Sistema Homogêneo e Heterogêneo, Separação de Misturas, ligações químicas

Sistema Homogêneo e Heterogêneo, Separação de Misturas, ligações químicas

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Introdução

A história da Química está intrinsecamente ligada ao desenvolvimento do homem, já que abarca todas as transformações de matérias e as teorias correspondentes.

A ciência química surge no século XVII, a partir dos estudos de alquimia, populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da Química se recolhem pela primeira vez, na obra do cientista britânico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A Química, como tal, começa um século mais tarde, com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão.

Objetivo

O objetivo desse trabalho é apresentar alguns conceitos da química e suas aplicações, os sistemas homogêneos e heterogêneos, as técnicas utilizadas na separação de misturas e ligações químicas.

Misturas heterogêneas

Uma mistura é dita heterogênea quando é possível ver os elementos compostos, ou seja, apresenta duas ou mais fases. Esta mistura é caracterizada por componentes que estão misturados, porém não dissolvidos. Exemplos: água + óleo + areia (3 fases) ou água + areia (2 fases).

Observação: a visualização não é, necessariamente, a olho nu. As fases de uma mistura heterogênea podem ser detectadas no microscópio ou separadas em uma centrífuga. Como exemplos têm-se o sangue e o leite.

Mistura homogênea

Mistura homogênea é aquela cujas substâncias constituintes não podem ser identificadas como no início pois possuem as mesmas propriedades em toda a sua extensão. Tais substâncias sofrem dissolução, ou seja, a sua mistura produz somente uma fase. Isso quer dizer que toda mistura homogênea é uma solução, ou seja, mistura homogênea é um conjunto de substâncias solúveis entre si. Um exemplo é a mistura da água com álcool: quando misturadas essas duas substâncias é impossível distinguir uma da outra.Outro exemplo é a mistura de água e gelo, seguindo o mesmo padrão da mistura anterior.

Gases formam misturas homogêneas exceto quando suas densidades são muito diferentes, como o hexafluoreto de urânio (UF6) com hélio (He)

Como a Quimica estuda as substâncias e suas transformações, torna-se interessante saber como isolar as substâncias de uma mistura. Entretanto nem sempre é conveniente separá-las para fins práticos. A água potável é uma mistura formada por água, sais e gases dissolvidos. Destilá-la, ou seja separa-la das demais substâncias, torna-a imprópria par ao consumo direto, deixando-a com sabor desagradável e destituida de substâncias vitais para nossa existência

Quando a separação dos componentes de uma mistura é necessária, pode-se realiza-la por um dos métodos de Analise imediata. Pelo conhecimento das propriedades físicas e das constantes fisicas estabelece-se o processo de separação.

Análise Imediata

Os processos de Análise Imediata podem ser divididos em dois tipos: os que envolvem separação mecânica, como catação e peneiração, e os que envolvem mudanças físicas, como destilação e fusão.

Catação

Processo usado em misturas sólido-sólido quando um dos componentes apresenta aspecto ou tamanho diferente. Exemplo: na escolha do feijão, a dona de casa separa os grãos das impurezas.

Levigação

È o processo usado em misturas sólido-sólido quando é possível arrastar, com o auxilio de um líquido, as partículas de um dos constituintes. Exemplo: o garimpeiro usa a bateia, a qual deixa passar a areia, que é menos densa, e retém as partículas mais densas, que podem conter ouro.

Ventilação

Processo usado em misturas sólido-sólido quando a diferença de densidade dos constituintes é muito grande. Nesse caso, utiliza-se o vento para arrastar o componente de menor densidade. Exemplo: no beneficiamento do café, ao jogá-lo para o alto, as folhas, que são menos densas que os grãos de café são levadas pelo vento.

Peneiração ou Tamisação

É o processo usado em misturas sólido-sólido quando o diâmetro das partículas é muito diferente. A mistura é colocada numa peneira; as partículas de menor tamanho atravessam a malha, enquanto as maiores ficam retidas. Exemplo: na construção civil a peneiração elimina pedras, sujeiras e grãos maiores de areia que dificultariam a preparação e a aplicação da massa fina.

