa) 6 componentes (água sólida e líquida, areia, óleo, mica, quartzo e feldspato) Classificação Substância Mistura Mistura Mistura Determinação do número de elementos químicos, átomos, moléculas e substâncias. Considere que cada cor abaixo representa um elemento químico, determinaremos o número de elementos químicos, átomos, moléculas e substâncias dos seguintes sistemas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 22 Elemento(s) químico(s) 1 2 2 Átomos 13 13 5 Moléculas 5 5 0 Substâncias 2 3 2 Elementos químicos 1 2 3 Átomos 10 10 16 Moléculas 5 5 5 Substâncias 1 1 4 4) (UNICAMP SP/2013) Como um químico descreve a cerveja? “Um líquido amarelo, homogêneo enquanto a garrafa está fechada, e uma mistura heterogênea quando a garrafa é aberta. Constitui-se de mais de 8.000 substâncias, entre elas o dióxido de carbono, o etanol e a água. Apresenta um pH entre 4,0 e 4,5, e possui um teor de etanol em torno de 4,5 % (v/v).” Sob a perspectiva do químico, a cerveja a) apresenta uma única fase enquanto a garrafa está fechada,tem um caráter ligeiramente básico e contém cerca de 45 gramas de álcool etílico por litro do produto. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 23 b) apresenta duas fases logo após a garrafa ser aberta, tem um caráter ácido e contém cerca de 45 ml de álcool etílico por litro de produto. c) apresenta uma única fase logo após a garrafa ser aberta, tem um caráter ligeiramente ácido e contém cerca de 45 gramas de álcool etílico por litro de produto. d) apresenta duas fases quando a garrafa está fechada, tem um caráter ligeiramente básico e contém 45 ml de álcool etílico por 100 ml de produto. Comentários: a) Errado. Enquanto está fechada apresenta uma única fase, porém apresenta pH menor que 7, logo é um material ácido. E apresenta 4,5 % em volume de álcool, ou seja, de 1 litro da cerveja 4,5/100 x 1 L = 0,045 L = 45 mL de etanol. b) Correto. Após aberta a garrafa apresentará bolhas, ou seja, 2 fases (1 fase líquida e 1 fase gasosa). O pH é menor que 7, logo é ácido. E possui 4,5/100 x 1 L = 0,045 L = 45 mL de etanol. c) Errado. A cerveja após ser aberta apresentará duas fases (1 fase líquida e 1 fase gasosa) e não possui 45 gramas de etanol, mas sim 45 mL. d) Errado. Desconsiderando o ar contido na embalagem, a cerveja apresenta uma única fase e caráter ácido (pH menor que 7) e 45 mL de álcool etílico. Gabarito: B 5) (UERJ/2016) Cosméticos de uso corporal, quando constituídos por duas fases líquidas imiscíveis, são denominados óleos bifásicos. Observe na tabela as principais características de um determinado óleo bifásico. Para diferenciar as duas fases, originariamente incolores, é adicionado ao óleo um corante azul de natureza iônica, que se dissolve apenas na fase em que o solvente apresenta maior afinidade pelo corante. Essa adição não altera as massas e volumes das fases líquidas. As duas fases líquidas do óleo bifásico podem ser representadas pelo seguinte esquema: 1. 2. 3. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 24 4. Comentários: O corante irá se dissolver na água pelo fato de ter característica iônica. A água é uma substância polar e a fase orgânica é apolar. Como a água e a fase orgânica são imiscíveis, a fase de maior densidade será depositada ao fundo e a fase menos densa irá flutuar. Iremos apresentar duas resoluções: - Resolução detalhada Cálculo da densidade de cada material: 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑á𝑔𝑢𝑎 = 30,0 𝑔 30,0 𝑚𝐿 = 1,0 g/mL 𝑑𝑜𝑟𝑔â𝑛𝑖𝑐𝑜 = 56,0 𝑔 70,0 𝑚𝐿 = 0,8 g/mL Portanto, a fase aquosa com o corante azul será depositada ao fundo do recipiente. - Resolução rápida Ao invés de fazer a conta completa, basta fazer uma dedução do valor. O mais importante é determinar o maior e o menor valor, não, necessariamente, calcular o valor. Essa estratégia em provas de vestibulares é mais recomendada para ganhar tempo e evitar erros de atenção em contas. Temos duas razões comparativas: 30,0 𝑔 30,0 𝑚𝐿 𝑒 56,0 𝑔 70,0 𝑚𝐿 Conseguimos perceber que a primeira razão é maior que a segunda, logo a água é mais densa. Consequentemente, a fase aquosa azulada estará depositada ao fundo do recipiente. Gabarito: D 6) (FGV SP/2013) Em um experimento na aula de laboratório de química, um grupo de alunos misturou em um recipiente aberto, à temperatura ambiente, quatro substâncias diferentes: Nas anotações dos alunos, consta a informação correta de que o número de fases formadas no recipiente e sua ordem crescente de densidade foram, respectivamente: a) 2; mistura de água e etanol; mistura de grafite e polietileno. b) 3; polietileno; mistura de água e etanol; grafite. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 25 c) 3; mistura de polietileno e etanol; água; grafite. d) 4; etanol; polietileno; água; grafite. e) 4; grafite; água; polietileno; etanol. Comentários: A água e o etanol são miscíveis – formam uma única fase –, os outros materiais em pó formarão uma fase cada, assim, o número de fases total será: 1 fase para polietileno em pó, 1 fase para água e etanol e 1 fase para grafite em pó. Somente com essa análise já conseguimos saber que a resposta correta é o item B, pois é a única opção que apresentou as fases corretamente. Porém, a fim de determinar a ordem crescente de densidade, iremos calcular a densidade da mistura água e etanol. 𝑑á𝑔𝑢𝑎+𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎á𝑔𝑢𝑎+ 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒á𝑔𝑢𝑎+ 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎á𝑔𝑢𝑎 = 1,0 𝑔 𝑚𝐿 ∙ 20 𝑚𝐿 = 20 g (sabendo que 1 mL = 1 cm3) 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,8 𝑔 𝑚𝐿 ∙ 5 𝑚𝐿 = 4 g 𝑑á𝑔𝑢𝑎+𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 20 𝑔 + 4 𝑔 20 𝑚𝐿 + 5 𝑚𝐿 = 0,96 𝑔/𝑚𝐿 Assim, a ordem crescente de densidade será: dpolietileno (0,9 g/cm3) < dágua e etanol (0,96 g/cm3) < dgrafite (2,3 g/cm3) Gabarito: B 7) (CEFET MG/2016) Em uma aula prática de Ciências os alunos analisaram um líquido de identidade desconhecida. Inicialmente verificaram a existência de uma única fase. Em seguida, determinaram a densidade, a temperatura de ebulição e a massa residual após a evaporação de 100 mL do líquido. A tabela abaixo evidencia os resultados das análises: Com base nos resultados, o líquido em questão é uma a) substância simples. b) substância composta. c) mistura heterogênea. d) mistura homogênea. Comentários: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 26 O material não possui temperatura de ebulição definida, portanto não pode ser uma substância. Como o líquido analisado apresenta uma única fase, logo, se trata de uma mistura homogênea. Gabarito: D 8) (UNESP SP/2015) Alguns historiadores da Ciência atribuem ao filósofo pré-socrático Empédocles a Teoria dos Quatro Elementos. Segundo essa teoria, a constituição de tudo o que existe no mundo e sua transformação se dariam a partir de quatro elementos básicos: fogo, ar, água e terra. Hoje, a química tem outra definição para elemento: o conjunto de átomos que possuem o mesmo número atômico. Portanto, definir a água como elemento está quimicamente incorreto, porque trata-se de a) uma mistura de três elementos. b) uma substância simples com dois elementos. c) uma substância composta com três elementos. d) uma mistura de dois elementos. e) uma substância composta com dois elementos. Comentários: A água apresenta fórmula definida por H2O contendo 2 elementos químicos e 3 átomos, sendo 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio por molécula. A fórmula da água apresenta dois elementos químicos em sua composição, logo é classificada como substância composta. Gabarito: E 9) (UFGD MS/2015) Os elementos químicos que estão representados na tabela periódica podem se unir por meio de ligações químicas, para formar diversas substâncias. As diversas moléculas existentes podem ser chamadas de substâncias e classificadas como substâncias simples ou compostas. No esquema abaixo, cada “bolinha” representa um átomo diferente. Conforme a quantidade de moléculas, substâncias simples e substâncias compostas, assinale a alternativa correta. a) 5 moléculas, 12 substâncias simples e 3 substâncias compostas b) 12 moléculas, 5 substâncias simples e 3 substâncias compostas c) 5 moléculas, 3 substâncias simples e 2 substâncias compostas d) 5 moléculas, 2 substâncias simples e 3 substâncias compostas e) 12 moléculas, 2 substâncias simples e 3 substâncias compostas Comentários: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 27 O sistema apresentado possui5 moléculas, que são agrupamentos de átomos; 3 elementos químicos, que são os tipos de átomos; 12 átomos, que são as esferas totais; 3 substâncias simples, formadas por um único elemento químico; 2 substâncias compostas, que são formadas por elementos químicos distintos; e 5 substâncias diferentes que formam uma mistura. Lembrando que essa é uma representação microscópica, sendo assim, impossível, somente com esses detalhes, determinar se essa mistura é homogênea ou heterogênea. Gabarito: C 5. Separação de Misturas Uma das áreas mais importantes do cotidiano experimental químico se concentra em separação de misturas. Produzir medicamentos, extrair aromas de plantas, reciclar o lixo, refinar combustíveis são exemplos de algumas práticas que necessitam de técnicas de separação de mistura. Na natureza existem poucos materiais puros, tais como diamante e ouro. A água líquida está repleta de sais dissolvidos, o ar possui muitos gases, entre outros exemplos. Portanto, desde os alquimistas, a humanidade desenvolve técnicas que viabilizam o isolamento de substâncias. A seguir, iremos descrever os principais métodos físicos de separação de mistura utilizados. Catação A catação é o método de separação de mistura mais simples. Consiste em utilizar as mãos ou pinças para separar sólido de sólido. Esse processo é muito utilizado nos centros de coleta seletiva de lixo para separar, principalmente, papel, vidro, metal e plástico. Como a maior parte do lixo brasileiro é colocado em lixões a céu aberto, o processo de catação é realizado de Figura 14 – lixão. [Fonte: Unplash] t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 28 forma indiscriminada por várias famílias que vivem em função do lixo. Levigação A levigação é a utilização da corrente de água para separar sólidos de densidades diferentes. Você já utilizou a água para tirar areia de algum objeto? Pronto, já realizou uma levigação. Um dos exemplos mais cobrados nas provas de vestibular é a utilização de bateia, uma espécie de bacia utilizada por garimpeiros para separar o barro e areia do ouro. Figura 15 - Utilização da bateia em garimpos. [Fonte: Circuitomt.com.br]. [Fonte: Circuito MT] Separação Magnética ou Atração Magnética A separação magnética ou atração magnética é utilizada para separar metais que são atraídos por ímãs. Nem todos os metais são atraídos por ímãs, assim, iremos classificar os materiais, em relação ao comportamento magnético, em três classificações: ferromagnético, paramagnético e diamagnético. Simplificadamente, os materiais que sofrem atração magnética apresentam elétrons desemparelhados que se alinham ao campo magnético aproximado. Um material, que não apresenta elétrons desemparelhados, não sofre atração por ímãs, consequentemente, ao apresentar elétrons desemparelhados, sofre pequena ou forte atração. Ferromagnéticos são materiais que apresentam forte atração magnética por apresentarem muitos elétrons desemparelhados. Ferro, níquel e cobalto são alguns exemplos. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 29 Paramagnéticos são materiais que apresentam baixa atração magnética, cerca de 1000 vezes menor que os ferromagnéticos, por apresentarem poucos elétrons desemparelhados, por exemplo alumínio, platina e magnésio. Diamagnéticos são materiais que não apresentam atração magnética por apresentarem poucos elétrons desemparelhados, por exemplo ouro, prata, zinco e chumbo. Atração magnética é diferente de imantação. Imantação é quando um material ferromagnético se manifesta semelhante a um ímã por um curto período de tempo. Você provavelmente já brincou com clipes e percebeu que ao tirar o contato do ímã com o clipe, este atraía outros clipes como se fosse um ímã. Pronto, você observou o fenômeno da imantação. Porém, passado um tempo, essa atração entre os clipes cessava. O clipe, geralmente, é formado por aço galvanizado, ou seja, a maior proporção desse material é de ferro, um metal ferromagnético. Figura 18 - Materiais de aço sendo atraídos por ímãs. [Fonte: pixabay.com] t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 30 Peneiração ou Tamisação A peneiração ou tamisação consiste no processo de separação de sólidos de tamanhos diferentes. Porém, no laboratório de química utilizamos um instrumento chamado tâmise que nada mais é do que uma peneira bem fina e pequena. Figura 16 – Tâmise [fonte: Medicamentos Manipulados]. Figura 17 - Peneiração de açúcar de confeitero [fonte: Pixabay]. Decantação A decantação é utilizada para separar misturas imiscíveis, de densidades distintas, de sólido em líquido ou entre líquidos. A técnica de decantação utiliza o funil de separação ou funil de decantação ou funil de bromo. Figura 18 - Funil de decantação. [fonte: PIXABAY]. Filtração A filtração separa, principalmente, sólidos e líquidos imiscíveis. O sólido é retido por pequenos orifícios (papel de filtro, algodão, pano, grade). Quando a filtração é demorada, pode-se utilizar a filtração à pressão reduzida, também chamada, equivocadamente, por filtração a vácuo. A filtração à pressão reduzida acelera o mecanismo, pois funciona como se sugasse o líquido pelo filtro. Outro exemplo de filtração é o uso do aspirador de pó que separa sólido de gases. Figura 22 - Filtração de café. [Fonte: Unsplash.com]. