Substâncias puras e misturas

Substâncias puras e misturas são sistemas químicos distintos: uma substância pura é um sistema químico no qual só se existe uma única substância, a qual pode ser simples ou composta; uma mistura, por sua vez, é um sistema químico no qual existem duas ou mais substâncias, sejam elas simples ou compostas também. Por exemplo, um prego feito somente de ferro é uma substância pura, enquanto uma panela de aço inoxidável é uma mistura.

Uma substância pura apresenta uma composição química fixa, enquanto a mistura pode apresentar uma composição química variada, com teores distintos dos seus componentes. As misturas podem ser classificadas como homogêneas ou heterogêneas, a depender do número de fases presentes. As substâncias puras mudam de fase em temperatura constante, ao passo que misturas mudam de fase com variação na temperatura.

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Resumo sobre substâncias puras e misturas

• Substâncias puras e misturas são sistemas que podem ser distinguidos de acordo com a quantidade de substâncias presentes neles.
• Uma substância pura é um sistema em que só há uma única substância química.
• Uma mistura é um sistema em que há duas ou mais substâncias químicas.
• As misturas podem ser classificadas como homogêneas ou heterogêneas.
• As substâncias puras possuem composição química fixa, enquanto as misturas possuem composição variável.
• Substâncias puras mudam de fase em temperatura constante, enquanto misturas variam a temperatura durante as mudanças de fase.

Videoaula sobre substâncias puras e misturas

O que é substância pura?

Em Química, entendemos que uma substância pura é um sistema em que só há uma única substância, seja ela simples ou composta.

São exemplos de substâncias puras, portanto:

• água destilada,
• um prego feito de ferro,
• o gás hélio em um balão.

O que é mistura?

Em Química, entendemos que uma mistura é um sistema em que há duas ou mais substâncias, sejam elas simples ou compostas. São exemplos de misturas, portanto:

• soro fisiológico,
• um item feito de bronze,
• o ar atmosférico.

Tipos de misturas

Uma mistura pode ser classificada quanto ao seu número de fases:

• homogêneas (ou monofásicas),
• heterogêneas (ou polifásicas).

A fase é entendida como sendo a porção do sistema que apresenta repetibilidade das suas propriedades físico-químicas. Por exemplo, quando temos uma mistura entre água e óleo existem ali duas fases: a fase água e a fase óleo, onde cada uma apresentará suas próprias propriedades físico-químicas. Por vezes, as substâncias se misturam por completo, formando um sistema monofásico, ou seja, com uma única fase. Essas misturas monofásicas podem ser chamadas de (ou classificadas como) homogêneas.

São exemplos de misturas homogêneas (ou monofásicas):

• o soro fisiológico (uma mistura entre água e sal);
• o aço inoxidável (uma mistura entre ferro, carbono e outros metais);
• o bronze (uma liga metálica formada por cobre e estanho);
• o ar atmosférico (uma mistura entre os gases nitrogênio, oxigênio, entre outros);
• a água mineral (uma mistura entre água e sais minerais).

As misturas homogêneas também podem ser chamadas de soluções. Em uma mistura homogênea, as substâncias são dispersas em um nível molecular ou atômico, de modo que não seja perceptível mais observar aquilo que foi dissolvido. Dessa forma, a constatação de que o sistema se trata de uma mistura deve ser feito via experimento, como a observação da densidade, dos pontos de fusão e ebulição, entre outros.

As misturas homogêneas, sendo monofásicas, apresentam as mesmas propriedades físico-químicas em toda sua extensão, o que facilita muito na sua análise. Dessa forma, por exemplo, valores como densidade, ponto de fusão e ebulição, comportamento químico, reatividade, entre outros, serão os mesmos em qualquer ponto da mistura.

Do contrário, existem as misturas polifásicas, ou seja, que apresentam duas ou mais fases. As misturas polifásicas são também chamadas de (ou classificadas como) heterogêneas.

São exemplos de misturas heterogêneas (ou polifásicas):

• a água e o óleo;
• o granito;
• a maionese;
• o sangue;
• água e areia.

As misturas heterogêneas podem ser de dois tipos: dispersões coloidais ou suspensões. A diferença está no tamanho das partículas dispersas. Nas dispersões coloidais, as partículas, gotas ou bolhas de uma das fases dispersas devem ter um tamanho entre 1 e 1000 nm (nanômetros, 10⁻⁹ m), enquanto nas suspensões, as partículas excedem esse limite de tamanho.

Por isso, a depender do tamanho das partículas dispersas, é possível identificar as fases de uma mistura heterogênea com nossos olhos, como no caso de água e óleo ou de água e areia. Por vezes, entretanto, faz-se necessário o uso de instrumentos ópticos para se detectar tais partículas, gotas ou bolhas de uma das fases dispersas, como microscópios, como é o caso do sangue e da maionese.

Veja também: Como separar uma mistura?

Qual a diferença entre substâncias puras e misturas?

