Substancia e Mistura - Separação de misturas

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Prof. Marden Sardenberg
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FENÔMENOS 
“Qualquer mudança que ocorra com a matéria, alterando seus estados físicos ou transformando em uma nova estrutura.”
FENÔMENO QUÍMICO
 É toda transformação em que há destruição de moléculas e formação de novas espécies química.
FENÔMENO FÍSICO
 É todo aquele em que não há destruição ou formação de substâncias, embora possa ter sua aparência modificada. 
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FENÔMENOS QUÍMICOS
Açúcar sendo aquecido.
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Dissolução de um comprimido efervescente em água.
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Queima de papel.
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Prego enferrujado (ferro + oxigênio).
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Queima da parafina.
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Leite transformado em coalhada pela
 ação de microorganismos.
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FENÔMENOS FÍSICOS
Sublimação do dióxido de carbono – CO2
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Rasgar papel.
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Imã atraindo limalha de ferro
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Ocorre sem que haja transformações na composição interna da matéria.
Fenômeno Físico
Ex:  Quebra de objetos
  Mudanças de estado físico
Para que um estado físico transforme-se em outro é preciso aplicar um AQUECIMENTO para que ocorra o AFASTAMENTO entre as moléculas. Entre a mudança de um estado para outro, ocorre uma passagem, o qual, a transformação ocorra, mas não a transformação da estrutura.
Sólido 
Líquido
Gasoso
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Processo de Mudanças
Processos
Métodos
Vaporização
 Evaporação
 Ebulição
 Calefação
Condensação
 Condensação Real
 Liquefação 
OBS:
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Evaporação: é lenta ocorre a temperatura 
ambiente;
Ebulição: é rápida e violenta e ocorre com o fornecimento 
de calor;
Calefação: borrifação de um líquido em chapa aquecida.
Passagem do estado Sólido para o estado Líquido.
Os Processo de Mudanças
Fusão (derreter)
Passagem do estado líquido para o estado Sólido.
Solidificação (congelar)
Passagem do estado Líquido para o estado Gasoso.
Vaporização (ferver)
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 Condensação Real: é o que ocorre quando a substância no estado gasoso é resultado de um líquido vaporizado.
Ex: vapor d’água.
 Liquefação: ocorre quando a substância em condições 
ambiente é um gás.
Ex: Nitrogênio.
Passagem do estado Gasoso para o estado Líquido.
Condensação
Passagem do estado Sólido para o estado Gasoso sem passar pelo estado Líquido e vice-versa.
Sublimação
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Características macroscópicas e microscópicas dos estados físicos
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Átomos Moléculas
 Átomos
 Moléculas: Conjunto de átomos
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 Formadas por átomos do mesmo elemento, não 
podendo ser fracionada em outras substâncias.
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SIMPLES
COMPOSTA
Durante a mudança de estado físico de uma substância pura, a temperatura de fusão e a temperatura de ebulição permanecem constantes
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Átomo de um elemento
Molécula de um elemento
Molécula de um composto
Mistura de elemento
e um composto
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Quando temos a junção de 2 ou mais substâncias.
Numa mistura, durante a mudança de estado físico, a temperatura de fusão ou a temperatura de ebulição variam.
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HETEROGÊNEA
HOMOGÊNEA solução
FASES: é um material com as mesmas propriedades 	 físicas e químicas em todos os seus pontos.
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Considere os sistemas a seguir, em que os átomos são representados por esferas:
Determine onde encontramos: a) Substância pura; c) Duas substâncias simples; b) Mistura; 	 d) Somente substância composta. 
Considere apenas o sistema III, determine: a) O número de átomos presentes; c) O número de moléculas; b) O número de elementos químicos; d) O número de substâncias; 
 I II III IV
 EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
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SUBSTÂNCIAS PURAS 
E MISTURAS:
DIAGRAMA DE AQUECIMENTO E RESFRIMENTO
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S – sólido
L – Líquido
G - Gasoso
A temperatura se mantém constante durante qualquer mudança de estado 
CURVAS DE AQUECIMENTO DA ÁGUA
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CURVAS DE RESFRIAMENTO DA ÁGUA
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Ao aquecermos uma mistura, a temperatura se eleva em qualquer mudança de estado físico
 CURVAS DE MISTURA COMUM 
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Ponto de fusão e ponto de ebulição variáveis 
 CURVAS DE MISTURA COMUM 
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- São misturas entre sólidos.