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 31 Dissolução Fracionada ou Solubilização Fracionada ou Extração A dissolução fracionada é um método que utiliza a solubilização para separar materiais. Poderia ser considerado um dos mais importantes processos de separação das bancadas de laboratório. A técnica consiste em utilizar um material que consiga dissolver um dos componentes da mistura. Os exemplos mais clássicos para esse método seriam: separar areia do sal de cozinha, ‘passar’ um café, fazer um chá de ‘saquinho’, etc. A extração do eugenol, essência do cravo da índia, é realizada com alguns solventes orgânicos, por exemplo, o éter metílico. Mergulha-se o cravo da índia no solvente e tritura-se para aumentar o contato da substância eugenol com o solvente. Após esse processo, realize-se a filtração para retirar a parte sólida insolúvel. O líquido filtrado será aquecido até ocorrer toda evaporação do éter, restando no recipiente somente o óleo essencial do cravo da índia: o eugenol. Figura 23 - Extração do chá. [Fonte: Unsplash]. Flotação O método da flotação baseia-se na utilização de um líquido para separar sólidos de densidades diferentes. A densidade do líquido precisa ser intermediária entre as densidades dos sólidos. A flotação é muito utilizada para separar plásticos. Figura 24 - flotação utilizada para separar plásticos de densidades distintas. [Fonte: EAulas.USP] Tipo de plástico Densidade (g/mL) a 25°C Polipropileno (PP) 0,85 – 0,92 Polietileno de baixa densidade (PEBD) 0,89 – 0,93 Polietileno de alta densidade (PABD) 0,94 – 0,98 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 32 Poliestireno (PS) 1,04 – 1,08 Policloreto de vinila (PVC) 1,38 – 1,41 Politereftalato de etila (PET) 1,8 – 2,3 [Fonte: Plastval] Portanto, para uma mistura de PVC e PP granulados, podemos utilizar água para separá- los. Em água, o PP flutuará enquanto o PVC afundará. Evaporação A evaporação é um processo de obtenção do sólido a partir da evaporação de um líquido. Esse método pode ocorrer a partir da evaporação de um solvente. A obtenção do sal marinhopela evaporação da água do mar ou evaporação de água contida em uma roupa molhada são exemplos desse método de separação. Figura 25 - evaporação da água em um contêiner de lixo. [Fonte: Freeimages] Cristalização Fracionada Solutos diferentes apresentam solubilidades distintas em um solvente. Essas solubilidades são influenciadas pela temperatura e pela quantidade do solvente. Portanto, em um sistema que apresente diferentes solutos, ao evaporar uma parte do solvente, observamos a sedimentação sólida do soluto menos solúvel. Em uma solução aquosa de sacarose (componente principal do açúcar) e cloreto de sódio (componente principal do sal de cozinha), ao evaporar uma porção de água, observaremos cristais de açúcar sedimentados ao fundo do recipiente. Isso ocorre porque o açúcar apresenta menor solubilidade em água do que o sal de cozinha. A 20 °C, a solubilidade da sacarose é de 1 mol/L enquanto a solubilidade do cloreto de sódio é de 6 mol/L. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 33 Fusão Fracionada Método utilizado para separar sólidos que apresentam temperaturas de fusão distintas. Quanto maior a distância da temperatura de fusão dos sólidos, melhor a eficiência da separação. A fusão fracionada é indicada para separar enxofre, em pó, de cloreto de sódio, por exemplo. A temperatura de fusão do enxofre é de 115 °C, enquanto a temperatura de fusão do cloreto de sódio é de 801 °C. Ao se aquecer uma mistura contendo os dois componentes, ocorre fusão do enxofre e escorrimento do líquido para outro recipiente, restando, no final do processo, o sólido do cloreto de sódio e o líquido do enxofre. Posteriormente, o enxofre solidifica-se novamente. Cromatografia A cromatografia utiliza a propriedade organoléptica (propriedades dos sentidos) cor para separar materiais. O método consiste de duas fases: a móvel (solvente) e a estacionária (papel e algodão). Coloca-se o solvente em contato com a porção inferior da fase estacionária., tomando cuidado para não colocar solvente em quantidade que fique acima da marca do analito (material que está sendo analisado) no papel. A fase móvel entra em contato com o analito e sobe até o fim da fase estacionária. O analito, que é uma mistura, apresentará compostos que irão interagir mais com a fase móvel ou mais com a fase estacionária. Figura 26 - técnica de cromatografia em papel para separar componetes de uma amostra de tinta. [Fonte: shutterstock ADAPTADO) O solvente (fase móvel) irá subir por capilaridade, o papel (fase estacionária). A medida que o solvente vai subindo, vai ocorrendo a separação dos componentes da tinta, pois esses apresentam diferentes interações com o solvente e o papel. Na figura acima, percebemos que a mancha amarela percorreu maior distância. Isso significa que a mancha amarela interagiu mais com o solvente, t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 34 enquanto a mancha azul percorreu menor distância, estando localizada próximo ao solvente, porque interagiu mais com o papel. O papel possui muitos grupos hidroxila, o que facilita a interação com os componentes mais polares, enquanto o solvente utilizado apresenta menor polaridade. Além da cromatografia em papel, utiliza-se a cromatografia em coluna. Também possui a fase móvel e a fase estacionária, porém a fase móvel se movimenta pela bureta e arrasta os componentes, separando-os. Figura 27 - técnica de cromatografia utilizada para analisar diferentes corantes alimentícios [Fonte: SHUTTERSTOCK]. Figura 28 – cromatografia em coluna [Fonte: SHUTTERSTOCK]. Figura 29 - separação de componentes da mistura por cromatografia em coluna [Fonte: SHUTTERSTOCK - adaptado]. Destilação Essa técnica é utilizada para separar misturas homogêneas de sólidos e líquidos. A mistura é aquecida e a porção líquida da mistura vaporiza. Posteriormente, o vapor é resfriado no condensador e, por fim, escorre como líquido em outro recipiente. Dessa forma, o sólido e o líquido são obtidos em recipientes diferentes. Na destilação ocorre isolamento do líquido, enquanto na evaporação não ocorre. Figura 30 - esquema de destilação simples. [Fonte: shutterstock adaptado]. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 35 Destilação Fracionada A destilação fracionada é empregada na separação de líquidos miscíveis que apresentem temperaturas de ebulição distintas. Quanto maior a diferença entre as temperaturas de ebulição, melhor a eficiência da separação dos líquidos. Os exemplos de destilação fracionada mais explorados pelos vestibulares são: destilação da mistura água e álcool e destilação do petróleo. Figura 31 - Destilação fracionada para separar componentes do petróleo [fonte: Wikipédia]. Liquefação Fracionada A primeira etapa da liquefação fracionada é liquefazer toda a mistura gasosa e a segunda etapa é destilar fracionadamente. Essa técnica que permite isolar nitrogênio líquido e oxigênio líquido, utilizados tanto em processos industriais como em hospitais. Figura 32 – Utilização de nitrogênio líquido [fonte: NASA]. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 36 6. Questões Fundamentais I. Questão fundamental 01 A partir da tabela abaixo, faça o que se pede: Material A B C D E Ebulição (°C) 325 a 327 1256 -74 0 a 3 100 Fusão (°C) 31 a 33 310 -180 -68 0 a) Qual(ais) material(ais) é(são) sólido(s) a 25 °C? b) Qual(ais) material(ais) é(são) líquido(s) a 25 °C? c) Qual(ais) material(ais) é(são) gasoso(s) a 273 K? M is tu ra homogênea evaporação destilação simples destilação fracionada liquefação fracionada cromatografia cristalização fracionada heterogênea catação levigação peneiração filtração atração magnética decantação flotação dissolução fracionada t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 37 d) Identifique qual(ais) material(ais) é(são) substância(s)? e) Classifique o material A em substância, mistura, mistura eutética ou mistura azeotrópica? f) Classifique o material B em substância, mistura, mistura eutética ou mistura azeotrópica? g) Classifique o material D em substância, mistura, mistura eutética ou mistura azeotrópica? II. Questão fundamental 02 A partir dos materiais abaixo, responda ao que se pede. Água Gás carbônico (CO2) Ar atmosférico Soro fisiológico Vinagre Óleo Granito Aço Prata Água e gasolina a) Qual(ais) material(ais) é(são) substância(s)? b) Qual(ais) material(ais) é(são) mistura(s) homogênea(s)? c) Qual(ais) material(ais) é(são) mistura(s) heterogênea(s)? d) Qual(ais) material(ais) é(são) substância(s) simples? e) Qual(ais) material(ais) é(são) substância(s) composta(s)? f) Quantas fases e componentes apresenta o sistema formado por água e gasolina? g) Quantas fases e componentes apresenta o granito? h) Classifique em miscível ou imiscível o sistema formado por soro fisiológico e óleo. III. Questão fundamental 03 Indique o método mais aplicada para separar completamente os componentes das seguintes misturas. Areia e água. a) Água e óleo. b) Sal de cozinha e areia. c) Isopor e areia. d) Limalha de ferro, serragem, areia e sal de cozinha. e) Etanol e água. f) Açúcar e sal de cozinha. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 38 g) Gasolina e óleo diesel. 7. Já Caiu Nos Principais Vestibulares Mudança de Estado Físico 1. (FUVEST/2021) Psicanálise do açúcar O açúcar cristal, ou açúcar de usina, mostrao mais instável das brancuras: quem do Recife sabe direito o quanto, e o pouco desse quanto, que ela dura. Sabe o mínimo do pouco que o cristal se estabiliza cristal sobre o açúcar, por cima do fundo antigo, de mascavo, do mascavo barrento que se incuba; e sabe que tudo pode romper o mínimo em que o cristal é capaz de censura: pois o tal fundo mascavo logo aflora quer inverno ou verão mele o açúcar. Só os banguês* que-ainda purgam ainda a açúcar bruto com barro, de mistura; a usina já não o purga: da infância, não de depois de adulto, ela educa; em enfermarias, com vácuos e turbinas, em mãos de metal de gente indústria, a usina o leva a sublimar em cristal o pardo do xarope: não o purga, cura. Mas como a cana se cria ainda hoje, em mãos de barro de gente agricultura, o barrento da pré-infância logo aflora quer inverno ou verão mele o açúcar. João Cabral de Melo Neto, A Educação pela Pedra. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 39 *banguê: engenho de açúcar primitivo movido a força animal. Observe o diagrama que mostra, de forma simplificada, o processo de fabricação do açúcar. Considerando essas informações e seu conhecimento sobre separação de misturas e transformações química e físicas, no trecho grifado no poema, o termo sublimar é usado a) corretamente para mostrar como do líquido (xarope) é extraído o cristal de açúcar através do processo de evaporação do sólido e secagem. b) em um sentindo amplo do processo, já que não corresponde ao que ocorre com o cristal de açúcar, e sim com o melaço, que se separa do xarope. c) metaforicamente, já que ocorre a precipitação do açúcar com o cozimento do xarope, que é separado por centrifugação. d) incorretamente, já que a obtenção do açúcar a partir do xarope é uma reação química direta que não necessita de processo de separação. e) em seu sentindo literal, já que o açúcar está na fase sólida, no xarope, e passa à fase vapor com o cozimento, formando então cristais de açúcar puro. 2. (ENEM/2020) Para assegurar a boa qualidade de seu produto, uma indústria de vidro analisou um lote de óxido de silício (SiO₂), principal componente do vidro. Para isso, submeteu uma amostra desse óxido ao aquecimento até sua completa fusão e ebulição, obtendo ao final um gráfico de temperatura T (°C) versus tempo t (min). Após a obtenção do gráfico, o analista concluiu que a amostra encontrava-se pura. Dados do SIO2: Tfusão = 1600 °C; Tebulição = 2230 °C a) d) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 40 b) e) c) 3. (UNICAMP SP/2020) Em 15 de abril de 2019, a Catedral de Notre-Dame de Paris ardeu em chamas, atingindo temperaturas de 800 °C. Estima-se que, na construção da catedral, foram empregadas pelo menos 300 toneladas de chumbo. Material usual à época, o chumbo é um metal pesado com elevado potencial de contaminação em altas temperaturas. Sabendo que o ponto de fusão do chumbo é de 327,5 °C e seu ponto de ebulição é de 1750 °C, identifique a curva que pode representar o histórico da temperatura de uma porção de chumbo presente na catedral ao longo do incêndio, bem como o fenômeno corretamente relacionado ao potencial de contaminação. a) O potencial de contaminação estaria associado à evaporação do chumbo em alta temperatura. b) O potencial de contaminação estaria associado à ebulição do chumbo em alta temperatura. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 41 c) O potencial de contaminação estaria associado à ebulição do chumbo em alta temperatura. d) O potencial de contaminação estaria associado à evaporação do chumbo em alta temperatura. 4. (UEA AM/2019) A tabela apresenta o ponto de fusão (PF) e o ponto de ebulição (PE), medidos a 1 atm, de cinco substâncias químicas. De acordo com a tabela, a 35,5 ºC, encontram-se no estado líquido apenas as substâncias a) amônia, metanol e oxigênio. b) amônia, bromo e metanol. c) flúor e metanol. d) bromo e metanol. e) amônia e bromo. 5. (UFU MG/2019) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 42 http://interna.coceducacao.com.br/ebook/content/pictures/2002-11-133-02-i002.gif. Acesso em 08.mar.2019. O gráfico indica a mudança de estado físico, por alteração na temperatura, de uma liga metálica de ouro/cobre. A análise gráfica permite concluir que a) independentemente da quantidade dos componentes da mistura, as temperaturas de fusão e de ebulição serão as mesmas. b) no estado líquido, o ouro e o cobre se aglomeram de modo semelhante à aglomeração dessas substâncias no estado de vapor. c) a mistura não possui ponto de fusão e ponto de ebulição, e sim intervalos de fusão e de ebulição.d d) a mudança de temperatura na fusão e na ebulição permanecem constante, coexistindo duas fases em cada uma dessas etapas. 6. (IFSC/2015) Principalmente no setor industrial, as mudanças de fase das substâncias são fenômenos muito comuns. Elas vão desde a água fervente em uma caldeira, até o ferro derretido que é jogado em moldes para virar uma peça, quando esfriar. Com base nas mudanças de fase, analise as afirmações abaixo. I. Calefação é o nome dado à mudança em que a substância passa do estado líquido para o estado sólido. II. Fusão é a mudança do estado sólido para o estado líquido; portanto, trata-se de uma reação que absorve calor. III. Liquefação é a mudança do estado gasoso para o estado líquido; portanto, trata-se de uma reação que libera calor. IV. Vaporização, calefação e ebulição são tipos de evaporação que um líquido pode sofrer quando passa para o estado gasoso. V. A sublimação é o nome dado à mudança de estado em que a substância passa do estado líquido para o estado gasoso. Assinale a alternativa CORRETA. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 43 a) Apenas as afirmações I e V são verdadeiras. b) Apenas as afirmações I e IV são verdadeiras. c) Apenas as afirmações III e V são verdadeiras. d) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras. e) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras. 7. (UNICAMP SP/2016) Alguns trabalhos científicos correlacionam as mudanças nas concentrações dos sais dissolvidos na água do mar com as mudanças climáticas. Entre os fatores que poderiam alterar a concentração de sais na água do mar podemos citar: evaporação e congelamento da água do mar, chuva e neve, além do derretimento das geleiras. De acordo com o conhecimento químico, podemos afirmar corretamente que a concentração de sais na água do mar a) aumenta com o derretimento das geleiras e diminui com o congelamento da água do mar. b) diminui com o congelamento e com a evaporação da água do mar. c) aumenta com a evaporação e o congelamento da água do mar e diminui com a chuva ou neve. d) diminui com a evaporação da água do mar e aumenta com o derretimento das geleiras. 