O que é mistura heterogênea

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A definição do conceito de mistura heterogênea, tal qual ocorre às misturas homogêneas, precisa ser estabelecida sobre critérios como a solubilidade e polaridade das substâncias químicas. Há de se observar que, em determinadas misturas heterogêneas estes critérios não são de todo contemplados, e que o modelo de explicação para aquele comportamento heterogêneo deve ser calcado sobre o estado físico em que a matéria se encontra.

Que função os diversos filtros, como os de café, aspirador e condicionador de ar exercem? Quando se observa o motor de um automóvel, nota-se que há um filtro acoplado à entrada de ar do motor e que o mesmo deve ser trocado com periodicidade. Cidades chinesas têm apresentado um problema comum: a alta presença de material particulado sólido no ar. A solução encontrada é a utilização de máscaras e impedir a sua acumulação no trato respiratório.

A química das misturas heterogêneas é muito mais extensa, uma vez que a heterogeneidade dos sistemas não está somente ligada à solubilidade de determinado material em outro. É necessária a observação de critérios como o tamanho das partículas quando é caracterizado o sistema estudado.

A análise de um copo de leite, a olho nu, permite a classificação do mesmo como uma mistura homogênea. Embora esteja-nos claro que há somente uma única fase no copo de leite, sua classificação não será como mistura homogênea. Microscopicamente o leite apresenta gotículas de gordura dispersa em meio a água, o que permite dizer que o mesmo se encontra em estado coloidal e é caracterizado como emulsão. Misturas que se apresentam em estado coloidal são passíveis de separação, mas esta mesma separação se dá com aparelhos específicos como uma ultracentrífuga, como é o caso da separação das fases do sangue humano destinado à doação de plaquetas, por exemplo.

De modo geral os sistemas heterogêneos apresentam duas fases ou mais, sendo consideradas as fases na sua nomenclatura básica. Como exemplo disso, temos o óleo corporal “trifásico” que empresas cosméticas comercializam. O termo trifásico indica que aquela mistura heterogênea de componentes se separa em “três fases” quando em repouso por alguns minutos.

Podem ser caracterizados sistemas bifásicos (duas fases), trifásicos (três fases) e polifásicos nas misturas heterogêneas, sendo sistemas polifásicos aqueles que apresentarem quatro ou mais fases visíveis.

Assim como as misturas homogêneas, as heterogêneas podem ser separadas através da estipulação de critérios específicos da matéria, como a solubilidade ou o tamanho das partículas.

A utilização de filtros separa partículas sólidas do meio em que as mesmas se encontram, pois as partículas pequenas irão atravessar os poros do filtro onde as maiores serão retidas. Quando peneiramos algo o princípio é mesmo da filtração, o tamanho da partícula.

A decantação é também um critério de separação, pois em um sistema heterogêneo podem ser encontradas partículas de maior massa. No tratamento da água que consumimos, as empresas de saneamento utilizam-se deste critério ao separar partículas mais pesadas em grandes tanques de decantação. Uma vez que o material particulado aglutinado torne-se mais denso que a água, o mesmo afunda e a água percorre seu caminho em direção aos outros processos aplicados no tratamento.

A centrifugação acelera a decantação deste material particulado e é usada principalmente quando se precisa das frações da mistura de maneira rápida. Como fora citado anteriormente, o sangue humano ao sofrer ultracentrifugação separa-se em seus componentes básicos.

Leia também:

Referências bibliográficas:

LISBOA, J. C. F. Química, 1º ano: ensino médio. 1ª Ed. – São Paulo: Edições SM, 2010. (coleção Ser protagonista). p.58 – 68; p. 72 – 77.

FELTRE, R. Química Geral – 5ª Ed. – São Paulo: Moderna, 2000. p.26 – 38.

O que é mistura heterogênea
Mistura de água e óleo: heterogênea.

