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FRENTE: QUÍMICA PROFESSOR: IGOR TORRES ASSUNTO: SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS 022.127 – 147070/20 fariasbrito.com.br @fariasbrito canalfariasbrito@fariasbrito colegiofariasbrito NÚCLEO ALDEOTA (85) 3486.9000 NÚCLEO CENTRAL (85) 3464.7788 (85) 3064.2850 NÚCLEO SUL (85) 3260.6164 NÚCLEO EUSÉBIO (88) 3677.8000 NÚCLEO SOBRAL CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS FUNDAMENTOS AULA 3 Introdução A matéria pode ser classificada em dois grandes grupos, Substâncias Puras ou Misturas. São muitas as diferenças entre esses dois grupos, nessa aula abordaremos as propriedades e principais diferenças entre esses dois grandes grupos. Substância Pura As substâncias puras apresentam propriedades físicas e químicas bem definidas como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, condutividade elétrica... Várias são as propriedades que se mantém constante para uma substância pura em toda a sua extensão. O motivo das propriedades dos compostos serem constantes é devido a composição fixa e constante da matéria ao longo de sua extensão, por isso, as substâncias puras são definidas através de fórmulas químicas. São exemplos de Substâncias Puras: Água Destilada (H2O), Etanol (C2H6O), Gás Oxigênio (O2), Ferro (Fe), Gás Carbônico (CO2). As substâncias puras podem ser classificadas em dois grandes grupos, as substâncias puras simples e as substâncias puras compostas. Substância pura simples São as substâncias que não podem ser decompostas em outros tipos de substâncias, pois são formadas por um único tipo de elemento químico. Ex.: Gás hidrogênio (H2), Enxofre (S8), Zinco (Zn), Gás Ozônio (O3), Ouro 24q (Au). Observação Quando um elemento químico forma várias substâncias Puras simples, chamamos essa ocorrência de Alotropia. A alotropia pode ocorrer por diferença na atomicidade ou na estrutura cristalina do sólido. Ex. 1: Alótropos do Carbono Ex. 2: Alótropos do Oxigênio Ex. 3: Alótropos do Enxofre 2 022.127 – 147070/20 MÓDULO DE ESTUDO Ex. 4: Alótropos do Fósforo Substância pura composta São substâncias que podem ser decompostas em outros tipos de substâncias, pois são formadas por mais de um elemento químico. Ex.: Dióxido de carbono – CO2, Água – H2O, Ácido Clorídrico – HC, Sacarose – C12H22O11. Misturas As Misturas são a união de duas ou mais substâncias sem que ocorra reação química entre elas. São exemplos de misturas a água salgada (água + sal), óleo na água, o ar atmosférico (N2 – 72% e O2 – 21%), aliança de ouro 18 quilates. As misturas podem ser classificadas em dois grandes grupos distintos: as misturas homogêneas e as misturas heterogêneas. Misturas homogêneas São formadas por apenas uma fase, ou seja, apresentam única porção visível, mesmo como aparelhos ópticos como o microscópio. São exemplos de misturas homogêneas: ar atmosférico, água + açúcar, algumas ligas metálicas como a solda (Pb e Sn) e a as misturas de ouro com prata e cobre. Misturas heterogêneas São formadas por mais de uma fase, ou seja, não apresentam única porção visível. São exemplos de misturas heterogêneas: água barrenta, fumaça, leite, óleo e água, café, gelatina, pasta de dente, etc. Obs.: Algumas misturas como a gelatina, a maionese, o leite e a pasta de dente aparentam ser homogêneas, mas na verdade são heterogêneas, essas misturas são chamadas de colóides. Curvas de aquecimento As curvas de aquecimento podem demonstrar se uma substância é pura ou se é uma mistura. As substâncias puras apresentam propriedades físicas bem definidas como ponto de fusão e Ponto de Ebulição, já as misturas apresentam variação de temperatura ao sofrerem fusão ou ebulição. A seguir, é demonstrado esse comportamento para mistura e substância pura. Existem gráficos de misturas eutéticas (misturas com ponto de fusão constante) e misturas azeotrópicas (misturas com ponto de ebulição constante). Esses