Substâncias e misturas

No cotidiano nos referimos a muitos compostos utilizando a palavra “substância” ou “mistura”. No entanto, será que estamos fazendo o uso correto dessas palavras? Em Química, o que significam substância e mistura?

O que é substância?

Substância pura, ou simplesmente substância, é qualquer material que apresenta as propriedades físicas definidas, determinadas e praticamente invariáveis nas mesmas condições de temperatura e pressão.

A água destilada, por exemplo, é uma substância, pois ela é constituída unicamente de água, ou seja, H2O, e suas propriedades físicas, tais como o ponto de fusão, o ponto de ebulição e a densidade, são bem definidas, conforme mostrado nos dados abaixo, ao nível do mar (1 atm):

• PF = 0 ºC;
• PE = 100 ºC;
• d = 1,0 g/cm3 a 3,98 ºC;

Leia também: Separação de misturas — métodos aplicados para separar os mais variados tipos de misturas

→ Substâncias simples e compostas

A água é um exemplo de substância composta, ou seja, é formada por moléculas com mais de um tipo de elemento. Mas também existem substâncias simples, como o gás oxigênio (O2), que é formado por apenas um tipo de elemento. Para entender melhor a diferença entre ambas, leia: Substâncias simples e compostas.

Não existem duas substâncias que tenham todas as propriedades exatamente iguais. Veja mais alguns exemplos de substâncias:

• álcool etílico anidro (sem água);
• gás carbônico;
• cloreto de sódio;
• mercúrio;
• iodo;
• ouro;
• silício;
• gás nitrogênio;
• gás hélio;
• ferro.​

O que é mistura?

Não seria correto nos referirmos à água da chuva, do mar, à água mineral, da torneira, à água potável ou de um rio como sendo substâncias. Na realidade essas águas possuem outras substâncias dissolvidas nelas. Por exemplo, a água do mar contém vários sais, como o sal de cozinha (cloreto de sódio — NaCl), que pode ser extraído dela por evaporação e cristalização. O correto seria dizermos que elas são misturas.

Misturas são os materiais constituídos por mais de uma substância (componente) e cujas propriedades físicas variam para cada amostra nas mesmas condições de temperatura e pressão.

A fusão e a ebulição das misturas ocorrem em determinada faixa de temperatura e apresentam densidades diferentes em função de sua composição. O álcool hidratado, por exemplo, tem a sua densidade variando de acordo com a porcentagem de álcool etílico e de água que constituem a mistura.

Leia também: Métodos especiais de separação de misturas heterogêneas

→ Misturas homogêneas e heterogêneas

O álcool hidratado é uma mistura homogênea, pois apresenta uma única fase. Outros exemplos de misturas homogêneas são o soro caseiro, o soro fisiológico, a gasolina, o vinagre etc.

No entanto, quando a mistura apresenta mais de uma fase, como uma mistura de areia e água, dizemos que é uma mistura heterogênea. Também são misturas heterogêneas: quartzo, água e óleo,  areia, madeira, sangue, leite, água com gás, entre outros.

Talvez você esteja se perguntando: mas o leite e o sangue são homogêneos?! Na realidade, eles parecem ter uma única fase a olho nu; porém, os cientistas basearam esse conceito em dois aparelhos sofisticados: o ultramicroscópio e a ultracentrífuga.

Se usarmos um ultramicroscópio para visualizar o álcool hidratado e o sangue, observaremos que o álcool hidratado é totalmente uniforme, enquanto o sangue apresenta aspecto desigual, sendo, portanto, constituído de mais de uma fase. Além disso, se usarmos uma ultracentrífuga, veremos que haverá uma separação no caso do sangue, como mostra a imagem a seguir:

• Petróleo: mistura complexa de hidrocarbonetos em porcentagens variadas.
• Vinagre: formado basicamente de ácido acético e água.
• Madeira: composto de celulose, lignina, álcool pirolenhoso, água, ácido acético e outras substâncias em porcentagens variadas.
• Granito: formado por três fases — quartzo, mica e feldspato.
• Aço: 98,5% de ferro e 1,5% de carbono em massa.
• Ar atmosférico: aproximadamente 78% de gás nitrogênio; 20% de oxigênio e 2% de outros gases.