8. (UFGD MS/2015) As propriedades físicas das substâncias estão intrinsecamente relacionadas à sua estrutura molecular. O conhecimento da Temperatura de Fusão (T.F.) e Temperatura de Ebulição (T.E.) são conceitos importantes para entender o tipo de interação intermolecular que determinada substância poderá realizar. Abaixo, é apresentada uma tabela com valores hipotéticos de T.F. e T.E. em °C a 1 atm de algumas substâncias denominadas como I, II, III, IV e V. Com relação aos dados apresentados, é possível afirmar que: a) I é sólido a 15 °C. b) II é líquido a 70 °C. c) III é líquido a 10 °C. d) IV é sólido a 3200 °C. t.me/CursosDesignTelegramhubESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 44 e) V é gasoso a 25 °C. 9. (UERJ/2018) Observe no diagrama as etapas de variação da temperatura e de mudanças de estado físico de uma esfera sólida, em função do calor por ela recebido. Admita que a esfera é constituída por um metal puro. Durante a etapa D, ocorre a seguinte mudança de estado físico: a) fusão b) sublimação c) condensação d) vaporização 10. (UFU MG/2017) Considere a seguinte figura. Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisico-quimica/mudancas-de-estado-fisico>. Acesso em: 15 de abr. 2017. Com relação às mudanças de estado físico, o processo de a) fusão de misturas eutéticas ocorre à temperatura constante e por aquecimento. b) ebulição da água pura, ao nível do mar, ocorre com variação da temperatura. c) sublimação do gelo seco libera energia e aquece o meio em que está inserido. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 45 d) separação de componentes das misturas azeotrópicas é favorecida na ebulição. 11. (UNICAMP SP/2016) A comparação entre as proporções isotópicas de amostras de um mesmo material, que têm a mesma idade, encontradas em diferentes regiões, pode ser utilizada para revelar se elas têm ou não a mesma origem. Se as proporções são iguais, então é possível que tenham a mesma origem, mas se forem diferentes, é certeza que não têm a mesma origem. A tabela a seguir apresenta os dados de algumas amostras de água, incluindo a de um cometa no qual uma sonda pousou recentemente. Com base nesses dados, pode-se afirmar corretamente que a água de nosso planeta a) é proveniente dos cometas e a água da Terra e a do cometa têm propriedades físicas muito parecidas. b) não é proveniente dos cometas, apesar de a água da Terra e a do cometa terem propriedades físicas muito parecidas. c) não é proveniente dos cometas, porque a água da Terra e a do cometa apresentam propriedades físicas muito diferentes. d) é proveniente dos cometas e a água da Terra e a do cometa têm as mesmas propriedades físicas. 12. (UEG GO/2015) A mudança do estado físico de determinada substância pode ser avaliada em função da variação da temperatura em relação ao tempo, conforme o gráfico a seguir. Considere que a 0 °C o composto encontra-se no estado sólido. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 46 No gráfico, encontra-se a substância no estado líquido nos pontos a) I, II e IV b) III, IV e V c) II, III e IV d) I, III e V 13. (ITA SP/2015) A figura mostra a variação da massa específica de uma substância pura com a temperatura à pressão de 1 bar. Então, é CORRETO afirmar que Tx pode representar a temperatura de a) ebulição da água. b) ebulição do benzeno. c) fusão da água. d) fusão do benzeno. e) fusão do dióxido de carbono. 14. (UESB BA/2015) O Centro de Pesquisas Químicas recebeu uma amostra de material sólido para que fosse analisado. Inicialmente, foi determinada a curva de aquecimento da amostra e, então, representada pelo gráfico o comportamento do material. A análise do gráfico permitiu ao cientista encarregado da análise corretamente concluir: 01. O material é uma substância química pura. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 47 02. A amostra analisada é de uma substância química composta. 03. A amostra é de uma mistura de substâncias químicas. 04.O material é uma mistura eutética de duas substâncias químicas. 05.A amostra é uma substância química simples que se decompõe pelo aquecimento. 15. (UEA AM/2014) A venda de álcool hidratado (95,5 % de etanol + 4,5 % de água) é controlada por motivo de segurança, já que muitas pessoas acidentalmente tiveram queimaduras no corpo por seu manuseio incorreto. A seguir, o gráfico representa a curva de aquecimento dessa mistura à pressão de 1 atm. Pela análise do gráfico, observa-se que o álcool hidratado, a 85 °C e 1 atm, se encontra no estado ________ e a temperatura da mistura durante a fusão ________. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto. a) sólido – permanece constante b) gasoso – varia c) líquido – varia d) gasoso – permanece constante e) líquido – permanece constante 16. (FGV SP/2014) O conhecimento das propriedades físico-químicas das substâncias é muito útil para avaliar condições adequadas para a sua armazenagem e transporte. Considere os dados das três substâncias seguintes: t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 48 (P. W. Atkins. Princípios de Química, Ed. Bookman, 3.ª ed, 2006) É correto afirmar que em um ambiente a 35 °C, sob pressão atmosférica, as substâncias I, II e III apresentam-se, respectivamente, nos estados físicos a) sólido, gasoso e líquido. b) sólido, gasoso e gasoso. c) sólido, líquido e líquido. d) líquido, gasoso e líquido. e) líquido, líquido e gasoso. Substância e Mistura 17. (ENEM/2020) As moedas despertam o interesse de colecionadores, numismatas e investidores há bastante tempo. Uma moeda de 100% cobre, circulante no período do Brasil Colônia, pode ser bastante valiosa. O elevado valor gera a necessidade de realização de testes que validem a procedência da moeda, bem como a veracidade de sua composição. Sabendo que a densidade do cobre metálico é próxima de 9 g·cm3, um investidor negocia a aquisição de um lote de quatro moedas A, B, C e D fabricadas supostamente de 100% cobre e massas 26 g, 27 g, 10 g e 36 g, respectivamente. Com o objetivo de testar a densidade das moedas, foi realizado um procedimento em que elas foram sequencialmente inseridas em uma proveta contando 5 ml de água, conforme esquematizado. Com base nos dados obtidos, o investidor adquiriu as moedas a) A e B b) A e C c) B e C d) B e D e) C e D t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 49 18. (ENEM/2020) O exame parasitológico de fezes é utilizado para detectar ovos de parasitos. Um dos métodos utilizados, denominado de centrífugo-flutuação, considera a densidade dos ovos em relação a uma solução de densidade 1,15 g·mL-1. Assim, ovos que flutuam na superfície dessa solução são detectados. Os dados de densidade dos ovos de alguns parasitos estão apresentados na tabela. Considerando-se a densidade dos ovos e da solução, ovos de quais parasitos podem ser detectados por esse método? a) A. lumbricoides, A. suum e S. mansoni. b) S. mansoni, T. saginata e Ancylostoma. c) Ancylostoma, A. lumbricoides e A. suum. d) T. saginata, S. mansoní e A. lumbricoides. e) A. lumbricoides, A. suum e T. sagínata. 19. (FAC. ALBERT EINSTEIN/2020) Comparando o óleo mineral, também conhecido como parafina líquida, com um óleo vegetal, como o de soja, pode-se afirmar que ambos são misturas de substâncias químicas ______________ e _______________. Eles são ________________ ao ambiente quando descartados nos ralos das pias. As lacunas do texto são preenchidas por: compostas – combustíveis – nocivos. simples – oxigenadas – inofensivos. compostas – combustíveis – inofensivos. simples – combustíveis – nocivos. simples – oxigenadas – nocivos. 20. (UFU MG/2016) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 50 Técnicos do Instituto de Criminalística de Campinas realizaram perícia na atração conhecida como “Labirinto” do parque Hopi Hari, em Vinhedo, 79 km de São Paulo, após a morte deum estudante que passou mal nos corredores do brinquedo, no ano de 2007. No “Labirinto”, os vários visitantes percorrem a pé 130 metros de corredores equipados com jogos de luzes, gelo seco e atores fantasiados para dar sustos. Laudo preliminar do Instituto Médico-Legal diz que a causa da morte do estudante foi um edema pulmonar (acúmulo de líquido nos pulmões). Disponível em: < http://g1.globo.com/Noticias/SaoPaulo/0,MUL143336-5605,00.html. > Acesso em: 26 de janeiro de 2016. Associar, diretamente, a morte do estudante ao gelo seco puro pode ser indevida, pois, preliminarmente, sabe-se que a) o gás carbônico sublimado não aumenta a quantidade de líquido nos pulmões. b) a água sublimada acumula-se nos pulmões, porém não causa edemas. c) a mistura de água com gás nitrogênio sublima e resseca os pulmões. d) o nitrogênio sublimado é facilmente inalado, pois é inerte e não se liquefaz. 21. (UFRGS RS/2016) Uma garrafa de refrigerante fechada, submetida a um resfriamento rápido e mantida por longo tempo em repouso em um freezer, pode “explodir”, provocando o extravasamento de seu conteúdo. Considere as afirmações abaixo, sobre esse fenômeno. I. O gás carbônico contido no refrigerante transforma-se em gelo seco que então sublima, rompendo o recipiente. II. Os sais contidos no refrigerante, quando em temperaturas muito baixas, formam sistemas altamente higroscópicos, o que provoca um significativo aumento de volume. III. O processo de solidificação da água, presente no refrigerante, provoca organização das moléculas em uma estrutura cristalina que ocupa um volume maior que a água líquida. Quais dessas afirmações podem ocorrer durante o processo de extravasamento? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 51 22. (UEPG PR/2017) Com base nas reações abaixo, assinale o que for correto. a. 2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g) b. 2 NH3 (g) → N2 (g) + 3 H2 (g) 01. Ao todo, temos representadas 5 substâncias químicas diferentes. 02. A água e a amônia são substâncias compostas. 04. O hidrogênio, o oxigênio e o nitrogênio são substâncias simples. 08. Nas reações apresentadas, os regentes não sofrem decomposição. 23. (UEFS BA/2017) Considere uma amostra sólida que apresenta ponto de fusão constante e coloração amarela uniforme. Dissolve somente parte do sólido com adição de água e após fundir totalmente, com aquecimento contínuo, entra em ebulição com temperatura variável. Com base nessa informação, é correto afirmar que essa amostra 01. é uma substância pura. 02. é uma substância composta. 03. é uma mistura homogênea. 04. é uma substância pouco solúvel em água. 05. ao entrar em ebulição, ocorreu a sublimação da substância. 24. (IFSC/2015) Os veículos automotores emitem gases poluentes na atmosfera como o NO2 e o NO3, conhecidos pelos nomes de óxido nitroso e óxido nítrico, respectivamente, os quais reagem com a água da chuva precipitando na forma de ácido nítrico. Já o SO2, precipita na forma de ácido sulfúrico também quando reage com a água da chuva. Esses ácidos são altamente tóxicos e corrosivos: nos vegetais retardam o crescimento, e nos seres humanos atacam as vias respiratórias. A respeito dessas substâncias poluentes grifadas no texto e os elementos químicos que a constituem, é CORRETO afirmar que: a) O SO2 é uma substância simples. b) O enxofre não constitui nenhuma dessas substâncias. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 52 c) As substâncias poluentes são constituídas por 3 elementos químicos. d) Não possuem nenhum elemento em comum. e) O nitrogênio é um metal. 25. (UEPG PR/2015) Com base na tabela abaixo, que apresenta a temperatura de fusão e ebulição de algumas substâncias a 1 atm, analise as informações apresentadas e assinale o que for correto. 01. À temperatura ambiente, todas as substâncias são líquidas. 02. Na temperatura de 150 °C, apenas o ácido sulfúrico é líquido. 04. Numa mesma temperatura em que se pode encontrar a água e o ácido sulfúrico no estado sólido já se pode encontrar o cloro e o oxigênio no estado gasoso. 08. A temperatura de ebulição dos gases cloro e oxigênio tende a aumentar em altitudes elevadas. 26. (PUC SP/2015) Em um caderno foram registrados esquemas de béqueres contendo misturas formadas por três das substâncias apresentadas na tabela acima. Entre as representações do caderno, as únicas que não podem ser obtidas experimentalmente, a 20 °C, são t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 53 a) 1, 3 e 6. b) 2, 4 e 5. c) 2, 5 e 6. d) 1 e 4. e) 1 e 2. 27. (FGV SP/2013) A química é responsável pela melhora em nossa qualidade de vida e está inserida em nosso cotidiano de muitas formas em substâncias e misturas que constituem diversos materiais. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, substância simples, substância composta, mistura homogênea e mistura heterogênea. a) Água, granito, alumínio, aço. b) Água, aço, alumínio, granito. c) Alumínio, aço, água, granito. d) Alumínio, água, aço, granito. e) Alumínio, água, granito, aço. 28. (UEPG PR/2013) Dados os sistemas abaixo e considerando que apenas o sistema 1 apresenta pontos de fusão e ebulição constantes durante a mudança de estado, assinale o que for correto. 01. O sistema 1 é composto de substância pura. 02. Os sistemas 2 e 4 são denominados sistemas heterogêneos. 04. Os sistemas 2, 3 e 4 consistem de misturas, sendo que os sistemas 2 e 4 são misturas heterogêneas e o sistema 3 é uma mistura homogênea. 08. Os sistemas 3 e 4 podem ser totalmente separados por filtração simples. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 54 16. O sistema 2 pode ser separado por decantação, utilizando-se, por exemplo, um funil de decantação. Separação de Mistura 29. (FUVEST/2021) A destilação é um processo utilizado para separar compostos presentes em uma mistura com base nas suas propriedades físicas como, por exemplo, a diferença de temperatura de ebulição, a uma dada pressão, entre os componentes da mistura. Recentemente esse termo passou a figurar em estudos de poluição ambiental, nos quais o termo "destilação global" é utilizado para explicar a presença de compostos volátil, como os pesticidas organoclorados, em águas e gelos de regiões polares, ainda que estes compostos nunca tenham sido produz idos ou utilizados nessas regiões. Com base no princípio da técnica da destilação, como pode ser explicada a presença desses pesticidas na Antártica e no Ártico? a) Eles são destilados nas águas aquecidas dos oceanos e levados pelas correntes marinhas para as regiões polares, onde se precipitam devido às águas frias dessas regiões. b) Eles evaporam nas regiões mais quentes e são levados pelas correntes atmosféricas para regiões mais frias como os polos, onde se condensam e voltam para a superfície. c) Após destilados, eles se tornam resistentes à degradação, de forma que alcançam todo o planeta, pela ação de correntes marinhas, inclusive as regiões polares. d) Os pesticidas organoclorados destilados, por conta da eletronegatividade dos átomos de cloro, têm afinidade com o gelo, o que faz com que eles se acumulem na Antártica ou no Ártico. e) Por serem hidrofílicos, eles são condensados junta mente coma água nas regiões quentes do planeta e se precipitam nos polos junta mente como gelo. 30. (ENEM/2019) Na perfuração de uma jazida petrolífera, a pressão dos gases faz com que o petróleo jorre. Ao se reduzira pressão, o petróleo bruto para de jorrar e tem de ser bombeado. No entanto, junto com o petróleo também se encontram componentes mais densos, tais como água salgada, areia e argila, que devem ser removidos na primeira etapa do beneficiamento do petróleo. A primeira etapa desse beneficiamento é a a) decantação. b) evaporação. c) destilação. d) floculação. e) filtração. