Prof. : Drielle Caroline...• O café que preparo em casa pode ser considerado como um processo de filtragem? • Separar o lixo orgânico do reciclável é importante para o meio

Prof. : Drielle Caroline

Av. Higienópolis, 769 – Sobre Loja – Centro – Londrina – PR. – CEP: 86.020-080

Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234

site: www.seja-ead.com.br

CAPÍTULO 3 – CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA

� O QUE VOCÊ JÁ SABE?

Antes de iniciar o conteúdo referente a classificação da matéria cujo conceito

você estudou anteriormente, pense nas seguintes questões:

• A água é uma substância?

• Porque a água e a areia não se misturam?

• Como será que é feita a separação da água do mar?

• O café que preparo em casa pode ser considerado como um processo de

filtragem?

• Separar o lixo orgânico do reciclável é importante para o meio ambiente.

Porquê?

Conceito de substâncias

Como vimos, um conjunto de átomos com as mesmas propriedades

químicas constitui um elemento químico, e cada substância é caracterizada por

uma proporção constante desses elementos.

Uma substância é uma porção de matéria que tem propriedades bem

definidas e que lhe são características.

Dentre essas propriedades, estão o ponto de fusão, o ponto de ebulição,

a densidade, o fato de ser inflamável ou não, a cor, o odor etc. Duas substâncias

diferentes podem, eventualmente, possuir algumas propriedades iguais, mas

nunca todas elas. Caso aconteça de todas as propriedades de duas substâncias

serem iguais, então elas são, na verdade, a mesma substância. Veja alguns

exemplos de substâncias na figura abaixo:



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Fonte: Química no cotidiano – volume 1

A classificação das diferentes substâncias é feita de acordo com sua

composição.

Substância pura Tipo de matéria formada por unidades químicas iguais, sejam átomos,

sejam moléculas, e por esse motivo apresentando propriedades químicas e

físicas próprias. As substâncias puras podem ser classificadas como simples ou

compostas.

Substâncias simples A substância formada por um ou mais átomos de um mesmo elemento

químico é classificada como substância pura simples ou, simplesmente,

substância simples.

Fonte: Química – volume único

Substâncias compostas Quando as moléculas de determinada substância são formadas por dois

ou mais elementos químicos, ela é classificada como substância pura

composta ou, simplesmente, substância composta.


Misturas Mistura: é formada por duas ou mais substâncias, cada uma delas sendo

denominada componente.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Como as misturas apresentam composição variável, têm propriedades —

como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade — diferentes daquelas

apresentadas pelas substâncias quando estudadas separadamente.

A maioria dos materiais que nos cercam são misturas. O ar que

respiramos, por exemplo, é formado por uma mistura de três tipos principais de

gases:

• gás nitrogênio (N2) = 78%; • gás oxigênio (O2) = 21%; • gás argônio (Ar) = 1%; • gás carbônico (CO2) = 0,03%. Observação: Estamos considerando o ar seco, na ausência de poluentes.

Veja alguns exemplos:


Tipos de misturas De acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos classificá-la

em função do seu número de fases:

Fase: cada uma das porções que apresenta aspecto visual homogêneo

(uniforme), o qual pode ser contínuo ou não, mesmo quando observado ao

microscópio comum.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Considere as seguintes misturas:


Dessa maneira, as misturas são classificadas em função de seu número

de fases:

Mistura homogênea: toda mistura que apresenta uma única fase.

As misturas homogêneas são chamadas soluções. Alguns exemplos:

água de torneira, vinagre, ar, álcool hidratado, pinga, gasolina, soro caseiro, soro

fisiológico e algumas ligas metálicas. Além dessas, todas as misturas de

quaisquer gases são sempre misturas homogêneas.

Mistura heterogênea: toda mistura que apresenta pelo menos duas fases.

Alguns exemplos de misturas heterogêneas: água e óleo, areia, granito,

madeira, sangue, leite, água com gás. As misturas formadas por n sólidos

apresentam n fases, desde que estes sólidos não formem uma liga ou um cristal

misto.

Independentemente de uma amostra de qualquer material ser uma

substância ou uma mistura, ela será denominada um sistema — tudo que é

objeto da observação humana — e também poderá ser classificada em função

do seu aspecto visual.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234




Em resumo:

Uma substância pura, como o próprio nome diz, está pura, ou seja,

não está misturada com outra substância ou com outras substâncias. Em geral,

quando um químico refere-se, por exemplo, à substância água ele está

deixando subentendido que se refere à substância pura água.

