Aula 01 - Introdução ao estudo da química

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INTRODUÇÃO AO ESTUDO 
DA QUÍMICA
Professor: Geovane Gonçalves Machado
Matéria, Fenômenos, Substâncias, 
Misturas e Separação de misturas
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A QUÍMICA É A CIÊNCIA QUE ESTUDA:
A matéria;
Sua composição e suas propriedades;
As transformações sofridas pela matéria;
As variações de energia que acompanham essas
transformações;
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Definições
Matéria: É tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no
espaço.
Energia: capacidade que um corpo, uma substância ou um
sistema têm de realizar trabalho ou de provocar modificações
na matéria.
Sistema: Qualquer porção do universo submetido a
observação é denominado sistema.
• Sistema aberto: Capaz de trocar energia ou matéria com o meio.
• Sistema fechado: Capaz de trocar apenas energia com o meio.
• Sistema isolado: Não troca matéria nem energia com o meio. A 
rigor, impossível tal sistema.
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 Energia mecânica
 Energia Elétrica
 Energia luminosa
 Energia química
 Energia térmica
Tipos de energias:
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Quanto a sua formação
ELEMENTO: Identidade de um átomo.
ÁTOMO: Menor estrutura que forma a matéria.
MOLÉCULA: Espécie eletricamente neutra, constituída por
dois ou mais átomos ligados.
SUBSTÂNCIA: Tudo aquilo que possui propriedade definida.
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Grandezas físicas 
A matéria, sendo um corpo ou uma substância e a energia
podem ser avaliadas quantitativamente. Cada característica
que possa ser quantificada constitui uma grandeza física.
• Comprimento, massa, temperatura, tempo, volume,
pressão, quantidade de matéria, etc.
Essas grandezas são avaliadas pelas unidades de medida
adotadas por convenção e cada unidade tem seu símbolo.
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Massa (m)
É a quantidade de matéria que existe em um corpo e pode
ser medida em quilogramas, gramas e miligramas.
UNIDADE DE 
MEDIDA
REPRESENTAÇÃO RELAÇÃO
Quilogramas (SI) Kg 1Kg = 1000g ou 103g
Gramas g 1g = 1000mg ou 103mg
miligramas mg 1mg = 0,001g ou 10-3g
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Volume (V)
É o espaço ocupado pela matéria e pode ser medido em
litros, mililitros, centímetros cúbicos e decímetros cúbicos.
UNIDADE DE 
MEDIDA
REPRESENTAÇÃO RELAÇÃO
Litro L 1L = 1000mL = 103mL
Mililitro mL 1mL = 0,001L = 10-3L
Centímetro cúbico cm3
1cm3 = 0,001L = 10-3L
Metro cúbico m3
1m3 = 1000L = 103L
Decímetro cúbico dm3
1dm3 = 1L = 103cm3
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 Temperatura (T)
Trata-se de uma grandeza escalar que determina o grau de
agitação das partículas de um corpo e a capacidade desse
corpo de transmitir ou receber energia. (calor)
Tk = Tc + 273
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 Pressão (P)
razão de uma força aplicada perpendicularmente sobre uma
superfície e a área da superfície. Matematicamente, temos:
Logo, para uma determinada força aplicada, quanto menor a
área (A), maior é a pressão (P).
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Quantidade de matéria (mol)
Mol é uma unidade de medida utilizada para expressar a
quantidade de matéria microscópica, como átomos e
moléculas.
Em 1811, Amedeo Avogadro conseguiu definir um valor
numérico para a quantidade de matéria presente em 1 mol:
6,02x1023
Ou seja:
1 mol de um elemento = 6,02.1023 átomos deste elemento
1 mol de qualquer substância = 6,02.1023 moléculas
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 Substâncias
As substâncias são formadas por um único tipo de
componente (átomos, moléculas ou aglomerados iônicos) e
possuem propriedades constantes e definidas.
Substâncias simples: São as formadas por apenas um
único tipo de átomo.
Ex: oxigênio O2; ozônio O3. Hidrogênio H2
Substâncias compostas: Formadas por dois ou mais
átomos.
Ex: Água H2O; Gás carbônico CO2
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PROPRIEDADES DA MATÉRIA E 
DAS SUBSTÂNCIAS 
Toda matéria apresenta propriedades comuns, as
substâncias apresentam além dessas propriedades, algumas
particulares.
