---
title: "Substâncias puras e misturas"
book: "Química dos ensinos fundamental e médio"
subject: chemistry
language: pt
chapter: 8
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/8-substancias-puras-e-misturas
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Capítulo 8 — Substâncias puras e misturas

O rótulo de uma garrafa de água mineral lista uma dúzia de substâncias dissolvidas, com as quantidades em miligramas por litro. A água que sai do purificador de um laboratório não lista nenhuma. As duas são límpidas e incolores, as duas matam a sede — e, no entanto, só uma delas é o que um químico chama de pura. Este capítulo dá à palavra “pura” o seu sentido exato, e mostra como distinguir uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) de uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) sem provar nada.

**O que você já sabe.**

[Misturar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) é juntar coisas diferentes; um sólido que [se dissolve](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) na água deixa o líquido límpido, e o líquido límpido é uma solução ([Capítulo 2](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#ch-g2-mixing-and-dissolving)). As [misturas](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) podem ser separadas por [peneiração](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/3-separar-misturas#def-g3-separating-mixtures-sieve), [decantação](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/3-separar-misturas#def-g3-separating-mixtures-decant), [filtração](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/3-separar-misturas#def-g3-separating-mixtures-filter) e [evaporação](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/3-separar-misturas#def-g3-separating-mixtures-evaporate) ([Capítulo 3](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/3-separar-misturas#ch-g3-separating-mixtures)). Todo material tem propriedades que podem ser testadas: duro ou macio, transparente ou não, flutua ou afunda ([Capítulo 1](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/1-do-que-as-coisas-sao-feitas#ch-g1-materials-around-us)).

## 8.1 Espécies químicas e substâncias puras

**Definição 8.1 (Espécie química).**

Uma *espécie química* é um tipo determinado de substância, com nome próprio e propriedades próprias: a água, o açúcar, o sal, o oxigênio, o etanol (o álcool do vinho), o ferro.

**Definição 8.2 (Substância pura).**

Uma *substância pura* é formada por uma única [espécie química](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species) e mais nada: a água destilada, um cristal de açúcar, um anel de ouro puro.

**Definição 8.3 (Mistura).**

Uma *mistura* contém várias [espécies químicas](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species). 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), a água do mar, a água mineral, o leite, o granito e o suco de laranja são misturas.

**Observação 8.4 (Puro na linguagem do dia a dia).**

Uma caixa de “suco de laranja puro” quer dizer que nada foi acrescentado ao suco. Para um químico, o suco continua sendo uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture): água, açúcares, ácidos, vitaminas, corantes e aromas, muitas [espécies químicas](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species). A “água pura da montanha” também é uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture): água com sais dissolvidos.

![A classificação da matéria. As caixas de baixo dão exemplos de cada tipo.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-pure-substances-and-mixtures/fig-dd74aabd374a.svg)

*A classificação da matéria. As caixas de baixo dão exemplos de cada tipo.*

## 8.2 Misturas homogêneas e heterogêneas

**Definição 8.5 (Misturas homogêneas e heterogêneas).**

Uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) é uma *mistura homogênea* quando suas diferentes partes não podem ser distinguidas a olho nu, nem mesmo com uma lupa: ela tem o mesmo aspecto em toda parte. Ela é uma *mistura heterogênea* quando pelo menos duas partes diferentes podem ser vistas.

**Exemplo 8.6 (Quatro misturas).**

A água salgada e 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) são homogêneos: suas partes não podem ser vistas. O óleo sobre a água é heterogêneo: duas camadas. A água barrenta é heterogênea: grãos ficam em suspensão nela e se depositam. O suco de laranja com polpa é heterogêneo: os pedacinhos de polpa podem ser vistos.

![Uma mistura homogênea e três misturas heterogêneas.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-pure-substances-and-mixtures/fig-cfd0e798caec.svg)

*Uma [mistura homogênea](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous) e três [misturas heterogêneas](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous).*

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-pure-substances-and-mixtures/img-011e5b442ea8.jpg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-pure-substances-and-mixtures/img-469e92876ef5.jpg)

*O granito: dá para ver grãos de três ou quatro minerais diferentes. Um sólido heterogêneo. Foto: Eurico Zimbres, CC BY-SA 2.0 br.*

*Suco de laranja com polpa: uma [mistura heterogênea](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous).*

**Observação 8.7 (Homogêneo não quer dizer puro).**

A água salgada tem exatamente o aspecto da água pura. Olhar não basta para distinguir uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) de uma [mistura homogênea](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous): é preciso medir alguma coisa.

