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Introdução

O que é que
determina o
estado físico
da matéria?




                       3
Os estados físicos da matéria
                               Sólido                                              Líquido   Gasoso (vapor)
    EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                                                        EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                                                                                               EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                                  Capítulo 2 – Substâncias químicas
Mudanças de estado físico
                             Diminuição de temperatura (a água é resfriada)
Adilson Secco




                              Aumento de temperatura (a água é aquecida)




                   Capítulo 2 – Substâncias químicas
6
(UFRN/2006)
O modelo abaixo representa processos de mudanças de estado
físico para uma substância pura.

                                  V
                         IV                    III




             sistema a        sistema b              sistema c



                          I               II
Assinale a opção correta.
a) Os processos I e II denominam-se, respectivamente, condensação e fusão.
b) Os processos II e III ocorrem a temperaturas diferentes.
c) Os processos III e IV ocorrem com variação de temperatura.
d)Os processos IV e V denominam-se, respectivamente, vaporização e sublimação.

                                                                                 7
Curvas de aquecimento da água pura

                                 Início da fusão (0 ºC)
 Temp. (ºC)


                                                  Até a seta azul só existe gelo
                                                  (sólido), cuja temperatura está
                                                  aumentando.




   PF = 0 ºC
                               Gelo
Temperatura
                                                Durante o aquecimento a
    de fusão
                                                água sofre fusão a 0 ºC.
               ADILSON SECCO




                                                                                    Tempo


                               Capítulo 2 – Substâncias químicas
Curvas de aquecimento da água pura

Temp. (ºC)
                                  Trecho de fusão: coexistem gelo e água em
                                  temperatura constante (0 ºC).


                                           Início            Fim

                                                    Gelo
                                                     +
                                                    Água
   PF = 0 ºC
Temperatura
    de fusão
               ADILSON SECCO




                                                                              Tempo


                               Capítulo 2 – Substâncias químicas
Curvas de aquecimento da água pura

   Temp. (ºC)                                                     Início da ebulição (100 ºC)

                                   Neste trecho só existe água
                                   (líquida), cuja temperatura está

    PE = 100 ºC                    aumentando.

Temperatura de                                            Fim da fusão

       ebulição


                                                                         Água
      PF = 0 ºC                                                        líquida

Temperatura de
         fusão
                  ADILSON SECCO




                                                                                                Tempo


                                  Capítulo 2 – Substâncias químicas
Curvas de aquecimento da água pura

   Temp. (ºC)

                                                          Início da ebulição   Água    Fim da ebulição
                                                                    (100 ºC)           (100 ºC)
                                                                                +
                                                                               Vapor


   PE = 100 ºC
Temperatura de
       ebulição


                                           Trecho de ebulição: coexistem
                                           líquido e vapor em temperatura
                                           constante (100 ºC).
                  ADILSON SECCO




                                                                                                   Tempo


                                  Capítulo 2 – Substâncias químicas
Curvas de aquecimento da água pura

   Temp. (ºC)                                                       Fim da ebulição
                                                                    (100 ºC)


                                                                                      Vapor-d’água




   PE = 100 ºC
Temperatura de                                                                  Neste trecho só
       ebulição                                                                 existe vapor-d’água,

                                                      Durante o aquecimento     cuja temperatura

                                                      a água sofre ebulição a   está aumentando.

                                                      100 ºC.



                                                                                            Tempo


                  Capítulo 2 – Substâncias químicas
Curvas de aquecimento da água pura

   Temp. (ºC)                                Início            Fim              Início           Fim


                                                      Gelo                               Água
                                                                       Água                        Vapor-d’água
                                     Gelo               +                                 +
    PE = 100 ºC                                                       líquida
                                                      Água                               Vapor
Temperatura de
       ebulição



      PF = 0 ºC
Temperatura de
         fusão
                  ADILSON SECCO




                                                                                                             Tempo


                                  Capítulo 2 – Substâncias químicas
Valores de PF e PE para
algumas substâncias
 Ponto de fusão de uma substância é a temperatura em que
 ela sofre fusão (durante o aquecimento) ou solidificação
 (durante o resfriamento).

 Ponto de ebulição de uma substância é a temperatura em
 que ela sofre ebulição (durante o aquecimento) ou
 condensação (durante o resfriamento).




            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Valores de PF e PE para
algumas substâncias
                                                                    Substância         PF (ºC)   PE (ºC)

                                                                    Tungstênio          3.422     5.555

                                                                    Ferro               1.538     2.861

                                                                    Cobre               1.085     2.562

                                                                    Ouro                1.064     2.856

                                                                    Prata                962      2.162

                                                                    Cloreto de sódio      801     1.465

                                                                    Alumínio             660      2.519
SÉRGIO DOTTA JR./CID




                                                                    Chumbo               327      1.749

                                                                    Água                    0       100

                                                                    Bromo                 –7         59
                       PF do NaCl = 801 ºC
                                                                    Mercúrio             – 39       357

                                                                    Hidrogênio          – 259     – 253


                                Capítulo 2 – Substâncias químicas
Previsões a partir de PF e PE



                Abaixo do PF é sólida                      Entre o PF e           Acima do PE é gasosa
                                                           PE é líquida




      Abaixo do PF é sólido             Entre o PF e PE é líquido                Acima do PE é gasoso




                       Abaixo do PF é sólido                              Entre o PF e PE é     Acima do PE
                                                                               líquido           é gasoso



                                 Sentido de temperatura crescente




           Capítulo 2 – Substâncias químicas
Vamos Praticar

Em alguns automóveis há, no vidro traseiro, filamentos que
 Em alguns automóveis há, no vidro traseiro, filamentos que
servem como desembaçadores. Ao ligar este dispositivo fazemos
 servem como desembaçadores. Ao ligar este dispositivo fazemos
com que estes filamentos se aqueçam e conseguentemente o
 com que estes filamentos se aqueçam e conseguentemente o
vidro é desembaçado. Por que isto ocorre?
 vidro é desembaçado. Por que isto ocorre?


    Resp.: A água líquida,
    causadora do aspecto
    embaçado do vidro, recebe o
    calor fornecido pelos
    filamentos e passa para o
    estado de vapor.
                                                RESPOST
                                                   A


                                                                 17
(MACK-SP) Indique os estados físicos das substâncias I, II, III e IV
 (MACK-SP) Indique os estados físicos das substâncias I, II, III e IV
citadas na tabela abaixo, à temperatura de 40 °C e pressão de 1 atm.
 citadas na tabela abaixo, à temperatura de 40 °C e pressão de 1 atm.



 Resp.:
 I e III – gasoso
 II – líquido
 IV - sólido



            -100 o         0o    40 o        100 o

        -116                    34
                     -63                61
     -127                       31
                                     43              183

                                                      RESPOST
                                                         A
                                                                    18
(PUC MG/2007)
Considere o quadro abaixo, que apresenta algumas substâncias e suas
respectivas temperaturas de fusão (TF) e de ebulição (TE), ao nível do mar.

         Substância      TF(º C) TE(º C)
            Água           0      100,0
         Clorofórmio     − 63,0    62,3
      Hidróxido de sódio 318,6 1389,0
        Ácido acético     16,7    118,1

  Considerando-se esses dados, é INCORRETO afirmar:
  a) O clorofórmio a 70 ºC é gasoso.
  b) A 85ºC, o hidróxido de sódio é sólido.
  c) A 25ºC, duas das substâncias são líquidas.
  d) A substância mais volátil é o clorofórmio.
                                                                              19
Densidade e flutuação
 A comparação entre as densidades permite prever se um corpo
 irá afundar ou flutuar em um certo líquido. Exemplo:

     dcortiça < dágua                             cortiça flutua na água

     dchumbo > dágua                              chumbo afunda na água


Cortiça
0,32 g/cm3
                                                                                  massa
                                                                    Densidade =
Água                                                                              volume
1,00 g/cm3

                                                                  Unidades de densidade:
                                                  Adilson Secco




Chumbo
11,3 g/cm3                                                        g/cm3, g/L, kg/L etc.


