Substâncias, Misturas e Soluções: Conceitos e Separação

Substâncias e Misturas

As substâncias são formadas por partículas idênticas (átomos ou moléculas). Elas não podem ser quebradas por procedimentos simples. As mais comuns são: elementos e compostos.

Misturas são combinações de duas ou mais substâncias. Como podemos reconhecer as misturas? Existem misturas homogêneas e misturas heterogêneas. Elas podem sempre ser separadas por processos físicos como filtração, decantação, destilação, cromatografia, etc.

Métodos de Separação de Misturas

Os métodos de separação podem ser mecânicos (mais úteis para misturas heterogêneas) ou térmicos (adequados para misturas homogêneas).

Métodos Mecânicos

• Sedimentação: É amplamente utilizado na mineração para separar o minério por gravidade.
• Decantação: Usado quando a mistura é formada por líquidos de diferentes densidades.
• Centrifugação: Divide por diferenças de densidade, mas o processo é acelerado com uma centrífuga, um recipiente girando em alta velocidade.
• Levigação: Separação por densidade, onde uma corrente de água transporta materiais menos densos.
• Filtração: Serve para separar partículas sólidas de um líquido, utilizando peneiras.
• Separação Magnética: Para separar minerais magnéticos do minério, e especialmente na reciclagem de resíduos, para separar restos de metais ferrosos.

Métodos Térmicos

• Cromatografia: Separa uma mistura de substâncias em solução, utilizando um suporte sólido, como papel.
• Cristalização: Se o objetivo é obter cristais grandes, a solução deve ser colocada em um recipiente de base larga e baixa profundidade, permitindo que a água evapore lentamente por horas ou dias.
• Destilação: Consiste em aquecer suavemente uma mistura de vários líquidos até que cada um atinja seu ponto de ebulição e seja coletado.
• Destilação Fracionada: Misturas de produtos orgânicos naturais geralmente contêm muitos produtos químicos de interesse industrial. Por exemplo, o óleo é aquecido a 400 ºC na torre de destilação para separar seus componentes.
• Evaporação à Secura: Se o tamanho dos cristais não for importante, a solução pode ser evaporada até a secura para obter a substância em pó.

Soluções e Suas Propriedades

As soluções são misturas homogêneas estáveis.

• Soluto: É a substância encontrada em menor proporção na solução.
• Solvente: É o componente encontrado em maior proporção na solução.
• Solubilidade: É a quantidade máxima de uma substância que pode se dissolver em 100g de água (solvente) a uma dada temperatura.

Tipos de Soluções (em relação à solubilidade)

• Diluída: A quantidade de soluto é muito pequena em relação à sua solubilidade.
• Concentrada: A quantidade de soluto está próxima da solubilidade.
• Saturada: É a solução que contém a maior quantidade de soluto que pode ser dissolvida a uma dada temperatura.

Propriedades Coligativas

É o nome dado a certas propriedades que dependem do número de partículas de soluto em solução.

• Crioscopia (Abaixamento da Temperatura de Congelamento): A diminuição da temperatura de congelamento (Freezing Point) é proporcional à quantidade de partículas de soluto dissolvido.
• Ebulioscopia (Aumento da Temperatura de Ebulição): Necessita de maior temperatura para o solvente passar à fase gasosa.
• Osmose: Todas as células que compõem o corpo se nutrem e descartam seus resíduos através de suas membranas, fenômeno chamado de osmose.