## 8.3 Identificar uma substância pura por suas constantes

**Proposição 8.8 (Uma substância pura tem constantes próprias).**

Cada [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) funde a uma temperatura fixa própria, ferve a uma temperatura fixa própria (à pressão normal) e tem uma massa própria para um dado volume, a sua densidade. Esses números são as suas constantes; o livro de física explica o que elas medem. Para algumas [substâncias puras](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance):

| [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) | funde a | ferve a | massa de $1\,\mathrm{cm}^{3}$ |
| --- | --- | --- | --- |
| água | $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ | $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ | cerca de $1.0\,\mathrm{g}$ |
| etanol | $-114\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ | $78\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ | $0.79\,\mathrm{g}$ |
| propanona (acetona) | — | $56\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ | $0.78\,\mathrm{g}$ |
| sal (cloreto de sódio) | $801\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ | — | $2.17\,\mathrm{g}$ |
| ferro | $1538\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ | — | $7.87\,\mathrm{g}$ |

**Proposição 8.9 (Uma mistura não tem temperatura de ebulição fixa).**

Uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) não ferve a uma temperatura fixa: a água salgada começa a ferver um pouco acima de $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, e a temperatura dela continua subindo durante a ebulição, à medida que a água sai e o sal que fica para trás se torna mais concentrado.

**Método 8.10 (Este líquido é puro? Qual é ele?).**

1. Aqueça-o, no laboratório, e leia a temperatura dele durante a ebulição.
2. Se a temperatura fica fixa, o líquido provavelmente é uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) : compare essa temperatura com uma tabela de constantes.
3. Se a temperatura continua subindo, é uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) .
4. Confirme com uma segunda constante, por exemplo a massa de um volume conhecido.

**No laboratório — Ferver água salgada.**

O professor aquece lado a lado água pura e água salgada, cada uma com um termômetro dentro. A água pura ferve a $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ e fica nessa temperatura enquanto ferve. A água salgada começa a ferver um pouco acima de $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, e o termômetro vai subindo devagar, minuto após minuto.

## 8.4 A água, pura ou não

**Exemplo 8.11 (Quatro águas).**

- A **água destilada** , produzida num laboratório, é quase exatamente uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) : água e mais nada.
- A **água da torneira** é uma [mistura homogênea](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous) : água com pequenas quantidades de substâncias dissolvidas (uma gota seca num prato escuro deixa um anel branco).
- A **água mineral** é uma [mistura homogênea](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous) cujo rótulo dá as substâncias dissolvidas, em miligramas por litro.
- A **água do mar** é uma [mistura homogênea](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous) que contém cerca de $35\,\mathrm{g}$ de sais em cada quilograma.

![Uma garrafa de água mineral: límpida e incolor, e mesmo assim uma mistura.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g6-pure-substances-and-mixtures/img-5834939be922.jpg)

*Uma garrafa de água mineral: límpida e incolor, e mesmo assim uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture).*

**Exemplo 8.12 (Ler o rótulo de uma água mineral).**

Um rótulo diz: cálcio $78\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$, magnésio $24\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$, sódio $5\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$, hidrogenocarbonato (bicarbonato) $357\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$, sulfato $10\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$, cloreto $4\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$. (Esses números são um exemplo.) Em um litro há $78 + 24 + 5 + 357 + 10 + 4 = 478$ mg de substâncias dissolvidas, cerca de meio grama: muito pouco ao lado dos $1000\,\mathrm{g}$ de água, mas o bastante para fazer dela uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture).

## 8.5 Exercícios

**Exercício 8.1 ★.**

[Substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) ou [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture)? Água destilada, [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), água do mar, um bloco de ferro puro, leite, um cristal de açúcar.

**Solução de Exercício 8.1.**

[Substâncias puras](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance): a água destilada, o bloco de ferro puro, o cristal de açúcar. [Misturas](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture): 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), a água do mar, o leite.

**Exercício 8.2 ★.**

Homogênea ou heterogênea? Água salgada, granito, óleo sobre água, água da torneira, granola.