Sedimentação Fracionada

Processo usado em misturas sólido-sólido quando a diferença de densidade dos constituintes é muito grande. Primeiro, adiciona-se um líquido de densidade intermediária para que o sólido de menor densidade flutue e o de maior densidade se deposite no fundo. Depois se transfere o líquido com o sólido menos denso para o outro recipiente, vaporizando o líquido ou filtrando o conjunto. Exemplo: na mistura serragem e areia, a serragem flutua na água e a areia deposita-se.

Dissolução fracionada

È o processo usado em misturas sólido-sólido quando a diferença de solubilidade é muito grande. Adiciona-se um líquido que dissolve um dos constituintes. Isso faz com que um dos sólidos se dissolva e o outro se deposite no fundo ou sobrenade no líquido. Depois essas duas fases são separadas por decantação ou por filtração. Para separar o sólido dissolvido, pode-se, por exemplo, vaporizar o líquido ou fazer uma destilação.

Cristaliação fracionada

Processo usado em misturas sólido-sólido quando a diferença de solubilidades não é muito grande. Adiciona-se um líquido que dissolve os constituintes e , em seguida, submete-se a uma mistura a evaporação; quando os menos solúvel atingir o limite de sua solubilidade, este começará a se depositar. Após essa separação, transferese o líquido com o sólido dissolvido para outro recipiente; pode-se fazer, também, uma decantação ou uma filtração. Para separar o sólido dissolvido, pode-se, por exemplo, evaporar o líquido ou fazer uma destilação.

Separação magnética

È o processo usado em misturas sólido-sólido quando um dos constituintes tem afinidade magnética, senod atraído por um ímã. Exemplo: separação de ferro-velho com o auxilio de eletroímãs.

Decantação

Processo usado em misturas heterogeneas sólido-líquido ou líquido-líquido.

Deixa-se a mistura em repouso, durante certo tempo, até que haja a separação total das fases. Depois, cuidadosamente, transfere-se o líquido sobrenadamente para outro recipiente. Isso pode ser feito usando um sifão ou, no caso de líquido-líquido, além do sifão, pode-se usar um dunil de decantação ou de separção.

Centrifugação

Quando se deseja acelerar o processo de decantação, pode-se usar centrifugadores. Essa decantação “forçada” é usada nos laboratórios que fazem exames de sangue e na industria leiteira, para separar a fase líquida dos sólidos ricos em gordura.

Filtração

É o processo usado em misturas heterogêneas sólido-líquido ou sólido-gás.

Passa-se a mistura por uma parede ou por uma superfície porosa que retém o sólido, enquanto o líquido ou o gás passa pelo meio filtrante.

Evaporação

Processo usado em misturas sólido-líquido. Deixa o líquido evaporar naturalmente ou acelera-se o processo, separando-o do sólido. A evaporação é empregada nas salinas.

Destilação

È o processo usado em misturas homogêneas sólido-líquido. Aquece-se a mistura: o líquido vaporiza-se e passa por um condensador, liquefazendo-se novamente. É empregado na destilação de água, nas industrias de bebidas e de perfumes.

Destilação Fracionada

A separação dos componentes de uma mistura homogênea líquido-líquido pode ser feita por destilações sucessivas. É o que acontece com a destilação do petróleo. O petróleo é separado em várias frações e não em todas as substâncias que o constituem; suas principais frações são a gasolina, o querosene, o óleo diesel e o óleo lubrificante.

Fusão

Processo usado em misturas homogêneas sólido-sólido. Aquece-se a mistura, e o sólido de menor ponto de fusão funde-se, separando-se. Se existirem vários sólidos, recorre-se à fusão fracionada.

Fusão Fracionada

Processo usado para separar sólidos cujos pontos de fusão são muito diferentes

(Tranformação do sólido para o líquido). Exemplo: Ouro e bronze, que tem a densidade diferente, ocasionando a fusão mais rápida do bronze.

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