 - A temperatura de FUSÃO que permanece constante.
 
Exemplos: 
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Resfriamento
Temperatura de fusão constante
Temperatura de solidificação constante
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- São misturas entre líquidos.
- A temperatura que se mantém constante é a de EBULIÇÃO.
 MISTURA AZEOTRÓPICA
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 Ebulição
Liquefação
Temperatura de ebulição constante
Temperatura de liquefação constante
 CURVAS DE MISTURA AZEOTRÓPICA
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Exemplos : 
 MISTURA AZEOTRÓPICA
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1. Explique quais são as características que identificam as fases de uma substância e quando uma substância pode ser considerada homogênea ou heterogênea.
Aspecto visual uniforme (mesmo ao ultramicroscópio) e propriedades organolépticas* (além de outras como a densidade) constantes em toda a extensão.
Material homogêneo é todo material monofásico e material heterogêneo é aquele que possui duas ou mais fases 
*Organolépticas são propriedades que impressionam pelo menos um dos nossos 5 sentidos: visão, olfato, paladar, tato, audição.
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO
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Em relação a substâncias, às misturas homogêneas e heterogêneas, responda aos itens a seguir.
Qual a definição de substância?
O que diferencia uma substância de uma mistura homogênea? Explique
Uma substância é qualquer espécie de matéria formada por átomos de elementos específicos em proporções específicas. Cada substância possui um conjunto definido de propriedades e uma composição química
As propriedades são constantes para as substâncias e variáveis para as misturas homogêneas.
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c) O que é uma solução e em que fase de agregação as soluções se apresentam?
d) Qual a diferença entre número de fases e número de componentes em uma mistura heterogênea?
 
O número de fases é determinado por dois critérios: Aspecto visual uniforme, mesmo quando a mistura heterogênea é examinada num ultramicroscópio e valores constantes de qualquer propriedade por toda a extensão.
O número de componentes é o número de substância que compõem a mistura.
Solução é toda mistura homogênea e pode se apresentar em qualquer fase de agregação, gasosa, liquida ou sólida.
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3. “Em uma única substância (substância pura) sempre constituirá um sistema monofásico” 
 Justifique se a afirmação é sempre correta.
A afirmação só é correta se essa substância se encontra em uma única fase de agregação.
As substâncias mudando de fase de agregação formam sistemas bifásicos ou trifásicos.
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4. Classifique os sistemas relacionados a seguir em homogêneos e heterogêneos e comente sobre o número de fases e de componentes existente em cada um.
Água e óleo
 Heterogêneo, bifásico, dois componentes.
b) Água e acetona
 Homogêneo, monofásico, dois componentes.
c) Ouro sólido e ouro líquido
 Heterogêneo, bifásico, um componente.
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c)	Água líquida, vapor de água, óleo e areia.
 Heterogêneo, tetrafásico e três componentes.
d)	Leite integral.
 Heterogêneo, polifásico e vários componentes
 (como água, gordura, caseína, etc.).
e)	Água, açúcar dissolvido, cloreto de sódio dissolvido e areia. 
 Heterogêneo, bifásico, quatro componentes.
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5. Parte do rótulo de uma garrafa de água mineral está reproduzido a seguir.
 “Composição química
provável (mg/L): 
 Ba(HCO3)2 – 0,38 	KHCO3 – 2,15
 Sr(HCO3)2 – 66,35			NaHCO3 – 3,04
 Mg(HCO3)2 – 50,18		NaNO3 – 0,82
 NaCl – 0,35
 Com base nessas informações, como podemos classificar a água mineral: substância ou mistura? Explique .
