​Em um centro de pesquisas, a professora Helena propôs um desafio aos seus alunos: descobrir como diferenciar substâncias puras de misturas em uma série de experimentos culinários e laboratoriais.

O primeiro material observado foi um copo de água destilada. Helena explicou que aquela era uma substância composta, formada por dois elementos (hidrogênio e oxigênio) unidos quimicamente, mas que se apresentava como substância pura, já que só havia moléculas de H₂O no recipiente.

Em contraste, ela mostrou um balão cheio de gás oxigênio (O₂), uma substância simples, formada apenas por átomos de oxigênio.

​Em seguida, Helena exibiu duas amostras: água (H₂O) e água oxigenada (H₂O₂). Apesar de ambas possuírem apenas hidrogênio e oxigênio, a diferença no número de átomos em suas fórmulas gera propriedades distintas: a primeira é essencial à vida, a segunda é oxidante e usada como antisséptico.

​No segundo experimento, a professora misturou açúcar em água. Os alunos observaram que não conseguiam mais distinguir os componentes. Helena explicou: tratava-se de uma mistura homogênea, onde os solutos ficam dissolvidos. Depois, ela colocou óleo em água, e os líquidos não se misturaram, formando camadas distintas: uma mistura heterogênea.

​Helena então levou a turma ao laboratório para aplicar métodos de separação de misturas. Usou uma peneira para separar areia e brita (peneiração), coador para separar pó de café da água quente (filtração) e um ímã para separar limalha de ferro de areia (separação magnética).

​No entanto, alguns processos exigem conhecimento mais profundo. Para separar sal da água do mar, Helena explicou que se pode usar a evaporação solar, mas em laboratório é preferível a destilação simples, pois permite recolher a água destilada. Para separar água e álcool, dois líquidos miscíveis, usa-se a destilação fracionada, já que possuem diferentes pontos de ebulição.

​No último desafio, Helena apresentou situações do cotidiano: um garimpeiro usando corrente de água para separar ouro da areia; agricultores secando grãos ao sol; e cozinheiros separando folhas de arroz com o vento.

​A professora encerrou perguntando: “Se o ar que respiramos é uma mistura homogênea de gases, o que aconteceria se a proporção entre eles fosse alterada drasticamente?” Os alunos discutiram como o aumento de CO₂ poderia afetar o clima e a respiração, e como a ausência de O₂ inviabilizaria a vida.

​Por fim, Helena desafiou a turma com um exercício de reflexão: “Se tivéssemos que sobreviver apenas com recursos naturais, como garantiríamos a obtenção de água potável a partir da água barrenta de um rio?” Os alunos perceberam que seria necessário aplicar sucessivos métodos de separação — decantação, filtração e, finalmente, destilação — até garantir a pureza.