              Capítulo 2 – Substâncias químicas
(UNICAMP – SP) Três frascos de vidro transparentes, fechados, de
forma e dimensões iguais, contêm a mesma massa de líquidos
diferentes. Um contém água, o outro clorofórmio; e o terceiro,
etanol. Os três líquidos são incolores e não preenchem totalmente
os frascos, os quais não têm nenhuma identificação. Sem abrir os
frascos, como você faria para identificar as substâncias? A
densidade(d) de cada um dos líquidos, à temperatura ambiente, é:
d(água) = 1,0g/cm3 d(clorofórmio) = 1,4 g/cm3 e d ( etanol) =
0,8g/cm3

                     massa
       Densidade =
                     volume


       Pense!


      Para a mesma massa de líquidos diferentes, quanto menor
      a densidade do líquido, maior será o seu volume.

                                                                    21
Organize os dados do problema




d (etanol) = 0,8g/cm3   <   d(água) = 1,0g/cm3   <   d (clorofómio) = 1,4g/cm3


          Considerando massas iguais dos líquidos



                                                          Volume do
  Volume do Etanol      >     Volume da água     >        Clorofórmio




                               Conclusão:
     O recipiente com maior volume de líquido corresponde ao etanol,
     o de menor volume ao clorofórmio e o intermediário a água.

                                                                             22
Densidade e flutuação
 Uma pessoa flutua sem esforço nas águas do Mar Morto. Lá,
 para cada litro de água do mar, existem cerca de 360 g de
 sais dissolvidos, enquanto no litoral do Brasil, por exemplo,
 para cada litro de água do mar, existem cerca de 37 g de
 sais dissolvidos.
      Paula Bronstein/Getty Images




                                     Capítulo 2 – Substâncias químicas
Fatores que alteram a densidade
                               Material considerado
   EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                                                   A substância enxofre, sólido amarelo com:

                                                   PF = 95 ºC,
                                                   PE = 445 ºC,
                                                   d = 2,07 g/cm3.
EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                                                   A substância ferro, sólido cinza-metálico com:
                                                   PF = 1.538 ºC,
                                                   PE = 2.861 ºC,
                                                   d = 7,87 g/cm3.




                                                                              Eduardo Santaliestra/CID
                            Temperatura
                            Mudanças de estado físico
                                                                                                         Água + gelo



                                         Capítulo 2 – Substâncias químicas
Grandezas e suas unidades
                                                                                              247 mL




300 g                                   EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                                                                   EDUARDO SANTALIESTRA/CID
        O creme de leite é vendido                                 O chantilly é vendido
        por massa.                                                 por volume.



            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Propriedades da Matéria
                Como determinar a densidade de um sólido?



Se o sólido apresentar forma geométrica bem definida, você pode determinar
 Se o sólido apresentar forma geométrica bem definida, você pode determinar
seu volume, medindo suas dimensões e multiplicando-as. Porém, se precisar
 seu volume, medindo suas dimensões e multiplicando-as. Porém, se precisar
determinar o volume de um sólido com formato irregular, conhecendo
 determinar o volume de um sólido com formato irregular, conhecendo
somente a sua massa, sem conhecer a sua densidade, você pode proceder da
 somente a sua massa, sem conhecer a sua densidade, você pode proceder da
seguinte forma:
 seguinte forma:
O Detetive Químico
João estava no ponto de ônibus quando foi abordado por um desconhecido, que lhe
 João estava no ponto de ônibus quando foi abordado por um desconhecido, que lhe
contou uma estória triste, cheia de desgraça, doenças, perda de emprego etc. Ao final
 contou uma estória triste, cheia de desgraça, doenças, perda de emprego etc. Ao final
da estória, o desconhecido ofereceu-lhe uma corrente de ouro 18 quilates, de massa
 da estória, o desconhecido ofereceu-lhe uma corrente de ouro 18 quilates, de massa
igual a 76 g, por apenas R$ 50,00. João, condoído e tentado pela oferta vantajosa,
 igual a 76 g, por apenas R$ 50,00. João, condoído e tentado pela oferta vantajosa,
acabou comprando a corrente. Mais tarde, meio desconfiado, ele decidiu realizar o
 acabou comprando a corrente. Mais tarde, meio desconfiado, ele decidiu realizar o
seguinte experimento para comprovar se a corrente era ou não de ouro 18 quilates.
 seguinte experimento para comprovar se a corrente era ou não de ouro 18 quilates.
Sabendo que a densidade do ouro 18 quilates é de 16,5 g/cm3, responda às questões:
 Sabendo que a densidade do ouro 18 quilates é de 16,5 g/cm3, responda às questões:
O Detetive Químico

1. A corrente era realmente de ouro 18 quilates?
Explique como você chegou a essa conclusão.


Resp.: Não.
Tem que calcular a densidade do metal e comparar
com a densidade do ouro 18 quilates (16,5 g/cm 3).

d = m/v d = 76g/8,4ml = 9,05g/ml




                                                   RESPOST
                                                      A

                                                             28
O Detetive Químico

2. Por certo, a aparência da corrente contribuiu para a decisão de João, que
se esqueceu ou desconhecia o fato de que um objeto pode ser recoberto por
uma fina película de metal e, dessa forma, ter sua aparência alterada.
Baseado na tabela de densidade apresentada a seguir, qual dos metais
apresentados deve ser o mais provável constituinte da corrente? Justifique
sua resposta.

Resp.: Cobre




                                                          RESPOST
                                                             A

                                                                               29
Um vidro contém 200 cm3 de mercúrio de densidade
13,6 g/cm3. A massa de mercúrio contida no vidro é:
a) 0,80 Kg
b) 0,68 Kg
c) 2,72 Kg
d) 27,2 Kg
e) 6,8 Kg

d = 13,6 g/cm3

 1cm3 ________    13,6 g
                             X = 2720 g = 2,72Kg
200cm3 ________    X




                                                      30
Substâncias químicas

 Substância é uma porção de matéria que tem propriedades
              bem definidas como PF, PE, densidade, o fato de ser inflamável
              ou não, a cor, o odor etc.
EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                                                                          EDUARDO SANTALIESTRA/CID
                           Enxofre: sólido amarelo com                                               Ferro: sólido cinza-metálico com
                                   PF = 95 ºC,                                                                PF = 1.538 ºC,
                           PE = 445 ºC, d = 2,07 g/cm3.                                               PE = 2.861 ºC, d = 7,87 g/cm3.


 Uma substância pura não está misturada com outra
                  substância ou com outras substâncias.

                                      Capítulo 2 – Substâncias químicas
Curva de aquecimento da substância
              água pura
 Todo material cuja fusão e cuja ebulição ocorrem a uma
 temperatura constante – ou seja, do início ao fim da mudança
 de estado não se observa variação de temperatura – é
 considerado substância pura ou simplesmente substância.




            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Mistura
 Uma mistura é um sistema constituído pela adição de duas
 ou mais substâncias puras. A partir do momento em que são
 adicionadas, elas passam a ser as substâncias componentes
 da mistura.
   Eduardo Santaliestra/CID




                                                                                                        Eduardo Santaliestra/CID
                              enxofre                ferro



                                                                            água                 óleo




                                    enxofre + ferro                                água + óleo


                                        Capítulo 2 – Substâncias químicas
Curva de aquecimento de uma mistura
 Todo material cuja temperatura sofre variação durante a
 fusão e a ebulição é chamado mistura. As misturas
 caracterizam-se por apresentar uma faixa de temperatura
 para a ocorrência da fusão ou da ebulição.




            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Misturas Especiais
 Diagrama – Misturas Eutéticas




                                 Misturas de
                                 sólidos (fundem-
                                 se à Temperatura
                                  constante), e o
                                  constante
                                 gráfico apresenta
                                 um patamar
   solda (estanho + chumbo)      durante a fusão
   gelo + sal de cozinha
Mistuaras Especiais
Diagrama – Misturas Azeotrópicas




                                Misturas de
                                líquidos (fervem
                                à Temperatura
                                constante), e o
                                constante)
                                gráfico apresenta
                                um patamar
                                durante a
                                ebulição
        álcool comum
 (96% de etanol e 4% de água)
Misturas homogêneas e heterogêneas
                            Mistura homogênea ou solução é aquela que possui as mesmas
                            propriedades em todos os seus pontos (sua extensão).