	A água mineral é uma solução, mistura homogênea (monofásica), porque possui várias substâncias diferentes totalmente dissolvidas.
 
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6. A tabela a seguir apresenta os pontos de fusão e ebulição de algumas substâncias, sob pressão de 1 atm. A partir dos dados fornecidos indique:
a) Qual o ponto de solidificação do cobre? 
b) Qual o ponto de condensação do nitrogênio ? 
c) Qual o ponto de ressublimação do arsênio?
1083 oC
-195,8 oC
615oC
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7. Classifique os sistemas a seguir em homogêneos e heterogêneos .
Suco de laranja		
Água com gás 		
Granito 		
Sangue 		
Água mineral sem gás 	
Ar atmosférico sem partículas de poeira
Homogêneo
Heterogêneo
Heterogêneo
Heterogêneo
Heterogêneo
Homogêneo
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8. Se as mudanças de fase de agregação das substâncias, sob pressão constante, como fusão e solidificação, por exemplo, ocorrem a uma mesma temperatura, o que define se uma substância está passando da fase sólida para a líquida ou da fase líquida para a sólida?
	O fato de a substância estar sendo submetida a um aquecimento ou a um resfriamento
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9. Liquefação é um termo que pode ser utilizado para designar duas mudanças de fases de agregação diferentes em condições específicas.
 Explique que mudanças de fase e que condições são essas.
	A liquefação pode ser usada para indicar a mudança de uma substância da fase sólida para a fase líquida (no lugar de fusão) pelo fornecimento de calor ou a mudança da fase gasosa para a fase líquida (no lugar de condensação) por aumento de pressão, embora os termos entre parênteses sejam mais utilizados.
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10. “ Quando um gráfico da variação de temperatura em função do tempo feito experimentalmente para determinado material apresenta dois patamares, o material é constituído de uma substância, mas se esse gráfico apresenta apenas um ou nenhum patamar, o material é constituído de uma mistura”
 Julgue a veracidade dessa informação, explique o que é um patamar e em que situação esse tipo de gráfico apresenta somente um patamar.
	A afirmação está correta. Denomina-se patamar intervalo de tempo assinalado no gráfico, no qual a fase de agregação se manteve constante durante a mudança de fase de agregação. O gráfico pode apresentar apenas um patamar no caso de uma mistura eutética (ponto de fusão constante) ou azeotrópica (ponto de ebulição constante).
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Na natureza, raramente encontramos substâncias puras. Em função disso, é necessário utilizarmos métodos de separação se quisermos obter uma determinada substância. 
Para separação dos componentes de uma mistura, ou seja, para obtenção separada de 
cada uma das substâncias puras que deram origem à mistura, utilizamos um conjunto de processos físicos denominados análise imediata. Esses processos não alteram a composição das substâncias que formam uma dada mistura. 
Muitas vezes, dependendo da complexidade da mistura, é necessário usar vários processos diferentes, numa sequência que se baseia nas propriedades das substância presentes na mistura
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MISTURAS
Heterogênea
Homogênea
Filtração
Decantação
Catação
Flotação
Dissolução Fracionada
Separação Magnética
Sublimação
Destilação
Simples
Fracionada
Cristalização
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O quadro abaixo sintetiza os principais métodos de separação de fases de um sistema heterogêneo 
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Filtração é um processo mecânico que serve para separar sólidos de líquidos.
É a separação de um sólido em uma superfície porosa denominada filtro.
FILTRAÇÃO
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Esse processo é utilizado para acelerar filtrações mais demoradas. A filtração pode ser acelerada pela rarefação do ar, abaixo do filtro. Nas filtrações sob pressão reduzida, usa-se funil com fundo de porcelana porosa ( funil de Büchner). 
FILTRAÇÃO À VÁCUO 
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A decantação é muito utilizada para separar líquidos imiscíveis, ou seja, líquidos que não se misturam. Para isto, coloca-se a mistura a ser separada em um funil de decantação. 
