No cotidiano nos referimos a muitos compostos utilizando a palavra “substância” ou “mistura”. No entanto, será que estamos fazendo o uso correto dessas palavras? Em Química, o que significam substância e mistura?
O que é substância?
Substância pura, ou simplesmente substância, é qualquer material que apresenta as propriedades físicas definidas, determinadas e praticamente invariáveis nas mesmas condições de temperatura e pressão.
A água destilada, por exemplo, é uma substância, pois ela é constituída unicamente de água, ou seja, H2O, e suas propriedades físicas, tais como o ponto de fusão, o ponto de ebulição e a densidade, são bem definidas, conforme mostrado nos dados abaixo, ao nível do mar [1 atm]:
- PF = 0 ºC;
- PE = 100 ºC;
- d = 1,0 g/cm3 a 3,98 ºC;
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→ Substâncias simples e compostas
A água é um exemplo de substância composta, ou seja, é formada por moléculas com mais de um tipo de elemento. Mas também existem substâncias simples, como o gás oxigênio [O2], que é formado por apenas um tipo de elemento. Para entender melhor a diferença entre ambas, leia: Substâncias simples e compostas.
Não existem duas substâncias que tenham todas as propriedades exatamente iguais. Veja mais alguns exemplos de substâncias:
- álcool etílico anidro [sem água];
- gás carbônico;
- cloreto de sódio;
- mercúrio;
- iodo;
- ouro;
- silício;
- gás nitrogênio;
- gás hélio;
- ferro.
Não seria correto nos referirmos à água da chuva, do mar, à água mineral, da torneira, à água potável ou de um rio como sendo substâncias. Na realidade essas águas possuem outras substâncias dissolvidas nelas. Por exemplo, a água do mar contém vários sais, como o sal de cozinha [cloreto de sódio — NaCl], que pode ser extraído dela por evaporação e cristalização. O correto seria dizermos que elas são misturas.
Misturas são os materiais constituídos por mais de uma substância [componente] e cujas propriedades físicas variam para cada amostra nas mesmas condições de temperatura e pressão.
A fusão e a ebulição das misturas ocorrem em determinada faixa de temperatura e apresentam densidades diferentes em função de sua composição. O álcool hidratado, por exemplo, tem a sua densidade variando de acordo com a porcentagem de álcool etílico e de água que constituem a mistura.
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→ Misturas homogêneas e heterogêneas
O álcool hidratado é uma mistura homogênea, pois apresenta uma única fase. Outros exemplos de misturas homogêneas são o soro caseiro, o soro fisiológico, a gasolina, o vinagre etc.
No entanto, quando a mistura apresenta mais de uma fase, como uma mistura de areia e água, dizemos que é uma mistura heterogênea. Também são misturas heterogêneas: quartzo, água e óleo, areia, madeira, sangue, leite, água com gás, entre outros.
Talvez você esteja se perguntando: mas o leite e o sangue são homogêneos?! Na realidade, eles parecem ter uma única fase a olho nu; porém, os cientistas basearam esse conceito em dois aparelhos sofisticados: o ultramicroscópio e a ultracentrífuga.
Se usarmos um ultramicroscópio para visualizar o álcool hidratado e o sangue, observaremos que o álcool hidratado é totalmente uniforme, enquanto o sangue apresenta aspecto desigual, sendo, portanto, constituído de mais de uma fase. Além disso, se usarmos uma ultracentrífuga, veremos que haverá uma separação no caso do sangue, como mostra a imagem a seguir:
- Petróleo: mistura complexa de hidrocarbonetos em porcentagens variadas.
- Vinagre: formado basicamente de ácido acético e água.
- Madeira: composto de celulose, lignina, álcool pirolenhoso, água, ácido acético e outras substâncias em porcentagens variadas.
- Granito: formado por três fases — quartzo, mica e feldspato.
- Aço: 98,5% de ferro e 1,5% de carbono em massa.
- Ar atmosférico: aproximadamente 78% de gás nitrogênio; 20% de oxigênio e 2% de outros gases.