Já uma mistura é uma porção de matéria que corresponde à adição

de duas ou mais substâncias puras. A partir do momento em que elas são

adicionadas, deixam obviamente de ser consideradas substâncias puras. Elas

passam a ser as substâncias componentes da mistura.

Conceituação de sistema

Sistema é uma porção de matéria escolhida para ser estudada.

Consideremos, como sistemas a serem estudados, o conteúdo dos frascos

esquematizados abaixo, que denominaremos de A a H.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234



A investigação experimental desses sistemas permite determinar

que A, B, C e D apresenta m propriedades uniformes em todos os seus pontos,

ou seja, possuem uma única fase. Tais sistemas são denominados

homogêneos.

Os sistemas E, F, G e H, por sua vez, apresentam mais de uma fase

e são, por isso, denominados heterogêneos.

Veja outro exemplo:


Reforçando conceitos fundamentais:

Elemento químico: é formado por átomos que apresentam propriedades

químicas iguais. Exemplos:



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Substância: é formada geralmente pela união de dois ou mais átomos.

1. Nível atômico ou "microscópico":


Mistura: é formada por mais de uma substância, as quais não podem ser

representadas por uma única fórmula. Algumas vezes sua composição pode ser

indicada pelas fórmulas de suas várias substâncias constituintes.

1. Nível microscópico:


2. Nível macroscópico:



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Fonte: Química – volume único Processos de separação (fracionamento) de misturas Decantação

Em uma mistura heterogênea sólido/líquido, como areia/água, a fase

mais densa tende a ocupar a posição inferior, enquanto a menos densa tende a

ocupar a posição superior.

Uma maneira de separar uma mistura de água e areia é esperar que a

areia, mais densa que a água, se deposite no fundo do recipiente. (Essa

deposição de sólido no fundo é chamada por alguns de sedimentação).

Após a deposição da areia no fundo, pode-se transferir a água para

outro recipiente, inclinando-se lentamente o frasco em que está a mistura. A

técnica é denominada decantação.


Centrifugação (acelerando a decantação)



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Caso a separação das fases de uma mistura heterogênea sob ação da

gravidade seja muito lenta, ela pode ser apressada submetendo a mistura a uma

intensa rotação, técnica conhecida como centrifugação, realizada em aparelhos

denominados centrífugas.


Na indústria de laticínios, por exemplo, a nata é separada do leite com

o uso de grandes centrífugas. Girando a grande velocidade, o leite, mais denso,

deposita-se no fundo do recipiente, enquanto a nata, menos densa, concentra-

se na parte superior.

Filtração simples

Para separar misturas heterogêneas sólido/líquido, existe outro

processo, um pouco mais trabalhoso, porém de maior eficiência que a

decantação, é a filtração, técnica que consiste em despejar a mistura sobre uma

superfície porosa apropriada, o filtro. Este permite que a fase líquida o atravesse,

mas retém a fase sólida, propiciando uma separação de ambas.

O papel de filtro, bastante empregado em laboratórios, é elaborado

com fibras de papel entrelaçadas de modo que os orifícios entre elas (invisíveis

a olho nu) atuem como os orifícios de uma peneira. As partículas formadoras da

água —moléculas de água — são tão pequenas que passam por dentro desses

orifícios. Já as partículas de areia, maiores que eles, são retidas pelo papel.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234



Filtração a vácuo (acelerando a filtração)

Num laboratório é comum haver misturas heterogêneas

sólido/líquido cuja filtração é muito demorada. (Um exemplo caseiro é o da

mistura de farinha e água, que demora muito mais para ser filtrada que uma

mistura de água e areia).

Para acelerar a filtração foi desenvolvido o processo da filtração a

vácuo, que é ilustrado nas imagens abaixo. Nesse processo, o papel de filtro é

ajustado à superfície de um funil apropriado, o funil de Büchner, que é conectado

à boca de um frasco especial, o kitassato.

O dispositivo denominado trompa d’água (ou trompa de vácuo) é

ligado ao kitassato. Dentro da trompa passa água corrente, que “arrasta” ar

consigo. Esse fluxo remove um pouco de ar de dentro do kitassato e faz a

pressão interna ficar menor que a pressão atmosférica. Consequentemente, a

pressão atmosférica força a fase líquida da mistura a passar mais rapidamente

pelo papel de filtro.


Funil de separação

Para separar misturas heterogêneas líquido/líquido, como

óleo/água, os químicos utilizam um aparelho de vidro, o funil de separação

(também chamado de funil de decantação ou funil de bromo), mostrado na

imagem abaixo.

