Para estudar química para o Enem, é
fundamental entender a diferença entre substância e mistura.
Substância é um material
que apresenta propriedades físicas definidas, determinadas e praticamente
invariáveis nas mesmas condições de pressão e temperatura. As substâncias são
puras quando a molécula é formada por apenas um tipo de elemento químico. Ex: O2.
As substâncias são compostas quando a molécula é formada por mais de um tipo de
elemento químico. Ex: H2O.
Mistura é um material
composto com mais de uma substância e cujas propriedades físicas variam nas
mesmas condições de pressão e temperatura. As misturas podem homogêneas (formam
uma fase só) ou heterogêneas (formam mais do que uma fase). No
caso de uma mistura, há técnicas de separação das substâncias que a constituem.
E é isso que veremos a partir da análise de uma questão de química que caiu no
Enem de 2014.
O principal processo industrial
utilizado na produção de fenol é a oxidação do cumeno (isopropilbenzeno). A
equação mostra que esse processo envolve a formação do hidroperóxido de cumila,
que em seguida é decomposto em fenol e acetona, ambos usados na indústria
química como precursores de moléculas mais complexas. Após o processo de
síntese, esses dois insumos devem ser separados para comercialização
individual.
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Posted: 26
Aug 2015 08:23 AM PDT
Para estudar
química para o Enem, é fundamental entender a diferença entre substância e
mistura.
Substância é um material
que apresenta propriedades físicas definidas, determinadas e praticamente
invariáveis nas mesmas condições de pressão e temperatura. As substâncias são
puras quando a molécula é formada por apenas um tipo de elemento químico. Ex: O2.
As substâncias são compostas quando a molécula é formada por mais de um tipo
de elemento químico. Ex: H2O.
Mistura é um material
composto com mais de uma substância e cujas propriedades físicas variam nas
mesmas condições de pressão e temperatura. As misturas podem homogêneas (formam
uma fase só) ou heterogêneas (formam mais do que uma fase).
No caso de uma mistura, há técnicas de separação das substâncias que a
constituem. E é isso que veremos a partir da análise de uma questão de
química que caiu no Enem de 2014.
Enem 2014 – Caderno
Amarelo – Questão 68
O principal
processo industrial utilizado na produção de fenol é a oxidação do cumeno
(isopropilbenzeno). A equação mostra que esse processo envolve a formação do
hidroperóxido de cumila, que em seguida é decomposto em fenol e acetona,
ambos usados na indústria química como precursores de moléculas mais
complexas. Após o processo de síntese, esses dois insumos devem ser separados
para comercialização individual.
Considerando as
características físico-químicas dos dois insumos formados, o método utilizado
para a separação da mistura, em escala industrial, é a
a)
filtração.
b)
ventilação.
c) decantação.
d) evaporação.
e) destilação fracionada.
RESOLUÇÃO E
COMENTÁRIOS
Alternativa E
Quando o enunciado
diz: “Considerando as características físico-químicas dos dois insumos…” ele
está se referindo a ambos estarem no estado líquido à temperatura ambiente e
também serem de cadeias polares, isto é, são solúveis entre si. Nossa tarefa
consiste, portanto, em separar duas substâncias líquidas e que estão
dissolvidas formando uma mistura homogênea. Vamos analisar os processos
sugeridos e lembrar em quais ocasiões devemos usá-los:
§ Filtração: geralmente
utilizado para separar misturas heterogêneas entre líquidos e sólidos. Ao
fazermos café, por exemplo, misturamos o pó com a água formando uma solução
heterogênea. As partículas do café que não se dissolveram, ao passar pelo
filtro, ficam retidas nele enquanto que a mistura (água mais partículas solúveis
do café) passou através dele.
§ Ventilação: utilizada
para separar substâncias sólidas que apresentam diferenças significativas de
densidade entre seus componentes. Por exemplo, ao torrarmos amendoim, se
quisermos separar a casca lançamos uma corrente de ar (como um assopro). A
casca do amendoim, sendo mais leve do que ele, será levada enquanto que o
amendoim mais pesado permanecerá.
§ Decantação: utilizamos a
decantação para separar, assim como na filtração, misturas heterogêneas entre
líquidos e sólidos, mas também entre líquidos. Aqui as substâncias que
compõem a mistura devem apresentar diferenças de densidade entre as fases. A
fase mais densa tende a ocupar a posição mais inferior do reservatório
enquanto que a fase menos densa tende a ocupar a posição mais superior.
Exemplos do uso de decantação é a limpeza de piscinas onde as partículas mais
densas, após algum tempo de repouso, depositam-se no fundo; ou um frasco
contendo água e óleo, onde o último, por ser menos denso, ocupa a parte de
cima do frasco.
§ Evaporação: em soluções
homogêneas entre sólido e líquido, para separar o soluto (sólido) do solvente
(líquido) utiliza-se, quando não há interesse imediato, a evaporação. Em
salinas, a água do mar é acondicionada em tanques largos e rasos sob a luz do
sol. A água é evaporada lentamente e ao final do processo resta apenas o sal
depositado no fundo. Uma desvantagem nítida é a perda de um dos componentes,
no caso a água.
§ Destilação
fracionada: utiliza-se a destilação fracionada para separar misturas homogêneas
formadas por duas ou mais substâncias que oferecem certa dificuldade para a
sua separação. Devido à diferença entre os pontos de ebulição das substâncias
envolvidas é possível separá-las utilizando instrumentos adequados. À medida
que os líquidos vão atingindo seus pontos de ebulição, em ordem crescente, ao
passarem pelo condensador, tornam-se líquidos novamente. Assim um a um eles
vão sendo separados em diferentes frascos ou reservatórios.
No caso da nossa
mistura, o melhor método para separá-las é a destilação fracionada. A acetona
é retirada do sistema primeiro porque é mais volátil, e pode ser recuperada,
sobrando apenas o fenol que é menos volátil. Portanto, esta é a alternativa
correta.
Comentário: Por se tratar
de duas substâncias orgânicas, é possível que os elaboradores da questão
tenham feito uma alusão ao processo de destilação fracionada do petróleo, um
dos exemplos mais clássicos desse tipo. A questão avalia o entendimento do
aluno em relação aos processos de separação entre misturas e em quais
situações eles são utilizados.
Conteúdos
envolvidos: Análise imediata (separação de misturas).
Gostou da
explicação da questão? Ela foi elaborada por nosso professor Jeferson
dos Santos, formado bacharel em Química pela UNICAMP. Essa
resolução foi retirada das Apostilas para o Enem 2015, que trazem todas as
questões do Enem das últimas seis edições resolvidas e comentadas por
professores especialistas de cada área. Se você ainda não conhece o material,
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