                                                     açúcar
                             água
Eduardo Santaliestra/CID




                                                                       A mistura homogênea ou solução de
                                                                        açúcar em água apresenta as
                                                                        mesmas propriedades físicas em
                                    água + açúcar
                                                                        toda extensão.
                           A mistura água e açúcar é um
                           exemplo de mistura
                           homogênea ou solução.


                                             Capítulo 2 – Substâncias químicas
Misturas homogêneas e heterogêneas
 Mistura heterogênea é aquela que não possui as mesmas
 propriedades em toda a sua extensão.
          Eduardo Santaliestra/CID




                                                                                                        Eduardo Santaliestra/CID
                                                                         água                   óleo




Os fragmentos de ferro possuem as propriedades                                    água + óleo
da substância ferro (cinza-metálico, PF= 1.538 ºC
                                                                                Mistura (heterogênea)
etc.) e os fragmentos de enxofre possuem as
                                                                                de água e óleo
propriedades da substância enxofre
(amarelo, PF = 95 ºC etc.).



                                     Capítulo 2 – Substâncias químicas
Número de fases de uma mistura

 Fase é uma porção de uma amostra de matéria que
 apresenta as mesmas propriedades em todos os seus pontos.

 Uma fase pode apresentar-se contínua ou fragmentada em
 várias partes.




         Mudança de
                                                                           Superfície de
         propriedades
                                                                            separação




                                                JAVIER JAIME SÁNCHEZ/CID




            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Número de fases de uma substância pura

 Em uma amostra de substância pura que esteja em diferentes
 estados físicos, haverá mais de uma fase.

 Cada estado físico presente corresponderá a uma fase.




                                                Eduardo Santaliestra/CID
           Mudança de
                                                                           Superfície de
           propriedades
                                                                            separação




            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Conceituação de Sistema
 Sistema é uma porção de matéria que foi escolhida
 para ser estudada.




                                                          Eduardo Santaliestra/CID




                                                                                     Eduardo Santaliestra/CID
           Eduardo Santaliestra/CID




                                                                                     Sistema formado por
           Sistema formado por                           Sistema formado por
                                                                                     água pura e sal
           água pura                                     água pura e gelo
 JAVIER JAIME SÁNCHEZ/CID




                                                                                     Photodisc/Getty images
                                                         Eduardo Santaliestra/CID




Sistema formado por                                      Sistema formado por            Sistema denominado
água e óleo                                              sal de cozinha                 granito


                                      Capítulo 2 – Substâncias químicas
Sistemas homogêneos

                            Sistema A.                                  Sistema B.                                     Sistema C.                                                Sistema D.
                            Água pura                                   Água + sal dissolvido                          Água + álcool                                             Ar atmosférico




                                                                                                                                                 DUDAREV MIKHAIL /SHUTTERSTOCK
                                                                                                EDUARDO SANTALIESTRA/CID
                                                 EDUARDO SANTALIESTRA/CID
EDUARDO SANTALIESTRA/CID




                           Substância pura:                             Mistura homogênea                                  Mistura homogênea                                 Mistura homogênea
                           homogêneo (1 fase).                          (solução):                                         (solução):                                        (solução):
                                                                        homogêneo (1 fase).                                homogêneo (1 fase).                               homogêneo (1 fase).




                            Os sistemas A, B, C e D apresentam propriedades uniformes
                            em todos os seus pontos, ou seja, possuem uma única fase.
                            São denominados sistemas homogêneos.

                                            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Sistemas heterogêneos
Sistema E.                                 Sistema F.                                  Sistema G.                                   Sistema H.
Água + gelo                                Água + óleo                                 Ferro + enxofre                              Água + areia




                                                            JAVIER JAIME SÁNCHEZ/CID




                                                                                                         Eduardo Santaliestra/CID
          Eduardo Santaliestra/CID




                                                                                                                                                   SÉRGIO DOTTA JR./CID
Substância pura:                           Mistura                                      Mistura                                     Mistura
heterogêneo                                heterogênea:                                 heterogênea:                                heterogênea:
(2 fases).                                 heterogêneo                                  heterogêneo                                 heterogêneo
                                           (2 fases).                                   (2 fases).                                  (2 fases).


Os sistemas E, F, G e H não apresentam propriedades uniformes
em todos os seus pontos, ou seja, possuem mais uma fase.
São denominados sistemas heterogêneos.

                                     Capítulo 2 – Substâncias químicas
Classificando alguns sistemas




                                                                                                   GURYANOV ANDREY VLADIMIROVICH/SHUTTERSTOCK
           Photodisc/Getty images




O granito é um sólido constituído por                                   A fumaça, além dos
três componentes, o quartzo, de cor                                     componentes gasosos,
branca, o feldspato, de cor cinza ou                                    apresenta partículas sólidas,
marrom e a mica, de cor negra. Ele                                      sendo, portanto, uma
apresenta três fases distintas, sendo,                                  mistura heterogênea.
portanto, uma mistura heterogênea.


                                    Capítulo 2 – Substâncias químicas
Esquematizando



                                                       Homogênea
                                                        (solução)
                                   Mistura
                                                pode
                                                 ser   Heterogênea
Amostra de matéria
                     pode
                                                                        assim        Quando se
    (sistema)                                                        classificada
                      ser                              Homogênea                    encontrar em
                                                                                     apenas um
                                                                                    estado físico
                                 Substância
                                    pura        pode
                                                 ser                    assim        Quando se
                                                                     classificada   encontrar em
                                                       Heterogênea
                                                                                     mais de um
                                                                                    estado físico




                 Capítulo 2 – Substâncias químicas
(UFES)
Observe a representação dos sistemas I, II e III e seus
componentes.




     O número de fases em cada um é, respectivamente:
     a)   3, 2 e 4.
     b)   3, 3 e 4.
     c)   2, 2 e 4.
     d)   3, 2 e 5.
     e)   3, 3 e 6.
                                                          46
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
 Para saber se uma amostra de matéria é substância pura ou
  mistura, basta uma análise de suas propriedades específicas;
  se o resultado indicar uma mistura de substâncias, será
  necessário escolher um método adequado para purificação.
  Ao final da separação, para saber se as substâncias foram
  bem separadas deveremos verificar suas constantes físicas:
                                                                         Água pura
                                                                         PF = 0 ºC
                                                                         PE = 100 ºC
                                               Fracionamento
 Eduardo Santaliestra/CID




                                                                         d = 1 g/cm3
                                                (separação)

                                                                         Sal puro
                                                                         PF = 801 ºC
                                                                         PE = 1.465 ºC
                            Água + sal                                   d = 2,17 g/cm3


                                     Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Decantação (mistura heterogêna sólido-líquido)
 Após a deposição da areia no fundo, pode-se cuidadosamente
 transferir a água para outro recipiente inclinando-se
 lentamente o frasco em que está a mistura.
 A técnica é denominada decantação.
     Mistura de água e areia                            Após a deposição                     Transferência da
                                                        da areia no fundo                       fase líquida



                                                Água
      SÉRGIO DOTTA JR./CID




                                                                      SÉRGIO DOTTA JR./CID




                                                                                                                SÉRGIO DOTTA JR./CID
                                                Areia



                             Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Centrifugação

 Caso seja muito lenta, a sedimentação da mistura
 heterogênea pode ser acelerada submetendo-se a mistura a
 uma intensa rotação, técnica conhecida como centrifugação.
                  Photodisc/Getty images




                                                Centrífuga desligada


            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Centrifugação


                  Photodisc/Getty images




                                                 Centrífuga em rotação

 Nos laticínios, a manteiga é separada do leite por
 centrifugação. O leite, mais denso, deposita-se no fundo do
 recipiente, enquanto a manteiga, menos densa, concentra-se
 na parte superior.

            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
                   a partir de misturas
                       Bastão de
                       vidro                                          Filtração simples (mistura
                       (bagueta)
                                                                      heterogênea sólido-líquido)

                       Mistura
                                                                       A mistura é despejada sobre uma
                       de água
                       e areia                                              superfície porosa apropriada, o
                                               Areia retida
                                               no filtro              filtro. O filtro permite que a fase

                       Funil com                   A fase             líquida o atravesse, mas retém a
                       papel de                    que
                       filtro
                                   Béquer
                                                   passa
                                                   pelo
                                                                      fase sólida.
                                                   filtro é
SÉRGIO DOTTA JR./CID




                                                   chamada
                                                   filtrado.