Para efetuar a separação, a mistura é colocada dentro do funil. A

torneira é ligeiramente aberta, permitindo o escoamento gradual da fase inferior,



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


que é recolhida em outro frasco. Fechando-se a torneira no exato momento em

que a fase inferior acabou de escoar, consegue-se a separação de ambas as

fases.


Dissolução fracionada

Dos muitos métodos que existem para separar misturas heterogêneas

de dois ou mais sólidos, vamos analisar um em particular: a dissolução

fracionada.

Essa técnica de separação está baseada na diferente tendência de os

sólidos componentes de uma mistura se dissolverem em determinado solvente.

Para ocorrer a separação, um dos sólidos deve se dissolver no solvente e o outro

não.

Como exemplo, consideremos a mistura heterogênea sal e areia. Como

separá-los?

Inicialmente, adicionamos água à mistura. A água dissolve o sal, mas

não dissolve a areia. Após mexer bem, obtemos um sistema heterogêneo

constituído por duas fases: uma delas é a solução de sal em água, e a outra é a

areia, que não se dissolveu na água.

Em seguida a mistura é filtrada. A areia fica retida no filtro, enquanto a

solução de sal em água passa por ele. A água pode ser eliminada por

evaporação ou ebulição, restando o sal.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Evaporação e destilação simples

Evaporação

Um meio de fazer a separação da mistura água/sal é simplesmente

esperar pela evaporação completa da água, por exemplo, sob a ação do calor

solar. Assim que a evaporação acabar, restará o sal.

A evaporação é uma técnica barata, usada para se obter o componente

sólido que está dissolvido no líquido (o sal, no caso). O componente líquido (a

água, no caso) é perdido no processo. A evaporação é usada, portanto, quando

só há interesse na fase sólida; a líquida, então, é desprezada.

Esse processo tem larga utilização nas salinas, instalações nas

quais a água do mar é colocada em tanques largos e rasos, para que vá

evaporando gradualmente. Com a evaporação da água, obtém-se o sal sólido.

Este, em seguida, passa por um processo de purificação, ou refino, durante o

qual são eliminadas as impurezas presentes. Principalmente duas dessas

impurezas, o cloreto de magnésio e o sulfato de magnésio, se não forem

eliminadas, darão ao produto um sabor amargo indesejável.


Destilação simples

Como proceder se o interesse for obter água pura a partir da água do

mar?

Para separar a mistura de água e sal, e também recuperar a água,

emprega-se a destilação simples, ilustrada a seguir.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234



A mistura é aquecida em um balão de vidro e a água entra em

ebulição, mas o sal não. O vapor de água passa pelo interior do condensador,

que é resfriado por água corrente. Com esse resfriamento, esse vapor condensa-

se. A água líquida, isenta de sal, é recolhida no recipiente da direita (erlenmeyer)

e, ao final, restará sal sólido no balão de vidro.

O líquido purificado que é recolhido no processo de destilação recebe

o nome de destilado (nesse caso, trata-se de água destilada). A destilação

simples é utiliza da quando há interesse nas duas fases ou apenas na líquida.

Destilação fracionada

As misturas homogêneas formadas por dois ou mais líquidos oferecem

uma razoável dificuldade para sua separação. A técnica da destilação

fracionada, esquematizada a seguir, pode ser usada com sucesso para separar

algumas misturas desse tipo. É uma técnica complexa, e sobre ela vamos

apresentar apenas uma breve noção.

A destilação fracionada é um aprimoramento da destilação simples, na

qual uma coluna de vidro cheia de obstáculos (bolinhas ou cacos de vidro) é

colocada entre o condensador e o balão no qual a mistura é aquecida. O vapor

do componente de menor ponto de ebulição é o que passa pelos obstáculos com

mais facilidade, e por isso ele chega ao condensador antes dos demais



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


componentes e destila primeiro. Assim que ele destilar totalmente, destilará o

próximo componente líquido da mistura (em ordem crescente de pontos de

ebulição), que é recolhido em outro frasco. E assim por diante.