GERAIS: quando são comuns a toda espécie de matéria,
não importando quais as substâncias a compõem.
MASSAIMPENETRABILIDADE
VOLUME
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FUNCIONAIS: Quando apresentada por um grupo de
substâncias.
ESPECÍFICAS: quando dependem das substâncias que a
formam, permitindo assim identificar e diferenciar os
diversos materiais, elas podem ser:
O doce dos açúcares O azedo dos ácidos
Organolépticas Físicas
Químicas
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Propriedades organolépticas: são aquelas que podem ser
detectadas pelos órgãos dos sentidos: cor, brilho, odor e
sabor.
Propriedades químicas: São aquelas relacionadas com os
fenômenos químicos.
Ex: A queima de uma fita de magnésio.
Propriedades Físicas: São as relacionadas com os
fenômenos físicos e servem para verificar se uma substância
é pura ou não.
EX: densidade, solubilidade, ponto de fusão e de ebulição.
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Densidade
É a propriedade que relaciona a massa de um corpo com o
volume que essa massa ocupa. Também chamada da massa
específica da matéria.
Essa relação pode ser expressa pela fórmula:
d = m
V
No SI (Sistema Internacional de Unidades), a unidade de
densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). No
entanto, os mais utilizados são g/cm3 e o g/mL
A densidade depende diretamente do estado físico da matéria!
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Exercícios de fixação:
1. Diga se é propriedade geral, funcional, organolética, física, química.
a)Cor do enxofre e)Queima do papel
b) Ponto de fusão do gelo f) Densidade do alumínio
c) Sabor das gorduras g) sabor dos sais
d) Massa h) ponto de ebulição do álcool
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Transformação na matéria ou Fenômeno 
Fenômeno químico: É aquele que altera a natureza do tipo
de matéria que forma o sistema.
Fenômenos físicos: É aquele que não altera a natureza dos
tipos de matéria que formam o sistema.
Formação de ferrugem
Queima de madeira
Cortar papel
Fundir ferro
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FENÔMENO FÍSICO
Dentre os fenômenos físicos temos todas as mudanças de
estados de agregação, que recebem denominações
particulares:
ebulição
evaporação
calefação
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DIAGRAMA DE FASES
Para melhor visualizar a forma como temperatura e pressão estão
diretamente relacionadas com as mudanças de estados físicos foi
desenvolvido um diagrama, chamado de diagrama de fases, que
nos mostra as variações que esses dois parâmetros podem sofrer
e as transformações físicas que ocorrem.
Podemos observar que ele
apresenta a variável pressão no
eixo x e a variável temperatura
no eixo y. É composto de três
regiões (A, B, C), três curvas
(entre C e A, entre C e B, entre A e
B) e um ponto central (D) que
interliga as três curvas.
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a) Regiões
Região A: é a região que nos mostra quais são as condições de
temperatura e pressão para que o estado líquido seja predominante (mais
estável).
Região B: é a região que nos mostra quais são as condições de
temperatura e pressão para que o estado vapor seja predominante (mais
estável).
Região C: é a região que nos mostra quais são as condições de
temperatura e pressão para que o estado sólido seja predominante (mais
estável).
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b) Curvas
entre C e A: essa curva é chamada de curva solidificação/fusão, na qual
temos as condições de temperatura e pressão para que as fases sólida e
líquida coexistam em equilíbrio.
entre C e B: essa curva é chamada de curva ressublimação, na qual
temos as condições de temperatura e pressão para que as fases sólida e
gasosa coexistam em equilíbrio.
entre A e B: essa curva é chamada de curva condensação, na qual
temos as condições de temperatura e pressão para que as fases líquida e
gasosa coexistam em equilíbrio.
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c) Ponto Central (D)
Esse ponto é chamado de ponto triplo, já que nele temos uma condição
de temperatura e uma condição de pressão na qual encontramos a
substância nos três estados físicos da matéria (sólido, líquido e vapor) ao
mesmo tempo.
O ponto crítico (C)
Indica pra nós qual é a condição para que a divisória entre líquido e vapor
desapareça, ou seja, a partir desse ponto teremos a substância no estado
gasoso.