gráficos são mostrados a seguir: Mistura azeotrópica – 96% álcool + 4% água Mistura eutética – 63% estanho + 37% chumbo 3 022.127 – 147070/20 MÓDULO DE ESTUDO 01. (Ufjf-pism 1/2019) A solda macia (ou solda branca) é uma solda comum à base de uma liga de estanho e chumbo em variadas proporções. Na eletroeletrônica, as soldas são mais usadas em forma de fios, com a liga estanho/chumbo de proporção 60/40, a qual possui ponto de fusão igual a 183 °C. Analisando o gráfico a seguir, que mostra o comportamento térmico dessa solda, assinale a afirmativa correta. A) A solda é constituída por substâncias com impurezas e com temperatura de ebulição constante. B) O fenômeno que ocorre na região B é a solidificação, e há três fases em equilíbrio. C) A solda é constituída por uma mistura eutética, pois funde em temperatura constante. D) A solda é constituída por uma mistura azeotrópica, pois funde em temperatura constante. E) Na região D da curva, coexistem as fases líquida e gasosa, e a temperatura permanece constante. 02. (Unesp/2019) Consideram-se arte rupestre as representações feitas sobre rochas pelo homem da pré-história, em que se incluem gravuras e pinturas. Acredita-se que essas pinturas, em que os materiais mais usados são sangue, saliva, argila e excrementos de morcegos (cujo habitat natural são as cavernas), têm cunho ritualístico. Disponível em: <www.portaldarte.com.br>. Adaptado. Todos os materiais utilizados para as pinturas, citados no texto, são A) substâncias compostas puras. B) de origem animal. C) misturas de substâncias compostas. D) de origem vegetal. E) misturas de substâncias simples. 03. (G1 – cotil – Modificada/2019) Uma pessoa sobrevive apenas uma semana sem água; 9.400 litros de água são necessários para produzir 4 pneus de carro; todos os anos, 10 milhões de pessoas morrem no mundo todo, metade com menos de 18 anos, com doenças que não existiriam se a água fosse tratada. Haja vista a importância da água para a vida, pode-se afirmar que ela A) é uma substância simples, pois é formada por 2 átomos de H e 1 de Oxigênio. B) é formada por ligações covalentes e não conduz eletricidade quando pura. C) possui ponto de fusão igual a 100 °C e 1 atm. D) na reação química com o gás carbônico, obtém-se como produto uma base. E) É uma mistura formada por oxigênio e hidrogênio. Texto para a próxima questão. A solda é um material muito utilizado nas serralherias e no ramo da eletrônica com a finalidade de unir componentes. Trata-se de uma mistura eutética de estanho (63% em massa) e chumbo (37% em massa). Embora seja largamente utilizada, a solda clássica apresenta elevada toxicidade, devido à presença do chumbo. Esse metal, em suas formas iônicas, provoca grave contaminação ambiental e problemas de saúde pública. Como alternativa ao uso da solda clássica, novas possibilidades têm sido propostas, utilizando ligas constituídas por estanho-prata e estanho-cobre. A substituição da solda clássica enfrenta algumas limitações, como, por exemplo, o fenômeno de conversão do estanho branco em suas outras variedades: estanho cinza estanho branco estanho rômbico Como esse metal é componente majoritário nas “novas soldas” (95% em massa), propriedades importantes podem ser comprometidas. O estanho branco é o mais comum e o mais útil pelas suas propriedades. No entanto, em determinadas condições de temperatura, muito baixas ou altas, pode haver uma reorganização estrutural e o estanho branco pode se transformar em estanho cinza (quebradiço) ou estanho rômbico (inútil para soldas). Disponível em: <https://www.google.com.br>. Acesso em: 10 ago. 2018. Adaptado. 