FUNIL DE DECANTAÇÃO – FUNIL DE SEPARAÇÃO 
Quando a superfície de separação das camadas líquidas estiver bem nítida,abre-se a torneira e deixa-se escoar o líquido da camada inferior ( maior densidade), conforme o desenho :
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 É uma técnica ou método de processo de separação para separar sistemas heterogêneos de dois ou mais sólidos, quando apenas um dos componentes se dissolve em um dado solvente.
 
Pois, assim, o líquido dissolve esse componente e, por filtração, separa-se o outro componente; como exemplo, água com areia e sal.
DISSOLUÇÃO FRACIONADA
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DISSOLUÇÃO FRACIONADA OU EXTRAÇÃO 
Trata a mistura com um líquido que dissolva apenas um componentes. Posteriormente, por filtração, separa-se o componente não dissolvido; por evaporação ( ou destilação) da solução, separa-se o componente dissolvido no líquido. 
Ex: Separação de uma mistura de dois sólidos – ferro e enxofre em pó 
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Separa misturas do tipo sólido-sólido nas quais um dos componentes tem propriedades magnéticas e é atraído por um ímã. Ex: Ferro e areia.
SEPARAÇÃO MAGNÉTICA 
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Tipo de separação de misturas feito manualmente do tipo sólido-sólido. 
Método baseado na diferença de tamanho e de aspectos visíveis das partículas de uma mistura de sólidos granulados. Um dos sólidos é retirado com pinças ou com as mãos. 
Ex: mistura de feijão e impurezas, separação de diamante.
CATAÇÃO
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VENTILAÇÃO
A ventilação é um processo de separação de misturas sólidas, onde um dos sólidos ( sólido mais leve) pode ser arrastado por uma corrente de ar.
Ex: Separação dos grãos de arroz das suas cascas, nas máquinas de beneficiamento. 
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Ex: Separação da areia 
fina da areia grossa.
TAMISAÇÃO OU PENEIRAÇÃO
É um processo de separação de mistura sólidas, onde os sólidos têm dimensões diferentes e é usada também para desfazer aglomerados de alguma substância que está aglomerada por algum motivo.
A peneiração é feito com uma peneira, também chamada de tamises. Este processo é muito usado na fabricação de medicamentos manipulados, em construções civis. 
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LEVIGAÇÃO
É um processo de separação de misturas heterogêneas de sólidos
Este processo é utilizado nos garimpos onde o garimpeiro com uma bateia procura o ouro nos rios. O ouro fica misturado com a terra ou areia , e com ajuda da água corrente, a terra (menos denso) vai embora com a água e o ouro fica retido na bateia (mais denso).
Os sólidos com diferentes densidades são separados por meio de uma correte de água.
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 É um método de separação de sistemas heterogêneos de sólidos. Quando uma mistura se forma por substâncias sólidas de densidades diferentes, pode-se utilizar uma corrente de água para separá-las.
 
É o caso do ouro, que nos garimpos normalmente é encontrado junto a uma porção de terra ou areia. Usa-se uma rampa de madeira ou uma bacia em que se passa uma corrente de água que serve para separar essas substâncias.
LEVIGAÇÃO
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DECANTAÇÃO
Deixa-se a mistura em repouso até que o componente sólido tenha-se depositado completamente (sedimentação) . Remove-se em seguida,o líquido, entornando-se cuidadosamente o frasco. 
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 Na indústria , a decantação de sólidos (“particulados”) do ar pode ser feita em câmaras de poeira ou chicanas
Nesses aparelhos, o ar percorre um caminho entre vários obstáculos, que tem a função de reter as partículas sólidas da mistura.
DECANTAÇÃO
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É o processo de transporte de um líquido de um nível mais alto a outro mais baixo. Você faz um sifão funcionar sugando o líquido para o seu interior. O líquido então flui para o nível inferior porque a pressão é maior na extremidade
alta do que na baixa.
SIFONAÇÃO
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O sólido é separado do líquido pelo uso de uma centrífuga. Através dessa técnica se busca aumentar a solubilidade de decantação com um aparelho chamado centrífuga ou centrifugador.