                       Filtração de uma mistura de água
                       e areia

                                        Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
                   a partir de misturas
                        Bastão de                                        Filtração simples (mistura
                        vidro
                        (bagueta)
                                                                         heterogênea sólido-líquido)

                                                                          O líquido que passa pelo filtro é
                        Mistura
                        de água                                          denominado filtrado e a fase
                        e areia
                                                                         sólida que nele fica retida é o
                                                Areia retida
                                                no filtro
                                                                         resíduo.
                        Funil com                   A fase
                        papel de                    que
                                                    passa
                                                                          O papel de filtro é elaborado com
                        filtro
                                    Béquer          pelo
                                                    filtro é                 fibras de papel entrelaçadas, de
SÉRGIO DOTTA JR./CID




                                                    chamada
                                                    filtrado.                modo que os orifícios entre elas
                                                                         (invisíveis a olho nu) atuem como
                       Filtração de uma mistura de água e areia              os orifícios de uma peneira.

                                         Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
                                   Filtração simples no cotidiano

                                    Quando preparamos café, a
                                      água quente faz a extração de
                                      componentes solúveis.

                                    Na filtração, separa-se a fase
                                      sólida do filtrado, que contém
                                      água e os componentes solúveis
                                      do café nela dissolvidos.




       Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Filtração a vácuo (acelerando a filtração)

                                         Papel de filtro

                                        Superfície cheia
 Uma mistura de farinha                de furos na qual
                                        se encaixa o papel
                                        de filtro
 de trigo e água demora
                                       Funil de Büchner
 muito mais para ser
 filtrada que uma mistura
                                         Rolha de borracha
 de areia e água.
                                         Kitassato
                                         (é um erlenmeyer
                                         com uma saída lateral)




           Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Filtração a vácuo (acelerando a filtração)

                                           Papel de filtro
 Para acelerar o processo               Superfície cheia
                                         de furos na qual
 utiliza-se a filtração a                se encaixa o
                                         papel de filtro

 vácuo. O papel de filtro é
                                         Funil de Büchner

 ajustado à superfície de
 um funil de Büchner, que                  Rolha de borracha

 é conectado à boca de
                                           Kitassato
                                           (é um erlenmeyer
 um frasco kitassato.                      com uma saída lateral)




             Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Filtração a vácuo (acelerando a filtração)
 A trompa d’água é utilizada para                                 pressão
                                                                 atmosférica

 remover o ar do interior do
 kitassato e faz com que a pressão
 interna fique menor que a
 pressão atmosférica.                           Trompa          Ar
                                                d’água


 Consequentemente, a pressão                            Retirando ar
                                                          através da
 atmosférica força a fase líquida                           trompa
                                                            d’água
                                                Água                           Filtrado
 da mistura a passar mais rápido
 pelo papel de filtro.

            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Filtração a vácuo no cotidiano

 A mistura ar + poeira é uma mistura heterogênea sólido-gás.

 A fase sólida fica retida no filtro e a fase gasosa passa por ele.




                                                   Jaume Gual/AGE/Grupo Keystone
    Homem utilizando
      aspirador de pó


              Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
 Funil de                                Funil de separação (mistura
separação
                                         heterogênea líquido-líquido)
Óleo
                                          Para efetuar a separação, a
Água
                                         mistura é colocada dentro do funil.

                                          A torneira é ligeiramente aberta,
                                         permitindo o escoamento gradual
                                         da fase inferior, que é recolhida
                                         em outro frasco.

Funil de separação em uso


                Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
 Funil de                                Funil de separação (mistura
separação
                                         heterogênea líquido-líquido)
Óleo
                                          Fechando-se a torneira no exato
Água
                                         momento em que a fase inferior
                                         acabou de escoar, consegue-se a
                                         separação de ambas as fases.




Funil de separação em uso


                Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Dissolução fracionada
(mistura heterogênea sólido-sólido)

Essa técnica de separação está baseada na diferença de
facilidade com que os sólidos componentes
de uma mistura dissolvem-se em
determinado solvente.




           Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
                   a partir de misturas
                                                                           Evaporação (mistura
                                                                           homogênea sólido-líquido)

                                                                            Nas salinas, para fazer a
KARLHEINZ WEICHERT /TYBA




                                                                           separação da mistura água e sal,
                                                                               espera-se a evaporação
                           A evaporação é uma técnica barata,
                           usada quando só há interesse na fase
                                                                           completa da água, sob ação do
                           sólida que está dissolvida em um
                           líquido. O componente líquido é                     calor solar.
                           perdido no processo.
                                                                            Terminada a evaporação, restará
                                                                               o sal sólido.


                                           Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
                 a partir de misturas
                                                                   Evaporação (mistura
                                                                   homogênea sólido-líquido)

                                                                    O sólido obtido passa por um
                                                                   processo de purificação, ou refino,
Ana Hochheim/SambaPhoto




                                                                   durante o qual são eliminadas
                                                                   impurezas indesejáveis, como o
                                                                   cloreto de magnésio e o sulfato de
                          A evaporação é uma técnica
                          barata, usada quando só há               magnésio, que conferem ao produto
                          interesse na fase sólida que
                          está dissolvida em um líquido.               um sabor amargo e indesejável.
                          O componente líquido é
                          perdido no processo.


                                          Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
 a partir de misturas
 Destilação simples (mistura homogênea sólido-líquido)
  Na mistura água e sal, para se obter somente o sal, usa-se
   a evaporação. Para se obter somente a água ou ambos (água
   e sal separados), utiliza-se a destilação simples.


                                                         Ao final da
                                                         destilação restará
                                                         no frasco o
Ao final da
                                                         líquido purificado
destilação resta o
                                                         (destilado).
sal (resíduo) no
balão de
destilação.

                     Capítulo 2 – Substâncias químicas
Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Destilação simples no cotidiano




                                Fabricação de etanol




          Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Destilação fracionada
(mistura homogênea líquido-líquido)




          Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Destilação fracionada
(mistura homogênea líquido-
líquido)
 Nas refinarias, os componentes do
 petróleo são separados por meio da
 destilação fracionada, de acordo com as
 faixas de pontos de ebulição. Esse




                                                                    Mark A Leman/Stone/Getty Images
 processo é realizado em grandes
 colunas de fracionamento feitas de aço.


                                               Das plataformas...



           Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
a partir de misturas
Destilação fracionada
(mistura homogênea líquido-líquido)

 A técnica da destilação fracionada
 também é usada para separar os
 gases componentes do ar
 atmosférico. O ar é resfriado e em




                                                                   Mark A Leman/Stone/Getty Images
 seguida a mistura é submetida a
 destilação fracionada.


                                                ...às refinarias



            Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
  a partir de misturas
  Destilação fracionada
  (mistura homogênea líquido-líquido)
                                                           Gás combustível engarrafado,
                                                           uso doméstico e industrial. Até 40 ºC.




Quanto mais
voláteis os                                                 Gasolina, combustível de automóveis,
componentes de                                              solvente. 40 ºC a 140 ºC.
uma fração, mais
próximo do topo da
coluna ela é obtida.
                                                            Nafta, matéria-prima para
                                                            produtos químicos, plásticos.
                                                            140 ºC a 175 ºC.


                                                            Querosene, combustível de aviões a jato,
                                                            iluminação. 175 ºC a 235 ºC.

                       Capítulo 2 – Substâncias químicas
Obtendo substâncias puras
  a partir de misturas
  Destilação fracionada
  (mistura homogênea líquido-líquido)

                                                           Gasóleo leve, combustível diesel
                                                           e para fornos.
                                                           235 ºC a 305 ºC.

                                                           Gasóleo pesado,
Quanto mais                                                combustível para navios e fábricas.
voláteis os                                                305 ºC a 400 ºC.
componentes de
uma fração, mais
próximo do topo da                                         Óleos lubrificantes, ceras, vernizes.
coluna ela é obtida.
                                                           400 ºC a 510 ºC.



                                                           Resíduo inclui o piche.
                                                           Acima de 510 ºC.