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DIAGRAMA DE FASES DA ÁGUA
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Exercícios de fixação:
Considere o diagrama de fase hipotético representado
esquematicamente na figura abaixo:
O que representam os pontos A, B, C, D e E?
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 SUBSTÂNCIAS E MISTURAS 
Substância pura: Matéria que apresenta PF, PE constante e
densidade definida à CNTP.
Exemplo de substâncias: ouro,ferro, água, açúcar.
Misturas: são duas ou mais substâncias agrupadas, onde a
composição é variável e suas propriedades também.
Exemplo de misturas: sangue, leite, ar, madeira.
Fase: Cada porção que apresenta aspecto visual uniforme, mesmo
quando observado a microscópio, é chamado de fase.
Ex: água + álcool + areia
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Sistema: Qualquer porção do universo submetido a
observação é denominado sistema.
• Sistema homogêneo: é aquele que apresenta uma única fase 
(monofásico), ou seja, tem um aspecto uniforme, contínuo.
• Sistema heterogêneo: é aquele que apresenta mais de uma fase, 
ou seja, não possui um aspecto uniforme, é descontínuo.
água Água + álcool
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Diagrama de mudança de estado
Temperatura (°C) a 1 atm
Tempo
Sólido
Sólido
+
Líquido
Líquido
+
Vapor
Vapor
PF = 0°C
PE = 100°C
Líquido
– 10°C
SUBSTÂNCIA PURA
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Diagrama de mudança de estado
Temperatura (°C) a 1 atm
Tempo
Sólido
Sólido
+
Líquido
Líquido
+
Vapor
∆TE
– 15°C
∆TF
Vapor
Líquido
MISTURA
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Misturas azeotrópicas e eutéticas
Algumas misturas têm o comportamento igual ao de
substâncias puras quando submetidas à ebulição e fusão,
apesar de serem formadas por dois elementos ou compostos
distintos.
Elas podem se classificar em azeotrópica ou eutética:
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Mistura azeotrópica
se comportam como se fossem substâncias puras em relação
à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do
início ao fim da ebulição (PE constante).
Temperatura (°C) a 1 atm
Tempo
Sólido
e
Líquido
Líquido
+
Gasoso
TE
– 15°C
∆TF
Sólido
Vapor
Líquido Exemplo: 
acetona + metanol
Mistura eutética
e comportam como se fossem substâncias puras no processo
de fusão, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do
início ao fim da fusão (PF constante).
Exemplo: 
ligas metálicas em 
geral. 
A solda é uma mistura 
eutética de Estanho e 
Chumbo. 
Temperatura (°C) a 1 atm
Tempo
Sólido
+
Líquido
Líquido
+
Vapor
∆TE
– 15°C
TF
Sólido
Vapor
Líquido
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Exercícios de fixação:
2. As substâncias químicas podem ser classificadas em simples ou
compostas. Indique a alternativa que apresenta três substâncias
simples e duas compostas, respectivamente.
a) H2O, Hg, HI, Fe, H2S
b) Au, O2, CO2, HCl, NaCl,
c) S, O2, O3, CH4, CO2
d) H2SO4, Cu, H2, O2
e) Au, Ag, Cl2, H2CO3, H2
3. Observe a representação dos sistemas I, II e III e seus componentes. O 
número de fases em cada um e de substâncias é, respectivamente:
I- óleo, água e gelo.
II- água gaseificada e gelo.
III- água salgada, gelo, óleo e granito.
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Exercícios de fixação:
2. (UEFS 2013) A curva de aquecimento, representada no gráfico,
mostra a variação de temperatura em função do tempo de uma amostra de
álcool vendida em supermercado.
Considerando-se essas informações, uma análise desse gráfico permite
corretamente afirmar:
a) O álcool da amostra é uma substância
composta pura.
b) O vapor formado no final do
aquecimento contém apenas etanol.
c) A temperatura de ebulição mostra que
esse álcool é uma mistura azeotrópica.
d) A temperatura de ebulição constante
mostra que o álcool da amostra é isento
de água.
e) A temperatura de fusão variável
mostra que o álcool vendido em
supermercado é uma mistura eutética.
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Exercícios de fixação:
3. (ITA 2012) A figura representa a curva de aquecimento de uma
amostra, em que S, L e G significam, respectivamente, sólido, líquido e
gasoso. Com base nas informações da figura é CORRETO afirmar que
a amostra consiste em uma:
a) substância pura. 
b) mistura coloidal. 
c) mistura heterogênea. 
d) mistura homogênea 
azeotrópica. 
e) mistura homogênea eutética.