Apenas a água destilada é uma substância pura, pois é constituída somente por moléculas de água. 1. Substâncias puras ou simplesmente substâncias: São aquelas constituídas somente por um tipo de constituinte [moléculas, átomos, íons, fórmulas unitárias etc.] e possuem pontos de fusão e ebulição constantes a uma dada pressão, além de densidade bem definida, em determinada pressão e temperatura. Substâncias são consideradas puras quando em uma amostra só encontramos moléculas daquela substância, sem nenhuma outra presente. Por exemplo: na água destilada encontramos única e exclusivamente moléculas da substância água [H2O]. [F] A água mineral não é uma substância, mas sim uma mistura, porque ela não possui apenas a substância pura H2O. A água mineral é o resultado de um processo no qual a água da chuva penetra no solo e passa por várias rochas. Assim, como o próprio nome indica, além de água, ela também possui vários minerais dissolvidos. Substância pura simples: é toda substância formada por átomos de um único elemento químico. ... Exemplos: água [H2O], formada por átomos de dois elementos: hidrogênio e oxigênio. Gás carbônico [CO2], formado por átomos de dois elementos: carbono e oxigênio. Substâncias Simples São aquelas substâncias formadas por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico. Veja os exemplos: Note que as moléculas do gás hidrogênio [H2] e o gás oxigênio [O2] são formadas átomos de um mesmo elemento químico. Substância pura é toda substância formada por apenas um tipo de molécula, de composição química invariável e homogênea, e que tenha propriedades físicas e químicas constantes. ... Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc. As substâncias são formadas por um único tipo de componente [átomos, moléculas ou aglomerados iônicos] e possuem propriedades constantes e definidas. As substâncias são os materiais que possuem todas as propriedades bem definidas, determinadas e praticamente constantes. Pelo código, as águas também são classificadas como minerais pela presença de radioatividade e termalidade [temperatura > 25ºC], mesmo que possuam resíduos químicos baixos. A água mineral, por sua vez, pode ser definida como aquela que possui características físico-químicas que promovem benefícios aos seres humanos. ... Já a água destilada é aquela produzida em laboratório com o uso de um destilador. Uma substância pura é formada por um único tipo de espécie química, ou seja, sua composição e propriedades são fixas. Uma mistura contém mais de um tipo de componente e, por isso, sua organização é variável. Dessa forma, só podemos distinguir uma substância pura de uma mistura ao conhecermos sua composição. Misturas Azeotrópicas: se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição [PE constante]. Exemplos: álcool etílico + água, acetona + metanol, álcool etílico + clorofórmio. ... A solda é uma mistura eutética de Estanho e Chumbo. As substâncias compostas são formadas por mais de um tipo de átomo, o que é razão da existência de uma variedade de compostos, apesar do número reduzido de elementos. ... As substâncias açúcar e álcool, por exemplo, são formadas pela união de diferentes átomos: hidrogênio, oxigênio e carbono. Um mistura é quando temos em um mesmo sistema duas ou mais substâncias puras que apresentam propriedades físicas que não são fixas nem constantes. A Química estuda a matéria e as transformações sofridas por ela. ... Já as misturas são sistemas formados por duas ou mais substâncias compostas ou simples que sejam diferentes. Substância ou substância pura em química, é uma forma constante de matéria caracterizada por suas entidades específicas, como átomos de elementos tais em proporções próprias e moléculas. substantivo feminino Qualquer matéria que faz parte da constituição de algo. [Química] Substâncias extraídas dos seres vivos ou criadas por síntese, e que contêm carbono e hidrogênio: substâncias orgânicas, inorgânicas. Natureza de uma coisa; essência: sua substância não coincide com a aparência. A água destilada é assim separada dos sais minerais, dos gases e outros produtos nela dissolvidos. Enquanto que a água que bebemos é, em termos gerais, uma solução, a água destilada também não é uma substância totalmente pura, não há a presença de apenas H2O, pois a destilação não evapora basicamente os sais. Água mineral é aquela proveniente de fontes naturais ou de fontes artificialmente captadas que possua composição química ou propriedades físicas ou físico-químicas distintas das águas comuns, com características que lhe confira uma ação medicamentosa [no Brasil: Decreto-Lei Nº 7.841, de 08/08/1945]. Poucos sabem, mas nem toda garrafinha de água que compramos contém água mineral natural. Sim, o líquido cristalino que bebemos pode ter diversas origens, inclusive passando por vários processos industriais. Em Alagoas, três tipos são mais comuns: água mineral, água adicionada de sais e água de poços artificiais. A água salobra é aquela que não apresenta uma quantidade de sal elevada como a água salgada, mas não possui a mesma quantidade de sal da água doce. ... Por fim, temos a água doce, que possui salinidade inferior ou igual a 0,5%.