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 55 31. (UERJ/2018) A cromatografia é uma técnica de separação de substâncias orgânicas a partir da polaridade das suas moléculas. Admita que um corante natural foi analisado por essa técnica e que sua composição apresenta as seguintes substâncias: Após a separação cromatográfica, as moléculas do corante se distribuíram em duas fases: na primeira, identificaram-se as moléculas com grupamentos polares; na segunda, a molécula apolar. A substância presente na segunda fase é indicada por: a) I b) II c) III d) IV 32. (PUC Camp SP/2018) Para que se possa efetuar a reciclagem do lixo, antes é necessário separá-lo. Uma dessas etapas, quando não se faz a coleta seletiva, é colocar o lixo sobre uma esteira, para que t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 56 passe, por exemplo, por um imã. Esse processo permite que sejam separados materiais magnéticos, como o metal a) alumínio. b) ferro. c) cobre. d) zinco. e) magnésio. 33. (FATEC SP/2018) Estima-se que cerca de um bilhão de pessoas sofram com a falta de água potável no mundo. Para tentar combater esse tipo de problema, uma empresa desenvolveu um purificador de água distribuído na forma de um sachê que é capaz de transformar dez litros de água contaminada em dez litros de água potável. Os principais componentes do sachê são sulfato de ferro (III) e hipoclorito de cálcio. Para purificar a água, o conteúdo do sachê deve ser despejado em um recipiente com dez litros de água não potável. Depois é preciso mexer a mistura por cinco minutos, para ocorrer a união dos íons cálcio (Ca2+) e dos íons sulfato (SO42–), produzindo sulfato de cálcio, que vai ao fundo do recipiente juntamente com a sujeira. Em seguida, a água deve ser passada por um filtro, que pode ser até mesmo uma camiseta de algodão limpa. Para finalizar, deve- se esperar por 20 minutos para que ocorra a ação bactericida dos íons hipoclorito, ClO–. Assim, em pouco tempo, uma água barrenta ou contaminada se transforma em água limpa para o consumo. <http://tinyurl.com/y7gdw9qx> Acesso em: 13.11.2017. Adaptado. Dois processos de separação de misturas descritos no texto são a) destilação e filtração. b) decantação e filtração. c) decantação e levigação. d) centrifugação e filtração. e) centrifugação e destilação. 34. (UFSC/2018) Produtores de etanol dizem que alta de impostos reduz competitividade sobre a gasolina A União da Indústria de Cana-de-açúcar (Unica) se manifestou em 22 de julho de 2017 contra a decisão do governo de elevar os impostos sobre combustíveis. O setor chegou a ser apontado como um dos beneficiados com a medida; entretanto, nos cálculos da Unica, a mudança tributária reduzirá a competitividade do álcool sobre a gasolina. O etanol pode t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 57 ser obtido a partir da cana-de-açúcar através do processo de fermentação, que é esquematicamente representado na figura a seguir. O processo fermentativo segue o esquema reacional abaixo: Considere que o etanol hidratado é uma mistura constituída por 4% de água e 96% de etanol (em massa), cuja densidade é de 0,802 g/mL (a 25 °C). Disponível em: <http://g1.globo.com/economia/noticia/produtores-de-etanol-dizem-que-alta-de-impostos-reduz-competitividade-sobre-gasolina.ghtml> e <http://www.portaldobiogas.com/ fabricacao-de-acucar-e-etanol-partir-da-cana-de-acucar/>. [Adaptado].Acesso em: 11 ago. 2017. Com base no exposto acima, é correto afirmar que: 01. em um tanque de um automóvel preenchido com 38,0 L de etanol hidratado em um dia com temperatura de 25 °C, estará presente uma massa de água inferior a 1,0 kg. 02. a filtração é um processo utilizado para separar misturas homogêneas. 04. a oxidação do etanol pode produzir ácido etanoico. 08. a fermentação que resulta na produção de etanol é uma reação endotérmica. 16. na destilação fracionada, o líquido de menor ponto de ebulição é o primeiro a ser obtido no decorrer do processo de separação. 35. (UEPG PR/2017) Em uma mistura de azeite, água, areia e sal de cozinha, identifique as estratégias que seriam úteis na tentativa de separar seus componentes e assinale o que for correto. 01. Decantação. 02. Dissolução fracionada. 04. Destilação simples. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 58 08. Condensação. 16. Filtração. 36. (UEG GO/2017) A natureza dos constituintes de uma mistura heterogênea determina o processo adequado para a separação dos mesmos. São apresentados, a seguir, exemplos desses sistemas. I. I. Feijão e casca II. II. Areia e limalha de ferro III. III. Serragem e cascalho Os processos adequados para a separação dessas misturas são, respectivamente: a) ventilação, separação magnética e destilação. b) levigação, imantização e centrifugação. c) ventilação, separação magnética e peneiração. d) levigação, imantização e catação. e) destilação, decantação e peneiração. 37. (UECE/2017) Em uma indústria havia um depósito com várias sobras de materiais: caixas de papelão para embalagem, pedaços de isopor, aparas de alumínio, tijolos de barro, blocos de concreto, sacos de cimento vazios, corda de náilon e alguns caibros de madeira. Um funcionário foi indicado para efetuar a coleta seletiva desses materiais, separando-os segundo sua constituição ou composição, e colocando-os em tambores adequados. Foram colocados no tambor destinado à química orgânica os seguintes materiais: a) caixas de papelão, pedaços de isopor, blocos de concreto, corda de náilon, caibros de madeira. b) pedaços de isopor, tijolos de barro, sacos de cimento vazios, corda de náilon, caibros de madeira. c) caixas de papelão, pedaços de isopor, tijolos de barro, blocos de concreto, sacos de cimento vazios. d) caixas de papelão, pedaços de isopor, sacos de cimento vazios, corda de náilon, caibros de madeira. 38. (Fac. Direito de São Bernardo do Campo SP/2017) Dados: • solubilidade do sulfato de cobre (II): 20 g a cada 100 g de água a 20 °C t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 59 • solubilidade do sulfato de bário: insolúvel em água. Para separar uma mistura contendo 10 g de sulfato de cobre (II) e 10 g de sulfato de bário, um estudante executou o seguinte procedimento. Em um béquer, adicionou a mistura a 100 mL de água e agitou vigorosamente o sistema. Em seguida, efetuou o procedimento X para isolar o sulfato de bário. A solução resultante passou pelo procedimento Y, a fim de recuperar o sulfato de cobre (II). Sabendo que aluno teve êxito na separação da mistura, os procedimentos X e Y foram, respectivamente, a) decantação e filtração. b) destilação simples e decantação fracionada. c) filtração e decantação fracionada. d) filtração e destilação simples. 39. (UEFS BA/2017) Normalmente as substâncias são obtidas em mistura, seja na natureza, seja em laboratórios como produtos de reações químicas. Na maioria das vezes, é necessário separar os componentes de uma mistura para que possam ser utilizados. Para a separação, recorre-sea técnicas baseadas em diferenças de propriedades entre os componentes da mistura. O esquema a seguir mostra as etapas de separação de uma mistura. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que as técnicas de separação empregadas em 1, 2 e 3 são, respectivamente, 01. centrifugação, destilação fracionada e recristalização fracionada. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 60 02. decantação, destilação simples e sublimação. 03. filtração, destilação simples e decantação. 04. filtração, decantação e destilação simples. 05. decantação, flotação e fusão fracionada. 40. (UEMG/2017) Uma mistura formada por água, CCl4 e sal de cozinha (NaCl) passou por dois processos físicos com o objetivo de separar todos os seus componentes. Considere o fluxograma e as afirmações sobre as características dos referidos processos: 1. I. O processo de separação II é uma filtração. 2. II. A mistura restante é uma solução homogênea. 3. III. O processo de separação I corresponde a uma decantação. 4. IV. As substâncias puras II e III correspondem a dois líquidos à temperatura ambiente. São corretas apenas as afirmativas a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. 41. (UEPG PR/2017) Em um laboratório, existem três frascos sem identificação. Sabe-se que um deles contém benzeno, o outro tetracloreto de carbono e o terceiro contém metanol. As densidades dos líquidos estão listadas abaixo: • benzeno (0,87 g/cm3) • tetracloreto de carbono (1,59 g/cm3) • metanol (0,79 g/cm3) Desses líquidos, apenas o metanol é solúvel em água, cuja densidade é 1,00 g/cm3. Dados: C (Z = 6), H (Z = 1), O (Z = 8), Cl (Z = 17) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 61 Considerando essas informações, assinale o que for correto. 01. A mistura de água e metanol forma um sistema homogêneo. 02. A separação de tetracloreto de carbono e benzeno pode ser realizada por destilação simples. 04. Em uma mistura de benzeno e água, o líquido que fica na fase inferior é a água. 08. O benzeno e o tetracloreto de carbono formam uma mistura homogênea, pois são compostos apolares. 42. (UFJF MG/2017) Um estudante realizou um experimento em laboratório para obter cafeína a partir do chá preto. Para isso seguiu as etapas 1 e 2 do esquema abaixo. Assinale a alternativa que contém os nomes dos processos de separação das etapas 1 e 2, respectivamente: a) extração e extração. b) extração e destilação. c) destilação e extração. d) destilação e filtração. e) filtração e destilação. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 62 8. Gabarito Sem Comentários 1. C 2. D 3. D 4. D 5. C 6. D 7. C 8. B 9. D 10. A 11. B 12. C 13. C 14. 03 15. B 16. A 17. D 18. C 19. A 20. A 21. C 22. 07 23. 03 24. C 25. 06 26. E 27. D 28. 23 29. B 30. A 31. A 32. B 33. B 34. 20 35. 21 36. C 37. D 38. D 39. 02 40. C 41. 13 42. B 9. Resoluções das Questões Fundamentais I. Questão fundamental 01 A partir da tabela abaixo, faça o que se pede: Material A B C D E Ebulição (°C) 325 a 327 1256 -74 0 a 3 100 t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 63 Fusão (°C) 31 a 33 310 -180 -68 0 a) Qual(ais) material(ais) é(são) sólido(s) a 25 °C? b) Qual(ais) material(ais) é(são) líquido(s) a 25 °C? c) Qual(ais) material(ais) é(são) gasoso(s) a 273 K? d) Identifique qual(ais) material(ais) é(são) substância(s)? e) Classifique o material A em substância, mistura, mistura eutética ou mistura azeotrópica? f) Classifique o material B em substância, mistura, mistura eutética ou mistura azeotrópica? g) Classifique o material D em substância, mistura, mistura eutética ou mistura azeotrópica? Comentários a) Os materiais que apresentam temperatura de fusão superior ou igual a 25 °C são A e B. b) O material que apresenta temperatura de fusão inferior a 25 °C e temperatura de ebulição superior a 25 °C é o E. c) O material que apresenta temperatura de ebulição inferior a 273 K, ou seja 0 °C, é o material C. d) Os materiais que apresentam um único valor para temperatura de fusão e ebulição são B, C e E. e) O material A é classificado como mistura já que possui intervalo de fusão e ebulição. f) O material B é classificado como substância já que possui patamar de fusão e patamar de ebulição. g) O material A é classificado como mistura eutética já que possui intervalo de ebulição e patamar de fusão. II. Questão fundamental 02 A partir dos materiais abaixo, responda ao que se pede. Água Gás carbônico (CO2) Ar atmosférico Soro fisiológico Vinagre Óleo Granito Aço Prata Água e gasolina a) Qual(ais) material(ais) é(são) substância(s)? b) Qual(ais) material(ais) é(são) mistura(s) homogênea(s)? c) Qual(ais) material(ais) é(são) mistura(s) heterogênea(s)? t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 64 d) Qual(ais) material(ais) é(são) substância(s) simples? e) Qual(ais) material(ais) é(são) substância(s) composta(s)? f) Quantas fases e componentes apresenta o sistema formado por água e gasolina? g) Quantas fases e componentes apresenta o granito? h) Classifique em miscível ou imiscível o sistema formado por soro fisiológico e óleo. Comentários a) Água, gás carbônico, óleo e prata. Esses apresentam fórmula definida. b) Ar atmosférico, soro fisiológico, vinagre e aço. Esses apresentam mais de um componente em um sistema monofásico. c) Granito e água + gasolina. O granito é formado por 3 componentes e três fases: mica (preto), quartzo (branco) e feldspato (caramelo/cinza). Água e gasolina consolidam dois componentes e duas fases. d) Prata. A única substância que possui um único elemento químico em sua composição. e) Água, gás carbônico e óleo. A água é formada pelos elementos carbono e hidrogênio, o gás carbônico é formado pelos elementos carbono e oxigênio e o óleo é formado pelos elementos carbono, hidrogênio e oxigênio. f) 2 componentes e 2 fases. Água e gasolina são bifásicos e imiscíveis. g) 3 fases e 3 componentes. O granito é formado por 3 componentes e três fases: mica (preto), quartzo (branco) e feldspato (caramelo/cinza). h) Imiscível, pois o óleo é insolúvel na fase aquosa presente no soro fisiológico. III. Questão fundamental 03 Indique o método mais aplicada para separar completamente os componentes das seguintes misturas. a) Areia e água. b) Água e óleo. c) Sal de cozinha e areia. d) Isopor e areia. e) Limalha de ferro, serragem, areia e sal de cozinha. f) Etanol e água. g) Açúcar e sal de cozinha. h) Gasolina e óleo diesel. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 65 Comentários a) Água e areia são imiscíveis. Como a areia é mais densa, se deposita ao fundo. Portanto, a filtração e a decantação são recomendáveis para a separação da mistura. b) Água e óleo formam uma mistura de líquidos imiscíveis com densidades distintas, logo o melhor método é a decantação. c) Mistura de sólidos heterogênea. A adição de água dissolve o sal de cozinha, dessa forma utiliza-se a dissolução fracionada (ou extração ou solubilização fracionada) seguida de filtração ou decantação para retirar a areia não dissolvida em água. Após esse processo é necessário evaporar a água para isolar o sal. d) Adição de água para ocorrer a flutuação do isopor e a sedimentação da areia, portanto, flotação e decantação ou filtração para separar os componentes, respectivamente.e) Como a mistura apresenta aspecto sólido, realiza-se, primeiramente, a separação magnética para retirar a limalha (pó) de ferro que é atraída magneticamente. Restando na mistura: serragem, areia e sal de cozinha. Adiciona-se água para ocorrer a flutuação da serragem, decantação da areia e solubilização do sal de cozinha, portanto, flotação, decantação (ou filtração) e dissolução fracionada, respectivamente. Para isolar o sal de cozinha dissolvido em água, basta realizar a evaporação. f) Para separar os componentes de uma mistura líquida miscível é recomendado utilizar a destilação fracionada. g) Não podemos utilizar dissolução fracionada porque ambos são solúveis em água. Logo, recomenda-se cristalização fracionada ou fusão fracionada. A temperatura de fusão do açúcar é em torno de 160 a 192 °C, enquanto a temperatura do sal de cozinha é próxima de 801 °C. h) Os dois são líquidos miscíveis à temperatura ambiente e insolúveis em água, portanto o método mais indicado seria a destilação fracionada. 