4 022.127 – 147070/20 MÓDULODE ESTUDO 04. (G1 – cotuca/2019) Uma liga de estanho e chumbo se comporta como uma mistura eutética. Assinale a alternativa que representa o gráfico temperatura (°C) × tempo (min) da curva de aquecimento de uma substância pura e de uma mistura eutética, respectivamente. Considere: S = sólido; L = líquido; G = gasoso (estados físicos da matéria). A) B) C) D) E) 05. (G1 – cftrj/2018) Atualmente, a água mineral gaseificada (I) tem sido uma alternativa aos refrigerantes e à água mineral, já que muitas pessoas reclamam da ausência de sabor. Esse tipo de água é livre de açúcar, de calorias e também hidrata (II). Porém, muitas pessoas ainda têm dúvida sobre seus efeitos negativos à saúde, como a corrosão do esmalte dos dentes, por exemplo. (I) ITEM Quantidade por porção (mg/L) Cálcio 6,22 Magnésio 9,06 Potássio 1,83 Sódio 22,83 Fosfato 0,75 Bicarbonato 122,12 Fluoreto 0,52 (II) Composição provável em (mg/L). Adaptada da Água mineral Crystal com gás. Em relação à água gaseificada e sua estrutura, podemos dizer que se trata de uma: A) Substância pura, com apenas um componente e uma fase. B) Mistura heterogênea, com vários componentes e duas fases. C) Mistura homogênea, com dois componentes e duas fases. D) Mistura heterogênea, com dois componentes e várias fases. 06. (Upf/2018) A natureza apresenta grande diversidade de materiais. É preciso analisar a composição e as propriedades desses materiais para que eles possam ser utilizados ou transformados nos mais diversos objetos. Tendo por base o enunciado e o contexto relacionado à temática em questão, analise as afirmações que seguem e marque (V) para as verdadeiras e (F) para as falsas. ( ) Uma mistura eutética é aquela que se comporta como substância pura durante a ebulição, ou seja, apresenta temperatura de ebulição constante. ( ) O ar atmosférico seco e filtrado se constitui como uma mistura homogênea, formada, principalmente, por nitrogênio e oxigênio. ( ) Ligas metálicas são misturas homogêneas, também classificadas como soluções. ( ) A decantação é um processo de separação de uma mistura do tipo líquido-líquido ou sólido-líquido. Ela se baseia na diferença de densidade e solubilidade entre seus componentes. ( ) A destilação fracionada é um processo aplicado exclusivamente para separar componentes de uma mistura heterogênea contendo dois ou mais líquidos que apresentam temperaturas de ebulição próximas. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é 5 022.127 – 147070/20 MÓDULO DE ESTUDO A) F – V – V – V – F. B) V – F – V – F – F. C) V – V – F – F – F. D) F – F – V – F – F. E) F – V – F – V – V. 07. (Fuvest/2018) Considere as figuras pelas quais são representados diferentes sistemas contendo determinadas substâncias químicas. Nas figuras, cada círculo representa um átomo, e círculos de tamanhos diferentes representam elementos químicos diferentes. A respeito dessas representações, é correto afirmar que os sistemas A) 3, 4 e 5 representam misturas. B) 1, 2 e 5 representam substâncias puras. C) 2 e 5 representam, respectivamente, uma substância molecular e uma mistura de gases nobres. D) 6 e 4 representam, respectivamente, uma substância molecular gasosa e uma substância simples. E) 1 e 5 representam substâncias simples puras. 08. (Ufjf-pism 1/2018) Uma mistura de NaC dissolvido em água e azeite, após ser agitada, foi colocada em um funil de extração, como mostra a figura abaixo. Considerando a densidade do azeite à 25 °C, 0,889 g mL–1 e da solução aquosa de NaC 1,0 g mL–1, analise as afirmativas a seguir e marque a opção correta. A) Trata-se de um sistema heterogêneo com duas fases e dois componentes. B) A fase A é a fase que possui maior densidade. C) A fase A é a solução aquosa de NaC. D) O azeite é mais denso que a solução aquosa de NaC. E) Há dois componentes na fase B. 09. (G1 – cftmg/2018) “O que via meu pai – se é que via, se é que me via – Por trás daqueles olhos azuis cheios de álcool?” RITER, Caio. Eu e o silêncio do meu pai. São Paulo: Biruta, 2011. O álcool citado no trecho acima refere-se à substância etanol (C2H6O) que, em contato com o oxigênio do sangue, produz etanal (C2H4O) e água. O etanal, substância muito tóxica, que