                       Capítulo 2 – Substâncias químicas
Principais técnicas de separação

                                                            Uso do funil
Decantação
                                                           de separação


                          por       Método de      por
                        exemplo                  exemplo    Destilação
 Filtração                         separação
                                                             simples
                                   de misturas



Dissolução                                                  Destilação
fracionada                                                  fracionada




             Capítulo 2 – Substâncias químicas
(UFU MG/2011)
Sobre os procedimentos químicos da destilação de uma solução aquosa de sal de
cozinha e suas aplicações, assinale a alternativa correta.


                                      a) O sal de cozinha entra em ebulição
                                         ao mesmo tempo da água e é colhido
                                         no erlenmeyer.
                                      b) O condensador possui a função de
                                         diminuir a temperatura dos vapores
                                         produzidos pelo aquecimento e,
                                         assim, liquefazer a água.
                                      c) A temperatura de ebulição do sal de
                                         cozinha é menor que a temperatura
                                         de ebulição da água.
                                      d) A eficiência do método de destilação
                                         é pequena para separar o sal da água.
(ACAFE SC/2011)
Petróleo é uma matéria-prima não-renovável. Pode ser explorado em
áreas continentais de origem marinha, ou em áreas submarinas. Antes
do refino, o petróleo bruto é submetido a processos mecânicos de
separação para a retirada de água e impurezas sólidas.Nesse sentido,
assinale a alternativa correta.
a) O petróleo bruto é uma substância com propriedades físicas
peculiares.
b) Antes do refino, impurezas sólidas do petróleo bruto são separadas
    por destilação fracionada.
c) Após decantação do petróleo bruto, impurezas sólidas são
extraídas por destilação.
d) Após decantação e filtração do petróleo bruto, os derivados podem
ser obtidos por destilação fracionada.