10. Questões Resolvidas e Comentadas 1. (FUVEST/2021) Psicanálise do açúcar O açúcar cristal, ou açúcar de usina, mostra o mais instável das brancuras: quem do Recife sabe direito o quanto, e o pouco desse quanto, que ela dura. Sabe o mínimo do pouco que o cristal se estabiliza cristal sobre o açúcar, por cima do fundo antigo, de mascavo, t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 66 do mascavo barrento que se incuba; e sabe que tudo pode romper o mínimo em que o cristal é capaz de censura: pois o tal fundo mascavo logo aflora quer inverno ou verão mele o açúcar. Só os banguês* que-ainda purgam ainda a açúcar bruto com barro, de mistura; a usina já não o purga: da infância, não de depois de adulto, ela educa; em enfermarias, com vácuos e turbinas, em mãos de metal de gente indústria, a usina o leva a sublimar em cristal o pardo do xarope: não o purga, cura. Mas como a cana se cria ainda hoje, em mãos de barro de gente agricultura, o barrento da pré-infância logo aflora quer inverno ou verão mele o açúcar. João Cabral de Melo Neto, A Educação pela Pedra. *banguê: engenho de açúcar primitivo movido a força animal. Observe o diagrama que mostra, de forma simplificada, o processo de fabricação do açúcar. Considerando essas informações e seu conhecimento sobre separação de misturas e transformações química e físicas, no trecho grifado no poema, o termo sublimar é usado a) corretamente para mostrar como do líquido (xarope) é extraído o cristal de açúcar através do processo de evaporação do sólido e secagem. b) em um sentindo amplo do processo, já que não corresponde ao que ocorre com o cristal de açúcar, e sim com o melaço, que se separa do xarope. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 67 c) metaforicamente, já que ocorre a precipitação do açúcar com o cozimento do xarope, que é separado por centrifugação. d) incorretamente, já que a obtenção do açúcar a partir do xarope é uma reação química direta que não necessita de processo de separação. e) em seu sentindo literal, já que o açúcar está na fase sólida, no xarope, e passa à fase vapor com o cozimento, formando então cristais de açúcar puro. Comentários a) Errado. A evaporação realiza a separação do líquido e sólido pela evaporação do líquido. b) Errado. Tanto o melaço quanto o açúcar são materiais líquidos que alteram a concentração de açúcar dissolvido na fase líquida. Portanto, o melaço não é separado do xarope. O xarope aumenta a sua concentração e é renomeado para melaço. c) Certo. Segundo a imagem, ocorre cristalização e cozimento na transformação do xarope para xarope e cristais. O processo de decantação pode ser facilitado utilizando a centrifugação como método. d) Errado. A Não ocorre reação química na transformação do xarope. A evaporação e cristalização são processos físicos de separação de mistura. e) Errado. O xarope não é transformado para a fase líquida, apenas a água sofre evaporação e o aumento de concentração do açúcar na fase líquida que transforma o material em xarope. Gabarito: C 2. (ENEM/2020) Para assegurar a boa qualidade de seu produto, uma indústria de vidro analisou um lote de óxido de silício (SiO₂), principal componente do vidro. Para isso, submeteu uma amostra desse óxido ao aquecimento até sua completa fusão e ebulição, obtendo ao final um gráfico de temperatura T (°C) versus tempo t (min). Após a obtenção do gráfico, o analista concluiu que a amostra encontrava-se pura. Dados do SIO2: Tfusão = 1600 °C; Tebulição = 2230 °C a) d) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 68 b) e) c) Comentários O gráfico de uma substância deve apresentar dois patamares (mudanças de estado físico em temperatura constante).O único gráfico que apresenta as temperaturas de fusão e ebulição indicados por dois patamares é o gráfico D. Gabarito: D 3. (UNICAMP SP/2020) Em 15 de abril de 2019, a Catedral de Notre-Dame de Paris ardeu em chamas, atingindo temperaturas de 800 °C. Estima-se que, na construção da catedral, foram empregadas pelo menos 300 toneladas de chumbo. Material usual à época, o chumbo é um metal pesado com elevado potencial de contaminação em altas temperaturas. Sabendo que o ponto de fusão do chumbo é de 327,5 °C e seu ponto de ebulição é de 1750 °C, identifique a curva que pode representar o histórico da temperatura de uma porção de chumbo presente na catedral ao longo do incêndio, bem como o fenômeno corretamente relacionado ao potencial de contaminação. a) O potencial de contaminação estaria associado à evaporação do chumbo em alta temperatura. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 69 b) O potencial de contaminação estaria associado à ebulição do chumbo em alta temperatura. c) O potencial de contaminação estaria associado à ebulição do chumbo em alta temperatura. d) O potencial de contaminação estaria associado à evaporação do chumbo em alta temperatura. Comentários: O chumbo apresenta temperatura de fusão 327,5 °C e temperatura de ebulição 1750 °C, portanto, ao ser aquecido a 800 °C, o chumbo apresenta-se no estado físico líquido. O chumbo sofre fusão a temperatura constante e, posteriormente, sofre resfriamento e é solidificado. As temperaturas de fusão e solidificação são iguais. O chumbo não sofre ebulição, apenas evaporação. Gabarito: D 4. (UEA AM/2019) A tabela apresenta o ponto de fusão (PF) e o ponto de ebulição (PE), medidos a 1 atm, de cinco substâncias químicas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 70 De acordo com a tabela, a 35,5 ºC, encontram-se no estado líquido apenas as substâncias a) amônia, metanol e oxigênio. b) amônia, bromo e metanol. c) flúor e metanol. d) bromo e metanol. e) amônia e bromo. Comentários: Em 35,5 ˚C as espécies estão nos seguintes estados: I. Amônia: já passou o ponto de ebulição, logo, ela é um gás. II. Bromo: já passou o ponto de fusão, mas não chegou o ponto de ebulição ainda, logo, ele é um líquido. III. Flúor: já passou o ponto de ebulição, então, o bromo é um gás. IV. Metanol: o ponto de fusão já foi ultrapassado, mas o de ebulição ainda não, logo, ele é um líquido. V. Oxigênio: o ponto de ebulição já foi ultrapassado, logo, ele é um gás. Portanto, os únicos que são líquidos à temperatura de 35,5 ˚C são bromo e metanol. Gabarito: D 5. (UFU MG/2019) http://interna.coceducacao.com.br/ebook/content/pictures/2002-11-133-02-i002.gif.Acesso em 08.mar.2019. O gráfico indica a mudança de estado físico, por alteração na temperatura, de uma liga metálica de ouro/cobre. A análise gráfica permite concluir que a) independentemente da quantidade dos componentes da mistura, as temperaturas de fusão e de ebulição serão as mesmas. b) no estado líquido, o ouro e o cobre se aglomeram de modo semelhante à aglomeração dessas substâncias no estado de vapor. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 71 c) a mistura não possui ponto de fusão e ponto de ebulição, e sim intervalos de fusão e de ebulição. d) a mudança de temperatura na fusão e na ebulição permanecem constante, coexistindo duas fases em cada uma dessas etapas. Comentários: a) Errado. Como a curva é crescente e tem-se uma temperatura inicial e final tanto de fusão e ebulição, essas temperaturas não são constantes, ou seja, são diferentes. b) Errado. Por estarem em estados diferentes, a interação entre os materiais das ligas é diferente. No estado de vapor, as moléculas estão mais afastadas entre si do que no líquido. c) Correto. É bem destacável no gráfico a presença de um intervalo crescente tanto na faixa de fusão quanto na faixa de ebulição. Isso caracteriza a ausência dos pontos de fusão e ebulição, logo, presença de intervalos de mudança de fase. d) Errado. Como visto no comentário acima, não há temperatura de fusão e ebulição fixa, ou seja, constante, mas um intervalo. Gabarito: C 6. (IFSC/2015) Principalmente no setor industrial, as mudanças de fase das substâncias são fenômenos muito comuns. Elas vão desde a água fervente em uma caldeira, até o ferro derretido que é jogado em moldes para virar uma peça, quando esfriar. Com base nas mudanças de fase, analise as afirmações abaixo. I. Calefação é o nome dado à mudança em que a substância passa do estado líquido para o estado sólido. II. Fusão é a mudança do estado sólido para o estado líquido; portanto, trata-se de uma reação que absorve calor. III. Liquefação é a mudança do estado gasoso para o estado líquido; portanto, trata-se de uma reação que libera calor. IV. Vaporização, calefação e ebulição são tipos de evaporação que um líquido pode sofrer quando passa para o estado gasoso. V. A sublimação é o nome dado à mudança de estado em que a substância passa do estado líquido para o estado gasoso. Assinale a alternativa CORRETA. a) Apenas as afirmações I e V são verdadeiras. b) Apenas as afirmações I e IV são verdadeiras. c) Apenas as afirmações III e V são verdadeiras. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 72 d) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras. e) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras. Comentários a) Errado. A Calefação é a mudança de estado do líquido para o estado gasoso de forma rápida e instantânea. b) Certo. O estado líquido apresenta maior agitação das partículas que o estado sólido, portanto, para a passagem do estado sólido para o estado líquido faz-se necessário absorver energia. c) Certo. O termo reação aplicado no item tem que ser interpretado como fenômeno e não como reação química. A passagem do estado gasoso para o estado líquido necessita diminuir o grau de agitação das partículas, logo é um processo exotérmico. d) Errado. A vaporização pode ser classificada em: evaporação, calefação e ebulição. e) Errado. A sublimação é a passagem do estado sólido para o estado gasoso. Gabarito: D 7. (UNICAMP SP/2016) Alguns trabalhos científicos correlacionam as mudanças nas concentrações dos sais dissolvidos na água do mar com as mudanças climáticas. Entre os fatores que poderiam alterar a concentração de sais na água do mar podemos citar: evaporação e congelamento da água do mar, chuva e neve, além do derretimento das geleiras. De acordo com o conhecimento químico, podemos afirmar corretamente que a concentração de sais na água do mar a) aumenta com o derretimento das geleiras e diminui com o congelamento da água do mar. b) diminui com o congelamento e com a evaporação da água do mar. c) aumenta com a evaporação e o congelamento da água do mar e diminui com a chuva ou neve. d) diminui com a evaporação da água do mar e aumenta com o derretimento das geleiras. Comentários A concentração dos sais aumenta quando ocorre diminuição na quantidade de água e diminui quando ocorre aumento na quantidade de água. Assim os itens são julgados como: a) Errado. Diminui com o derretimento das geleiras e aumenta com o congelamento da água do mar. b) Errado. Aumenta com o congelamento e com a evaporação da água do mar. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 73 c) Certo. A saída de água do mar provocado pela evaporação e pelo congelamento influenciam no aumento da concentração, enquanto a adição de água pelas chuvas ou neve provoca a diminuição da concentração dos sais. d) Errado. Aumento com a evaporação da água do mar e diminuição com o derretimento das geleiras. Gabarito: C 8. (UFGD MS/2015) As propriedades físicas das substâncias estão intrinsecamente relacionadas à sua estrutura molecular. O conhecimento da Temperatura de Fusão (T.F.) e Temperatura de Ebulição (T.E.) são conceitos importantes para entender o tipo de interação intermolecular que determinada substância poderá realizar. Abaixo, é apresentada uma tabela com valores hipotéticos de T.F. e T.E. em °C a 1 atm de algumas substâncias denominadas como I, II, III, IV e V. Com relação aos dados apresentados, é possível afirmar que: a) I é sólido a 15 °C. b) II é líquido a 70 °C. c) III é líquido a 10 °C. d) IV é sólido a 3200 °C. e) V é gasoso a 25 °C. Comentários a) Errado. A 15 °C, o material I é líquido. b) Certo. A 70 °C, o material II é líquido, pois 70 °C corresponde a temperatura intermediária entre fusão e ebulição. c) Errado. A 10 °C, o material III é sólido. d) Errado. A 3200 °C, o material IV é gasoso. e) Errado. A 25 °C, o material V é líquido. Gabarito: B 9. (UERJ/2018) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 74 Observe no diagrama as etapas de variação da temperatura e de mudanças de estado físico de uma esfera sólida, em função do calor por ela recebido. Admita que a esfera é constituída por um metal puro. Durante a etapa D, ocorre a seguinte mudança de estado físico: a) fusão b) sublimação c) condensação d) vaporização Comentários A primeira mudança de estado físico é identificada na etapa B, enquanto a segunda mudança de estado físico é identificada na etapa D, portanto, a etapa da vaporização, que é mudança do estado líquido para o estado gasoso. Gabarito: D 10. (UFU MG/2017) Considere a seguinte figura. Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisico-quimica/mudancas-de-estado-fisico>. Acesso em: 15 de abr. 2017. Com relação às mudanças de estado físico, o processo de t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 75 a) fusão de misturas eutéticas ocorre à temperatura constante e por aquecimento. b) ebulição da água pura, ao nível do mar, ocorre com variação da temperatura. c) sublimação do gelo seco libera energia e aquece o meio em que está inserido. d) separação de componentes das misturas azeotrópicas é favorecida na ebulição. Comentários a) Certo. As misturas eutéticas apresentam patamar de fusão e intervalo de ebulição. b) Errado. A água pura é uma substância, logo apresenta patamar de ebulição. c) Errado. A sublimação é a passagem do sólido para o gasoso, sendo um processo endotérmico. d) Errado. Misturas azeotrópicasapresentam patamar de ebulição, logo ocorre ebulição dos componentes da mistura. Dessa forma, não ocorre separação entre os componentes. Gabarito: A 11. (UNICAMP SP/2016) A comparação entre as proporções isotópicas de amostras de um mesmo material, que têm a mesma idade, encontradas em diferentes regiões, pode ser utilizada para revelar se elas têm ou não a mesma origem. Se as proporções são iguais, então é possível que tenham a mesma origem, mas se forem diferentes, é certeza que não têm a mesma origem. A tabela a seguir apresenta os dados de algumas amostras de água, incluindo a de um cometa no qual uma sonda pousou recentemente. Com base nesses dados, pode-se afirmar corretamente que a água de nosso planeta a) é proveniente dos cometas e a água da Terra e a do cometa têm propriedades físicas muito parecidas. b) não é proveniente dos cometas, apesar de a água da Terra e a do cometa terem propriedades físicas muito parecidas. c) não é proveniente dos cometas, porque a água da Terra e a do cometa apresentam propriedades físicas muito diferentes. d) é proveniente dos cometas e a água da Terra e a do cometa têm as mesmas propriedades físicas. