Elementos, Compostos e Misturas

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Matéria: Elementos, compostos e misturas

Quase tudo na Terra é feito de combinações de 92 tipos diferentes de átomos. A matéria pode ser composta de substâncias não compostas de um tipo de átomo, conhecidas como elementos, ou combinadas como compostos ou misturas.

Um elemento é uma substância que é feita a partir de um tipo de átomo. A tabela periódica é um gráfico que organiza todos os elementos conhecidos. Os elementos têm uma ampla gama de propriedades diferentes do hidrogênio, que é um gás incolor, ao mercúrio, que é um metal líquido à temperatura ambiente. Nem todos os elementos da tabela periódica ocorrem naturalmente na Terra. Alguns são criados em um laboratório e só existem por frações de segundo.

Um composto é uma substância feita de dois ou mais tipos de átomos que são quimicamente ligados para formar moléculas. Existem bilhões e bilhões de maneiras diferentes de combinar os elementos para criar compostos. Os compostos têm uma composição definida, que pode ser descrita usando uma fórmula química. Por exemplo, o dióxido de carbono tem uma fórmula química de CO ₂ . Isso significa que cada molécula de dióxido de carbono é composta de um carbono e dois átomos de oxigênio. Ao contrário das misturas, os compostos têm uma proporção fixa de elementos. As ligações em compostos podem ser difíceis de quebrar e só podem ser quebradas por meio de reações químicas. Após uma reação química, as moléculas dos reagentes se rearranjam para formar outras substâncias (produtos).

Uma mistura é uma combinação de substâncias que não são quimicamente ligadas entre si. Misturas podem ser qualquer combinação de elementos e / ou compostos. Exemplos de misturas são a água do mar, o ar, o ferro em pó, o enxofre em pó e a maioria das rochas. As misturas podem ser separadas mais facilmente que os compostos. Existem muitos métodos diferentes de separar misturas dependendo das propriedades das substâncias na mistura e se é uma mistura heterogênea ou uma mistura homogênea como uma solução. Uma solução é um tipo de mistura que envolve um sólido / líquido (soluto) dissolvido em um líquido (solvente). Se uma substância não se dissolve em outra, ela é conhecida como insolúvel. Ao contrário dos compostos, as misturas não são necessariamente feitas de proporções fixas das partes componentes.

Métodos de separação de misturas

A filtragem é um processo que pode separar líquidos e sólidos insolúveis, como água e areia. Neste processo, a mistura é vertida através de um filtro, como papel de filtro ou filtro, e a areia insolúvel é separada do líquido. Isso acontece devido a uma diferença no tamanho das partículas; as partículas líquidas são pequenas o suficiente para passar pelo papel de filtro enquanto as partículas sólidas são muito grandes. O sólido deixado para trás é conhecido como o resíduo, e o líquido que passa pelo papel é conhecido como o filtrado. O esforço funciona usando o mesmo mecanismo da filtragem, apenas para partículas maiores.

Evaporação é outro método para separar sólidos solúveis de um líquido. Sal de mesa misturado com água é um exemplo de uma solução salina. No processo de evaporação, a solução é aquecida de modo que a água evapora, deixando cristais de sal no fundo do recipiente. A água tem um ponto de ebulição menor que o sal, então a água evapora primeiro.

A destilação pode separar misturas de líquidos com diferentes pontos de ebulição. Ele funciona de maneira semelhante à evaporação, mas o vapor evaporado é coletado e condensado de volta para um líquido. Este método funciona devido à diferença de pontos de ebulição variáveis. Este método pode ser usado para separar água e tinta. A destilação é usada para fazer algumas bebidas alcoólicas, como uísque e vodka.

O magnetismo também pode ser empregado para remover material magnético de material não magnético. Um exemplo disso é separar o ferro de outros metais em uma usina de reciclagem.

Cromatografia é um método usado para separar algumas substâncias dissolvidas. É frequentemente utilizado para separar corantes e tintas devido às suas diferenças na solubilidade. Com simples cromatografia em papel, uma mancha da tinta ou corante é colocada perto do fundo de um pedaço de papel absorvente. O papel é então baixado em um recipiente de solvente para que a linha do líquido fique por baixo do ponto de tinta. À medida que o solvente sobe o papel, ele leva um pouco da química colorida com ele. Os diferentes produtos químicos estão espalhados por diferentes quantidades.

Os Padrões de Ciência da Próxima Geração enfatizam a importância de levar os alunos a desenvolver e usar modelos para entender os fenômenos. No mundo real, os cientistas farão modelos para ajudar na compreensão de um sistema ou parte de um sistema. Os modelos são usados na Science para fazer previsões e comunicar idéias ou dados a outras pessoas. Há uma série de atividades neste guia do professor que se concentram nessa habilidade específica. Os alunos poderão facilmente criar seus próprios modelos de elementos, compostos e misturas usando o item inteligente stick-and-ball. Isso oferece uma excelente oportunidade para discutir as limitações do uso de modelos, dando aos alunos a oportunidade de avaliar e refiná-los.

Perguntas frequentes sobre elementos, compostos e misturas

Qual é a diferença entre elementos, compostos e misturas em termos simples?

Elementos são substâncias puras feitas de um tipo de átomo. Compostos consistem de dois ou mais tipos de átomos ligados quimicamente. Misturas são combinações de elementos e/ou compostos que não estão quimicamente ligados e podem ser separadas por meios físicos.

Como os alunos podem facilmente modelar elementos, compostos e misturas na sala de aula?

Os alunos podem usar modelos de espetos e bolas para representar átomos e como eles se combinam para formar elementos, compostos e misturas. Essa atividade prática ajuda a visualizar estruturas atômicas e ligações químicas.

Quais são alguns métodos rápidos para separar misturas em uma aula de ciências?

Os métodos comuns incluem filtração para separar sólidos de líquidos, evaporação para sólidos solúveis, destilação para líquidos com diferentes pontos de ebulição, magnetismo para materiais magnéticos e cromatografia para separar corantes ou tintas.

Por que as misturas podem ser separadas mais facilmente do que os compostos?

Misturas podem ser separadas por processos físicos porque suas substâncias não estão quimicamente ligadas. Compostos requerem reações químicas para romper ligações e separar-se em seus elementos.

Quais são alguns exemplos do dia a dia de misturas que os estudantes encontram?

Exemplos incluem ar, água do mar, solo, pedras e até mix de trilha. Estes contêm combinações de substâncias que não estão quimicamente ligadas.