Classificação da matéria: Substancias puras e Misturas

Classificação da matéria

O diagrama abaixo mostra-nos como se classifica a matéria, isto é, como a matéria se apresenta na Natureza. Podemos ter a matéria em forma de substâncias puras ou de misturas.

Matéria:

• a)    Substância pura: Elementar ou Composta.
• b)    Mistura: Homogénea e Heterogénea.

Substancias puras

Uma substância pura é um tipo de matéria que, em determinadas condições, apresenta propriedades especificas invariáveis.

As substâncias puras não apresentam impurezas, os seus pontos de fusão e de ebulição são fixos e não podem ser alterados. Raramente encontramos substâncias puras na Natureza, pois há sempre tendência de ocorrer a mistura das substâncias, seja de forma voluntária ou involuntária.

O termo puro em Química é muito preciso ou taxativo, pressupõe que haja apenas aquela substância.

No nosso dia-a-dia é comum ouvir-se expressões como: respirar ar puro; tomar leite puro; tomar sumo puro. Quimicamente estas afirmações estão erradas. O ar, o leite e o sumo são misturas de diferentes substâncias.

As substâncias puras formadas por apenas um único elemento químico designa-se de substâncias elementares. Por exemplo, o ferro, o alumínio, o oxigénio. As substâncias que são formadas por dois ou mais elementos químicos diferentes, designam-se de substâncias compostas. Por exemplo, a água, o dióxido de carbono.

Misturas

Comummente, falamos de misturas quando nos referimos à junção ou coexistência de mais que uma unidade de participantes.

Por exemplo, falamos de sumo de mistura quando é constituído por diversos tipos de fruta; mistura de amendoim, coco e verdura na confeção de matapa; mistura de areia e cimento na construção de casas; mistura de água e areia quando se trata água turva tirada do poço; água e café ou folhas de chá; mistura de farinha de trigo, açúcar, ovos ao preparar bolos, etc.

Quimicamente falando, o que é uma mistura?

Mistura é uma junção de duas ou mais substâncias diferentes, cujas propriedades mantêm-se inalteradas.

Quando se forma uma mistura, cada substância que se junta, ou que participa na formação da mistura, continua sendo aquilo que ela era antes, simplesmente ela passa a estar no mesmo local com outras. É por isso que depois de formada a mistura, é possível, por métodos elementares, proceder de novo à separacäo daquelas substâncias que compunham a mistura.

Com certeza que existem aquelas misturas que facilmente podemos separar. Porém, há outras que são mais difíceis e que exigem procedimentos mais complexos.

De acordo com o aspecto apresentado pela mistura, distinguem-se dois tipos de misturas: Misturas heterogéneas e Misturas homogéneas.

Misturas homogéneas

Se num copo de vidro com água deitarmos três a cinco colheres de sal de cozinha e agitarmos, passado algum tempo, o sal de cozinha «desaparece». Obtém-se um liquido incolor de aspecto único, como se nada tivesse sido adicionado. Na realidade, sabemos que naquele copo, além da água, também existe o sal de cozinha. A água e o sal são componentes da mistura. A uma mistura assim formada, em que não conseguimos visualizar os componentes da mistura chamamos de mistura homogénea.

Mistura homogénea é aquela que não conseguimos distinguir os seus componentes.

A mistura homogénea apresenta sempre as mesmas características em toda a sua extensão, isto é, apresenta um único aspecto (unifásica). Este tipo de mistura é também chamada de solução.

Exemplos: refrescos, água açucarada, chá, sumos, cimento.

Misturas heterogéneas

Se numa garrafa transparente deitarmos meio litro de água e uma chávena de óleo de cozinha e agitarmos, passados poucos segundos, observamos que se formam duas camadas bem distintas no conteúdo da garrafa. A camada de baixo é constituída por água e a de Cima é formada por Óleo de cozinha.

De igual modo, se numa peneira deitarmos arroz e amendoim, conseguimos com facilidade distinguir o amendoim do arroz. Ä mistura em que conseguimos visualizar os seus componentes chamamos de mistura heterogénea.

Mistura heterogénea é aquela que conseguimos distinguir os seus componentes.

Fig. 19 - Mistura heterogénea (água + óleo)

A mistura heterogénea não apresenta as mesmas características em toda a sua extensão, é possível identificar cada componente, isto é, apresenta muitos aspectos (polifásica).

Exemplos: areia e água, água e petróleo, salada de alface, açúcar e feijão.

Métodos de separação de misturas

Existem muitos métodos para a separacäo dos componentes das misturas. Entretanto, faremos referência a apenas alguns. É muito importante para a escolha de determinado método, o conhecimento das propriedades dos componentes da mistura. Vamos distinguir entre os métodos de separacäo de misturas, os adequados para os componentes de misturas heterogéneas e os adequados para os componentes de misturas homogéneas.