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  • 1.
  • 2.
  • 3. Introdução O que é que determina o estado físico da matéria? 3
  • 4. Os estados físicos da matéria Sólido Líquido Gasoso (vapor) EDUARDO SANTALIESTRA/CID EDUARDO SANTALIESTRA/CID EDUARDO SANTALIESTRA/CID Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 5. Mudanças de estado físico Diminuição de temperatura (a água é resfriada) Adilson Secco Aumento de temperatura (a água é aquecida) Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 6. 6
  • 7. (UFRN/2006) O modelo abaixo representa processos de mudanças de estado físico para uma substância pura. V IV III sistema a sistema b sistema c I II Assinale a opção correta. a) Os processos I e II denominam-se, respectivamente, condensação e fusão. b) Os processos II e III ocorrem a temperaturas diferentes. c) Os processos III e IV ocorrem com variação de temperatura. d)Os processos IV e V denominam-se, respectivamente, vaporização e sublimação. 7
  • 8. Curvas de aquecimento da água pura Início da fusão (0 ºC) Temp. (ºC) Até a seta azul só existe gelo (sólido), cuja temperatura está aumentando. PF = 0 ºC Gelo Temperatura Durante o aquecimento a de fusão água sofre fusão a 0 ºC. ADILSON SECCO Tempo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 9. Curvas de aquecimento da água pura Temp. (ºC) Trecho de fusão: coexistem gelo e água em temperatura constante (0 ºC). Início Fim Gelo + Água PF = 0 ºC Temperatura de fusão ADILSON SECCO Tempo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 10. Curvas de aquecimento da água pura Temp. (ºC) Início da ebulição (100 ºC) Neste trecho só existe água (líquida), cuja temperatura está PE = 100 ºC aumentando. Temperatura de Fim da fusão ebulição Água PF = 0 ºC líquida Temperatura de fusão ADILSON SECCO Tempo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 11. Curvas de aquecimento da água pura Temp. (ºC) Início da ebulição Água Fim da ebulição (100 ºC) (100 ºC) + Vapor PE = 100 ºC Temperatura de ebulição Trecho de ebulição: coexistem líquido e vapor em temperatura constante (100 ºC). ADILSON SECCO Tempo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 12. Curvas de aquecimento da água pura Temp. (ºC) Fim da ebulição (100 ºC) Vapor-d’água PE = 100 ºC Temperatura de Neste trecho só ebulição existe vapor-d’água, Durante o aquecimento cuja temperatura a água sofre ebulição a está aumentando. 100 ºC. Tempo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 13. Curvas de aquecimento da água pura Temp. (ºC) Início Fim Início Fim Gelo Água Água Vapor-d’água Gelo + + PE = 100 ºC líquida Água Vapor Temperatura de ebulição PF = 0 ºC Temperatura de fusão ADILSON SECCO Tempo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 14. Valores de PF e PE para algumas substâncias  Ponto de fusão de uma substância é a temperatura em que ela sofre fusão (durante o aquecimento) ou solidificação (durante o resfriamento).  Ponto de ebulição de uma substância é a temperatura em que ela sofre ebulição (durante o aquecimento) ou condensação (durante o resfriamento). Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 15. Valores de PF e PE para algumas substâncias Substância PF (ºC) PE (ºC) Tungstênio 3.422 5.555 Ferro 1.538 2.861 Cobre 1.085 2.562 Ouro 1.064 2.856 Prata 962 2.162 Cloreto de sódio 801 1.465 Alumínio 660 2.519 SÉRGIO DOTTA JR./CID Chumbo 327 1.749 Água 0 100 Bromo –7 59 PF do NaCl = 801 ºC Mercúrio – 39 357 Hidrogênio – 259 – 253 Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 16. Previsões a partir de PF e PE Abaixo do PF é sólida Entre o PF e Acima do PE é gasosa PE é líquida Abaixo do PF é sólido Entre o PF e PE é líquido Acima do PE é gasoso Abaixo do PF é sólido Entre o PF e PE é Acima do PE líquido é gasoso Sentido de temperatura crescente Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 17. Vamos Praticar Em alguns automóveis há, no vidro traseiro, filamentos que Em alguns automóveis há, no vidro traseiro, filamentos que servem como desembaçadores. Ao ligar este dispositivo fazemos servem como desembaçadores. Ao ligar este dispositivo fazemos com que estes filamentos se aqueçam e conseguentemente o com que estes filamentos se aqueçam e conseguentemente o vidro é desembaçado. Por que isto ocorre? vidro é desembaçado. Por que isto ocorre? Resp.: A água líquida, causadora do aspecto embaçado do vidro, recebe o calor fornecido pelos filamentos e passa para o estado de vapor. RESPOST A 17
  • 18. (MACK-SP) Indique os estados físicos das substâncias I, II, III e IV (MACK-SP) Indique os estados físicos das substâncias I, II, III e IV citadas na tabela abaixo, à temperatura de 40 °C e pressão de 1 atm. citadas na tabela abaixo, à temperatura de 40 °C e pressão de 1 atm. Resp.: I e III – gasoso II – líquido IV - sólido -100 o 0o 40 o 100 o -116 34 -63 61 -127 31 43 183 RESPOST A 18
  • 19. (PUC MG/2007) Considere o quadro abaixo, que apresenta algumas substâncias e suas respectivas temperaturas de fusão (TF) e de ebulição (TE), ao nível do mar. Substância TF(º C) TE(º C) Água 0 100,0 Clorofórmio − 63,0 62,3 Hidróxido de sódio 318,6 1389,0 Ácido acético 16,7 118,1 Considerando-se esses dados, é INCORRETO afirmar: a) O clorofórmio a 70 ºC é gasoso. b) A 85ºC, o hidróxido de sódio é sólido. c) A 25ºC, duas das substâncias são líquidas. d) A substância mais volátil é o clorofórmio. 19
  • 20. Densidade e flutuação  A comparação entre as densidades permite prever se um corpo irá afundar ou flutuar em um certo líquido. Exemplo: dcortiça < dágua cortiça flutua na água dchumbo > dágua chumbo afunda na água Cortiça 0,32 g/cm3 massa Densidade = Água volume 1,00 g/cm3 Unidades de densidade: Adilson Secco Chumbo 11,3 g/cm3 g/cm3, g/L, kg/L etc. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 21. (UNICAMP – SP) Três frascos de vidro transparentes, fechados, de forma e dimensões iguais, contêm a mesma massa de líquidos diferentes. Um contém água, o outro clorofórmio; e o terceiro, etanol. Os três líquidos são incolores e não preenchem totalmente os frascos, os quais não têm nenhuma identificação. Sem abrir os frascos, como você faria para identificar as substâncias? A densidade(d) de cada um dos líquidos, à temperatura ambiente, é: d(água) = 1,0g/cm3 d(clorofórmio) = 1,4 g/cm3 e d ( etanol) = 0,8g/cm3 massa Densidade = volume Pense! Para a mesma massa de líquidos diferentes, quanto menor a densidade do líquido, maior será o seu volume. 21
  • 22. Organize os dados do problema d (etanol) = 0,8g/cm3 < d(água) = 1,0g/cm3 < d (clorofómio) = 1,4g/cm3 Considerando massas iguais dos líquidos Volume do Volume do Etanol > Volume da água > Clorofórmio Conclusão: O recipiente com maior volume de líquido corresponde ao etanol, o de menor volume ao clorofórmio e o intermediário a água. 22
  • 23. Densidade e flutuação  Uma pessoa flutua sem esforço nas águas do Mar Morto. Lá, para cada litro de água do mar, existem cerca de 360 g de sais dissolvidos, enquanto no litoral do Brasil, por exemplo, para cada litro de água do mar, existem cerca de 37 g de sais dissolvidos. Paula Bronstein/Getty Images Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 24. Fatores que alteram a densidade  Material considerado EDUARDO SANTALIESTRA/CID A substância enxofre, sólido amarelo com: PF = 95 ºC, PE = 445 ºC, d = 2,07 g/cm3. EDUARDO SANTALIESTRA/CID A substância ferro, sólido cinza-metálico com: PF = 1.538 ºC, PE = 2.861 ºC, d = 7,87 g/cm3. Eduardo Santaliestra/CID  Temperatura  Mudanças de estado físico Água + gelo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 25. Grandezas e suas unidades 247 mL 300 g EDUARDO SANTALIESTRA/CID EDUARDO SANTALIESTRA/CID O creme de leite é vendido O chantilly é vendido por massa. por volume. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 26. Propriedades da Matéria Como determinar a densidade de um sólido? Se o sólido apresentar forma geométrica bem definida, você pode determinar Se o sólido apresentar forma geométrica bem definida, você pode determinar seu volume, medindo suas dimensões e multiplicando-as. Porém, se precisar seu volume, medindo suas dimensões e multiplicando-as. Porém, se precisar determinar o volume de um sólido com formato irregular, conhecendo determinar o volume de um sólido com formato irregular, conhecendo somente a sua massa, sem conhecer a sua densidade, você pode proceder da somente a sua massa, sem conhecer a sua densidade, você pode proceder da seguinte forma: seguinte forma:
  • 27. O Detetive Químico João estava no ponto de ônibus quando foi abordado por um desconhecido, que lhe João estava no ponto de ônibus quando foi abordado por um desconhecido, que lhe contou uma estória triste, cheia de desgraça, doenças, perda de emprego etc. Ao final contou uma estória triste, cheia de desgraça, doenças, perda de emprego etc. Ao final da estória, o desconhecido ofereceu-lhe uma corrente de ouro 18 quilates, de massa da estória, o desconhecido ofereceu-lhe uma corrente de ouro 18 quilates, de massa igual a 76 g, por apenas R$ 50,00. João, condoído e tentado pela oferta vantajosa, igual a 76 g, por apenas R$ 50,00. João, condoído e tentado pela oferta vantajosa, acabou comprando a corrente. Mais tarde, meio desconfiado, ele decidiu realizar o acabou comprando a corrente. Mais tarde, meio desconfiado, ele decidiu realizar o seguinte experimento para comprovar se a corrente era ou não de ouro 18 quilates. seguinte experimento para comprovar se a corrente era ou não de ouro 18 quilates. Sabendo que a densidade do ouro 18 quilates é de 16,5 g/cm3, responda às questões: Sabendo que a densidade do ouro 18 quilates é de 16,5 g/cm3, responda às questões:
  • 28. O Detetive Químico 1. A corrente era realmente de ouro 18 quilates? Explique como você chegou a essa conclusão. Resp.: Não. Tem que calcular a densidade do metal e comparar com a densidade do ouro 18 quilates (16,5 g/cm 3). d = m/v d = 76g/8,4ml = 9,05g/ml RESPOST A 28
  • 29. O Detetive Químico 2. Por certo, a aparência da corrente contribuiu para a decisão de João, que se esqueceu ou desconhecia o fato de que um objeto pode ser recoberto por uma fina película de metal e, dessa forma, ter sua aparência alterada. Baseado na tabela de densidade apresentada a seguir, qual dos metais apresentados deve ser o mais provável constituinte da corrente? Justifique sua resposta. Resp.: Cobre RESPOST A 29
  • 30. Um vidro contém 200 cm3 de mercúrio de densidade 13,6 g/cm3. A massa de mercúrio contida no vidro é: a) 0,80 Kg b) 0,68 Kg c) 2,72 Kg d) 27,2 Kg e) 6,8 Kg d = 13,6 g/cm3 1cm3 ________ 13,6 g X = 2720 g = 2,72Kg 200cm3 ________ X 30
  • 31. Substâncias químicas  Substância é uma porção de matéria que tem propriedades bem definidas como PF, PE, densidade, o fato de ser inflamável ou não, a cor, o odor etc. EDUARDO SANTALIESTRA/CID EDUARDO SANTALIESTRA/CID Enxofre: sólido amarelo com Ferro: sólido cinza-metálico com PF = 95 ºC, PF = 1.538 ºC, PE = 445 ºC, d = 2,07 g/cm3. PE = 2.861 ºC, d = 7,87 g/cm3.  Uma substância pura não está misturada com outra substância ou com outras substâncias. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 32. Curva de aquecimento da substância água pura  Todo material cuja fusão e cuja ebulição ocorrem a uma temperatura constante – ou seja, do início ao fim da mudança de estado não se observa variação de temperatura – é considerado substância pura ou simplesmente substância. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 33. Mistura  Uma mistura é um sistema constituído pela adição de duas ou mais substâncias puras. A partir do momento em que são adicionadas, elas passam a ser as substâncias componentes da mistura. Eduardo Santaliestra/CID Eduardo Santaliestra/CID enxofre ferro água óleo enxofre + ferro água + óleo Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 34. Curva de aquecimento de uma mistura  Todo material cuja temperatura sofre variação durante a fusão e a ebulição é chamado mistura. As misturas caracterizam-se por apresentar uma faixa de temperatura para a ocorrência da fusão ou da ebulição. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 35. Misturas Especiais Diagrama – Misturas Eutéticas Misturas de sólidos (fundem- se à Temperatura constante), e o constante gráfico apresenta um patamar solda (estanho + chumbo) durante a fusão gelo + sal de cozinha
  • 36. Mistuaras Especiais Diagrama – Misturas Azeotrópicas Misturas de líquidos (fervem à Temperatura constante), e o constante) gráfico apresenta um patamar durante a ebulição álcool comum (96% de etanol e 4% de água)
