Substâncias - Puras e Impuras

Substância, em Química, é qualquer espécie de matéria formada por átomos de elementos específicos em proporções específicas. Cada substância possui um conjunto definido de propriedades e uma composição química. Elas também podem ser inorgânicas (como a água e os sais minerais) ou orgânicas (como a proteína, carboidratos e vitaminas).

A substância química pode ser formada por átomos do mesmo elemento químico, como o O₂ (gás oxigênio), que é chamada substância simples, ou por elementos químicos diversos, como o ácido sulfúrico, H₂SO₄, chamada substância composta.

A substâncias podem ser puras e impuras, são dadas pura quando é formado por um mesmo elemento, átomo ou molécula, e são dadas impuras quando há mistura de elementos ou moléculas.

Substâncias

Substância química é cada uma das espécies de matéria que constitui o universo. São formadas por um único tipo de componente (átomos, moléculas ou aglomerados iônicos) e possuem todas as propriedades bem definidas, determinadas e praticamente constantes. Substâncias são grupos de moléculas iguais. Cada molécula pode ser formada por um grupo de átomos de um mesmo elemento químico ou por elementos diferentes.

Substâncias Simples e Substâncias Compostas

A água (H₂O), por exemplo, é uma substância composta cujas moléculas são formadas por dois átomos de Hidrogênio e um átomo de Oxigênio. Na representação abaixo, temos alguns grupos de moléculas de água. O Hidrogênio está representado pela esfera preta, e o Oxigênio, pela esfera vermelha.

Representação de moléculas da água 

Ou seja, chamamos de substância compostas quando a mesma for formada por mais de um tipo de elemento químico (átomo). Exemplos: NaCl, Ca₂SO₄, HCl, H₃PO₄.

Já o gás oxigênio (O₂) é uma substância simples cujas moléculas são formadas por dois átomos do elemento oxigênio. Na representação abaixo, temos alguns grupos de moléculas do gás oxigênio, representado pela esfera vermelha.

Representação de moléculas do gás oxigênio

 Ou seja, chamamos de substância simples quando a mesma for formada por um único tipo de elemento químico. Exemplos: H₂, O₃, Cl₂, P₄.

 Substancias quanto ao tipo de ligação

Quanto ao tipo de ligação as substâncias são classificadas em Iônicas, Moleculares e Metálicas.

·         As substâncias iônicas têm pelo menos uma ligação iônica. Exemplo: NaCl (cloreto de sódio), NaNO₂ (nitrito de sódio).

As substâncias iônicas têm elevados pontos de ebulição e fusão; muitas delas, ao serem dissolvidas na água, têm os seus iões separados por ação da água num processo chamado dissociação iônica; conduzem corrente elétrica em solução aquosa.

·         As substâncias moleculares são formadas exclusivamente por ligações covalentes. Exemplos: água (H₂O), amoníaco (NH₃)

Em geral, tem baixa temperatura de ebulição e de fusão. A maioria delas não conduz eletricidade em solução aquosa. Formam moléculas.

·         As substâncias metálicas são formadas exclusivamente por ligações metálicas. Exemplos: Ferro (Fe), Prata (Ag), Ouro (Au), Alumínio (Al).

Na natureza não é muito comum encontrarmos as substâncias de forma isolada, pura. Geralmente, elas são encontradas misturadas com outras substâncias. Por exemplo, a água mineral que tomamos contém várias substâncias dissolvidas, e não somente moléculas de H2O; por isso, ela é uma mistura, e não uma substância.

Substâncias Puras

A matéria, quando constituída por um conjunto de átomos ou de moléculas quimicamente iguais, recebe o nome de substânciapura ou de espécie química. Porque fisicamente os átomos do mesmo elemento podem ser diferentes (no caso dos isótopos destes mesmos elementos). Desse modo, por exemplo, o hidrogênio, o ferro e a água são substâncias puras. Logo:

 “substância pura é a espécie de matéria constituída por átomos ou moléculas quimicamente iguais, de modo a apresentarem características bem definidas”.

Assim, se numa porção de matéria existirem átomos ou moléculas quimicamente diferentes não teremos uma substância pura, teremos então uma mistura. Tanto as substâncias puras como as misturas podem receber diversas classificações, conforme determinadas características comportamentais ou sua natureza.

As misturas poderão ser classificadas conforme o seu aspecto, homogêneo ou heterogêneo, e este segundo aspecto conforme ao seu número de fases (bifásica, trifásica ou polifásica).

Ø  Substância pura simples: é toda substância formada por átomos de um único elemento químico. Exemplos: cobre (Cu), formado unicamente por átomos de cobre. Hidrogênio (H₂), formado unicamente por átomos do elemento hidrogênio. Ozônio (O₃), formado unicamente por átomos do elemento oxigênio.

Ø  Substância pura composta: é toda substância formada por átomos de dois ou mais elementos químicos. Exemplos: água (H₂O), formada por átomos de dois elementos: hidrogênio e oxigênio. Gás carbônico (CO₂), formado por átomos de dois elementos: carbono e oxigênio. Carbonato de cálcio (CaCO₃), formado por átomos de três elementos: cálcio, carbono e oxigênio.

Substâncias Impuras ou Misturas

Comummente, na natureza, encontramos substâncias impuras (Misturas), que são misturas de uma substância principal com outras que constituem a sua impureza. Os processos de purificação das substâncias são os de separação dos componentes das misturas.

Misturas é a reunião de duas ou mais substâncias, sem que haja perda de suas propriedades e sem formação de substância nova. No caso da água com sal, nem a água nem o sal perdem suas propriedades. A mistura é simplesmente água salgada, não havendo formação de nova substância.

As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.

·         Misturas homogêneas

As misturas homogêneas apresentam apenas uma fase (um único aspecto visual). São formadas quando um material tem a capacidade de dissolver outro. Exemplo, o soro fisiológico é uma mistura homogênea formada por água, glicose e cloreto de sódio.

Soro fisiológico 

Outros exemplos são: água e cloreto de sódio, água e glicose, gasolina e etanol, ar atmosférico (gás oxigênio, gás nitrogênio, gás carbônico, vapor de água etc), ácido acético e água, petróleo (gasolina, querosene, óleo lubrificante etc.).

·         Misturas heterogêneas

As misturas heterogêneas apresentam mais de uma fase (dois ou mais aspectos visuais). São formadas quando um material não dissolve outro. Exemplos, o leite é uma mistura heterogênea porque possui uma fase líquida (água) e uma fase sólida (gordura).

Leite

Outros exemplos são: Granito, Leite, Sangue, Água e areia, Água e óleo, Água e gasolina.

A cada parte homogênea de uma mistura denominamos fases. Uma mistura homogênea é sempre monofásica. por outro lado, uma mistura heterogênea pode ser bifásica, trifásica ou polifásica. Pode-se dizer também que a mistura é heterogênea quando é possível distinguir seus componentes limitados por superfícies de separação, e homogênea quando isso não é possível.

Neste caso, tudo depende do modo de observação. O sangue seria homogêneo visto a olho nu, mas heterogêneo ao microscópio porque aí se distinguem os glóbulos e as plaquetas.