CENTRIFUGAÇÃO
Para acelerar a decantação usa-se a centrifugação. Consiste em girar a mistura a uma grande velocidade, a parte mais densa deposita-se no fundo do recipiente e a parte menos densa concentra-se na parte superior.
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O sólido mais leve (menos denso) flutua em um líquido, enquanto o mais denso sedimenta. Ex: Na mineração, para separar a areia do minério. Neste caso, o minério é pulverizado e tratado com óleo para flutuar na água.
FLOTAÇÃO
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A sublimação é aplicável quando apenas um dos componentes da mistura é sublimável. 
É como se purifica o iodo.
SUBLIMAÇÃO
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 As substâncias participantes de uma mistura homogênea podem ser obtidas por um número reduzido de métodos.
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Funciona quando, no aquecimento de uma mistura homogênea de um líquido + um sólido, apenas o líquido vaporiza. Assim, os vapores atingem a região fria (condensador), ocorrendo a passagem para o estado líquido. O líquido purificado é recolhido recebendo o nome de destilado e restará o sólido no balão de vidro. Ex: água e sal de cozinha.
DESTILAÇÃO SIMPLES (Líquido + Sólido)
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DESTILAÇÃO FRACIONADA ( Líquido + Líquido)
Uma mistura de álcool, acetona e água ( por exemplo, também pode ser separada por destilação fracionada. O que diferencia a aparelhagem da destilação simples e a adição da coluna de fracionamento . É normalmente empregada nas refinarias para separar os componentes do petróleo. 
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TORRE DE DESTILAÇÃO FRACIONADA
Para separação dos componentes das misturas homogêneas líquido-líquido, recorre-se comumente à destilação fracionada. Aquecendo a mistura em um balão de destilação, os líquidos destilam-se na ordem crescente de seus pontos de ebulição e podem ser separados. O petróleo é separado em suas frações por destilação fracionada.
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TORRE DE 
DESTILAÇÃO 
FRACIONADA
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 Primeiramente o ar seco é convertido em ar líquido através do resfriamento a 200°C;
 O ar liquefeito é então transferido para a coluna de fracionamento;
- Na coluna existem compartimentos com diferentes temperaturas onde cada componente é fracionado de acordo com sua T. E
LIQUEFAÇÃO FRACIONADA do ar atmosférico
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É um processo físico que serve para separar e purificar sólidos. A água do mar, por exemplo, contém vários sais. Em uma salina, com a evaporação lenta da água, o sal comum cristaliza-se antes dos outros sais e, assim, é separado.
CRISTALIZAÇÃO
CRISTALIZAÇÃO
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A salina utiliza água do mar como matéria-prima. A água do mar é captada e bombeada para dentro de uma sequência de evaporadores e concentradores, onde a evaporação solar aumenta gradativamente a concentração de sais, até o ponto em que a salmora está saturada de cloreto de sódio. Neste momento é transferida para os cristalizadores onde a precipitação do sal ocorre antes de haver a cristalização dos sais que possam contaminar o produto. Este sal cristalizado é posteriormente colhido, lavado para retirada de impurezas e estocado em pilhas, ficando pronto para ser beneficiado. 
Processo de Produção e Beneficiamento do sal
 
CRISTALIZAÇÃO
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A separação do ouro é feita sob aquecimento, isso só é possível porque:
a) o ouro é mais volátil que o mercúrio.
b) o ouro é mais denso que o mercúrio.
c) o ponto de ebulição do mercúrio é menor que o do ouro.
d) o mercúrio funde-se a uma temperatura menor que o ouro.
e) o ouro dissolve-se no mercúrio.
EXERCÍCIOS:
1. O mercúrio, um metal líquido, é utilizado pelos garimpeiros para extrair ouro. Nesse caso, o mercúrio forma com o ouro, uma mistura líquida homogênea, que pode ser separada facilmente da areia e da água. Infelizmente, esse processo causa muitos danos ao meio ambiente. O uso do mercúrio contamina o solo, as águas, o ar atmosférico e os próprios garimpeiros.