Exercício resolvido (Unicamp-SP) Têm-se as seguintes misturas: I. areia e água II. álcool (etanol) e água III. sal de cozinha (NaCl,) e água, nesse caso uma mistura homogênea Cada uma dessas misturas foi submetida a uma filtração em funil com papel e, em seguida, o líquido resultante (filtrado) foi aquecido até sua total evaporação. Pergunta-se: a) Qual mistura deixou um resíduo sólido no papel após a filtração? O que era esse resíduo? b) Em qual caso apareceu um resíduo sólido após a evaporação do líquido? O que era esse resíduo? Resolução a) Apenas na mistura I há um sólido presente que pode ser retido pelo filtro. Esse resíduo é a areia.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


b) No caso III, o filtrado é a própria solução de sal de cozinha em água. Dessa solução apenas a água evapora, deixando um resíduo branco de sal de cozinha. Em foco...

Reutilizar e reciclar: Retornando o material ao ciclo útil

Quando o problema é o lixo, uma questão é ponto chave! O tempo

necessário para que os materiais se decomponham quando são descartados no

ambiente. De modo geral, analisando a composição química dos resíduos de lixo

da nossa sociedade, esse tempo é relativamente grande demais. Então, o que

fazer?

Fonte: site da Sanepar

O lixo da sociedade atual é cheio de materiais cuja decomposição pe

muito lenta. Resta, então, encontrar alternativas que minimizem esse efeito e

as consequências para o ambiente.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Um caminho para a solução desse problema é apontado pelo princípio

dos 3 Rs – Reduzir, Reutilizar e Reciclar.

Fonte: site da Internet

Os princípios acima são alicerçados em um novo conceito sobre o que

vem a ser lixo. Em geral, entende-se por lixo restos de tudo aquilo que fazemos,

no dia-a-dia, e que consideramos inútil, indesejável ou descartável. Ocorre que

boa parte do lixo na verdade não é lixo, pois muitos materiais que estão no lixo

são materiais que ainda podiam ser utilizados ou reciclados e estão ali, no local

errado.

Assim, um dos objetivos do gerenciamento dos refugos urbanos é a

REUTILIZAÇÃO de alguns produtos descartáveis. Frascos de vidro foram

usados para acondicionar produtos alimentícios podem ser reaproveitados na

própria cozinha, ou servir de potes para guardar miudezas. Um sapato furado,

uma roupa que ficou larga ou rádio que quebrou também não precisariam ser

descartados: toda cidade tem pessoas especializadas no reparo desses objetos.

Pneus velhos de carros podem ser reutilizados de várias formas: recauchutados

ganham nova vida útil, recortados podem virar sola de sapatos e outros artefatos,

triturados podem ser utilizados para fabricar tapetes ou misturados ao asfalto

para pavimentação de estradas.

É claro que o reaproveitamento nem sempre é viável. Existem materiais

que se reaproveitados podem oferecer riscos à saúde. Frascos de produtos de

limpeza ou de agrotóxicos, por exemplo, devem ser descartados. Basta usar o



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


bom-senso e seguir a orientação do fabricante, assim temos que nos preocupar

se a reutilização do material é devidamente higiênica e respeitar as

características dos materiais.


Outra opção para a diminuição do refugo urbano é RECICLAR. O material

pode ser aproveitado como matéria-prima na produção de novos bens. Com isso,

economizam-se energia e matéria-prima original. A reciclagem consiste na

recuperação de materiais, modificando-os em suas propriedades físicas e

químicas em processos de obtenção de novos materiais. Muitos desses

processos são conduzidos por meio da fusão dos materiais com posterior

solidificação em um processo de moldagem para obtenção de novos objetos,

como na reciclagem de matais, plásticos e vidros. Nesses processos, são

adicionados outros materiais para conferir novas propriedades aos novos

materiais que se deseja. Outros processos são caracterizados pelo

desenvolvimento de reações químicas, como a reciclagem de papéis.

O quadro abaixo apresenta informações básicas para a compreensão da

importância da reciclagem.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234



Um bom e conhecido exemplo de reciclagem é o de alumínio. O impacto

ambiental de sua reciclagem equivale a 10% do impacto causado pela produção

a partir do minério, matéria-prima original. Por isso, o seu sucesso. No processo

de extração do alumínio do minério, consome-se grande quantidade de energia

para se obter um nível de pureza desejado. Medem-se assim os benefícios da

reciclagem, considerando os diferentes impactos ambientais que vão da

produção até a reciclagem.

A reciclagem resulta de inúmeras atividades, como coleta, separação e

processamento. Os materiais que antes achávamos descartáveis podem tornar-

se matéria-prima na manufatura de bens evitando a utilização de matéria virgem.

