A compreensão dos sistemas químicos e misturas é fundamental para o estudo da química. Compreender como os diferentes componentes se comportam e interagem em um sistema é essencial para entender as propriedades e transformações químicas.
Entenda tudo sobre sistemas químicos e misturas, e confira exemplos que ilustram sua aplicação no mundo real.
Sistemas Químicos
Em química, o termo “sistema” refere-se a toda matéria observável e estudada. Esses sistemas podem ser classificados como homogêneos ou heterogêneos, de acordo com as características que apresentam.
Os sistemas químicos podem ser classificados como homogêneos ou heterogêneos, dependendo da uniformidade ou não de sua composição.
Sistema homogêneo
Um sistema químico homogêneo é caracterizado por possuir uma única fase, ou seja, seus componentes estão distribuídos de maneira uniforme, não sendo possível distinguir as diferentes substâncias presentes. Isso significa que as propriedades físicas e químicas são uniformes em toda a extensão do sistema.
Exemplo:
soluções aquosas, como água salgada, em que o sal está completamente dissolvido na água.
Sistema heterogêneo
Um sistema heterogêneo é caracterizado pela presença de duas ou mais fases distintas, com diferentes composições e propriedades. Nesses sistemas, é possível identificar visualmente as diferentes substâncias ou fases presentes.
Exemplo:
água e óleo, em que as substâncias não se misturam e formam camadas separadas.
A distinção entre sistemas homogêneos e heterogêneos é importante para entender as interações entre as substâncias e como as propriedades podem variar. Essa classificação é fundamental no estudo da química e auxilia na compreensão e previsão de reações químicas e processos físicos.
Fases
Em sistemas químicos, o conceito de fases está relacionado à separação de substâncias com diferentes composições e propriedades. Uma fase é uma região do sistema em que as propriedades físicas e químicas são uniformes.
Monofásico
Em um sistema químico monofásico, há apenas uma fase presente. Isso significa que as propriedades físicas e químicas são uniformes em todo o sistema. Exemplos comuns de sistemas monofásicos incluem uma solução homogênea de sal em água ou um gás em um recipiente fechado.
Polifásico
Em um sistema químico polifásico, existem múltiplas fases distintas presentes. Cada fase possui diferentes composições e propriedades físicas. Um exemplo comum de sistema polifásico é a mistura de água e óleo, onde a água forma uma fase e o óleo forma outra fase, sendo facilmente distinguíveis.
A presença de fases em sistemas químicos polifásicos é relevante para diversos processos e aplicações, como a separação de componentes em destilação, extração ou cristalização. O entendimento das fases é fundamental para projetar e otimizar processos químicos e obter produtos com características desejadas.
Mistura é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras, denominadas componentes. Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme apresente ou não as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinada.
Toda mistura homogênea é uma solução, por definição.
Substância pura é todo material com as seguintes características:
Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si.
Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão e de ebulição, etc.
A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.).
Pode ser representada por um fórmula porque tem composição fixa.
Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser substância pura composta.
As misturas não apresentam nenhuma das características acima. Essas são as diferenças entre as misturas e as combinações químicas (substâncias puras compostas).
Mistura eutética e mistura azeotrópica
Existem misturas que, como exceção, se comportam como se fossem substâncias puras no processo de fusão, isto é, a temperatura mantém-se inalterada no início ao fim da fusão. Essas são chamadas misturas eutéticas.
Existem misturas que, como exceção, se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição. Essas são chamadas misturas azeotrópicas.
Não é conhecida nenhuma mistura que seja eutética e azeotrópica simultaneamente.
Substância simples e alotropia
Substância simples: é toda substância pura formada de um único elemento químico.
Alotropia: é o fenômeno em que um mesmo elemento químico (átomos de mesmo número atômico) forma duas ou mais substâncias simples diferentes.
Elemento
Variedades alotrópicas
Carbono (C)
Diamante (Cn)
Grafite (Cn)
Oxigênio (O)
Oxigênio (O2)
Ozônio (O3)
Fósforo (P)
Fósforo branco (P4)
Fósforo vermelho (Pn)
Enxofre (S)
Enxofre rômbico (S8)
Enxofre monoclínico (S8)
As substâncias simples podem apresentar variações quanto a grandeza molecular, ou seja, podem formar moléculas com diferentes números de átomos