Além da composição, já que substâncias puras são sistemas formados por uma única substância e misturas são formadas por duas ou mais substâncias, o comportamento durante as mudanças de fase é crucial para distinguir substâncias puras de misturas.

Substâncias puras possuem uma composição química fixa, enquanto as misturas não. Ao se citar os componentes químicos de uma mistura, em rigor, devemos indicar o seu teor. Por exemplo, o ar atmosférico é uma mistura formada por 78,08% de gás nitrogênio, 20,95% de gás oxigênio, 0,93% de gás argônio, além de traços de outros gases. Outro caso é o do soro fisiológico, que é uma mistura de água e cloreto de sódio, mas é comercializado com dois teores distintos de cloreto de sódio: 0,9% ou 3,0% em massa de cloreto de sódio. Ou seja, para uma mesma mistura, por mais que os componentes sejam os mesmos, as suas proporções não são fixas.

No caso, durante uma mudança de estado físico, como fusão e vaporização, a temperatura de uma substância pura permanece constante. A temperatura só volta a variar quando a transição de estado físico termina. Já para as misturas, as mudanças de estado físico ocorrem com variação na temperatura.

Vale dizer que existem, também, as misturas eutéticas e azeotrópicas, as quais apresentam uma das mudanças de fase com temperatura constante e a outra variável. No caso da mistura eutética, a fusão (ou a solidificação) ocorre em temperatura constante, ao passo que a vaporização (ou a condensação) ocorre com variação da temperatura. Para a mistura azeotrópica é o contrário: a fusão (ou a solidificação) ocorre com variação de temperatura, enquanto a vaporização (ou a condensação) ocorre em temperatura constante.

Substâncias puras e misturas no Enem

Os tópicos cobrados no Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) são apresentados na Matriz de Referência, documento elaborado pelo Inep, órgão do governo responsável pela prova. Nos objetos do conhecimento, aparece o tópico “Materiais, suas propriedades e usos”, no qual estão as substâncias puras e as misturas.

Materiais, suas propriedades e usos - Propriedades de materiais. Estados físicos de materiais. Mudanças de estado. Misturas: tipos e métodos de separação. Substâncias químicas: classificação e características gerais. Metais e Ligas metálicas. Ferro, cobre e alumínio. Ligações metálicas. Substâncias iônicas: características e propriedades. Substâncias iônicas do grupo: cloreto, carbonato, nitrato e sulfato. Ligação iônica. Substâncias moleculares: características e propriedades. Substâncias moleculares: H₂, O₂, N₂, Cl₂, NH₃, H₂O, HCl, CH₄. Ligação Covalente. Polaridade de moléculas. Forças intermoleculares. Relação entre estruturas, propriedade e aplicação das substâncias.

Saiba mais: Como calcular a solubilidade de uma solução?

Exercícios resolvidos sobre substâncias puras e misturas

Questão 1. (UERR/2025) Assinale a opção correta acerca da classificação de substâncias e sistemas.

1. As misturas homogêneas possuem propriedades específicas variáveis.
2. A água pura é uma substância heterogênea.
3. As substâncias podem ser classificadas em compostos e misturas.
4. As misturas podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas.
5. Os sistemas homogêneos são formados por várias fases, enquanto os heterogêneos possuem uma única fase.

Resposta: Letra D.

A afirmativa A está incorreta, pois as misturas homogêneas possuem propriedades fixas, já que a dispersão das partículas é uniforme, fazendo com que a composição química em qualquer ponto da mistura homogênea seja sempre a mesma.

A afirmativa B está incorreta, pois a água pura é uma substância pura e, assim sendo, é homogênea.

A afirmativa C está incorreta, pois as substâncias podem ser classificadas em simples ou compostas.

A afirmativa E está incorreta, pois os sistemas homogêneos são monofásicos.

Questão 2. (CEFET-MG/2024) O soro fisiológico, uma solução aquosa de cloreto de sódio a 0,9%, desempenha um papel essencial em diversas aplicações, desde a higienização dos olhos e do nariz até o tratamento de feridas, como queimaduras.

Sobre a composição dessa solução, o número de fases, o número de substâncias e o número de elementos químicos são, respectivamente,

1. 1, 1, 2.
2. 1, 2, 4.
3. 2, 1, 3.
4. 2, 2, 4.

Resposta: Letra B.

O soro fisiológico é uma mistura de cloreto de sódio, NaCl, em água, H₂O. É uma mistura homogênea e, dessa forma, monofásica. Assim sendo, apresenta uma única fase, mas com duas substâncias (NaCl e H₂O). O número de elementos químicos é igual a 4 (Na, Cl, H e O).

Fontes

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: Questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

DO CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.

FRANCISCO, F. M.; DO CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano. 5ª ed. vol. 1. São Paulo: Moderna, 2009.

USBERCO, J.; SPITALERI, P.; SALVADOR, E. Química 1: conecte live. 3ª ed. vol. 1. São Paulo: Saraiva, 2018.

REIS, M. Química: ensino médio. 2ª ed. vol. 1. São Paulo: Ática, 2016.