Propriedades específicas da matéria são assim denominadas por permitir, de maneira acurada, a identificação de substâncias puras. Inicialmente busca-se determinar e quantificar quatro propriedades do perfil químico de uma substância pura: temperatura ou ponto de fusão; temperatura ou ponto de ebulição; densidade e solubilidade.
Solubilidade é a característica que permite descobrir em qual solvente determinada substância se dissolve (qualitativa e quantitativamente); e densidade é a relação entre a massa e o volume que determinado material possui. Como ambos os valores são fixos para substâncias puras, se torna conveniente lançar mão de testes laboratoriais simples, de modo a determiná-los. O mesmo acontece para as temperaturas de fusão e ebulição de substâncias puras.
Temperatura ou ponto de fusão é o valor encontrado na escala termométrica, onde se inicia o processo de fusão (passagem do estado sólido para o líquido). Após leituras consecutivas do termômetro, os valores tendem a permanecer próximos, sendo possível lançar mão de ferramentas matemáticas como a média aritmética, na tentativa de encontrar valores ainda mais precisos. Como este valor praticamente não muda, seu comportamento gráfico é representado por uma reta (patamar) e assumimos que o mesmo é constante.
A temperatura de ebulição é o valor encontrado quando se inicia o processo de ebulição (passagem do estado líquido para o estado gasoso), e a observação contínua de seus valores no termômetro também constrói um patamar, após plotagem dos dados obtidos. Durante as transformações físicas há a coexistência de estados físicos, que é explicada pela necessidade de todas as moléculas serem transformadas, e daí surge o consumo de tempo e concomitantemente, os patamares nos gráficos.
Substância pura.
O gráfico acima demonstra o aquecimento de uma amostra sólida até a sua transformação em gás. Podem-se observar duas retas, que foram identificadas como “T. fusão” e “T. ebulição”, que são as temperaturas onde estas transformações ocorrem. É importante salientar que as retas não se encontram inclinadas, o que permite a conclusão de que se trata de um patamar, e que este apresenta valor único. Logo, pode-se inferir que tal amostra pode ser pura, pois apresenta valores fixos nas temperaturas de fusão e ebulição.
O mesmo não ocorre quando se analisam gráficos onde constam misturas, que nestes casos são denominadas de duas formas: a mistura eutética e a mistura azeotrópica.
Mistura eutética é a mistura que se comporta como substância pura somente durante a fusão ou solidificação, onde se observa o patamar que nos permite determinar a temperatura em que estes fenômenos ocorrem. Quando se inicia a ebulição, o valor encontrado não é fixo, mas sim uma faixa de valores, que podem ser maiores ou menores em relação aos apresentados pela substância pura.
Mistura eutética.
A mistura usada para solda, que é composta de uma liga metálica de chumbo e estanho, funde-se a 183ºC, valor menor que os encontrados para o chumbo (327ºC) e estanho (232ºC).
Já a mistura azeotrópica apresenta comportamento de substância pura somente em sua ebulição, apresentando assim valores fixos, enquanto sua fusão apresenta uma faixa variável de valores.
Mistura azeotrópica.
O etanol combustível apresenta-se como uma mistura azeotrópica, pois possui valor fixo para a ebulição (78,15ºC), que é mais baixo que a os valores encontrados para a água pura (100ºC) e o etanol anidro (78,5ºC).
Torna-se importante estudar as propriedades de misturas eutéticas e azeotrópicas devido à aplicabilidade das mesmas em produtos de nosso cotidiano.
Referências bibliográficas:
LISBOA, J. C. F. Química, 1º ano: ensino médio. 1ª Ed. – São Paulo: Edições SM, 2010. (coleção Ser protagonista). p.62 – 63.
FELTRE, R. Química Geral – 5ª Ed. – São Paulo: Moderna, 2000. p.26 – 29.