Comecemos por definir o que é uma mistura: É um sistema formado por duas ou mais substâncias. As misturas podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas, o que as difere é uma questão de ótica, ou seja, características visuais. A mistura homogênea é uma solução que apresenta uma única fase enquanto a heterogênea pode apresentar duas ou mais fases, uma vez que fase é cada porção que apresenta aspecto visual uniforme. A seguir várias maneiras de demonstrar em sala de aula a diferença entre mistura homogênea e heterogênea, e com materiais facilmente encontrados:

Demonstração de Mistura homogênea

Material

- Sal de cozinha (NaCl) - Recipientes transparentes (copos de vidro) - Colher (sopa) para medir - Água - Álcool

Procedimento

1. Adicione 3 colheres de sal de cozinha em um copo com álcool e agite.

2. Misture uma colher de álcool em um outro copo com água.

3. Adicione 3 colheres de sal de cozinha em um copo cheio de água e misture bem.

Repare que nos 3 procedimentos o produto final é uma Mistura homogênea.

Demonstração de Mistura heterogênea

Material

- Açúcar - Óleo de cozinha - Recipientes transparentes (copos de vidro) - Colher (sopa) para medir - Água - Álcool

Procedimento

1. Adicione 2 colheres de açúcar em um copo com água até a metade e 3 dedos de óleo, agite e veja se os ingredientes se misturam.

2. Misture uma colher de óleo em um copo com água.

3. Adicione 2 colheres de óleo em um copo com álcool e misture bem.

Esses experimentos são demonstrações de Misturas heterogêneas.

Sugestões:

1. Faça todos os experimentos misturados, sem especificar se a solução é homogênea ou heterogênea, no final peça aos alunos para classificar cada mistura e o porquê da classificação.

2. Seria interessante se as observações realizadas durante a prática fossem transferidas para o papel em forma de relatórios descritivos, com ilustrações dos experimentos mostrando as fases das misturas, este procedimento permitiria uma melhor fixação do conteúdo.

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Por Líria Alves Graduada em Química

Equipe Brasil Escola

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No dia a dia nos deparamos o tempo todo com misturas sem ao menos saber da sua origem, classificação ou composição. Aqui nós iremos juntos entender a diferença entre substâncias puras e misturas, e aprender a classificar uma mistura como homogênea ou heterogênea.

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Substâncias puras são aquelas compostas por unidades químicas iguais, sejam átomos ou moléculas. Elas possuem propriedades químicas e físicas próprias e podem ser classificadas como simples ou compostas.

  • O que são Substâncias Simples? 

Substâncias simples são formadas por um ou mais átomos de um mesmo elemento químico, como por exemplo, o gás hélio (He), que é composto apenas por átomos de hélio; o gás oxigênio (O2), que é composto apenas por átomos de oxigênio; e o gás ozônio (O3), que também é composto apenas por átomos de oxigênio, como mostra a Figura 1.

Figura 1: Substâncias puras simples.

O que é mistura heterogênea

  • O que são Substâncias Compostas?

Substâncias compostas são moléculas formadas por mais de um tipo de elemento químico, como por exemplo, o gás cianídrico (HCN), que é composto por átomos de hidrogênio, carbono e nitrogênio; o gás carbônico (CO2), que é composto por átomos de carbono e oxigênio; e a água (H2O), que é composta por átomos de hidrogênio e oxigênio, como mostra a Figura 2.

Figura 2: Substâncias puras compostas.

O que é mistura heterogênea
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Misturas são formadas por duas ou mais substâncias puras e apresentam propriedades diferentes daquelas apresentadas pelas substâncias puras.

Um exemplo de mistura é o ar atmosférico, que é composto pelo gás nitrogênio (N2), gás oxigênio (O2), gás carbônico (CO2) e diversas outras substâncias puras. A água do mar também é considerada uma mistura, composta de água pura (H2O) e sais, como o cloreto de sódio (NaCl).

A diferença entre as misturas homogênea e heterogênea é que a mistura homogênea apresenta uma única fase, enquanto que a mistura heterogênea apresenta duas ou mais fases. Cada fase irá apresentar um aspecto visual uniforme, e é assim que será identificada. Nem sempre a segunda fase vai estar visível, como por exemplo um látex, que é composto por partículas de polímero em escala nanométrica dispersas em um solvente, como a água por exemplo.

