Transcript MISTURAS E SUBSTANCIAS - Departamento de Engenharia

Universidade Federal de Rondônia
Campus Ji-Paraná
Misturas e Substâncias
A Perspectiva Molecular da Química
√ Matéria: constituíção de unidades atômicas dependendo do
maior ou menor grau de agregação entre elas, podendo ser
encontrada em três estados físicos: sólido, líquido ou gasoso;
√ átomos se combinam para formar moléculas;
√ moléculas podem consistir do mesmo tipo de átomos ou de
diferentes tipos de átomos.
Classificação da Matéria
-Elementos encontrados na natureza que constituem a matéria;
Estados da Matéria
√ A matéria pode se apresentar no estado sólido, líquido ou
gasoso;
√ Os sólidos são rígidos e têm forma e volume definidos;
√ Os líquidos não têm forma, mas têm volume;
√ Os gases não têm forma nem volume definidos e podem ser
comprimidos para formarem líquidos.
fusão
vaporização
solidificação
SÓLIDO
LÍQUIDO
sublimação
ressublimação
condensação/
liquefação
GASOSO
Propriedades da Matéria
√ Organolépticas: relacionadas com os nossos sentidos (cor,
sabor, odor, aspecto e som);
√ Químicas: propriedades que determinam o fenômeno químico
(transformação), p. ex., reação ácido–base, solubilidade,
neutralização, etc;
√ Físicas: propriedades como ponto de fusão, ponto de ebulição,
densidade, calor específico;
Substâncias e Misturas
√ Os átomos consistem de apenas um tipo de elemento;
√ As moléculas podem consistir de mais de um tipo de elemento;
√ As moléculas podem ter apenas um tipo de átomo (um
elemento);
√ As moléculas podem ter mais de um tipo de átomo (um
composto);
√ Se mais de um átomo, elemento ou composto são encontrados
juntos, então a substância é uma mistura.
√ Substância: matéria formada por unidades químicas formais,
sejam átomos ou moléculas e por esse motivo apresentando
propriedades químicas e físicas definidas e bem determinadas;
√ Substância Simples: formadas por átomos do mesmo
elemento, não podendo ser fracionada em outras substâncias;
Grandeza molecular
átomos monoatômicas
moléculas biatômicas
Substância simples
gases nobres
H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2
moléculas triatômicas
moléculas tetratômicas
moléculas octatômicas
moléculas gigantes
(macromoléculas)
O3
P4
S8
Pn, Cn, todos os metais (Nan, Can, Agn)
√ Substância Composta: formadas por dois ou mais elementos
químicos, porém, não conserva as propriedades de seus
elementos constituintes;
√ Alotropia: fenômeno pelo qual um mesmo elemento químico
(átomos de mesmo Z) forma duas ou mais substâncias simples
diferentes; p. ex: O2/O3, diamante/grafite/fureleno, enxofre
rômbico e monoclínico, fósforo branco e vermelho;
√ Mistura: formada por duas ou mais substâncias, cada uma
delas sendo denominada componente. Se apresentam com
composição variável e suas propriedades (TF, TE, D) são
diferentes daquelas apresentadas pelas substâncias puras, p.ex:
ar atmosférico, rocha de granito, água do mar, álcool etílico;
Classificação das Misturas
√ Mistura Homogênea (solução): possui aspecto uniforme
(única fase) e apresenta composição constante em toda sua
extensão;
√ Mistura Heterôgenea: apresenta diferentes aspectos sendo
cada constituinte uma fase da mistura;
√ Fase: cada uma das porções apresenta aspecto visual
homogêneo, que pode ser contínuo descontínuo mesmo quando
observado em microscópio;
√ sistemas heterogêneos com duas fases, porém, um com duas
substâncias ambas diferentes e outro com um única substância;
Portanto,
-Misturas homogêneas são totalmente
constituição sendo chamadas de solução;
uniformes
-Misturas heterogêneas não são totalmente uniformes.
na sua
Sistemas
√Sistema Homogêneo: apresenta aspecto contínuo, ou seja, é
constituído por uma única fase (substância pura ou por uma
mistura homogênea); p. ex: água pura (substância) ou água +
etanol (mistura).