A separação dos componentes das misturas é muito importante, pois muitas substâncias são encontradas sob a forma de misturas, sendo que o seu uso passa pela sua retirada da mistura. Por exemplo, o álcool hospitalar usado para desinfectar as feridas, encontra-se misturado com a água e outros componentes; o sal de cozinha encontra-se dissolvido na água do mar, portanto, para se ter essas substâncias, recorre-se às técnicas de separacäo de misturas.

Os combustíveis (gasóleo, gasolina, petróleo, gás de cozinha, etc.) são encontrados em jazigos sob a forma de uma mistura designada petróleo bruto. A sua separação e purificação é possível graças ao uso dos métodos de separacäo dos componentes de misturas.

Métodos de separação de Misturas heterogéneas

Para a separação dos componentes de misturas heterogéneas podem ser usados os seguintes métodos: catação, peneiração, decantação, filtração e separação magnética.

• Catação é um processo rudimentar de separacäo dos componentes de uma mistura heterogénea usada quando os componentes são bem distintos – tamanho ou cor – e que desse modo podem ser separados com as mãos ou pinças. É o método usado por exemplo para separar o arroz não descascado do descascado; para separar as pedras do feijão (Fig. 21).

Fig. 21 – Catação

• Peneiração é igualmente um processo rudimentar de separação dos componentes de uma mistura heterogénea baseada na diferença do estado de granulação das partículas e que consiste no uso de uma peneira. Por exemplo, ap6s pilar o amendoim ou o milho, passa-se a ter uma mistura heterogénea cujos componentes, o amendoim fino e grosso ou o milho e farelo, são separados com uso da peneira (fig. 22).

Fig. 22 – Peneiração

• Decantação baseia-se na diferença de densidades dos componentes. Consiste em deixar a mistura repousar e o componente mais denso, geralmente o sólido, depositar-se por acção da gravidade, depois, cuidadosamente verte-se o componente menos denso para outro recipiente. Quando se tira água do poço que esteja turva (mistura de água e areia), deixando a lata com água por algumas horas, as partículas de areia depositam-se no fundo da lata e a água fica por cima. Seguidamente, vaza-se a água com cuidado para um outro recipiente (fig. 23).

Existe um caso especial de decantação, designado funil de decantação ou decantação em funil, que consiste em deitar a mistura no funil e depois da deposição abre-se a torneira cuidadosamente, deixando passar o componente mais denso. Por exemplo, utiliza-se para separar a mistura água e óleo de cozinha (fig. 24).

• Filtração baseia-se na diferença de estados físicos ou do estado de granulação dos componentes. Consiste na colocação da mistura numa superfície porosa (filtro) que retém um dos componentes geralmente o sólido ou o componente de maior granulação, e deixa passar a fase liquida ou componente de menor granulação. É um dos métodos usados para separar a areia da água ou para separar o coco ralado do seu leite (fig. 25).

• Separação magnética baseia-se na diferença do carácter magnético dos componentes. Consiste em fazer passar o íman pela mistura. Assim, o componente com carácter magnético, geralmente o metálico, é atraído por um íman. Exemplo: limalha de ferro + areia (fig. 26).

• Destilação simples baseia-se na diferença de temperaturas de ebulição dos componentes. Consiste em submeter a mistura ao aquecimento, onde o componente de menor temperatura de ebulição se vaporiza primeiro e condensa-se, sendo recolhido. O de major temperatura de ebulição permanece no recipiente de aquecimento. No processo de produção caseira de aguardente, a partir de frutas ou farelo fermentados (mistura água + álcool), procede-se destilação simples, com recurso a equipamento rudimentar, porém usando os mesmos princípios da indústria. O álcool que tem menor temperatura de ebulição (78 °C), vaporiza primeiro e mantém-se a égua (Fig. 28).

Aparelhagem de destilação simples

• Cromatografia baseia-se na diferença de mobilidade (velocidade) dos componentes da mistura numa superfície na presença de um solvente determinado. É um método tipicamente laboratorial ou industrial, usado para separar os componentes da tinta.

Existem diferentes tipos de cromatografia, sendo mais conhecida a cromatografia de papel, cujo procedimento está representado na figura 29.

Cromatografia de papel

A. Coloca-se a gota de tinta de caneta num pedaço de papel.

B. O pedaço de papel é mergulhado na água misturada com álcool.

C. Por acção da forca capilar, a água humedece todo o papel (de baixo para cima) e transporta consigo a tinta, cujos componentes se deslocam de forma diferente, separando-se.

Bibliografia

AFONSO, Amadeu. Q8 – Química 8ª Classe. 2ª Edição. Texto Editores, Maputo, 2020.