--- title: "Identificar substâncias" book: "Química dos ensinos fundamental e médio" subject: chemistry language: pt chapter: 10 exercises: 12 source: https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/10-identificar-substancias license: CC-BY-NC-SA-4.0 credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)" --- # Capítulo 10 — Identificar substâncias Um bilhete amassado, escrito com caneta hidrográfica preta, é encontrado no local de um pequeno mistério, e três canetas hidrográficas são encontradas em três mochilas diferentes. A olho nu, as três tintas têm o mesmo preto. Um químico forense só precisa de uma tira de papel, de um pouco de água e de meia hora para dizer que caneta escreveu o bilhete. Os químicos identificam as substâncias não pelo aspecto delas, mas pelo seu comportamento num teste escolhido para elas. **O que você já sabe.** Uma [espécie química](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species) é um tipo determinado de substância; uma [substância pura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) contém uma única espécie, uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) contém várias ([Capítulo 8](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#ch-g6-pure-substances-and-mixtures)). Algumas substâncias se dissolvem bem num [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute), outras pouco ou nada: cada uma tem a sua própria [solubilidade](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solubility) ([Capítulo 9](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#ch-g6-solutions-and-solubility)). ## 10.1 O que é um teste característico **Definição 10.1 (Teste característico e reagente).** Um *teste característico* de uma [espécie química](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species) é um experimento simples que dá um resultado visível com essa espécie, e não com as outras encontradas na mesma situação. Ele usa uma substância escolhida para esse fim, o *reagente*. **Método 10.2 (Fazer um teste característico).** 1. Pegue uma pequena amostra da substância a ser testada. 2. Acrescente o [reagente](#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) , ou ponha-o em contato com a amostra, como o teste indica. 3. Observe: uma mudança de cor, uma turvação, uma chama, um som. 4. Conclua: o teste é *positivo* se o resultado esperado aparece, *negativo* se ele não aparece. 5. Faça o mesmo teste numa amostra que sabidamente não contém a espécie (um branco): ele tem de continuar negativo; senão, o resultado não prova nada. ## 10.2 Quatro testes clássicos **Proposição 10.3 (O dióxido de carbono turva a água de cal).** A água de cal é uma solução límpida e incolor. Quando se borbulha dióxido de carbono nela, ela fica leitosa, de um branco turvo. O [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado através de um canudo turva a água de cal; o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fresco bombeado através dela quase não a turva. ![O teste da água de cal. O gás liberado no primeiro tubo borbulha na água de cal; se a água de cal fica leitosa, o gás é dióxido de carbono.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-c37434914a56.svg) *O teste da água de cal. O gás liberado no primeiro tubo borbulha na água de cal; se a água de cal fica leitosa, o gás é dióxido de carbono.* **Proposição 10.4 (A água deixa azul o sulfato de cobre anidro).** O sulfato de cobre anidro é um pó branco. Uma gota de água o deixa azul na hora. O teste mostra que há água, num líquido ou num sólido úmido — e não que o líquido é água pura. ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/img-e4242957a3c6.jpg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/img-90c9d8e5e8f4.jpg) *Sulfato de cobre anidro: um pó branco. Foto: W. Oelen, CC BY-SA 3.0.* *Com água ele fica azul; estes cristais contêm água. Foto: Stephanb, CC BY-SA 3.0.* **Segurança.** ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-93c17238ab7b.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-0df833fa40ae.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-259f91be137f.svg) Sulfato de cobre: nocivo se ingerido e irritante para a pele (GHS07); pode causar lesões graves nos olhos (GHS05); muito tóxico para os organismos aquáticos, com efeitos duradouros (GHS09). Óculos de proteção e luvas; os resíduos são recolhidos, nunca jogados na pia. **Proposição 10.5 (O oxigênio reacende uma tala em brasa).