**Solução de Exercício 8.2.**

Homogêneas: a água salgada, a água da torneira. Heterogêneas: o granito, o óleo sobre a água, a granola.

**Exercício 8.3 ★.**

O que é uma [espécie química](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species)? Dê três exemplos.

**Solução de Exercício 8.3.**

Um tipo determinado de substância, com nome e propriedades próprios: por exemplo a água, o sal, o etanol (e também o açúcar, o oxigênio, o ferro).

**Exercício 8.4 ★.**

Um líquido ferve a $78\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, e a temperatura dele fica em $78\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ enquanto ele ferve. Use a tabela de constantes para sugerir o que ele é.

**Solução de Exercício 8.4.**

Uma temperatura de ebulição fixa sugere uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance); $78\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ é a temperatura de ebulição do etanol.

**Exercício 8.5 ★.**

Por que o “suco de laranja puro” não é uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) para um químico?

**Solução de Exercício 8.5.**

Ele contém muitas [espécies químicas](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-species) (água, açúcares, ácidos, vitaminas, aromas): é uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture). “Puro”, na caixa, só quer dizer que nada foi acrescentado.

**Exercício 8.6 ★★.**

Um líquido começa a ferver a $100.5\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ e a temperatura dele sobe enquanto ele ferve. Ele é uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance)? O que ele poderia ser?

**Solução de Exercício 8.6.**

Não: uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) ferve a uma temperatura fixa. É uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture), provavelmente água com alguma coisa dissolvida, como a água salgada.

**Exercício 8.7 ★★.**

Olhe a figura dos quatro béqueres. Em que béquer um filtro poderia separar as partes da [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture)? Em qual não poderia?

**Solução de Exercício 8.7.**

Um filtro poderia separar a água barrenta (os grãos ficam no papel) e o suco com polpa (a polpa fica). Ele não consegue separar a água salgada (o sal está dissolvido) nem o óleo da água (os dois líquidos passam; eles são separados despejando a camada de cima).

**Exercício 8.8 ★★.**

Um cubo de metal de volume $10\,\mathrm{cm}^{3}$ tem massa $78.7\,\mathrm{g}$. Qual é a massa de $1\,\mathrm{cm}^{3}$? Que metal da tabela ele poderia ser?

**Solução de Exercício 8.8.**

$78.7 \div 10 = 7.87\,\mathrm{g}$ para $1\,\mathrm{cm}^{3}$: ferro.

**Exercício 8.9 ★★.**

Com o rótulo de água mineral do exemplo, que porcentagem da massa dissolvida é hidrogenocarbonato? Arredonde para o número inteiro mais próximo.

**Solução de Exercício 8.9.**

$\frac{357}{478} \approx 0.747$: cerca de $75\,\%$.

**Exercício 8.10 ★★.**

A água do mar contém cerca de $35\,\mathrm{g}$ de sais por quilograma. Que massa de sais há num balde de $2\,\mathrm{kg}$ de água do mar? Que porcentagem da massa da água do mar é sal?

**Solução de Exercício 8.10.**

$2 \times 35 = 70\,\mathrm{g}$ de sais. Porcentagem: $\frac{35}{1000} =
3.5\,\%$.

**Exercício 8.11 ★★★.**

Dois líquidos límpidos e incolores parecem idênticos. Descreva duas medidas, feitas num laboratório, que mostrariam se eles são a mesma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance).

**Solução de Exercício 8.11.**

Medir as temperaturas de ebulição (cada uma deve ficar fixa durante a ebulição, e as duas devem ser iguais) e pesar o mesmo volume de cada líquido (massas iguais). Duas constantes iguais, as duas fixas, indicam a mesma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance).

**Exercício 8.12 ★★★.**

Uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) é feita de $90\,\mathrm{g}$ de água e $10\,\mathrm{g}$ de etanol. Que porcentagem da massa dela é etanol? Ela pode ser identificada com a tabela de constantes? Explique.

**Solução de Exercício 8.12.**

$\frac{10}{90 + 10} = 10\,\%$ de etanol. É uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture): ela não tem temperatura de ebulição fixa e não aparece na tabela, que só lista [substâncias puras](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance).

