TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA
Profª Gesiane Cabral de Freitas Souza
1 - FENÔMENO
Qualquer alteração sofrida pela matéria
1.1- FENÔMENO FÍSICO
É o fenômeno que não ocasiona modificação na composição
química da matéria. Exemplificando: a ebulição da água é um
exemplo de fenômeno físico, pois, neste caso, as propriedades
químicas da água não se alteram; apenas o seu estado físico
sofre mudanças.
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1.2- FENÔMENO QUÍMICO
É o fenômeno no qual se altera a composição química
da matéria. Assim sendo, a mudança nas propriedades de
determinadas substâncias dá origem a novos compostos com
características diferentes. Se um fenômeno químico se efetiva,
podemos dizer que houve uma reação química.
Exemplificando: se expusermos uma esponja de aço por certo
tempo à atmosfera, haverá o surgimento de um novo composto,
denominado “ferrugem”. Ele é resultado da reação química
entre o ferro, principal componente da esponja, o oxigênio e o
vapor d’água, ambos presentes no ar.
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2 – TIPOS DE MISTURAS
2.1 - Misturas Homogêneas (soluções)
São misturas que se apresentam como um todo uniforme.
Elas apresentam as mesmas propriedades físicas e a
mesma composição química em toda sua extensão.
Apresentam um aspecto único (uma única fase).
Exemplo: água e álcool, ar atmosférico filtrado, ouro 18 quilates
(75% ouro; 12,5% cobre e 12,5% prata).
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2.2 - Misturas Heterogêneas
São misturas que não apresentam as mesmas
propriedades em toda sua extensão. Apresentam mais de
uma fase.
Exemplo: água e areia, água e óleo, granito, etc.
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Observações:
A existência de superfície de separação indica mudança
de propriedades e isto implica mudança de fase.
Importante notarmos que, em uma mistura, o número de fases
não é necessariamente igual ao número de componentes.
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Exemplo: água líquida, gelo e limalha de ferro.
Fase: corresponde a cada porção uniforme de uma matéria.
Componente: corresponde a cada substância que participa da
mistura.
Mistura de dois ou mais sólidos será sempre heterogênea e cada
sólido corresponde a uma fase.
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Exemplos
Sal e serragem: 2 componentes e 2 fases.
Granito: 3 componentes (mica, feldspato e quartzo) e
3 fases.
Mistura de dois ou mais gases será sempre
homogênea.
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3- MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
3.1 - Misturas Heterogêneas
-SÓLIDO - LÍQUIDO
Decantação: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólidolíquido e líquido-líquido. Exemplos: água barrenta e água e óleo.
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Centrifugação: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo
sólido-líquido. Este método é uma maneira de acelerar a decantação. Neste
método é utilizado a centrífuga. Neste aparelho, devido aos movimentos de
rotação, as partículas com maior densidade são “atiradas” para o fundo do tubo.
Girando a manivela da
centrífuga manual, os tubos
de ensaio contendo a
amostra,
se
inclinam
fazendo com que a parte
mais densa da amostra vá
para o fundo do tubo,
separando-se da menos
densa.
Centrífuga em repouso
Centrífuga em funcionamento (girando
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Filtração: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo
sólido-líquido e sólido-gasoso. Exemplos de misturas que são separáveis
por filtração são: filtração de café e a utilização de aspirador de pó.
O processo de filtração consiste em: um filtro reter as partículas maiores
e deixar passar as menores que os “poros” do filtro.
Filtração de uma Mistura de um líquido e um
sólido
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SÓLIDO – SÓLIDO
Catação: usando a mão ou uma pinça, separam-se os componentes sólidos.
Ventilação: o sólido menos denso é separado por uma corrente de ar.
Levigação: o sólido menos denso é separado por uma corrente de água. A
levigação é usada, por exemplo, para separar areia e ouro: a areia é menos
densa e por isso, é arrastada pela água corrente; o ouro, por ser mais denso,
permanece no fundo da bateia.
Separação magnética: um dos sólidos é atraído por um ímã. Esse processo é
utilizado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas
impurezas.
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Peneiração: usada para separar sólidos constituintes de partículas de
dimensões diferentes. São usadas peneiras que tenham malhas diferentes.
Industrialmente, usam-se conjuntos de peneiras superpostas que separam as
diferentes granulações.
Fusão fracionada: Serve para separar sólidos, tomando por base seus
diferentes pontos de fusão. Baseia-se, portanto, num aquecimento da mistura
com controle da temperatura.
Ventilação: o sólido menos denso é separado por
uma corrente de ar.
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Flotação: Aplica-se a uma mistura com um líquido
de densidade intermediária em relação às dos
componentes. O componente menos denso que o
líquido flutuará, separando-se assim do
componente mais denso, que se depositará. O
líquido utilizado não deve, contudo, dissolver os
componentes. Também é denominado por
sedimentação fracionada.
Dissolução fracionada: método utilizado para separar misturas heterogêneas de
sólido-sólido. Exemplo de mistura é sal + areia.
Neste método, um dos sólidos é dissolvido em um solvente e depois pode ser
feito filtração para separar o sólido insolúvel e a solução do outro sólido. No
exemplo dado, de uma mistura de sal + areia, pode-se utilizar água para
dissolver o sal e retirar a areia. O sal dissolvido pode ser retirado através de outro
método de separação, como por destilação simples.