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 76 Comentários A tabela te forneceu informações importantes: 1) propriedades físicas (temperatura de fusão e ebulição) de H2O. 2) propriedades físicas (temperatura de fusão e ebulição) de HDO. 3) propriedades físicas (temperatura de fusão e ebulição) de D2O. Ou seja, para a alteração de um ou mais hidrogênios por Deutério, altera-se os pontos de ebulição. A água do planeta Terra apresenta uma porcentagem de 0,017 de Deutério. Sabendo que a porcentagem de deutério no cometa é maior do que na terra, logo, as temperaturas de fusão e ebulição também são diferentes, de acordo com os dados da tabela. O hidrogênio e o Deutério são elementos químicos de mesmo número do prótons, logo, apresentam propriedades químicas iguais, mas diferentes propriedades físicas. A água do cometa e da Terra apresentam baixo nível de deutério, porém essa pequena diferença nos níveis de deutério provocará uma leve diferença nas propriedades físicas das águas. Portanto, a água do cometa e da Terra não possuem a mesma origem, apesar de propriedades próximas. Gabarito: B 12. (UEG GO/2015) A mudança do estado físico de determinada substância pode ser avaliada em função da variação da temperatura em relação ao tempo, conforme o gráfico a seguir. Considere que a 0 °C o composto encontra-se no estado sólido. No gráfico, encontra-se a substância no estado líquido nos pontos a) I, II e IV b) III, IV e V c) II, III e IV d) I, III e V t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 77 Comentários As mudanças de estado correspondem aos estágios II e IV, sendo fusão e ebulição, respectivamente. Portanto, o estado líquido é encontrado durante a fusão (II), líquido (III) e ebulição (IV). Gabarito: C 13. (ITA SP/2015) A figura mostra a variação da massa específica de uma substância pura com a temperatura à pressão de 1 bar. Então, é CORRETO afirmar que Tx pode representar a temperatura de a) ebulição da água. b) ebulição do benzeno. c) fusão da água. d) fusão do benzeno. e) fusão do dióxido de carbono. Comentários A água é um dos poucos materiais com comportamento térmico anômalo. O estado sólido da água apresenta menor densidade que o estado líquido. Observamos que ao aquecer um material, o valor da massa específica, que é a relação de massa por volume, aumenta. Portanto o material é a água durante o processo de fusão, passagem do gelo para o líquido. Gabarito: C 14. (UESB BA/2015) O Centro de Pesquisas Químicas recebeu uma amostra de material sólido para que fosse analisado. Inicialmente, foi determinada a curva de aquecimento da amostra e, então, representada pelo gráfico o comportamento do material. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 78 A análise do gráfico permitiu ao cientista encarregado da análise corretamente concluir: 01. O material é uma substância química pura. 02. A amostra analisada é de uma substância química composta. 03. A amostra é de uma mistura de substâncias químicas. 04.O material é uma mistura eutética de duas substâncias químicas. 05.A amostra é uma substância química simples que se decompõe pelo aquecimento. Comentários 01. Errado. O material é mistura porque apresenta intervalo de fusão e intervalo de ebulição. 02. Errado. O material é mistura porque apresenta intervalo de fusão e intervalo de ebulição. 03. Certo. O material é mistura porque apresenta intervalo de fusão e intervalo de ebulição. 04. Errado. O material é mistura porque apresenta intervalo de fusão e intervalo de ebulição. Para ser uma mistura eutética, necessita-se de patamar de fusão. 05. Errado. O material não é uma substância simples, mas sim uma mistura porque apresenta intervalos de fusão e ebulição. Gabarito: 03 . 15. (UEA AM/2014) A venda de álcool hidratado (95,5 % de etanol + 4,5 % de água) é controlada por motivo de segurança, já que muitas pessoas acidentalmente tiveram queimaduras no corpo por seu manuseio incorreto. A seguir, o gráfico representa a curva de aquecimento dessa mistura à pressão de 1 atm. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 79 Pela análise do gráfico, observa-se que o álcool hidratado, a 85 °C e 1 atm, se encontra no estado ________ e a temperatura da mistura durante a fusão ________. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto. a) sólido – permanece constante b) gasoso – varia c) líquido – varia d) gasoso – permanece constante e) líquido – permanece constante Comentários O material se encontra no estado gasoso acima de 78,1 °C. Logo a 85 °C é gasoso. Durante a fusão, observa-se no gráfico a mudança de temperatura. Gabarito: B 16. (FGV SP/2014) O conhecimento das propriedades físico-químicas das substâncias é muito útil para avaliar condições adequadas para a sua armazenagem e transporte. Considere os dados das três substâncias seguintes: (P. W. Atkins. Princípios de Química, Ed. Bookman, 3.ª ed, 2006) É correto afirmar que em um ambiente a 35 °C, sob pressão atmosférica, as substâncias I, II e III apresentam-se, respectivamente, nos estados físicos a) sólido, gasoso e líquido. b) sólido, gasoso e gasoso. c) sólido, líquido e líquido. d) líquido, gasoso e líquido. e) líquido, líquido e gasoso. Comentários t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 80 O material será sólido quando a temperatura ambiente for menor que a temperatura de fusão. O material será líquido quando a temperatura ambiente for intermediária entre temperatura de fusão e ebulição. O material será gasoso quando a temperatura ambiente for maior que a temperatura de ebulição. A 35 °C, os materiais I, II e III são: sólido, gasoso e líquido. Gabarito: A 17. (ENEM/2020) As moedas despertam o interesse de colecionadores, numismatas e investidores há bastante tempo. Uma moeda de 100% cobre, circulante no período do Brasil Colônia, pode ser bastante valiosa. O elevado valor gera a necessidade de realização de testes que validem a procedência da moeda, bem como a veracidade de sua composição. Sabendo que a densidade do cobre metálico é próxima de 9 g·cm3, um investidor negocia a aquisição de um lote de quatro moedas A, B, C e D fabricadas supostamente de 100% cobre e massas 26 g, 27 g, 10g e 36 g, respectivamente. Com o objetivo de testar a densidade das moedas, foi realizado um procedimento em que elas foram sequencialmente inseridas em uma proveta contando 5 ml de água, conforme esquematizado. Com base nos dados obtidos, o investidor adquiriu as moedas a) A e B b) A e C c) B e C d) B e D e) C e D Comentários t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 81 Os volumes de água que foram deslocados, ao ser adicionado cada uma das moedas, correspondem ao valor de seus volumes. Dadas as massas fornecidas pela questão juntamente com os volumes calculados, é possível calcular suas densidades: 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝐴 = 𝑚𝐴 𝑉𝐴 = 26 𝑔 2 𝑚𝐿 = 13 𝑔/𝑚𝐿 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝐵 = 𝑚𝐵 𝑉𝐵 = 27 𝑔 3 𝑚𝐿 = 9 𝑔/𝑚𝐿 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝐶 = 𝑚𝐶 𝑉𝐶 = 10 𝑔 2 𝑚𝐿 = 5 𝑔/𝑚𝐿 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝐷 = 𝑚𝐷 𝑉𝐷 = 36 𝑔 4 𝑚𝐿 = 9 𝑔/𝑚𝐿 Sendo assim, são feitas 100% com cobre apenas as moedas B e D. Gabarito: D 18. (ENEM/2020) O exame parasitológico de fezes é utilizado para detectar ovos de parasitos. Um dos métodos utilizados, denominado de centrífugo-flutuação, considera a densidade dos ovos em relação a uma solução de densidade 1,15 g·mL-1. Assim, ovos que flutuam na superfície dessa solução são detectados. Os dados de densidade dos ovos de alguns parasitos estão apresentados na tabela. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 82 Considerando-se a densidade dos ovos e da solução, ovos de quais parasitos podem ser detectados por esse método? a) A. lumbricoides, A. suum e S. mansoni. b) S. mansoni, T. saginata e Ancylostoma. c) Ancylostoma, A. lumbricoides e A. suum. d) T. saginata, S. mansoní e A. lumbricoides. e) A. lumbricoides, A. suum e T. sagínata. Comentários A técnica utilizada consiste em diferenciar os ovos através da diferença entre suas densidades e a densidade da solução de 1,15 g· mL-1 Assim, flutuarão sobre a solução aqueles ovos menos densos, que são os ovos de: Ancylostoma – d = 1,06 g· mL-1 Ascaris lumbricoides – d = 1,11 g· mL-1 Ascaris suum – d = 1,13 g·mL-1 Gabarito: C 19. (FAC. ALBERT EINSTEIN/2020) Comparando o óleo mineral, também conhecido como parafina líquida, com um óleo vegetal, como o de soja, pode-se afirmar que ambos são misturas de substâncias químicas ______________ e _______________. Eles são ________________ ao ambiente quando descartados nos ralos das pias. As lacunas do texto são preenchidas por: compostas – combustíveis – nocivos. simples – oxigenadas – inofensivos. compostas – combustíveis – inofensivos. simples – combustíveis – nocivos. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 83 simples – oxigenadas – nocivos. Comentários Seguindo a sequência de ideias do trecho, tem-se os seguintes pontos para completar as lacunas: I. O óleo mineral é basicamente um hidrocarboneto, logo, é uma substância composta. De maneira semelhante ao óleo vegetal, que é uma união de ésteres. Portanto, ambos são substâncias compostas. II. Como eles apresentam átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio (óleo vegetal apenas) podem sofrer combustão ao reagir com o O2. Logo, são combustíveis. III. Quando descartados nos ralos e pias, eles chegam ao ambiente, trazendo danos. Então, são substâncias nocivas. Portanto, tem-se o trecho completo dado por: “Comparando o óleo mineral, também conhecido como parafina líquida, com um óleo vegetal, como o de soja, pode-se afirmar que ambos são misturas de substâncias químicas compostas e combustíveis. Eles são nocivos ao ambiente quando descartados nos ralos das pias.” Gabarito: A 20. (UFU MG/2016) Técnicos do Instituto de Criminalística de Campinas realizaram perícia na atração conhecida como “Labirinto” do parque Hopi Hari, em Vinhedo, 79 km de São Paulo, após a morte de um estudante que passou mal nos corredores do brinquedo, no ano de 2007. No “Labirinto”, os vários visitantes percorrem a pé 130 metros de corredores equipados com jogos de luzes, gelo seco e atores fantasiados para dar sustos. Laudo preliminar do Instituto Médico-Legal diz que a causa da morte do estudante foi um edema pulmonar (acúmulo de líquido nos pulmões). Disponível em: < http://g1.globo.com/Noticias/SaoPaulo/0,MUL143336-5605,00.html. > Acesso em: 26 de janeiro de 2016. Associar, diretamente, a morte do estudante ao gelo seco puro pode ser indevida, pois, preliminarmente, sabe-se que a) o gás carbônico sublimado não aumenta a quantidade de líquido nos pulmões. b) a água sublimada acumula-se nos pulmões, porém não causa edemas. c) a mistura de água com gás nitrogênio sublima e resseca os pulmões. d) o nitrogênio sublimado é facilmente inalado, pois é inerte e não se liquefaz. Comentários t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 84 a) Correto. O gelo seco ao sofrer sublimação produz gás carbônico gasoso. Esse gás não interfere no volume de água dos pulmões. O CO2 reage com a água formando ácido carbônico, logo um aumento na concentração de gás carbônico iria consumir mais água, ao invés de acumular. b) Errado. A inspiração acumulada de água pode provocar a formação de edemas. c) Errado. O gás nitrogênio é um gás inerte e não interfere nos níveis de água dos pulmões. A inspiração de água pode provocar a formação de edema pulmonar. d) Errado. O nitrogênio é inerte, mas sofre liquefação para a formação do nitrogênio líquido. Não foi utilizado nitrogênio sublimado. O gelo seco é formado de dióxido de carbono (CO2). Gabarito: A 21. (UFRGS RS/2016) Uma garrafa de refrigerante fechada, submetida a um resfriamento rápido e mantida por longo tempo em repouso em um freezer, pode “explodir”, provocando o extravasamento de seu conteúdo. Considere as afirmações abaixo, sobre esse fenômeno. I. O gás carbônico contido no refrigerante transforma-se em gelo seco que então sublima, rompendo o recipiente. II. Os sais contidos no refrigerante, quando em temperaturas muito baixas, formam sistemas altamente higroscópicos, o que provoca um significativo aumento de volume. III. O processo de solidificação da água, presente no refrigerante, provoca organização das moléculas em uma estrutura cristalina que ocupa um volume maior que a água líquida. Quais dessas afirmações podem ocorrer durante o processo de extravasamento? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. Comentários A diminuição da solubilidade de gás carbônico provocado pelo congelamento da água propicia a intensa liberação de gás carbônico, que provoca o “explodir” da garrafa. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 85 I. Errado. Não ocorre formação de gelo seco. A formação do gelo seco só é possível a -78,5 °C, a 1 atm e -56,4 °C, a 5 atm. II. Errado. Os sais dissolvidos podem cristalizar quando em sistemas muito resfriado. Não havendo correlação com absorção de água. III. Certo. O congelamento da água aumenta o espaço ocupado, por isso o gelo apresenta menor densidade. Gabarito: C 22. (UEPG PR/2017) Com base nas reações abaixo, assinale o que for correto. I. 2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g) II. 2 NH3 (g) → N2 (g) + 3 H2 (g) 01. Ao todo, temos representadas 5 substâncias químicas diferentes. 02. A água e a amônia são substâncias compostas. 04. O hidrogênio, o oxigênio e o nitrogênio são substâncias simples. 08. Nas reações apresentadas, os regentes não sofrem decomposição. Comentários 01. Certo. As 5 substâncias químicas são: H2O, H2, O2, NH3 e N2. 02.Certo. H2O e NH3 apresentam dois elementos químicos cada. 04. Certo. H2, O2 e N2 possuem 1 elemento químico cada. 08. Errado. Os reagentes sofrem consumo durante as reações apresentadas. Gabarito: 07 23. (UEFS BA/2017) Considere uma amostra sólida que apresenta ponto de fusão constante e coloração amarela uniforme. Dissolve somente parte do sólido com adição de água e após fundir totalmente, com aquecimento contínuo, entra em ebulição com temperatura variável. Com base nessa informação, é correto afirmar que essa amostra 01. é uma substância pura. 02. é uma substância composta. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 86 03. é uma mistura homogênea. 