## 8.6 Problema: três líquidos incolores

**Problema 8.1.**

Problema de fim de semana — três frascos sem rótulo de um líquido límpido e incolor, e as medidas que os distinguem

Um técnico de laboratório encontra três frascos, A, B e C, cujos rótulos caíram. Os três contêm um líquido límpido e incolor. O laboratório só usa três líquidos desse tipo: água destilada, etanol e água do mar trazida de uma saída de campo. O técnico faz três tipos de medidas, no laboratório.

**Parte I — Olhar.**

1. Os três líquidos parecem exatamente iguais. O técnico consegue saber, olhando, quais deles são [substâncias puras](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) ? Explique.
2. Se um deles for uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) , ela é homogênea ou heterogênea?
3. Que tipo de medida pode mostrar que um líquido é uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) ?

**Parte II — Medir.** Cada líquido é aquecido até ferver. O líquido A ferve a $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ e a temperatura dele fica nesse valor. O líquido B ferve a $78\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ e fica nesse valor. O líquido C começa a ferver a $100.6\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, e a temperatura dele continua subindo devagar. Depois, $50.0\,\mathrm{mL}$ de cada líquido são pesados: A $49.8\,\mathrm{g}$, B $39.5\,\mathrm{g}$, C $51.2\,\mathrm{g}$.

4. Que líquidos são [substâncias puras](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) ? Qual é uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture) ?
5. Com a tabela de constantes deste capítulo, dê o nome dos líquidos A e B.
6. Calcule a massa de $1\,\mathrm{mL}$ (isto é, $1\,\mathrm{cm}^{3}$ ) de cada líquido.
7. Essas massas concordam com a sua resposta à questão 5?
8. Por que a temperatura do líquido C continua subindo enquanto ele ferve?

**Parte III — O que há no líquido C?** Deixam-se $100\,\mathrm{mL}$ do líquido C secar num recipiente. Quando toda a água foi embora, restam $3.5\,\mathrm{g}$ de cristais brancos.

9. O que esse resíduo mostra sobre o líquido C?
10. Com a massa de $1\,\mathrm{mL}$ de C encontrada na questão 6, calcule a massa de $100\,\mathrm{mL}$ de C e depois a porcentagem da massa dele que é sal (com uma casa decimal).
11. A água do mar contém cerca de $35\,\mathrm{g}$ de sais em cada quilograma. Que porcentagem é essa? Compare com a questão 10.
12. Conclua: quantos gramas de sal cada litro do líquido C contém, e o líquido C é a água do mar?

**Solução de Problema 8.1.**

**1.** Não. Uma [substância pura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance) e uma [mistura homogênea](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-homogeneous) podem ter exatamente o mesmo aspecto: é preciso medir alguma coisa.

**2.** Homogênea: ela é límpida e suas partes não podem ser vistas.

**3.** Uma constante: uma temperatura de ebulição que fica fixa enquanto o líquido ferve (ou a massa de um volume conhecido, comparada com uma tabela).

**4.** A e B, cujas temperaturas de ebulição ficam fixas, são [substâncias puras](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-pure-substance). C é uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture).

**5.** A ferve a $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: água. B ferve a $78\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: etanol.

**6.** A: $49.8 \div 50.0 = 0.996\,\mathrm{g}$. B: $39.5 \div 50.0 =
0.790\,\mathrm{g}$. C: $51.2 \div 50.0 = 1.024\,\mathrm{g}$.

**7.** Sim: cerca de $1.0\,\mathrm{g}$ para a água, $0.79\,\mathrm{g}$ para o etanol.

**8.** À medida que a água vai embora fervendo, o sal fica para trás, e o líquido que resta contém cada vez mais sal; ele passa então a ferver a uma temperatura mais alta.

**9.** O líquido C contém um sólido dissolvido: é uma solução, uma [mistura](#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture), como a ebulição dele já tinha mostrado.

**10.** $100 \times 1.024 = 102.4\,\mathrm{g}$; $\frac{3.5}{102.4}
\approx 0.034$: cerca de $3.4\,\%$ da massa é sal.

**11.** $\frac{35}{1000} = 3.5\,\%$: muito perto da questão 10.

**12.** $3.5\,\mathrm{g}$ em $100\,\mathrm{mL}$, logo $3.5 \times 10 =
35\,\mathrm{g}$ de sal por litro. Pela salinidade e pelo comportamento na ebulição, C é a água do mar; A é a água destilada e B, o etanol.