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Sublimação: A sublimação é a passagem direta de sólido a gás que sofrem
algumas substâncias como o iodo, em determinadas condições de pressão e
temperatura. A sublimação pode-se aplicar às soluções sólidas e às misturas,
sempre uma das substâncias possa sofrer este fenômeno. Basta aquecer a
mistura ou solução à temperatura adequada e recolher os vapores que,
quando arrefecem, se vêem submetidos a uma sublimação regressiva, ou
seja, passam diretamente de gás a sólido.
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Cristalização fracionada: todos os componentes da mistura são
dissolvidos em um líquido que, em seguida, sofre evaporação provocando
a cristalização separada de cada componente. A cristalização fracionada é
usada, por exemplo, nas salinas para a obtenção de sais a partir da água
do mar. A evaporação da água permite a cristalização de diferentes sais,
sendo que o último a ser obtido é o cloreto de sódio (NaCl), usado na
alimentação.
- LÍQUIDO- LIQUIDO
Decantação: separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes; o
líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema. Em laboratório
usa-se o funil de bromo, também conhecido como funil de decantação, ou
ainda, funil de separação.
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Decantação em funil
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GÁS - SÓLIDO
Decantação: Pode-se ainda usar-se o princípio da decantação para a
separação de misturas sólido-gás (câmara de poeira). A mistura sólidogás atravessa um sistema em zigue-zague, o pó, sendo mais denso, se
deposita pelo trajeto.
Filtração: A mistura passa através de um filtro, onde o sólido fica retido. Esse
processo é muito utilizado nas indústrias, principalmente para evitar o
lançamento de partículas sólidas na atmosfera. A filtração é também usada nos
aspiradores de pó, onde o sólido é retido (poeira) à medida que o ar é aspirado.
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3.2 - Misturas Homogêneas
-SÓLIDO - LÍQUIDO
Nas misturas homogêneas sólido-líquido (soluções), o componente sólido
encontra-se totalmente dissolvido no líquido, o que impede as sua separação
por filtração. A maneira mais comum de separar os componentes desse tipo
de mistura está relacionada com as diferenças nos seus pontos de ebulição
(PE). Isto pode ser feito de duas maneiras:
Evaporação: a mistura é deixada em repouso ou é aquecida até o líquido
(componente mais volátil) sofra evaporação. Esse processo apresenta um
inconveniente: a perda do componente líquido.
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Destilação Simples: a mistura é aquecida
em uma aparelhagem apropriada, de tal
maneira
que
o
componente
líquido
inicialmente evapora e, a seguir, sofre
condensação, sendo recolhido em outro
frasco. Veja como é feita a destilação em
laboratório:
Obs.: A entrada de água corrente no
condensador deve ser feita pela parte inferior
do aparelho para permitir que seu tubo
externo
esteja
sempre
completamente
preenchido por água fria, que irá sair pela
parte superior.
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LIQUIDO - LÍQUIDO
Destilação Fracionada: consiste no aquecimento da mistura de líquidos
miscíveis (solução), cujos pontos de ebulição (PE) não sejam muito próximos.
Os, líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de
ebulição é atingido. Inicialmente, é separado o líquido com menor PE; depois,
com PE intermediário e assim sucessivamente até o líquido de maior PE. A
aparelhagem usada é a mesma de uma destilação simples, com o acréscimo
de uma coluna de fracionamento ou retificação. Um dos tipos mais comuns de
coluna de fracionamento apresenta no seu interior um grande número de
bolinhas de vidro, em cuja superfície ocorre condensação dos vapores do
líquido menos volátil, ou seja, de maior ponto de ebulição, que voltam para o
balão.
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Enquanto isso, os vapores do líquido mais
volátil atravessam a coluna e sofrem
condensação fora dela, no próprio
condensador, sendo recolhidos no frasco. Só
depois de todo o líquido mais volátil ter sido
recolhido é que o líquido menos volátil
passará por evaporação e condensação.
Obs.: Esse processo é muito utilizado,
principalmente em indústrias petroquímicas,
na separação dos diferentes derivados do
petróleo. Nesse caso, as colunas de
fracionamento são divididas em bandejas ou
pratos. Esse processo também é muito
utilizado no processo de obtenção de bebidas
alcoólicas (alambique).
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GÁS - GÁS
Liquefação Fracionada: a mistura de gases passa por um processo de
liquefação e, posteriormente, pela destilação fracionada.
Obs.: Uma aplicação desse processo consiste na separação dos componentes
do ar atmosférico: N2 e O2. Após a liquefação do ar, a mistura líquida é destilada
e o primeiro componente a ser obtido é o N2, pois apresenta menor PE (-195,8 °
C); posteriormente, obtém-se o O2, que possui maior PE (-183 ° C).
Adsorção: Consiste na retenção superficial de gases.
Alguma substâncias, tais como o carvão ativo, têm a propriedade de reter, na
sua superfície, substâncias no estado gasoso. Uma das principais aplicações da
adsorção são as máscaras contra gases venenosos.
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