 Outro exemplo é o sangue, onde não é possível visualizar as diferentes fases a olho nú. Além disso, diferentemente das misturas heterogêneas, as misturas homogêneas jamais poderão ser separadas por métodos físicos, apenas por métodos químicos, como por exemplo a destilação. 

Observe a Figura 3:

Figura 3: Misturas entre água e óleo e água e sal.

O que é mistura heterogênea

Perceba na figura acima que quando misturamos água com óleo, o aspecto visual da mistura não é uniforme, apresentando duas fases bem distintas. Cada uma das fases vai possuir características diferentes. Já a mistura entre a água e o sal apresenta um aspecto uniforme, com uma única fase, que vai possuir características iguais em toda a sua extensão.

Fase é, portanto, cada uma das porções que possui aspecto visual uniforme, que pode ser contínuo ou não, até mesmo quando é observado em um microscópio comum. As misturas podem ser classificadas em função do número de fases em homogêneas ou heterogêneas.

Misturas homogêneas, também chamadas de solução, ocorrem toda vez que uma mistura apresenta uma única fase e são classificadas como monofásicas, como mostra a Figura 4.

Figura 4: Mistura homogênea.

O que é mistura heterogênea

Exemplos de misturas homogêneas:

  • água e sal
  • água e açúcar
  • água e álcool
  • ar (sem partículas sólidas em suspensão)
  • bronze
  • gasolina
  • vinagre

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Misturas heterogêneas ocorrem toda vez que uma mistura apresenta duas ou mais fases e são classificadas como polifásicas, como mostra a Figura 5.

Figura 5: Misturas heterogêneas.

O que é mistura heterogênea

Exemplos de misturas heterogêneas:

  • água e gelo
  • água e óleo
  • areia
  • sangue
  • leite

Uma mistura pode ser diferenciada de uma substância pura por meio da variação das suas propriedades físicas em determinada temperatura e pressão. 

Por exemplo, a água pura apresenta temperatura de fusão e ebulição constantes e bem definidos, enquanto que a água com sal apresenta temperatura de fusão e ebulição que não permanece constante na mudança de estado da água.

Muitas vezes, as misturas heterogêneas podem ser identificadas apenas por meio de observação, como é o caso da água misturada com óleo, onde é possível visualizar duas fases distintas e bem definidas.

Algumas vezes não é possível detectar se uma mistura é homogênea ou heterogênea a olho nu. Existem misturas que só revelam seu caráter heterogêneo quando são observadas ao microscópio, como ocorre no caso do leite, do sangue, da maionese, das tintas, da neblina, da fumaça, da geleia, dentre outras. Essas misturas nas quais existem pequenas partículas suspensas são denominadas coloides.

Os principais tipos de coloides são:

  • Aerossóis: tratam-se de partículas líquidas ou sólidas suspensas em um meio gasoso.

Exemplos: fumaça e vapor.

O que é mistura heterogênea

  • Espuma: trata-se de partículas gasosas suspensas em um líquido ou sólido.

Exemplos: cremes de barbear e marshmallows. 

O que é mistura heterogênea

  • Emulsões: trata-se de partículas líquidas suspensas em outro líquido ou sólido.

Exemplos: maionese e manteiga.

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  • Acrossóis: trata-se de partículas sólidas suspensas em um líquido.

Exemplos: tintas, gelatina e sangue.

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Exercício de fixação

Mackenzie/1997

Observando-se o comportamento das substâncias nos sistemas a seguir, é incorreto afirmar que:

O que é mistura heterogênea

A O óleo deve ser solúvel em tetracloreto de carbono.

B A água e o óleo não são miscíveis, por serem ambos apolares.

C Juntando-se os conteúdos dos sistemas I, II e III, obtém-se uma mistura heterogênea.

D A sacarose é um composto polar.

E O óleo é menos denso que a água.