04. é uma substância pouco solúvel em água. 05. ao entrar em ebulição, ocorreu a sublimação da substância. Comentários Evidências e conclusões: - Ponto de fusão constante: substância ou mistura eutética. - Coloração amarela uniforme: material homogêneo. - Dissolve somente parte do sólido com adição de água: mistura porque uma parte dissolve e a outra parte não dissolve. - Ebulição com temperatura variável: mistura Portanto, o material é uma mistura eutética de aspecto homogêneo. Gabarito: 03 24. (IFSC/2015) Os veículos automotores emitem gases poluentes na atmosfera como o NO2 e o NO3, conhecidos pelos nomes de óxido nitroso e óxido nítrico, respectivamente, os quais reagem com a água da chuva precipitando na forma de ácido nítrico. Já o SO2, precipita na forma de ácido sulfúrico também quando reage com a água da chuva. Esses ácidos são altamente tóxicos e corrosivos: nos vegetais retardam o crescimento, e nos seres humanos atacam as vias respiratórias. A respeito dessas substâncias poluentes grifadas no texto e os elementos químicos que a constituem, é CORRETO afirmar que: a) O SO2 é uma substância simples. b) O enxofre não constitui nenhuma dessas substâncias. c) As substâncias poluentes são constituídas por 3 elementos químicos. d) Não possuem nenhum elemento em comum. e) O nitrogênio é um metal. Comentários I. Errado. SO2 é uma substância composta. II. Errado. O enxofre constitui o dióxido de enxofre (SO2) descrito no texto. III. Certo. Os elementos químicos são: nitrogênio, enxofre e oxigênio. IV. Errado. Os óxidos de enxofre e nitrogênio possuem o elemento oxigênio em comum. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 87 V. Errado. O nitrogênio é um ametal. Gabarito: C 25. (UEPG PR/2015) Com base na tabela abaixo, que apresenta a temperatura de fusão e ebulição de algumas substâncias a 1 atm, analise as informações apresentadas e assinale o que for correto. 01. À temperatura ambiente, todas as substâncias são líquidas. 02. Na temperatura de 150 °C, apenas o ácido sulfúrico é líquido. 04. Numa mesma temperatura em que se pode encontrar a água e o ácido sulfúrico no estado sólido já se pode encontrar o cloro e o oxigênio no estado gasoso. 08. A temperatura de ebulição dos gases cloro e oxigênio tende a aumentar em altitudes elevadas. Comentários 01. À temperatura ambiente, ou seja 25 °C, os materiais são: líquido, gás, gás e líquido, respectivamente. 02. Água, cloro e oxigênio são gases a 150 °C e apenas o ácido sulfúrico é líquido. 04. Se pode encontrar o ácido sulfúrico e a água no estado sólido a 0 °C, e cloro e oxigênio são gases, nas mesmas condições. 08. quanto maior a altitude, menor a temperatura de ebulição. Isso ocorre devido à diminuição da pressão atmosférica que facilita a ebulição dos materiais líquidos. Gabarito: 06 26. (PUC SP/2015) t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 88 Em um caderno foram registrados esquemas de béqueres contendo misturas formadas por três das substâncias apresentadas na tabela acima. Entre as representações do caderno, as únicas que não podem ser obtidas experimentalmente, a 20 °C, são a) 1, 3 e 6. b) 2, 4 e 5. c) 2, 5 e 6. d) 1 e 4. e) 1 e 2. Comentários A densidade de uma mistura sempre será igual ao valor intermediário entre os componentes, dependendo, somente, da quantidade de cada componente. A mistura de água e etanol terá valores entre 1,0 e 0,79 g/cm3. Quanto mais água, mais próximo de 1; quanto menos água, mais próximo de 0,79. 1 – Não pode ser obtida experimentalmente – a mistura de água e ácido sulfúrico apresenta a densidade entre 1,0 e 1,84 g/cm3, logo é mais denso que o benzeno de densidade 0,9 g/cm3. Assim o benzeno deveria estar flutuando sobre a fase aquosa. 2 – Não pode ser obtida experimentalmente – A água e o ácido sulfúrico formam um sistema miscível, monofásico. 3 – Pode ser obtida experimentalmente – O benzeno é imiscível à fase aquosa (etanol e água). A densidade do benzeno 0,9 g/cm3 pode ser menor que a mistura água-etanol que varia a densidade de 0,79 a 1 g/cm3. 4 – Pode ser obtida experimentalmente – A mistura água e etanol pode ter densidade menor que 0,9 g/cm3. 5 – Pode ser obtida experimentalmente – o benzeno é imiscível e menos denso que a mistura água e ácido sulfúrico. 6 – Pode ser obtida experimentalmente – etanol, ácido sulfúrico e água são materiais miscíveis. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 89 Gabarito: E 27. (FGV SP/2013) A química é responsável pela melhora em nossa qualidade de vida e está inserida em nosso cotidiano de muitas formas em substâncias e misturas que constituem diversos materiais. Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, substância simples, substância composta, mistura homogênea e mistura heterogênea. a) Água, granito, alumínio, aço. b) Água, aço, alumínio, granito. c) Alumínio, aço, água, granito. d) Alumínio, água, aço, granito. e) Alumínio, água, granito, aço. Comentários Alumínio é uma substância simples porque possui uma fórmula definida e é formado por um elemento químico. Água é uma substância composta porque possui uma fórmula definida e é formada por dois elementos químicos. Aço é uma mistura homogênea porque possui dois componentes e é formada por um aspecto. Granito é uma mistura heterogênea porque possui três componentes e é formada por três aspectos. Gabarito: D 28. (UEPG PR/2013) Dados os sistemas abaixo e considerando que apenas o sistema 1 apresenta pontos de fusão e ebulição constantes durante a mudança de estado, assinale o que for correto. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 90 01. O sistema 1 é composto de substância pura. 02. Os sistemas 2 e 4 são denominados sistemas heterogêneos. 04. Os sistemas 2, 3 e 4 consistem de misturas, sendo que os sistemas 2 e 4 são misturas heterogêneas e o sistema 3 é uma mistura homogênea. 08. Os sistemas 3 e 4 podem ser totalmente separados por filtração simples. 16. O sistema 2 pode ser separado por decantação, utilizando-se, por exemplo, um funil de decantação. Comentários 01. Certo. Apresenta temperatura de fusão e ebulição constantes. 02. Certo. Os dois sistemas são bifásicos, logo, heterogêneos. 04. Certo. Os sistemas 2 e 4 são bifásicos e o sistema 3 é monofásico. Todos esses sistemas são misturas porque apresentam mais de um componente. 08. Errado. O sistema 2 é uma mistura de líquidos, consequentemente, não pode ser separado por filtração. 16. Certo. Decantação é um processo de separação que é utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido em líquido ou entre líquidos. Gabarito: 23 29. (FUVEST/2021) A destilação é um processo utilizado para separar compostos presentes em uma mistura com basenas suas propriedades físicas como, por exemplo, a diferença de temperatura de ebulição, a uma dada pressão, entre os componentes da mistura. Recentemente esse termo passou a figurar em estudos de poluição ambiental, nos quais o termo "destilação global" é utilizado para explicar a presença de compostos volátil, como os pesticidas organoclorados, em águas e gelos de regiões polares, ainda que estes compostos nunca tenham sido produz idos ou utilizados nessas regiões. Com base no princípio da técnica da destilação, como pode ser explicada a presença desses pesticidas na Antártica e no Ártico? a) Eles são destilados nas águas aquecidas dos oceanos e levados pelas correntes marinhas para as regiões polares, onde se precipitam devido às águas frias dessas regiões. b) Eles evaporam nas regiões mais quentes e são levados pelas correntes atmosféricas para regiões mais frias como os polos, onde se condensam e voltam para a superfície. c) Após destilados, eles se tornam resistentes à degradação, de forma que alcançam todo o planeta, pela ação de correntes marinhas, inclusive as regiões polares. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 91 d) Os pesticidas organoclorados destilados, por conta da eletronegatividade dos átomos de cloro, têm afinidade com o gelo, o que faz com que eles se acumulem na Antártica ou no Ártico. e) Por serem hidrofílicos, eles são condensados junta mente coma água nas regiões quentes do planeta e se precipitam nos polos junta mente como gelo. Comentários Toda destilação envolve os seguintes processos físicos, que devem ser considerados: - Aquecimento da mistura; - Vaporização da substância mais volátil (de menor ponto de ebulição); - Condensação do vapor em uma superfície resfriada; - recolhimento do líquido condensado em outro recipiente. Tendo como base os processos descritos acima, os pesticidas organoclorados, que são substâncias voláteis, sofrem vaporização em ambientes de maior temperatura e são levados por correntes de ar para as regiões mais frias, no caso os polos, onde se condensam ou se solidificam nas águas ou geleiras. Gabarito: B 30. (ENEM/2019) Na perfuração de uma jazida petrolífera, a pressão dos gases faz com que o petróleo jorre. Ao se reduzir a pressão, o petróleo bruto para de jorrar e tem de ser bombeado. No entanto, junto com o petróleo também se encontram componentes mais densos, tais como água salgada, areia e argila, que devem ser removidos na primeira etapa do beneficiamento do petróleo. A primeira etapa desse beneficiamento é a a) decantação. b) evaporação. c) destilação. d) floculação. e) filtração. Comentários Quanto maior o número de hidroxilas, maior a polaridade da molécula. Todo hidrocarboneto é insolúvel em água. Na segunda fase são encontradas substâncias apolares, portanto, o componente I. a) decantação. Método mais simples aplicado a sistema heterogêneos de sólidos em líquidos. b) evaporação. Método aplicado para sistemas homogêneos de sólido em líquido. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 92 c) destilação. Método aplicado para sistemas homogêneos de sólido em líquido. d) floculação. Método aplicado para sistemas heterogêneos que o sólido é encontrado disperso no líquido. Por exemplo, areia fina em água corrente. e) filtração. Método aplicado a sistema heterogêneos de sólidos em líquidos, porém, não atende a especificação ‘primeira etapa desse beneficiamento’ da questão. Gabarito: A 31. (UERJ/2018) A cromatografia é uma técnica de separação de substâncias orgânicas a partir da polaridade das suas moléculas. Admita que um corante natural foi analisado por essa técnica e que sua composição apresenta as seguintes substâncias: Após a separação cromatográfica, as moléculas do corante se distribuíram em duas fases: na primeira, identificaram-se as moléculas com grupamentos polares; na segunda, a molécula apolar. A substância presente na segunda fase é indicada por: a) I b) II t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 93 c) III d) IV Comentários Quanto maior o número de hidroxilas, maior a polaridade da molécula. Todo hidrocarboneto é insolúvel em água. Na segunda fase são encontradas substâncias apolares, portanto, o componente I. Gabarito: “A”. 32. (PUC Camp SP/2018) Para que se possa efetuar a reciclagem do lixo, antes é necessário separá-lo. Uma dessas etapas, quando não se faz a coleta seletiva, é colocar o lixo sobre uma esteira, para que passe, por exemplo, por um imã. Esse processo permite que sejam separados materiais magnéticos, como o metal a) alumínio. b) ferro. c) cobre. d) zinco. e) magnésio. Comentários A separação magnética será capaz de separar os metais ferromagnéticos, aqueles que apresentam 3 ou mais elétrons desemparelhados na distribuição eletrônica. O único metal ferromagnético listado é o ferro. Gabarito: B 33. (FATEC SP/2018) Estima-se que cerca de um bilhão de pessoas sofram com a falta de água potável no mundo. Para tentar combater esse tipo de problema, uma empresa desenvolveu um purificador de água distribuído na forma de um sachê que é capaz de transformar dez litros de água contaminada em dez litros de água potável. Os principais componentes do sachê são sulfato de ferro (III) e hipoclorito de cálcio. Para purificar a água, o conteúdo do sachê deve ser despejado em um recipiente com dez litros de água não potável. Depois é preciso mexer a mistura por cinco minutos, para ocorrer a união dos íons cálcio (Ca2+) e dos íons sulfato (SO42–), produzindo sulfato de cálcio, que vai ao fundo do recipiente juntamente com a sujeira. Em seguida, a água deve ser passada por um filtro, que pode ser até mesmo uma camiseta de algodão limpa. Para t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 94 finalizar, deve-se esperar por 20 minutos para que ocorra a ação bactericida dos íons hipoclorito, ClO–. Assim, em pouco tempo, uma água barrenta ou contaminada se transforma em água limpa para o consumo. <http://tinyurl.com/y7gdw9qx> Acesso em: 13.11.2017. Adaptado. Dois processos de separação de misturas descritos no texto são a) destilação e filtração. b) decantação e filtração. c) decantação e levigação. d) centrifugação e filtração. e) centrifugação e destilação. Comentários “produzindo sulfato de cálcio, que vai ao fundo do recipiente juntamente com a sujeira” e “a água deve ser passada por um filtro, que pode ser até mesmo uma camiseta de algodão limpa” correspondem aos métodos de separação decantação e filtração, respectivamente. Gabarito: “B”. 34. (UFSC/2018) Produtores de etanol dizem que alta de impostos reduz competitividade sobre a gasolina A União da Indústria de Cana-de-açúcar (Unica) se manifestou em 22 de julho de 2017 contra a decisão do governo de elevar os impostos sobre combustíveis. O setor chegou a ser apontado como um dos beneficiados com a medida; entretanto, nos cálculos da Unica, a mudança tributária reduzirá a competitividade do álcool sobre a gasolina. O etanol pode ser obtido a partir da cana-de-açúcar através do processo de fermentação, que é esquematicamente representado na figura a seguir. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 95 O processo fermentativo segue o esquema reacional abaixo: Considere que o etanol hidratado é uma mistura constituída por 4% de água e 96% de etanol (em massa), cuja densidade é de 0,802 g/mL (a 25 °C). Disponível em: <http://g1.globo.com/economia/noticia/produtores-de-etanol-dizem-que-alta-de-impostos-reduz-competitividade-sobre-gasolina.ghtml> e <http://www.portaldobiogas.com/ fabricacao-de-acucar-e-etanol-partir-da-cana-de-acucar/>. [Adaptado].Acesso em: 11 ago. 2017. Com base no exposto acima, é correto afirmar que: 01. em um tanque de um automóvel preenchido com 38,0 L de etanol hidratado em um dia com temperatura de 25 °C, estará presente uma massa de água inferior a 1,0 kg. 02. a filtração é um processo utilizado para separar misturas homogêneas. 04. a oxidação do etanol pode produzir ácido etanoico. 08. a fermentação que resulta na produção de etanol é uma reação endotérmica. 16. na destilação fracionada, o líquido de menor ponto de ebulição é o primeiro a ser obtido no decorrer do processo de separação. Comentários 01. Errado. 4 % de água em 38 L de etanol anidro corresponde a 1,52 L de água. Sabendo que a densidade da água, a 25 °C, é de 1 kg/L, assim a massa de água é igual a 1,52 kg. 02. Errado. A filtração é o método para separar misturas heterogêneas. 04. Certo. A oxidação total de álcool primário produz o ácido carboxílico correspondente. 08. Errado. A fermentação é um processo exotérmico, conforme o valor de 47 kcal formados na equação acima. 16. Certo. O líquido que apresenta maior facilidade de ebulição será o primeiro a ser destilado. Gabarito: 20 35. (UEPG PR/2017) Em uma mistura de azeite, água, areia e sal de cozinha, identifique as estratégias que seriam úteis na tentativa de separar seus componentes e assinale o que for correto. 01. Decantação. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 96 02. Dissolução fracionada. 04. Destilação simples. 08. Condensação. 