é uma das responsáveis pelos efeitos da “ressaca”, resulta da transformação representada pela equação seguinte: 2 C2H6O() + O2(g) 2 C2H4O(aq) + 2 H2O() Sobre essa transformação, afirma-se que: I. Descreve um processo químico; II. São encontrados nove elementos na molécula de etanol; III. Estão presentes dois átomos de oxigênio na molécula de O2; IV.Estão representadas quatro substâncias compostas distintas. Estão corretas apenas as afirmativas A) I e III. B) I e IV. C) II e III. D) II e IV. 10. (G1 – cps/2018) A natureza apresenta diversas substâncias importantes para o dia a dia do ser humano. Porém, a grande maioria dessas substâncias encontra-se na forma de misturas homogêneas ou heterogêneas. Por essa razão, ao longo dos anos, várias técnicas de separação de misturas foram desenvolvidas para que a utilização de toda e qualquer substância fosse possível. Disponível em: <https://tinyurl.com>. Acesso em: 10 nov. 2017. Assinale a alternativa que apresenta um exemplo de mistura homogênea. A) água + gasolina. B) água + óleo de cozinha. C) gás nitrogênio + gás hélio. D) ar atmosférico + fuligem. E) areia + sal de cozinha. 6 022.127 – 147070/20 MÓDULO DE ESTUDO GABARITO 01 02 03 04 05 C C B A B 06 07 08 09 10 A C E A C Resoluções 01. A solda é uma mistura eutética, pois é uma mistura homogênea com ponto de fusão, ou seja, durante a fusão não ocorre mudança de temperatura. Resposta: C 02. Os materiais que estão nos ecossistemas na grande maioria dos casos são misturas. Essas misturas geralmente são formadas por substâncias compostas principalmente as substâncias envolvidas na fisiologia animal ou vegetal. Resposta: C 03. A água é uma substância composta formada por 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio, os átomos na molécula de água são unidos por ligações covalentes. A água é uma substância mal condutora de corrente elétrica quando pura. Resposta: B 04. As substâncias puras apresentam patamares constantes na fusão e na ebulição, as misturas eutéticas apresentam patamar constante apenas durante a fusão. Resposta: A 05. A água com gás é uma mistura heterogênea, pois é visível a presença de bolhas no sistema, logo a água mineral gaseificada apresenta 2 fases, sendo uma fase a água e a outra fase as bolhas de gás. Podemos afirmar também que a água mineral gaseificada apresenta vários componentes devido a grande quantidade de substâncias listadas na tabela. A água com gás é uma mistura heterogênea formada por 2 fases com vários componentes. Resposta: B 06. FALSO – A mistura eutética se comporta como substância pura durante a fusão VERDADEIRO – O ar é uma mistura homogênea formada por nitrogênio (72%) e Oxigênio (21%) os outros percentuais são de argônio, dióxido de carbono e outros gases. VERDADEIRO – As ligas metálicas são geralmente misturas homogêneas formadas por 2 ou mais metais VERDADEIRO – A decantação ocorre pela diferença de densidade entre dois tipos de substâncias onde o meio quando repouso permite a formação de duas ou mais fases. FALSO – O processo de destilação consiste na separação de misturas Homogêneas segundo os seus diferentes pontos de ebulição. Resposta: A 07. No sistema 2 temos apenasum tipo de molécula, logo esperamos a presença de apenas 1 tipo de substância enquanto que no sistema 5 formado por gases monoatômicos que são conhecidos como gases nobres Resposta: C 08. Há uma mistura de dois componentes na Fase B que são a água e o sal de cozinha, pois essa mistura é mais densa que o óleo e se deposita no fundo do recipiente. Resposta: E 09. A reação descrita apresenta um processo químico e a molécula de gás oxigênio é formada por 2 átomos de oxigênio. Resposta: A 10. Toda mistura gasosa é considerada homogênea com raríssimas exceções. Resposta: C SUPERVISOR(A)/DIRETOR(A): DAWISON SAMPAIO – AUTOR(A): IGOR TORRES DIG.: SOFIA – REV.: CARLA ARAÚJO
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