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SUBSTÂNCIAS E MISTURAS FENÔMENO FÍSICO:
Não altera estrutura íntima da matéria. Exemplos: rasgar papel; derreter gelo (qualquer mudança de estado Físico); passagem de corrente elétrica por um Fio de cobre; pulverização de uma rocha; MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS (Ex.: Filtração, decantação, destilação, etc.) Prof. Ms. Mayanderson (Xuxu) FENÔMENO QUÍMICO OU REAÇÃO
QUÍMICA:
Altera estrutura íntima da matéria. Exemplos: prego que enferruja; leite que se azeda; dissolução do “sonrisal” em água; cozer do ovo; a Floresta que se queima, etc. SUBSTÂNCIA PURA (SUBSTÂNCIA)
Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos, sejam moléculas, e por esse motivo apresentam propriedades químicas e Físicas especíFicas. A s s u b s t â n c i a s p u r a s p o d e m s e r classiFicadas como simples ou compostas. FENÔMENO NUCLEAR:
São aqueles que ocorrem com modiFicação do núcleo do átomo. Exemplo: 235 + n1
92 U
0
56Ba
141
+ 36Kr92 + 3 0n1 + ENERGIA
(Bomba Atômica de Hiroshima – Little Boy – 06/08/45)
SUBSTÂNCIA SIMPLES: constituída de moléculas formadas por átomos do mesmo elemento químico (mesmo tipo de átomo). Substância Fórmula Gás hidrogênio
H2
Gás oxigênio
O2
Gás ozônio
O3
Representação 1
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SUBSTÂNCIA COMPOSTA:
constituída por moléculas formadas por dois ou mais elementos químicos. Substância Fórmula Água
H 2O
Sal de cozinha
NaCℓ
Açúcar
C12H22O11
SUBSTÂNCIAS PURAS
Representação SIMPLES ALOTROPIA: fenômeno em que um único elemento químico forma duas ou mais substâncias simples diferentes, denominadas variedades alotrópicas do elemento COMPOSTA CARBONO
DIAMANTE: cada átomo de carbono está ligado a quatro outros átomos de carbono. O diamante é a substância mais dura da natureza de acordo com a escala de MOHS. ENXOFRE
A diferença entre as variedades alotrópicas é o arranjo molecular que formam cristais diferentes (veja as Figuras abaixo). GRAFITA: os átomos de carbonos se ligam de modo a formar lâminas com hexágonos de carbono. Cristal de enxofre rômbico (mais comum) Cristais amarelos e transparentes. Cristal de enxofre monoclínico Cristais opacos com formato de agulhas encontradas em regiões vulcânicas. F U L E R E N O S : s ã o v a r i e d a d e s descobertas em 1984. Têm formas esféricas que a características de lubriFicantes FÓSFOR
O
FÓSFORO BRANCO: é constituído por pequenas moléculas formadas por quatro átomos. Sua fórmula é P4. O P4 é um sólido branco cristalino que, ao entrar em c o n t a t o c o m o o x i g ê n i o d o a r , q u e i m a espontaneamente. Por ser altamente reativo deve ser guardado dentro d’água. FÓSFORO VERMELHO: não apresenta estrutura determinada, mas existem evidências de que ele é constituído por uma cadeia longa, por isso sua fórmula é Pn (n: número indeterminado. 2
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MISTURA:
material formado por duas ou mais substâncias, sendo cada uma destas denominada componente. OXIGÊNIO
GÁS OXIGÊNIO: é constituído por FASE: em uma mistura, é cada uma das porções que moléculas de O2 , constitui cerca de 20% em volume do ar atmosférico apresenta aspecto homogêneo ou uniforme. CLASSIFICAÇÃO DAS MISTURAS
MISTURA HOMOGÊNEA: toda mistura que apresenta uma única fase. GÁS OZÔNIO:
é encontrado na estratosfera, região da atmosfera situada entre 16 e 30 quilômetros de altitude constituído por moléculas de O2 , constitui cerca de 20% em volume do ar atmosférico MISTURA HETEROGÊNEA: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases. MISTURAS HOMOGÊNEAS
MISTURAS
AR HOMOGÊNEA
Nome ÁGUA + AREIA Componentes principais
Amálgama
Mercúrio (Hg) + Prata (Ag) + Estanho (Sn)
Vinagre
Água (H2O) + ácido acético (CH3COOH)
Latão
Cobre (Cu) + zinco (Zn)
Bronze
Cobre (Cu) + estanho (Sn)
Aço
Ferro (Fe) + carbono (C)
Álcool hidratado
Etanol (CH3OH) + água (H2O)
HETEROGÊNEA O leite e o sangue são considerados misturas heterogêneas.
O sangue é uma mistura heterogênea.
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CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA SISTEMAS HOMOGÊNEOS SUBSTÂNCIAS PURAS SISTEMAS HETEROGÊNEOS SUBSTÂNCIAS EM DE MAIS MUDANÇA DE ESTADO MISTURAS DE MISTURAS DE UMA FASE UMA FASE SUBSTÂNCIA PURA MISTURA
X
MISTURA AZEOTRÓPICA
MISTURA
MISTURAS EUTÉTICAS
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EXEMPLOS DE MISTURAS
PROPRIEDADES GERAIS
Mistura Eutética
Ponto de fusão
v  Massa Chumbo (38%) + estanho (62%)
183°C
Chumbo (87%) + antimônio (13%)
246°C
v  Volume Bismuto (58%) + estanho (42%)
133°C
v  Inércia Mistura Azeotrópica
Ponto de ebulição
Acetona (86,5%) + metanol (13,5%)
56°C
Álcool etílico (7%) + clorofórmio (93%)
60°C
Álcool fórmico (77,5%) + água (22,5%)
107,3°C
v  impenetrabilidade PROPRIEDADES ESPECÍFICAS
v  Ponto de Fusão / SolidiKicação v  Ponto de Ebulição / Liquefação v  Densidade ou Massa EspecíKica v  CoeKiciente de Solubilidade As propriedades específicas caracterizam cada tipo de substância .