16. Filtração. Comentários A mistura heterogênea azeite, água, areia e sal de cozinha apresenta três aspectos: 1 fase líquida (azeite), 1 fase líquida (água e sal de cozinha) e 1 fase sólida (areia). Etapas do processo de separação da mistura: 1 – Filtração ou decantação para retirar a parte sólida. 2 – Decantação para retirar o azeite da fase aquosa. 3 – Destilação simples para isolar a água do sal de cozinha. Gabarito: 21 36. (UEG GO/2017) A natureza dos constituintes de uma mistura heterogênea determina o processo adequado para a separação dos mesmos. São apresentados, a seguir, exemplos desses sistemas. I. Feijão e casca II. Areia e limalha de ferro III. Serragem e cascalho Os processos adequados para a separação dessas misturas são, respectivamente: a) ventilação, separação magnética e destilação. b) levigação, imantização e centrifugação. c) ventilação, separação magnética e peneiração. d) levigação, imantização e catação. e) destilação, decantação e peneiração. Comentários I. Feijão e casca. Métodos indicados: catação, ventilação e levigação. II. Areia e limalha de ferro. Métodos indicados: separação magnética. Lembrando que imantização é diferente de separação magnética. A imantização é a formação de um ímã temporário, enquanto a separação magnética é a atração magnética de um objeto por um ímã. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 97 III. Serragem e cascalho. Métodos indicados: flotação, ventilação e peneiração. Gabarito: C 37. (UECE/2017) Em uma indústria havia um depósito com várias sobras de materiais: caixas de papelão para embalagem, pedaços de isopor, aparas de alumínio, tijolos de barro, blocos de concreto, sacos de cimento vazios, corda de náilon e alguns caibros de madeira. Um funcionário foi indicado para efetuar a coleta seletiva desses materiais, separando-os segundo sua constituição ou composição, e colocando-os em tambores adequados. Foram colocados no tambor destinado à química orgânica os seguintes materiais: a) caixas de papelão, pedaços de isopor, blocos de concreto, corda de náilon, caibros de madeira. b) pedaços de isopor, tijolos de barro, sacos de cimento vazios, corda de náilon, caibros de madeira. c) caixas de papelão, pedaços de isopor, tijolos de barro, blocos de concreto, sacos de cimento vazios. d) caixas de papelão, pedaços de isopor, sacos de cimento vazios, corda de náilon, caibros de madeira. Comentários Os materiais destinados à química orgânica são aqueles que apresentam carbono, com exceção dos carbonatos, em sua composição, tais como, papelão (celulose), isopor (plástico), náilon (plástico), madeira (celulose) e saco de cimento vazio (celulose). Os blocos de concreto são formados, majoritariamente, por carbonatos que são compostos inorgânicos. Os compostos orgânicos, por definição, correspondem a maior parte dos compostos que contém carbono, com exceção do carbono grafite, carbono diamante, carbono fulereno, ácido carbônico, bicarbonato e carbonato. Gabarito: D 38. (Fac. Direito de São Bernardo do Campo SP/2017) Dados: • solubilidade do sulfato de cobre (II): 20 g a cada 100 g de água a 20 °C • solubilidade do sulfato de bário: insolúvel em água. Para separar uma mistura contendo 10 g de sulfato de cobre (II) e 10 g de sulfato de bário, um estudante executou o seguinte procedimento. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 98 Em um béquer, adicionou a mistura a 100 mL de água e agitou vigorosamente o sistema. Em seguida, efetuou o procedimento X para isolar o sulfato de bário. A solução resultante passou pelo procedimento Y, a fim de recuperar o sulfato de cobre (II). Sabendo que aluno teve êxito na separação da mistura, os procedimentos X e Y foram, respectivamente, a) decantação e filtração. b) destilação simples e decantação fracionada. c) filtração e decantação fracionada. d) filtração e destilação simples. Comentários O sulfato de bário é insolúvel em água, logo para se retirar o componente sólido faz-se necessário realizar a filtração ou decantação. O sulfato de cobre II é solúvel em água, portanto a destilação simples ou evaporação seria necessária. Gabarito: D 39. (UEFS BA/2017) Normalmente as substâncias são obtidas em mistura, seja na natureza, seja em laboratórios como produtos de reações químicas. Na maioria das vezes, é necessário separar os componentes de uma mistura para que possam ser utilizados. Para a separação, recorre-se a técnicas baseadas em diferenças de propriedades entre os componentes da mistura. O esquema a seguir mostra as etapas de separação de uma mistura. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que as técnicas de separação empregadas em 1, 2 e 3 são, respectivamente, t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 99 01. centrifugação, destilação fracionada e recristalização fracionada. 02. decantação, destilação simples e sublimação. 03. filtração, destilação simples e decantação. 04. filtração, decantação e destilação simples. 05. decantação, flotação e fusão fracionada. Comentários O material inicial é heterogêneo de dois líquidos, logo o método mais adequado é a decantação. A centrifugação também pode ser utilizada para acelerar a decantação. A segunda etapa foi retirada água na forma vapor do líquido colorido, portanto ocorreu a evaporação. Porém não possui a opção evaporação nos itens, cabendo a nós a utilizar a mais próxima que é a destilação simples. O sólido colorido inicial é transformado em sólido e vapor, ou seja, ocorre sublimação de um dos componentes. O último estágio da separação de mistura é denominado sublimação fracionada. Gabarito: 02 40. (UEMG/2017) Uma mistura formada por água, CCl4 e sal de cozinha (NaCl) passou por dois processos físicos com o objetivo de separar todos os seus componentes. Considere o fluxograma e as afirmações sobre as características dos referidos processos:I. O processo de separação II é uma filtração. II. A mistura restante é uma solução homogênea. III. O processo de separação I corresponde a uma decantação. IV. As substâncias puras II e III correspondem a dois líquidos à temperatura ambiente. São corretas apenas as afirmativas t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 100 a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. Comentários O CCl4 é um material apolar e insolúvel em água. Portanto o material inicial é uma mistura de líquidos bifásico: 1 fase (CCl4) e 1 fase (água e sal). Portanto, o primeiro processo de separação é uma decantação. A mistura restante é formada por água e sal, podendo ser separada por destilação simples. I. Errado, pois a filtração só retira a parte sólida insolúvel, e o sal está dissolvido. II. Certo. Água e sal de cozinha formam um sistema miscível. III. Certo. Os líquidos são imiscíveis de densidades distintas. IV. Errado. A água é líquida a temperatura ambiente, porém o sal é sólido a temperatura ambiente. Gabarito: “C”. 41. (UEPG PR/2017) Em um laboratório, existem três frascos sem identificação. Sabe-se que um deles contém benzeno, o outro tetracloreto de carbono e o terceiro contém metanol. As densidades dos líquidos estão listadas abaixo: • benzeno (0,87 g/cm3) • tetracloreto de carbono (1,59 g/cm3) • metanol (0,79 g/cm3) Desses líquidos, apenas o metanol é solúvel em água, cuja densidade é 1,00 g/cm3. Dados: C (Z = 6), H (Z = 1), O (Z = 8), Cl (Z = 17) Considerando essas informações, assinale o que for correto. 01. A mistura de água e metanol forma um sistema homogêneo. 02. A separação de tetracloreto de carbono e benzeno pode ser realizada por destilação simples. 04. Em uma mistura de benzeno e água, o líquido que fica na fase inferior é a água. 08. O benzeno e o tetracloreto de carbono formam uma mistura homogênea, pois são compostos apolares. Comentários t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 101 01. Certo. Água e metanol são miscíveis em qualquer proporção. 02. Errado. Benzeno e tetracloreto de carbono são líquidos a temperatura ambiente, portanto a destilação apropriada é a destilação fracionada. 04. Certo. A água (d= 1,00 g/cm3) é mais densa que o benzeno (d= 0,87 g/cm3). 08. Certo. Por serem apolares, o benzeno e o tetracloreto de carbono são miscíveis. Gabarito: 13 42. (UFJF MG/2017) Um estudante realizou um experimento em laboratório para obter cafeína a partir do chá preto. Para isso seguiu as etapas 1 e 2 do esquema abaixo. Assinale a alternativa que contém os nomes dos processos de separação das etapas 1 e 2, respectivamente: a) extração e extração. b) extração e destilação. c) destilação e extração. d) destilação e filtração. e) filtração e destilação. Comentários A ilustração da questão indica os métodos utilizados por extração e destilação, respetivamente. A etapa 1 é um líquido que irá dissolver alguns componentes presentes no chá. A água adicionada ao chá preto dissolverá alguns dos componentes da mistura. Na etapa 2 ocorre separação de um componente sólido dissolvido em um líquido, portanto, a destilação simples se faz necessária. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 102 Gabarito: B 11. Considerações Finais das Aulas Pronto! Mais uma aula, parabéns! Não deixe de revisar esse capítulo, posteriormente. Como fazer isso? Sugestão: daqui 1 mês, coloque em seu calendário para refazer 5 questões aleatórias deste material. Após terminar a resolução, confira o gabarito e compare com a sua primeira resolução. Observe evoluções e reforce apontamentos nessa comparação. Esse passo é muito importante para o seu aprendizado. Aprender é um processo contínuo e gradual. “O começo é a metade do todo” Platão A partir das noções estabelecidas sobre substâncias e misturas e suas classificações. Respire fundo e vamos nessa! 12. Referências Figura 1: Something Scrawling in my hair. Disponível em: < http://somethingscrawlinginmyhair.com/other-things/why-do-soda-cans-blow-up-when-you-put- them-in-the-freezer/>. Acesso em: 28 de jan. de 2019. Figura 4: Escola Britannica. Disponível em: < https://escola.britannica.com.br/levels/fundamental/assembly/view/135926 >. Acesso em: 28 de jan. de 2019. Figura 5: Russian foods. Disponível em: <https://russianfoods.com/weird-russian-food-hacks- that-actually-work/frozen-vodka/>. Acesso em: 28 de jan. de 2019. Figura 6: PENSAMENTO VERDE. Disponível em: < https://www.pensamentoverde.com.br/meio- ambiente/fotografias-mostram-o-antes-e-o-depois-das-geleiras/ >. Acesso em: 29 de jan. de 2019. Figura 7: GLOBO. Disponível em: < http://g1.globo.com/sp/bauru-marilia/noticia/2012/09/posto- e-lacrado-por-adulteracao-de-combustivel-em-pompeia-sp.html >. Acesso em: 29 de jan. de 2019. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 103 Figura 8: Human Development Zone. Disponível em: < http://www.humandevelopmentzone.com/a-glass-of-water-please.html >. Acesso em: 30 de jan. de 2019. Figura 9: Chubaoyolu. Disponível em: < https://chubaoyolu.org/2017/03/05/oil-and-water-dont- mix/ >. Acesso em: 30 de jan. de 2019. Figura 10: Rede Natura. Disponível em: < http://rede.natura.net/espaco/p/refil-oleo-trifasico- desodorante-corporal-pitanga-ekos-200ml/u/A-pid62915 >. Acesso em: 30 de jan. de 2019. Figura 11: Kellymom. Disponível em: < https://kellymom.com/blog-post/milk-vs-formula-under- the-microscope/ >. Acesso em: 30 de jan. de 2019. Figura 12: Kellymom. Disponível em: < https://kellymom.com/blog-post/milk-vs-formula-under- the-microscope/ >. Acesso em: 30 de jan. de 2019. Figura 13: WIKIPEDIA. Disponível em: < https://en.wikipedia.org/wiki/Nucleated_red_blood_cell#/media/File:Nucleated_red_cells.jpg >. Acesso em: 30 de jan. de 2019. Figura 14: Wikipedia. Disponível em: < https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Various_granites.jpg >. Acesso em: 02 de fev. de 2019. Figura 15: SHUTTERSTOCK. Figura 16: UNPLASH. Disponível em: < https://unsplash.com/photos/R1_ibA4oXiI >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 17: CIRCUITO MT. Disponível em: < http://circuitomt.com.br/editorias/cidades/36402- oito-trabalhadores-sao-resgatados-de-garimpo-em-paranaita-no-norte-de-mato-grosso.html >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 18: PIXABAY. Disponível em: < https://pixabay.com/pt/parafusos-clips- %C3%ADm%C3%A3-a%C3%A7o-metal-2421602/ >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 19: MEDICAMENTOS MANIPULADOS. Disponível em: < Fonte: http://medicamentos- manipulados.blogspot.com/2014/09/tamisacao.html >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 20: PIXABAY. Disponível em: < https://pixabay.com/pt/peneira-a%C3%A7%C3%BAcar- de-confeiteiro-1262922/ >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 21: PIXABAY. Disponível em: < https://pixabay.com/pt/decanta%C3%A7%C3%A3o- extrato-extra%C3%A7%C3%A3o-qu%C3%ADmica-164/ >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 22: UNSPLASH. Disponível em: < https://unsplash.com/photos/eksqjXTLpak >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 23: UNSPLASH. Disponível em: < https://unsplash.com/photos/vtntD9h1xBw >. Acesso em: 31 de jan. de 2019. Figura 24: EAULAS.USP. Disponível em: < http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=6882 >. Acesso em: 01 de fev. de 2019. Figura 25: FREEIMAGES. Disponível em: < https://pt.freeimages.com/photo/evaporation- 1472422 >. Acesso em: 01 de fev. de 2019. t.me/CursosDesignTelegramhub ESTRATÉGIA VESTIBULARES – SUBSTÂNCIA E MISTURA AULA 01 – SUBSTÂNCIA E MISTURA 104 Figura 26: SHUTTERSTOCK. Disponível em: < https://www.shutterstock.com/image- vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111>. Acesso em: 02 de fev. de 2019. Figura 27: SHUTTERSTOCK. Disponível em: < https://www.shutterstock.com/pt/image- photo/separation-food-coloring-compounds-by-thin- 313231010?src=NeaafPr7TGDElkq4aYo7CA-1-6 >. Acesso em: 02 de fev. de 2019. Figura 29: SHUTTERSTOCK. Disponível em: < https://www.shutterstock.com/pt/image-photo/column-chromatography-chemistry-lab- 470534546?src=NeaafPr7TGDElkq4aYo7CA-1-19 >. Acesso em: 02 de fev. de 2019. Figura 30: SHUTTERSTOCK. Disponível em: < https://www.shutterstock.com/pt/download/confirm/493293505?src=NeaafPr7TGDElkq4aYo7C A-1-30&size=vector_eps >. Acesso em: 02 de fev. de 2019. Figura 31: wikipedia. Disponível em: < https://en.wikipedia.org/wiki/Fractional_distillation >. Acesso em: 02 de fev. de 2019. Figura 32: NASA. Disponível em: < https://www.nasa.gov/centers/dryden/multimedia/imagegallery/Global_Hawk/ED10-0212- 23.html >. Acesso em: 02 de fev. de 2019. Complemente seus estudos com postagens de minhas redes sociais: @professorprazeres Folha de versão 09/01/2023 t.me/CursosDesignTelegramhub https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111 https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111 https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111 https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111 https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111 https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111 https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111 https://www.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemistry-chromatography-technique-separating-components-1173724111