  • 37. Misturas homogêneas e heterogêneas  Mistura homogênea ou solução é aquela que possui as mesmas propriedades em todos os seus pontos (sua extensão). açúcar água Eduardo Santaliestra/CID  A mistura homogênea ou solução de açúcar em água apresenta as mesmas propriedades físicas em água + açúcar toda extensão. A mistura água e açúcar é um exemplo de mistura homogênea ou solução. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 38. Misturas homogêneas e heterogêneas  Mistura heterogênea é aquela que não possui as mesmas propriedades em toda a sua extensão. Eduardo Santaliestra/CID Eduardo Santaliestra/CID água óleo Os fragmentos de ferro possuem as propriedades água + óleo da substância ferro (cinza-metálico, PF= 1.538 ºC Mistura (heterogênea) etc.) e os fragmentos de enxofre possuem as de água e óleo propriedades da substância enxofre (amarelo, PF = 95 ºC etc.). Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 39. Número de fases de uma mistura  Fase é uma porção de uma amostra de matéria que apresenta as mesmas propriedades em todos os seus pontos.  Uma fase pode apresentar-se contínua ou fragmentada em várias partes. Mudança de Superfície de propriedades separação JAVIER JAIME SÁNCHEZ/CID Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 40. Número de fases de uma substância pura  Em uma amostra de substância pura que esteja em diferentes estados físicos, haverá mais de uma fase.  Cada estado físico presente corresponderá a uma fase. Eduardo Santaliestra/CID Mudança de Superfície de propriedades separação Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 41. Conceituação de Sistema  Sistema é uma porção de matéria que foi escolhida para ser estudada. Eduardo Santaliestra/CID Eduardo Santaliestra/CID Eduardo Santaliestra/CID Sistema formado por Sistema formado por Sistema formado por água pura e sal água pura água pura e gelo JAVIER JAIME SÁNCHEZ/CID Photodisc/Getty images Eduardo Santaliestra/CID Sistema formado por Sistema formado por Sistema denominado água e óleo sal de cozinha granito Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 42. Sistemas homogêneos Sistema A. Sistema B. Sistema C. Sistema D. Água pura Água + sal dissolvido Água + álcool Ar atmosférico DUDAREV MIKHAIL /SHUTTERSTOCK EDUARDO SANTALIESTRA/CID EDUARDO SANTALIESTRA/CID EDUARDO SANTALIESTRA/CID Substância pura: Mistura homogênea Mistura homogênea Mistura homogênea homogêneo (1 fase). (solução): (solução): (solução): homogêneo (1 fase). homogêneo (1 fase). homogêneo (1 fase). Os sistemas A, B, C e D apresentam propriedades uniformes em todos os seus pontos, ou seja, possuem uma única fase. São denominados sistemas homogêneos. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 43. Sistemas heterogêneos Sistema E. Sistema F. Sistema G. Sistema H. Água + gelo Água + óleo Ferro + enxofre Água + areia JAVIER JAIME SÁNCHEZ/CID Eduardo Santaliestra/CID Eduardo Santaliestra/CID SÉRGIO DOTTA JR./CID Substância pura: Mistura Mistura Mistura heterogêneo heterogênea: heterogênea: heterogênea: (2 fases). heterogêneo heterogêneo heterogêneo (2 fases). (2 fases). (2 fases). Os sistemas E, F, G e H não apresentam propriedades uniformes em todos os seus pontos, ou seja, possuem mais uma fase. São denominados sistemas heterogêneos. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 44. Classificando alguns sistemas GURYANOV ANDREY VLADIMIROVICH/SHUTTERSTOCK Photodisc/Getty images O granito é um sólido constituído por A fumaça, além dos três componentes, o quartzo, de cor componentes gasosos, branca, o feldspato, de cor cinza ou apresenta partículas sólidas, marrom e a mica, de cor negra. Ele sendo, portanto, uma apresenta três fases distintas, sendo, mistura heterogênea. portanto, uma mistura heterogênea. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 45. Esquematizando Homogênea (solução) Mistura pode ser Heterogênea Amostra de matéria pode assim Quando se (sistema) classificada ser Homogênea encontrar em apenas um estado físico Substância pura pode ser assim Quando se classificada encontrar em Heterogênea mais de um estado físico Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 46. (UFES) Observe a representação dos sistemas I, II e III e seus componentes. O número de fases em cada um é, respectivamente: a) 3, 2 e 4. b) 3, 3 e 4. c) 2, 2 e 4. d) 3, 2 e 5. e) 3, 3 e 6. 46
  • 47. Obtendo substâncias puras a partir de misturas  Para saber se uma amostra de matéria é substância pura ou mistura, basta uma análise de suas propriedades específicas; se o resultado indicar uma mistura de substâncias, será necessário escolher um método adequado para purificação. Ao final da separação, para saber se as substâncias foram bem separadas deveremos verificar suas constantes físicas: Água pura PF = 0 ºC PE = 100 ºC Fracionamento Eduardo Santaliestra/CID d = 1 g/cm3 (separação) Sal puro PF = 801 ºC PE = 1.465 ºC Água + sal d = 2,17 g/cm3 Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 48. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Decantação (mistura heterogêna sólido-líquido)  Após a deposição da areia no fundo, pode-se cuidadosamente transferir a água para outro recipiente inclinando-se lentamente o frasco em que está a mistura. A técnica é denominada decantação. Mistura de água e areia Após a deposição Transferência da da areia no fundo fase líquida Água SÉRGIO DOTTA JR./CID SÉRGIO DOTTA JR./CID SÉRGIO DOTTA JR./CID Areia Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 49. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Centrifugação  Caso seja muito lenta, a sedimentação da mistura heterogênea pode ser acelerada submetendo-se a mistura a uma intensa rotação, técnica conhecida como centrifugação. Photodisc/Getty images Centrífuga desligada Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 50. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Centrifugação Photodisc/Getty images Centrífuga em rotação  Nos laticínios, a manteiga é separada do leite por centrifugação. O leite, mais denso, deposita-se no fundo do recipiente, enquanto a manteiga, menos densa, concentra-se na parte superior. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 51. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Bastão de vidro Filtração simples (mistura (bagueta) heterogênea sólido-líquido) Mistura  A mistura é despejada sobre uma de água e areia superfície porosa apropriada, o Areia retida no filtro filtro. O filtro permite que a fase Funil com A fase líquida o atravesse, mas retém a papel de que filtro Béquer passa pelo fase sólida. filtro é SÉRGIO DOTTA JR./CID chamada filtrado. Filtração de uma mistura de água e areia Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 52. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Bastão de Filtração simples (mistura vidro (bagueta) heterogênea sólido-líquido)  O líquido que passa pelo filtro é Mistura de água denominado filtrado e a fase e areia sólida que nele fica retida é o Areia retida no filtro resíduo. Funil com A fase papel de que passa  O papel de filtro é elaborado com filtro Béquer pelo filtro é fibras de papel entrelaçadas, de SÉRGIO DOTTA JR./CID chamada filtrado. modo que os orifícios entre elas (invisíveis a olho nu) atuem como Filtração de uma mistura de água e areia os orifícios de uma peneira. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 53. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Filtração simples no cotidiano  Quando preparamos café, a água quente faz a extração de componentes solúveis.  Na filtração, separa-se a fase sólida do filtrado, que contém água e os componentes solúveis do café nela dissolvidos. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 54. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Filtração a vácuo (acelerando a filtração) Papel de filtro Superfície cheia  Uma mistura de farinha de furos na qual se encaixa o papel de filtro de trigo e água demora Funil de Büchner muito mais para ser filtrada que uma mistura Rolha de borracha de areia e água. Kitassato (é um erlenmeyer com uma saída lateral) Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 55. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Filtração a vácuo (acelerando a filtração) Papel de filtro  Para acelerar o processo Superfície cheia de furos na qual utiliza-se a filtração a se encaixa o papel de filtro vácuo. O papel de filtro é Funil de Büchner ajustado à superfície de um funil de Büchner, que Rolha de borracha é conectado à boca de Kitassato (é um erlenmeyer um frasco kitassato. com uma saída lateral) Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 56. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Filtração a vácuo (acelerando a filtração)  A trompa d’água é utilizada para pressão atmosférica remover o ar do interior do kitassato e faz com que a pressão interna fique menor que a pressão atmosférica. Trompa Ar d’água  Consequentemente, a pressão Retirando ar através da atmosférica força a fase líquida trompa d’água Água Filtrado da mistura a passar mais rápido pelo papel de filtro. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 57. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Filtração a vácuo no cotidiano  A mistura ar + poeira é uma mistura heterogênea sólido-gás.  A fase sólida fica retida no filtro e a fase gasosa passa por ele. Jaume Gual/AGE/Grupo Keystone Homem utilizando aspirador de pó Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 58. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Funil de Funil de separação (mistura separação heterogênea líquido-líquido) Óleo  Para efetuar a separação, a Água mistura é colocada dentro do funil.  A torneira é ligeiramente aberta, permitindo o escoamento gradual da fase inferior, que é recolhida em outro frasco. Funil de separação em uso Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 59. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Funil de Funil de separação (mistura separação heterogênea líquido-líquido) Óleo  Fechando-se a torneira no exato Água momento em que a fase inferior acabou de escoar, consegue-se a separação de ambas as fases. Funil de separação em uso Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 60. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Dissolução fracionada (mistura heterogênea sólido-sólido) Essa técnica de separação está baseada na diferença de facilidade com que os sólidos componentes de uma mistura dissolvem-se em determinado solvente. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 61. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Evaporação (mistura homogênea sólido-líquido)  Nas salinas, para fazer a KARLHEINZ WEICHERT /TYBA separação da mistura água e sal, espera-se a evaporação A evaporação é uma técnica barata, usada quando só há interesse na fase completa da água, sob ação do sólida que está dissolvida em um líquido. O componente líquido é calor solar. perdido no processo.  Terminada a evaporação, restará o sal sólido. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 62. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Evaporação (mistura homogênea sólido-líquido)  O sólido obtido passa por um processo de purificação, ou refino, Ana Hochheim/SambaPhoto durante o qual são eliminadas impurezas indesejáveis, como o cloreto de magnésio e o sulfato de A evaporação é uma técnica barata, usada quando só há magnésio, que conferem ao produto interesse na fase sólida que está dissolvida em um líquido. um sabor amargo e indesejável. O componente líquido é perdido no processo. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 63. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Destilação simples (mistura homogênea sólido-líquido)  Na mistura água e sal, para se obter somente o sal, usa-se a evaporação. Para se obter somente a água ou ambos (água e sal separados), utiliza-se a destilação simples. Ao final da destilação restará no frasco o Ao final da líquido purificado destilação resta o (destilado). sal (resíduo) no balão de destilação. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 64. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 65. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Destilação simples no cotidiano Fabricação de etanol Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 66. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Destilação fracionada (mistura homogênea líquido-líquido) Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 67. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Destilação fracionada (mistura homogênea líquido- líquido)  Nas refinarias, os componentes do petróleo são separados por meio da destilação fracionada, de acordo com as faixas de pontos de ebulição. Esse Mark A Leman/Stone/Getty Images processo é realizado em grandes colunas de fracionamento feitas de aço. Das plataformas... Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 68. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Destilação fracionada (mistura homogênea líquido-líquido)  A técnica da destilação fracionada também é usada para separar os gases componentes do ar atmosférico. O ar é resfriado e em Mark A Leman/Stone/Getty Images seguida a mistura é submetida a destilação fracionada. ...às refinarias Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 69. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Destilação fracionada (mistura homogênea líquido-líquido) Gás combustível engarrafado, uso doméstico e industrial. Até 40 ºC. Quanto mais voláteis os Gasolina, combustível de automóveis, componentes de solvente. 40 ºC a 140 ºC. uma fração, mais próximo do topo da coluna ela é obtida. Nafta, matéria-prima para produtos químicos, plásticos. 140 ºC a 175 ºC. Querosene, combustível de aviões a jato, iluminação. 175 ºC a 235 ºC. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 70. Obtendo substâncias puras a partir de misturas Destilação fracionada (mistura homogênea líquido-líquido) Gasóleo leve, combustível diesel e para fornos. 235 ºC a 305 ºC. Gasóleo pesado, Quanto mais combustível para navios e fábricas. voláteis os 305 ºC a 400 ºC. componentes de uma fração, mais próximo do topo da Óleos lubrificantes, ceras, vernizes. coluna ela é obtida. 400 ºC a 510 ºC. Resíduo inclui o piche. Acima de 510 ºC. Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 71. Principais técnicas de separação Uso do funil Decantação de separação por Método de por exemplo exemplo Destilação Filtração separação simples de misturas Dissolução Destilação fracionada fracionada Capítulo 2 – Substâncias químicas
  • 72. (UFU MG/2011) Sobre os procedimentos químicos da destilação de uma solução aquosa de sal de cozinha e suas aplicações, assinale a alternativa correta. a) O sal de cozinha entra em ebulição ao mesmo tempo da água e é colhido no erlenmeyer. b) O condensador possui a função de diminuir a temperatura dos vapores produzidos pelo aquecimento e, assim, liquefazer a água. c) A temperatura de ebulição do sal de cozinha é menor que a temperatura de ebulição da água. d) A eficiência do método de destilação é pequena para separar o sal da água.
  • 73. (ACAFE SC/2011) Petróleo é uma matéria-prima não-renovável. Pode ser explorado em áreas continentais de origem marinha, ou em áreas submarinas. Antes do refino, o petróleo bruto é submetido a processos mecânicos de separação para a retirada de água e impurezas sólidas.Nesse sentido, assinale a alternativa correta. a) O petróleo bruto é uma substância com propriedades físicas peculiares. b) Antes do refino, impurezas sólidas do petróleo bruto são separadas por destilação fracionada. c) Após decantação do petróleo bruto, impurezas sólidas são extraídas por destilação. d) Após decantação e filtração do petróleo bruto, os derivados podem ser obtidos por destilação fracionada.