PROCESSOS MECÂNICOS
Peneiração ou tamisação: Utilizado quando uma mistura de sólidos granulados, cujo tamanho das partículas é sensivelmente diferente, é colocada sobre uma peneira e submetida à agitação. Ex: mistura de areia Fina e pedregulhos. v  Dureza As propriedades gerais são comuns a todos os materiais.
PROCESSOS MECÂNICOS
Catação: Método rudimentar de separação de mistura baseado na diferença de tamanho e de aspecto das partículas de uma mistura de sólidos granulados. Ex: mistura de feijão e impurezas. PROCESSOS MECÂNICOS
Levigação: Usada para separar misturas do tipo sólido-­‐sólido, quando um dos componentes (em forma de pó) é facilmente arrastado por um líquido enquanto o outro componente mais denso não o é. Ex: ouro e areias auríFicas (em pó). 5
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PROCESSOS MECÂNICOS
Ventilação: É utilizada quando os sólidos granulados q u e f o r m a m a m i s t u r a p o s s u e m d e n s i d a d e s sensivelmente diferentes. Ex: grãos de café e cascas. PROCESSOS MECÂNICOS
Separação magnética: Separa misturas do tipo sólido-­‐
s ó l i d o n a s q u a i s u m d o s componentes tem propriedades magnéticas e é atraído por um ímã. Ex: Ferro e areia. PROCESSOS MECÂNICOS
F l o t a ç ã o : S e d i m e n t a ç ã o fracionada: Utilizada para separar misturas do tipo sólido-­‐
s ó l i d o c u j o s c o m p o n e n t e s a p r e s e n t a m u m a a c e n t u a d a diferença de densidade. Ex: areia e serragem. PROCESSOS MECÂNICOS
Filtração comum: É utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido é relativamente grande e, assim, existe uma diferença acentuada entre o tamanho das partículas do sólido e o tamanho dos poros do papel de Filtro. Ex: água e areia. PROCESSOS MECÂNICOS
¢ 
S e d i m e n t a ç ã o fracionada: Utilizada para separar misturas do tipo sólido-­‐
sólido cujos componentes apresentam uma acentuada diferença de densidade. Ex: areia e serragem. PROCESSOS MECÂNICOS
Filtração a vácuo: É utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido não é muito grande e formam um pasta “entupindo” os poros do papel de Filtro caso seja feita a Filtração comum. Ex: água e carbonato de cálcio. 6
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PROCESSOS MECÂNICOS
PROCESSOS MECÂNICOS
Dissolução fracionada: Usada para separar misturas Decantação: Processo utilizado para separar misturas do tipo sólido-­‐sólido. Baseia-­‐
s e n a d i f e r e n ç a d e solubilidade dos sólidos em um determinado líquido. Ex: sal e areia PROCESSOS MECÂNICOS
¢  Decantação: Ex: água e óleo. heterogêneas dos tipos líquido-­‐sólido e líquido-­‐líquido. Ex: água barrenta. PROCESSOS MECÂNICOS
Centrifugação:
É utilizada para separar misturas imiscíveis do tipo sólido-­‐sólido ou líquido-­‐
líquido. É uma maneira acelerada de se realizar a decantação. Ex: água e iodeto de chumbo II. PROCESSOS FÍSICOS
Destilação simples: É utilizada para separar misturas homogêneas do tipo sólido-­‐líquido, nas quais os componentes têm pontos de ebulição muito diferentes. Ex: água e cloreto de sódio. PROCESSOS FÍSICOS
Destilação fracionada: É usada para separar misturas homogêneas não azeotrópicas do tipo líquido-­‐líquido. Ex: componentes da gasolina. 7
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PROCESSOS FÍSICOS
Cristalização fracionada: É utilizada para separar misturas homogêneas do tipo sólido-­‐
sólido que possuem diferentes solubilidades em um solvente particular (ou misturas de solventes). Ex: puriFicação da acetanilida usando água como solvente. PROCESSOS FÍSICOS
Liquefação fracionada: Teoricamente é indicada para separar misturas nas quais todos os componentes encontram-­‐se na fase gasosa. Ex: mistura de gás amônia e gás oxigênio. Fusão fracionada: Teoricamente é indicada para separar misturas PROCESSOS FÍSICOS
Sublimação fracionada: U s a d a p a r a p u r i F i c a r s u b s t â n c i a s q u e s o f r e m sublimação facilmente. Ex: cânfora, iodo e naftaleno.
CromatograKia: N e s s e p r o c e s s o , o s componentes de uma mistura de sólidos em solução são separados e identiFicados pela cor. Em dos primeiros processos usados foi a cromatograFia em papel. Ex: tinta da caneta. comuns (não eutéticas) cujos componentes estejam na fase sólida. Ex: liga metálica de cobre e níquel presente em moedas. 8