** Uma tala de madeira é acesa e depois apagada com um sopro, de modo que só fica uma brasa vermelha. Introduzida num tubo de ensaio com oxigênio, a tala em brasa volta a pegar fogo. **Proposição 10.6 (O hidrogênio queima com um estalo agudo).** Uma tala acesa segurada na boca de um pequeno tubo de ensaio com hidrogênio produz um “pop” curto e agudo: o hidrogênio [queima](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/5-a-combustao-do-que-o-fogo-precisa#def-g4-what-a-fire-needs-burning) na hora com o oxigênio do [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). ![À esquerda: uma tala em brasa se reacende no oxigênio. À direita: uma tala acesa na boca de um tubo de hidrogênio virado para baixo dá um estalo agudo (o hidrogênio é mais leve que o ar, por isso o tubo é segurado com a boca para baixo).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-787e695b6735.svg) *À esquerda: uma tala em brasa se reacende no oxigênio. À direita: uma tala acesa na boca de um tubo de hidrogênio virado para baixo dá um estalo agudo (o hidrogênio é mais leve que o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), por isso o tubo é segurado com a boca para baixo).* **Segurança.** ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-1664a80a99b8.svg) ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-ed7da6a7a91d.svg) Hidrogênio: gás extremamente inflamável (GHS02), guardado sob pressão em cilindros (GHS04). O teste do estalo é feito com poucos mililitros apenas, pelo professor. ## 10.3 A cromatografia em papel **Definição 10.7 (Cromatografia em papel e cromatograma).** A *cromatografia em papel* separa os corantes de uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture). Uma pequena mancha da [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) é posta sobre uma linha traçada perto da base de uma tira de papel; a base da tira mergulha num [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute), que sobe devagar pelo papel e leva cada corante consigo, uns mais depressa que outros. Quando o [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute) subiu quase até o alto, a tira é retirada e secada: ela é o *cromatograma*. ![Cromatografia em papel de uma tinta preta. O solvente sobe pelo papel e separa a tinta em três corantes.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-be76eb233a34.svg) *[Cromatografia em papel](#def-g7-identifying-substances-chromatography) de uma tinta preta. O [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute) sobe pelo papel e separa a tinta em três corantes.* **Método 10.8 (Ler um cromatograma).** 1. Conte as manchas acima de cada ponto de partida: uma mancha, um corante; duas manchas ou mais, uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) de corantes. 2. Compare as alturas: no mesmo [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography) , um corante sobe sempre até a mesma altura. Uma mancha na mesma altura que um corante conhecido provavelmente é esse corante. 3. Use uma linha a lápis, nunca a tinta: a própria tinta seria separada pelo [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute) . **Exemplo 10.9 (Os corantes das balas).** As coberturas coloridas de algumas balas são raspadas num pouco de água e aplicadas em manchas numa tira, ao lado de manchas dos corantes alimentares permitidos em doces. O [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography) mostra que a cobertura verde contém um corante amarelo e um corante azul, os dois presentes entre os corantes permitidos. ## 10.4 Ler uma tabela de testes **Proposição 10.10 (Uma tabela de testes característicos).** Os químicos reúnem os testes que usam numa tabela, uma tabela de testes, que se lê da esquerda para a direita: | espécie procurada | [reagente](#def-g7-identifying-substances-characteristic-test) ou teste | resultado positivo | | | --- | --- | --- | --- | | dióxido de carbono | água de cal | a água de cal fica leitosa | | | água | sulfato de cobre anidro | o branco fica azul | | | oxigênio | tala em brasa | a tala se reacende | | | hidrogênio | tala acesa | um estalo agudo | | | corantes de uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) | [cromatografia em papel](#def-g7-identifying-substances-chromatography) | uma mancha por corante | | **Observação 10.11 (O que um teste não diz).