Notas do Editor

  1. FICHA TÉCNICA QUÍMICA GERAL Substâncias e Funções Inorgânicas Condutividade Elétrica de Soluções Aquosas Conteúdo: Livro de Química na Abordagem do Cotidiano Vol. 1 (Tito Canto) - pg. 330 a 337 Objetivo Didático: Fornecer ao aluno a compreensão .... Estrutura: Este módulo é composto por 23 slides e uma animação com tempo previsto para 1 hora aula (50 min) Contextualização: a relação entra soluções eletrolíticas e os líquidos corporais
  2. SLIDE 4 - INTRODUÇÃO PENSE - O que é que determina o estado físico da matéria?
  3. SLIDE 24 – VAMOS PRATICAR – Questão Aberta
  4. SLIDE 25 – VAMOS PRATICAR – Questão (MACK-SP)
  5. Determinação do volume de um sólido Se o sólido apresentar forma geométrica bem definida, você pode determinar seu volume, medindo suas dimensões e multiplicando-as. Porém, se precisar determinar o volume de um sólido com formato irregular, conhecendo somente a sua massa, sem conhecer a sua densidade, você pode proceder da seguinte forma: a) Coloque água em um recipiente graduado, como uma proveta, até um determinado volume. b) Mergulhe o sólido de formato irregular no recipiente contendo água e verifique o novo volume de água. c) A diferença entre o volume final e o volume inicial é o volume deste sólido. A partir deste procedimento podemos determinar a densidade do sólido utilizando a expressão. Usberco, João Química — volume único / João Usberco, Edgard Salvador.— 5. ed. reform. — São Paulo : Saraiva, 2002.
  6. SLIDE 16 - PROPRIEDAES DA MATÉRIA – DIAGRAMA – MISTURAS EUTÉTICAS Misturas eutéticas são misturas em que o ponto de fusão dos elementos que a compõem são muito parecidos. Isso é muito comum em misturas entre metais. Ex.: o bronze é uma mistura de cobre com o estanho , impossível separar por fusão. Exemplos: solda (estanho + chumbo) gelo + sal de cozinha Ponto Vermelho: Misturas de sólidos (fundem-se à Temperatura constante ), e o gráfico apresenta um patamar durante a fusão Fontes: QUIMICA VOL. ÙNICO – Usberco e Salvador – pg.39 (Gráfico) WIKIPÉDIA - http://pt.wikipedia.org/wiki/Mistura#Misturas_Azeotr.C3.B3picas_e_Eut.C3.A9ticas (Definição)
  7. SLIDE 17 - PROPRIEDAES DA MATÉRIA – DIAGRAMA – MISTURAS AZEOTRÓPICAS Definição: são misturas em que o ponto de ebulição não se altera, em temperatura constante, comportando-se como um composto químico ou um elemento. Esse tipo de mistura acontece quando o ponto de ebulição atinge o patamar. É muito comum entre líquidos. Ex.: O álcool de cozinha (96% de etanol e 4% de água) é uma mistura azeotrópica, isso se deve porque esse álcool está misturado à água em uma proporção onde é impossível separar pela ebulição, já que a temperatura se mantém constante. PE = 78,5°C Ponto Vermelho: Misturas de líquidos (fervem à Temperatura constante) , e o gráfico apresenta um patamar durante a ebulição Fontes: QUIMICA VOL. ÙNICO – Usberco e Salvador – pg.39 (Gráfco) WIKIPÉDIA - http://pt.wikipedia.org/wiki/Mistura#Misturas_Azeotr.C3.B3picas_e_Eut.C3.A9ticas (Definição)