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 TIPOS DE MISTURAS
Um mistura é quando temos em um mesmo sistema duas ou
mais substâncias puras que apresentam propriedades físicas
que não são fixas nem constantes.
As misturas podem ser classificadas de acordo ao seu
numero de fases como:
➢ Homogêneas
➢ Heterogêneas
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 Misturas Homogêneas
São todas aquelas que apresentam uma única fase, ou seja,
não se consegue identificar quais ou quantas substâncias
existem no sistema.
Ex: Água + álcool
• Essas misturas homogêneas são
também chamadas de soluções
• As misturas homogêneas ou
soluções podem apresentar-se
nos três estados físicos:
Sólidos, líquidos e gasoso
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 Misturas Heterogêneas 
Misturas que apresentam duas ou mais fase, o que não
significa dizer que é possível diz quantas substâncias existe
no sistema.
Ex: Água + óleo + areia
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SEPARAÇÃO DE MISTURAS 
Os componentes das misturas podem ser separados. Há
algumas técnicas para realizar a separação de misturas.
Lembre-se que mistura é combinação de duas ou mais
substâncias que podem ser homogêneas ou heterogêneas.
O tipo de separação depende do tipo de mistura.
Misturas homogêneas
Misturas heterogêneas
Processos físicos
Processos Mecânicos
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 Separação de misturas Heterogêneas
As misturas heterogêneas são aquelas que têm duas ou mais
fases. Os principais processos de separação são:
Catação: Método manual de separação de sólidos, como quando
escolhemos os feijões para cozinhar;
Ventilação
É a separação de substâncias sólidas com
densidades diferentes.
Exemplo: soprar amendoim torrado para 
separa-lo da casca.
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Levigação
Utilizado entre substâncias sólidas. É utilizado um líquido de arraste
que possibilita a separação graças à densidade diferente das
substâncias.
Exemplo: o ouro separa da areia na água porque o metal é mais
denso do que a areia.
Separação magnética
A separação magnética é a separação sólido-sólido de metais e
outras substâncias mediante o uso de ímã. Exemplo: separar
limalha de ferro (metal) de enxofre em pó.
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Peneiração
É a separação entre substâncias sólidas a partir do seu
tamanho.
Flotação
Separação de dois sólidos com densidades diferentes,
utilizando sempre um liquido com densidade intermediária.
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Filtração
É a separação entre substâncias sólidas insolúveis e líquidas.
Exemplo: fazer café utilizando coador.
Extração por arraste:
Arraste de vapor é um método de separação de misturas que
utiliza o vapor para extrair substâncias voláteis.
A filtração precisa de um elemento separador
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Decantação
É a separação entre substâncias que apresentam densidades
diferentes. Pode ser realizar entre líquido-sólido e líquido-
líquido.
Decantação, sedimentação, sifonação e centrifugação:
Esses processos baseiam-se em um único princípio: a
diferença de densidade entre os componentes da mistura.
Eles costumam ser usados em conjunto para separar
misturas heterogêneas de dois tipos:
líquido + sólido e líquidos imiscíveis.
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 Separação de misturas Homogêneas
As misturas homogêneas são aquelas que têm apenas uma
fase. Os principais processos de separação são:
Liquefação fracionada
É usada para separar componentes
gasosos através da diminuição da
temperatura ou elevação da pressão.
Vaporização
Também conhecida por evaporação
consiste em aquecer a mistura até o
líquido evaporar, separando-se o soluto
na forma sólida. O componente líquido
é perdido.
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Dissolução fracionada: Usada para
separar misturas do tipo sólido-sólido
em que um dos sólidos mistura-se em
determinado solvente e o outro não.
Por exemplo, se tivermos uma mistura
de sal e areia, podemos adicionar água
para que o sal misture-se nela e
separe-se da areia.
Adsorção: São usadas substâncias
que retêm em suas superfícies
determinadas substâncias gasosas. Por
exemplo, as máscaras contra gases
venenosos possuem carvão ativo que
adsorve os gases poluentes.
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Destilação simples
É a separação entre substâncias sólidas de substâncias
líquidas através de seus pontos de ebulição.