Mas antes se deve analisar se a recuperação do resíduo é viável técnica e

economicamente. Por exemplo, na atualidade existem poucas empresas

especializadas na reciclagem do isopor; por isso esse material acaba virando

lixo. O fato de o material ser potencialmente reciclável, não quer dizer que a

reciclagem ocorrerá. Nesse sentido, um ponto fundamental é evitar o consumo



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


de materiais que tenham pouca possibilidade de ser reciclado. Abolir o uso de

isopor em trabalhos escolares é uma importante medida ambiental, a menos que

seja para reutilizar isopor de embalagens.

Devemos ainda tomar cuidado em campanhas de materiais recicláveis que

induzem ao consumo de materiais “sem o sentimento de culpa”. Lembre-se: o

mesmo processo de reciclagem consome energia e quanto maior for o consumo

do material, maior será a quantidade de matéria-prima a ser consumida. Esse é

o problema de campanhas de coleta de garrafas PET e de latas de refrigerante:

o resultado sempre contribui para o aumento desnecessário do consumo. Ao

participar dessas campanhas ou de oficinas de material de sucata, lembre-se de

que o foco deve ser a coleta de materiais que já foram descartados. Comprar

materiais para reaproveitar as embalagens não é uma medida ambientalmente

sustentável.

Fonte: Química Cidadã – volume 1

Todo material que não puder ser reutilizado nem reciclado deverá ter um

destino adequado. O destino dos resíduos que sobram vai depender muito da

natureza dos materiais, por isso o lixo recebe classificações que são muito úteis

em termos de planejamento de disposição final.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234



A classificação do lixo visa a separar diferentes tipos de resíduos para que

cada um tenha tratamento adequado à sua natureza. No lixo domiciliar, por

exemplo, encontramos diversos materiais que podem ser reciclados. Já o lixo

industrial precisa passar por processos especiais de tratamento para isolar os

agentes poluentes. Já o lixo industrial precisa passar por processos especiais de

tratamento para isolar os agentes poluentes. Já o lixo radioativo, perigosíssimos,

tem de ser armazenado em locais muito bem isolados e protegidos.

O lixo orgânico se refere a restos de animais e vegetais, principalmente

sobras de alimentos. Esses materiais se decompõem em curto prazo e, por isso,

podem ser transformados em algum tipo de adubo.

Os materiais do lixo seco apresentam grande potencial para

reaproveitamento ou reciclagem, mas que pode ser prejudicado quando em

contato com o lixo úmido. E geral, o lixo úmido tem origem em seres vivos (lixo

orgânico). Por isso, recipientes de plásticos e latas devem ser secos antes de

colocados no lixo. Conclusão – regra básica para separação do lixo domiciliar:

nunca misture o lixo úmido com o lixo seco.



Fones: 43. 3354 – 2334 / 3039 – 2234


Os diferentes tipos de lixo têm propriedades físicas e químicas diferentes.

O conhecimento das propriedades permite o desenvolvimento de tecnologias

adequadas para tratamento. Esse estudo implica a necessidade do

conhecimento da composição dos materiais.

� O QUE VOCÊ APRENDEU?

• Substância é um material de aspecto uniforme que apresenta um conjunto

de propriedades características, ou seja, propriedades que permitem

identifica-las e distingui-la de outra. Essas propriedades dependem

somente do tipo de substância e não da quantidade da amostra estudada.

• Uma mistura é um sistema com mais de uma substância. Pode ser

homogênea ou heterogênea. No primeiro caso, apresenta uma única fase;

no segundo, mais de uma fase. Fase é a porção de um sistema que

apresenta as mesmas propriedades e composição.

• As misturas podem ser separadas por diferentes métodos. Ao se escolher

o método, deve-se considerar o estado físico da mistura, o número de

fases e, principalmente, as propriedades das substancias que compõem

a mistura.

• A reciclagem, reutilização e redução do lixo produzido é importante para

a conservação ambiental, bem como a devida separação do mesmo.

Referências Bibliográficas

NÓBREGA, Olívio Salgado; SILVA, Eduardo Roberto; SILVA, Ruth Hashimoto.

Química - Volume único. Ed. Ética, São Paulo, 2007.

PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite. Química na abordagem

do cotidiano. Ed. Moderna, v.2, São Paulo, 2010.

SANTOS, Wildson; MOL, Gerson. Química Cidadã. Ed. Nova Geração, v.1, São

Paulo, 2010.

USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química – Volume único. Ed. Saraiva, São Paulo, 2013.

Documents

Prof. : Drielle Caroline...• O café que preparo em casa pode ser considerado como um processo de filtragem? • Separar o lixo orgânico do reciclável é importante para o meio