√Sitema Heterogêneo: apresenta um aspecto descontínuo, ou
seja, é constituído por mais de uma fase; p.ex: água+óleo
(mistura), água+gelo (substância).
Colóides
√ São sitemas heterogêneos sem separação de fase na qual
partículas dispersas (micelas) têm dimensões entre 1 e 1000 nm
visíveis apenas com microscópio;
√ p. ex: micelas “atingidas” por um raio de Sol dentro de um
quarto escuro. Podemos "ver", então, o reflexo da poeira em
suspensão no ar.
Diagramas de Aquecimento
√ a diferença entre substância e mistura!!!
√ Existem casos de algumas misturas com comportamento
diferente, as quais apresentam apenas um patamar de
temperatura;
Eutética
Azeotrópica
√ TF de uma mistura eutética é inferior às temperaturas de fusão
de cada componente da mistura;
√ TE de uma mistura azeotrópica é inferior às temperaturas de
ebulição de cada componente da mistura;
√ Mistura Eutética: na fusão comportam-se como substância e
na ebulição comportam-se como mistura; p. ex: gelo + NaCl.
√ Mistura Azeotrópica: na fusão comportam-se como uma
mistura e na ebulição comportam-se como substância; ex: álcool
etílico (96%).
Processo de Separação de Misturas
NATUREZA: dificilmente encontramos substâncias puras
necessidade de se utilizar métodos de separação!!!
√ Misturas Heterogêneas
 sólido + sólido
-atração magnética
um dos componentes é atraído por um ímã; p. ex: S8 com limalha
de ferro.
-dissolução fracionada
apenas um dos componentes da mistura dissolve-se em um
líquido; p. ex: NaCl + areia.
 sólido não dissolvido em líquido
-filtração (simples ou a vácuo)
quando a mistura é filtrada o sólido não-dissolvido fica retido em
papel de filtro e a fase líquida é recolhida em um becker ou
kitassato;
 líquidos imiscíveis
-decantação
nesse processo os líquidos imiscívies são separados por
diferença de densidade, sendo utilizado um funil de bromo; p. ex:
óleo + H2O, (CCl4 + H2O).
√ Misturas Homogêneas
-são denominadas soluções; p.ex:
 Sólido dissolvido em líquido
-destilação simples
serve para a separação de uma mistura homogênea envolvendo
sólidos dissolvidos em líquidos; p.ex: solução de cloreto de sódio;
-destilação fracionada
serve para separar líquidos miscíveis entre si, portanto uma
mistura homogênea com pontos de ebulição (TE) distintos e não
muito próximas; refinaria de pretóleo, destilação fracionada do ar
líquido.
-análise cromatográfica ou cromatografia
√ componentes de uma mistura de sólidos dissolvidos em
solução são separados e identificados pela cor;
√ quanto maior a atração do componente pela superfície (papel),
mais lentamente ele se move;
√ quanto maior a atração do componente pelo líquido, mais
rapidamente ele se move.
√ método empregado de forma ampla e que permite a
separação, identificação de componentes químicos em misturas
complexas;
-análise por espectroscopia visível e UV
-análise por espectroscopia de absorção atômica
-cromatografia líquida de alta resolução
Tabela 1: Alguns exemplos de mistura
MISTURA
HOMOGÊNEA
HETEROGÊNEA
sólido-sólido
os componentes da argila
(silicatos de metais e óxidos)
o granito, sal e farinha
(ao microscópio, o sal forma
cristais que refletem a luz)
sólido-líquido
água mineral sem gás
(água e argila)
sólido-gás
poeira no ar
poeira
líquido-líquido
(álcool e água)
óleo e água
líquido-gás
umidade do ar
chuva
gás-gás
ar (oxigênio e nitrogênio)
não existe