Destilação fracionada
A destilação fracionada é a separação entre substâncias
líquidas através da ebulição. Para que esse processo seja
possível, os líquidos são separados por partes até que
obtenha o líquido que tem o maior ponto de ebulição.
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 Estação de Tratamento de Água 
(ETA)
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Exercíciosde fixação:
4. (ENEM 2016) Uma pessoa é responsável pela manutenção de uma
sauna úmida. Todos os dias cumpre o mesmo ritual: colhe folhas de
capim-cidreira e algumas folhas de eucalipto. Em seguida, coloca as
folhas na saída do vapor da sauna, aromatizando-a, conforme
mostrado na figura.
Qual processo de separação é
responsável pela aromatização
promovida?
a) Filtração simples.
b) Destilação simples.
c) Extração por arraste.
d) Sublimação fracionada.
e) Adsorção.
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Exercícios de fixação:
5. (ENEM 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.
Considerando as características físico-químicas dos dois insumos
formados, o método utilizado para a separação da mistura, em escala
industrial, é a:
A) Destilação simples B) ventilação. C)decantação. D) evaporação.
E) Destilação fracionada
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Exercícios de fixação:
6. (ENEM 2009) a atual estrutura social, o abastecimento de água
tratada desempenha um papel fundamental para a prevenção de
doenças. Entretanto, a população mais carente é a que mais sofre
com a falta de água tratada, em geral, pela falta de estações de
tratamento capazes de fornecer o volume de água necessário para o
abastecimento ou pela falta de distribuição dessa água.
o sistema de tratamento de água
apresentado na figura, a remoção do
odor e a desinfecção da água
coletada ocorrem, respectivamente,
nas etapas:
A) 1 e 3
B) 1 e 5 C) 2 e 4
D) 2 e 5 E) 3 e 4
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Exercícios de fixação:
7. (ENEM 2011) Belém é cercada por 39 ilhas, e suas populações
convivem com ameaças de doenças. O motivo, apontado por
especialistas, é a poluição da água do rio, principal fonte de
sobrevivência dos ribeirinhos. A diarreia é frequente nas crianças e
ocorre como consequência da falta de saneamento básico, já que a
população não tem acesso à água de boa qualidade. Como não há
água potável, a alternativa é consumir a do rio..
O procedimento adequado para tratar a água dos rios, a fim de
atenuar os problemas de saúde causados por microrganismos a
essas populações ribeirinhas é a
a) filtração.
b) cloração.
c) coagulação.
d) fluoretação.
e) decantação.
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Exercícios de fixação:
8. (ENEM 2015) Um grupo de pesquisadores desenvolveu um método
simples, barato e eficaz de remoção de petróleo contaminante na
água, que utiliza um plástico produzido a partir do líquido da castanha-
de-caju (LCC). A composição química do LCC é muito parecida com a
do petróleo e suas moléculas, por suas características, interagem
formando agregados com o petróleo. Para retirar os agregados da
água, os pesquisadores misturam ao LCC nanopartículas magnéticas.
Essa técnica considera dois processos de separação de misturas,
sendo eles, respectivamente,
a) flotação e decantação.
b) decomposição e centrifugação.
c) floculação e separação magnética.
d) destilação fracionada e peneiração.
e) dissolução fracionada e magnetização.
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Exercícios de fixação:
9. (ENEM 2013) Entre as substâncias usadas para o tratamento de
água está o sulfato de alumínio que, em meio alcalino, forma
partículas em suspensão na água, às quais as impurezas presentes no
meio se aderem.
O método de separação comumente usado para retirar o sulfato de
alumínio com as impurezas aderidas é a:
a) flotação.
b) levigação.
c) ventilação.
d) peneiração.
e) centrifugação..
55
Exercícios de fixação:
10. (ENEM 2017) As centrífugas são equipamentos utilizados em
laboratórios, clínicas e indústrias. Seu funcionamento faz uso da
aceleração centrífuga obtida pela rotação de um recipiente e que serve
para a separação de sólidos em suspensão em líquidos ou de líquidos
misturados entre si.
Nesse aparelho, a separação das substâncias ocorre em função
a) das diferentes densidades.
b) dos diferentes raios de rotação.
c) das diferentes velocidades angulares.
d) das diferentes quantidades de cada substância.
e) da diferente coesão molecular de cada substância.