** Um teste positivo prova que a espécie está presente, não que ela está sozinha: um líquido que deixa azul o sulfato de cobre contém água, mas pode ser água salgada ou suco de laranja. Um teste negativo só diz que a espécie está ausente, ou presente numa quantidade pequena demais para aparecer. ![Confeitos coloridos: as cores deles são misturas de corantes que a cromatografia consegue separar.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/img-9238faf10c06.jpg) *Confeitos coloridos: as cores deles são [misturas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) de corantes que a cromatografia consegue separar.* ![Uma professora testa um gás com uma tala em brasa.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/img-db7ec8823665.jpg) *Uma professora testa um gás com uma tala em brasa.* ## 10.5 Exercícios **Exercício 10.1 ★.** Que teste identifica o dióxido de carbono? Descreva o resultado positivo dele. **Solução de Exercício 10.1.** O teste da água de cal: o gás é borbulhado numa água de cal límpida, que fica leitosa se o gás for dióxido de carbono. **Exercício 10.2 ★.** Um pó branco fica azul quando se pinga um líquido sobre ele. O que isso mostra sobre o líquido? **Solução de Exercício 10.2.** O pó é sulfato de cobre anidro, e o líquido contém água. **Exercício 10.3 ★.** Uma tala em brasa é introduzida num frasco de gás e volta a pegar fogo. Que gás o frasco contém? **Solução de Exercício 10.3.** O oxigênio. **Exercício 10.4 ★.** Por que a linha de partida de um [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography) em papel é traçada a lápis e não a tinta? **Solução de Exercício 10.4.** O grafite do lápis não [se dissolve](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) no [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute). Uma linha de tinta seria ela mesma levada para cima e separada, e estragaria o [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography). **Exercício 10.5 ★★.** Por que a linha de partida tem de ficar acima do nível do [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute) no béquer? **Solução de Exercício 10.5.** Se a mancha ficasse abaixo do [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute), os corantes se dissolveriam no [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute) do béquer em vez de subir pelo papel. **Exercício 10.6 ★★.** O [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography) de uma tinta verde mostra duas manchas, uma na altura de um corante amarelo de referência, outra na altura de um corante azul de referência. A tinta verde é uma [substância pura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance)? De que ela é feita? **Solução de Exercício 10.6.** Não, ela é uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) de dois corantes: provavelmente o corante amarelo e o corante azul das referências. **Exercício 10.7 ★★.** Com a tabela de testes, que teste você usaria para mostrar que um gás liberado por uma reação é o hidrogênio? O que você espera ver? **Solução de Exercício 10.7.** Recolher um pouco do gás num tubo de ensaio e segurar uma tala acesa na boca do tubo: um estalo agudo mostra que é hidrogênio. **Exercício 10.8 ★★.** O [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado turva a água de cal muito mais depressa do que o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fresco. O que isso nos diz sobre o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que expiramos? **Solução de Exercício 10.8.** O [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado contém muito mais dióxido de carbono do que o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fresco. **Exercício 10.9 ★★.** Um líquido límpido deixa azul o sulfato de cobre anidro. O Sam conclui: “É água pura.” Explique por que o Sam está errado. **Solução de Exercício 10.9.** O teste mostra que há água, não que ela está sozinha: água salgada, suco ou qualquer [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) aquosa também deixariam o pó azul. **Exercício 10.10 ★★.** Olhe o [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography) da tinta preta neste capítulo. Quantos corantes a tinta contém? Qual deles subiu mais alto? **Solução de Exercício 10.10.** Três corantes (três manchas). O corante amarelo foi o que subiu mais alto. **Exercício 10.11 ★★★.** Três frascos contêm oxigênio, hidrogênio e dióxido de carbono, mas os rótulos deles se perderam. Planeje, no papel, os testes que dariam o nome de cada frasco, numa ordem que use o menor número possível de testes. **Solução de Exercício 10.11.