Texto: Tipos de Sistemas Materiais: Substâncias Puras, Misturas e Separação de Misturas

Tipos de Sistemas Materiais: Substâncias Puras, Misturas e Separação de Misturas

 

A Matéria Microscopicamente Falando

Até aqui, falamos de um mundo macroscópico (aquele que é visível a olho nu) e indicamos que a matéria, seja qual for, é formada por partes menores. Mas ainda não falamos que as características macroscópicas são resultantes do comportamento das pequenas partes que formam a matéria.
 

As partículas que formam a matéria são chamadas de moléculas. As moléculas são formadas por átomos. A água, por exemplo, é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. 
 
Água: 2 Hidrogênios + 1 Oxigênio
 

Existem milhares de substâncias conhecidas e diversos materiais formados por elas. Assim, a matéria pode ser dividida em duas grandes classe: as substâncias e as misturas.


As Substâncias

As substâncias são formadas por moléculas, ou seja, são unidades primárias ou fundamentais da matéria. Essas substâncias são consideradas puras quando se tem um único tipo de molécula, e assim podemos ainda dividir as substâncias puras em outras duas classes: as simples e as compostas.
 
 
Exemplos de substâncias puras

As substâncias puras simples são aquelas formadas por um único elemento químico, como é o caso do oxigênio O2 e do H2 na figura acima. As substâncias são representadas pelas fórmulas, que são as mesmas que representam as moléculas. As substâncias simples também recebem o mesmo nome que o conjunto de átomos iguais, por exemplo, H2 recebe o mesmo nome que elemento H: ambos são denominados de hidrogênio.

As substâncias simples, por serem formadas por átomos de um mesmo elemento, podem ser monoatômicas, como é o caso do gás hélio (He), que é formado por um átomo. Existem as diatômicas que são moléculas de substâncias simples formadas por dois átomos de mesmo elemento, como o O2. E assim sucessivamente, podemos dar exemplos do ozônio (O3) e do enxofre (S8).

As substâncias compostas são formadas por elementos diferentes, por exemplo, a água é uma substância pura composta, pois é formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. 

As moléculas, sejam de substâncias simples ou de substâncias compostas, são representadas por fómulas químicas, nas quais cada átomo constituinte da molécula é representado por uma letra com a inicial maiúscula e um índice que aponta a quantidade de átomos de determinado elemento presentes na molécula. Por exemplo, na água, existem dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, assim, a representação é H2O. Cada átomo tem sua forma correta de ser representado; você pode verificar como na Tabela Periódica.

Cada substância possui propriedades específicas definidas, como ponto de fusão e ebulição. Possuem, ainda, uma densidade (ou massa específica) para cada temperatura e pressão. Por isso, conhecendo as propriedades específicas de uma substância, é possível identificá-la.
 


As Misturas

A mistura é outro tipo de sistema material, que consiste na junção de duas ou mais substâncias. Por exemplo, água e óleo, água e areia, água e álcool, o ar também é uma mistura de gases e assim existem vários exemplos de solução.

As misturas podem ser classificadas de acordo com as fases que apresentam. Fases são aspectos uniformes apresentados por um sistema. Assim, as misturas homogêneas são aquelas que apresentam uma única fase, por exemplo, água e sal. As misturas heterogêneas são aquelas que apresentam duas ou mais fases, tal como água e óleo.

Além de serem formadas por mais de uma substância, as misturas são também identificáveis por apresentarem propriedades físicas que variam, ou seja, que são inconstantes. As misturas comuns são aquelas que apresentam pontos de fusão e ebulição não constantes. Por exemplo, se você misturar água e acetona, a mistura terá dois pontos de ebulição. As substâncias puras sempre apresentam pontos de fusão e ebulição bem definidos.

Existem misturas que podem apresentar um único ponto de fusão e ponto de ebulição variante, como também existem misturas que apresentam um ponto de ebulição constante, mas diferentes pontos de fusão: substâncias eutéticas e azeotrópicas, respectivamente. Das eutéticas, podemos citar o bronze como exemplo e nas azeotrópicas, podemos citar o álcool com água.


Separação de Misturas

Como separar as misturas e termos novamente as substâncias puras? Existem várias técnicas de separação de misturas que variam no grau de complexidade e matérias usados no processo de separação. Vamos falar apenas de algumas: catação, levigação, decantação e destilação simples.
A catação é um processo simples de separação de misturas heterogêneas do tipo sólido-sólido, que consiste no uso de uma pinça na separação de grãos bons dos ruins, ou dos maiores menores, ou simplesmente de grãos diferentes.
A levigação é um outro processo em que se utiliza uma corrente de água na separação de variados materiais, como separar a lama de uma pedra. Em garimpos, os trabalhadores separam o ouro da areia e da lama por meio da levigação.
 
Levigação
 

Outro método bastante utilizado é o da decantação, que se baseia nas diferenças de densidades dos componentes envolvidos. É um método bastante usado no tratamento de esgoto, quando os materiais mais densos ficam ao fundo do recipiente e o líquido vai para uma nova etapa de tratamento.
 

Devido à ação da gravidade, a terra por ser mais densa, fica na parte de baixo e o óleo que é menos denso, por cima
 

A destilação é um método um pouco mais complexo e envolve o uso de utensílios de laboratório, como balão de fundo redondo, condensador, chama, como ilustra a figura abaixo. A mistura deve conter substância com uma diferença mínima de 10°C no ponto de ebulição. Assim, apenas o de menor ponto de ebulição evaporará primeiro.
 

Destilação: a mistura, ao ser aquecida, libera o vapor da substância com menor ponto de ebulição que é condensado e captado no erlenmeyer


Em Resumo

Neste tópico, estudamos os sitemas materiais: as substâncias e as misturas. Vimos que as substâncias são unidades fundamentais da matéria que são formadas por moléculas. As misturas são formadas por duas ou mais substâncias que podem ser separadas por métodos mais simples e mais complexos, como a catação e a destilação simples.


Referências

FELTRE, R.; YOSHINAGA, S. Atomística: teoria e exercícios. Ed. Moderna, 1974. v. 2.
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PERUZZO, T. M.; CANTO, E. L. Química: volume único. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2003.
SANTOS, W. L. P.; MÓL, G. S. (Coord.). Química e sociedade: volume único, ensino médio. São Paulo: Nova Geração, 2005.
KOTZ, J.C.; TREICHEL, P.M. Química Geral e Reações Químicas. Tradutor: Flávio Maron Vichi. São Paulo: Thomson Learning, 2007.
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