Alternativa D. O ouro (Au) e mercúrio (Hg) formam uma mistura homogênea, mas o (Hg)  funde-se a uma temperatura menor que (Au). O Hg é então retirado, restando apenas o metal precioso (Au) 
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2. Na perfuração de uma jazida petrolífera, a pressão dos gases faz com que o petróleo jorre para fora. Ao reduzir-se à pressão, o petróleo bruto para de jorrar e tem de ser bombeado. Devido às impurezas que o petróleo bruto contém, ele é submetido a dois processos mecânicos de purificação antes do refino: separá-lo da água salgada e separá-lo de impurezas sólidas, como areia e argila. Esses processos mecânicos de purificação são, respectivamente:
a) decantação e filtração
b) decantação e destilação fracionada
c) filtração e destilação fracionada
d) filtração e decantação
e) destilação fracionada e decantação
Alternativa A. Durante a decantação o petróleo se deposita
 no fundo da água salgada e é então retirado, em seguida, 
 é, filtrado para a retirada de impurezas sólidas.
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3. Associe as atividades do cotidiano abaixo com as técnicas  de laboratório apresentadas a seguir:
• Preparar cafezinho com café solúvel • Preparar chá de saquinho • Coar um suco de laranja
1. Filtração                                               3. Extração 2. Solubilização                                       4. Destilação
A sequência correta é:
a) 2, 3 e 1. 	c) 3, 4 e 1. b) 4, 2 e 3. 	d) 1, 3 e 2.
e) 2, 2 e 4.
Alternativa A. No preparo do café, você  solubiliza-o em água, o conteúdo do chá de saquinho é extraído com a ajuda da água quente, e as partes indesejáveis da laranja, no caso as sementes, são filtradas para o preparo do suco.
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4. Para a separação das misturas: gasolina-água e nitrogênio-oxigênio, os processos mais adequados são respectivamente:
a) decantação e liquefação.
b) sedimentação e destilação.
c) filtração e sublimação.
d) destilação e condensação.
e) flotação e decantação.
Alternativa “a”. A gasolina e a água são líquidos praticamente insolúveis e podem ser separados por decantação, por exemplo, em um funil de bromo. O oxigênio e o nitrogênio são separados por liquefação e posterior destilação fracionada.
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6. Faça a associação correta entre as colunas, relacionando a(s) técnica(s) que deve(m) ser empregada(s) para separar os componentes de cada mistura a fim de obter todos os componentes:
Coluna I:
(1) Óleo + água
(2) Álcool + éter
(3) Sal + água
(4) Limalhas de ferro + areia
(5) Areia + cascalho
(6) Ar atmosférico
(7) Sal de cozinha + iodeto de
 chumbo (insolúvel em água) + água
(8) Óleo + água + sal
(9) Tinta preta
Coluna II:
a) Evaporação
b) Filtração
c) Destilação simples
d) Decantação
e) Destilação fracionada
f) Levigação
g) Decantação e destilação
h) Liquefação
i) Separação magnética
j) Análise cromatográfica ou cromatografia
k) Peneiração ou tamisação
l) Adsorção
Resposta:
1 – d 4 – i 7 – g 
2 – e 5 – k 8 – g 
3 – c 6 – h 9 – j 
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5. Para um químico, ao desenvolver uma análise, é importante verificar se o sistema com o qual está trabalhando é uma substância pura ou uma mistura. Dependendo do tipo de mistura, podemos separar seus componentes por diferentes processos. Assinale a alternativa que apresenta o método correto de separação de uma mistura.
a) Uma mistura homogênea pode ser separada através de decantação.
b) A mistura álcool e água pode ser separada por filtração simples.
c) A mistura heterogênea entre gases pode ser separada por decantação.
d) Podemos afirmar que, ao separarmos as fases sólidas e líquida de uma mistura heterogênea, elas serão formadas por substâncias puras.
e) O método mais empregado para a separação de misturas homogêneas sólido-líquido é a destilação.
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FIM
						 resumo 
 do resumo
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Estude pelos livros, slide é o 
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