** Por exemplo: uma tala em brasa em cada frasco — o que a reacende contém oxigênio. Nos outros dois, uma tala acesa na boca — um estalo agudo mostra o hidrogênio. O último frasco contém dióxido de carbono (o que pode ser confirmado com água de cal). Dois ou três testes bastam. **Exercício 10.12 ★★★.** Um aluno testa um gás com água de cal e não vê acontecer nada. Dê duas explicações possíveis, e o teste de controle que ajudaria a decidir. **Solução de Exercício 10.12.** O gás pode não conter dióxido de carbono, ou conter pouco demais para aparecer nesse tempo. Um teste com [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado, que sabidamente contém dióxido de carbono, verifica se a água de cal está funcionando. ## 10.6 Problema: o bilhete falsificado **Problema 10.1.** Problema de fim de semana — um bilhete escrito com caneta hidrográfica, três canetas suspeitas, três cilindros de gás sem rótulo e uma tabela de testes Pedem ao laboratório de uma escola que ajude a resolver dois pequenos mistérios. Primeiro, um bilhete escrito com caneta hidrográfica preta tem de ser associado a uma de três canetas pretas, 1, 2 e 3. Tira-se uma gota de tinta do bilhete e de cada caneta, e as gotas são aplicadas na mesma tira de papel, que depois é revelada com água. O [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography) é mostrado abaixo. ![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g7-identifying-substances/fig-0f34a11ea453.svg) **Parte I — O [cromatograma](#def-g7-identifying-substances-chromatography).** 1. Por que as quatro tintas foram aplicadas na mesma tira e reveladas juntas? 2. A tinta do bilhete é uma [substância pura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) ou uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) ? Explique. 3. Quantos corantes a tinta da caneta 1 contém? A caneta 1 pode ter escrito o bilhete? 4. A caneta 3 também contém três corantes. Por que ela não pode ter escrito o bilhete? 5. Que caneta corresponde ao bilhete? Explique usando as alturas das manchas. **Parte II — Três cilindros de gás.** O segundo mistério: três pequenos cilindros, X, Y e Z, perderam os rótulos; eles contêm oxigênio, hidrogênio e dióxido de carbono. Um pouco do gás de cada um é recolhido num tubo de ensaio. O gás X reacende uma tala em brasa. O gás Y dá um estalo agudo com uma tala acesa. O gás Z turva a água de cal. 6. Dê o nome do gás X. 7. Dê o nome do gás Y. 8. Dê o nome do gás Z. 9. Antes de testar o gás Z, o aluno borbulha [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) comum na mesma água de cal durante o mesmo tempo, e ela continua límpida. Como se chama esse segundo teste, e o que ele acrescenta à conclusão? **Parte III — A tabela de testes.** 10. Um líquido incolor encontrado ao lado do bilhete deixa azul o sulfato de cobre anidro. Escreva a linha da tabela de testes que foi usada, e o que o resultado mostra. 11. Esse resultado prova que o líquido é água pura? Explique. 12. Conclua o primeiro mistério: quantos corantes a tinta do bilhete contém, e que caneta o escreveu? **Solução de Problema 10.1.** **1.** Para que as condições (papel, [solvente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/9-solucoes-e-solubilidade#def-g6-solutions-and-solubility-solute), tempo) sejam as mesmas para as quatro: só assim as alturas das manchas podem ser comparadas. **2.** Uma [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture): a tinta dele dá três manchas separadas, três corantes. **3.** Dois corantes. Não: a tinta do bilhete tem três corantes, e a caneta 1 não tem nem o corante vermelho nem o amarelo. **4.** As três manchas dela não estão nas mesmas alturas que as do bilhete: são três corantes diferentes. **5.** A caneta 2: as três manchas dela estão exatamente nas alturas das três manchas do bilhete. **6.** Oxigênio. **7.** Hidrogênio. **8.** Dióxido de carbono. **9.** Um branco (um teste de controle). Ele mostra que a água de cal não fica leitosa sozinha, nem com [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) comum nesse tempo: logo, a turvação com o gás Z vem de fato do dióxido de carbono. **10.** “Água — sulfato de cobre anidro — o branco fica azul”: o líquido contém água. **11.** Não. Um teste positivo mostra que há água, não que não há mais nada: o líquido poderia ser uma solução ou outra [mistura](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) aquosa. **12.** A tinta do bilhete contém 3 corantes, e foi a caneta 2 que escreveu o bilhete.