Embed Size (px)
Citation preview
Cap.02 Separação de Misturas (Parte 2)
Prof. Tiago Quick
Métodos de Separação de MisturasSeparação de Misturas
Muitos desses processos, como veremos a seguir, apesar de parecerem rudimentares, encontram aplicações importantes nas colheitas de alimentos como trigo e arroz, na construção civil, na mineração de ouro, na purificação de minérios de enxofre, etc.
Processos Mecânicos
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Separável por
Separável por
* Clique nos métodos de separação para visualizar como funcionam e aplicações
MISTURA HOMOGÊNEA
Sólido / Líquido Líquido / Líquido Gás / Gás
Destilação simples
Destilação fraccionada
Liquefação da mistura
Destilação fraccionada
Separável por
Separável por
Separável por
Separável por
Seguida de
Por exemplo Por exemploPor exemplo
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Separável por
Separável por
* Clique nos métodos de separação para visualizar como funcionam e aplicações
MISTURA HETEROGÊNEA
Sólido / Líquido Sólido / Gás Sólido / Sólido
Sedimentação com posterior
decantação
FiltraçãoDissolução fraccionada
Evaporação do solvente
Separável por
Separável por
Separável por
Separável por
Com posterior
Por exemplo Por exemplo Por exemplo
Líquido / Líquido
Decantação com funil de
separação
Por exemplo
Filtração à vácuo
Centrífuga
Filtração
SifonaçãoFiltração
Flotação
Levigação
Peneiração
Separação magnética
finalmente
Separável por
OUTROS
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Peneiração ou Tamisação
Quando uma mistura de sólidos granulados, cujo tamanho das partículas é diferente, é colocada sobre uma peneira e submetida à agitação, o componente de grânulos menores atravessa a malha e é recolhido. O de grânulos maiores fica preso sobre a peneira.
Exemplo: mistura de areia fina e pedregulhos.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
CataçãoÉ um método rudimentar de separação de mistura baseado na diferença de tamanho e de aspecto das partículas de uma mistura de sólidos granulados. Utilizam-se as mãos ou uma pinça para separar os componentes da mistura.
Exemplo: mistura de feijão e impurezas, separação do lixo.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Ventilação
Esse método é utilizado quando os sólidos granulados que formam a mistura possuem densidades sensível mente diferentes.
Nesse caso, passa-se uma corrente de ar pela mistura, e o sólido menos denso é arrastado e separado do mais denso.
Exemplo: grãos de café e cascas.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Flotação
Método usado para separar misturas do tipo sólido-sólido, geralmente de minérios pulverizados da respectiva ganga (impurezas). Adiciona-se óleo à mistura. O óleo adere à superfície das partículas do minério tornando-o impermeável à água. Em seguida a mistura é lançada na água e submetida a uma forte corrente de ar. O ar provoca a formação de uma espuma que reúne as partículas do minério, que assim se separa da ganga.
Exemplo: sulfetos (em pó) da areia (ganga).
** (Sedimentação Fracionada, em alguns casos é chamada de Flotação)
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
** Sedimentação Fracionada
Utilizada para separar misturas do tipo sólido-sólido cujos componentes apresentam uma acentuada diferença de densidade.Adiciona-se à mistura. O sólido mais denso se deposita no fundo do recipiente e o sólido menos denso flutua na superfície do líquido.a de sólidos um líquido de densidade intermediária.
Exemplo: areia e serragem.
(Flotação)
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Levigação
Processo usado para separar misturas do tipo sólido-sólido, quando um dos componentes (em forma de pó) é facilmente arrastado por um líquido, enquanto o outro componente, mais denso, não é.Emprega-se uma corrente de água ou de outro líquido adequado para arrastar o componente menos denso (pulverizado).
Exemplo: ouro e areias auríficas.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Dissolução Fracionada
A dissolução fracionada deve ser seguida de uma filtração para separar o componente que não se dissolveu e de uma destilação comum para separar o componente que foi dissolvido.
Exemplo: sal e areia.
A adição de água suficiente vai dissolver todo o sal enquanto a areia, que não se dissolve, ficará depositada no fundo do recipiente.
Usada para separar misturas do tipo sólido-sólido. Baseia-se na diferença de solubilidade dos sólidos em um determinado líquido (o líquido dissolve apenas um dos sólidos que compõem a mistura).
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Separação Magnética
Processo de separação de misturas do tipo sólido-sólido nas quais um dos componentes tem propriedades magnéticas e é atraído por um ímã. Submetendo-se a mistura à ação de um ímã, o componente magnético é atraído e separado dos demais.
Exemplo: enxofre e limalha de ferro.
Enxofre elimalha de ferromisturados
O ima atrai a limalha de ferro, mas não o enxofre.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Filtração Comum
O líquido atravessa o papel-filtro (dobrado ou pregueado) apoiado sobre um funil de vidro. O sólido fica retido no funil e o líquido é recolhido em um erlenmeyer.É um processo parecido ao que utilizamos em casa para fazer café.
Exemplo: água e areia.
É utilizada para separar misturas de um líquido com
um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido é
relativamente grande e, assim, existe uma diferença acentuada entre o tamanho das partículas do sólido e o
tamanho dos poros do papel-filtro.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Processos Mecânicos
O kitasato é ligado a uma trompa de vácuo por onde circula água corrente. A água corrente arrasta o ar do interior do kitasato, provocando um vácuo parcial. Como a pressão do ar (pressão atmosférica)fora do kitasato passa a ser maior que a pressão no interior desse recipiente, o ar atmosférico entra pelos poros do papel-filtro arrastando o líquido, tornando a filtração mais rápida.
Exemplo: água e carbonato de cálcio.
É utilizada para separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do sólido não é muito grande e formam uma pasta “entupindo” os poros do papel-filtro caso seja feita uma filtração comum.A filtração a vácuo também pode ser utilizada simples mente quando se deseja uma filtração rápida.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Mecânicos
Separação de Misturas
Decantação É utilizada para separar misturas de substâncias que não são solúveisuma na outra (imiscíveis), do tipo líquido-líquido.Para separar os componentes de uma mistura de dois ou mais líquidosimiscíveis basta colocá-la em um funil de decantação.Espontaneamente os líquidos se separam, de tal forma que o maisdenso se acomoda por baixo e o menos denso, por cima.A torneira é aberta cuidadosamente deixando-se o líquido maisdenso escoar até ser totalmente recolhido em um erlenmeyer oubéquer posicionado logo abaixo da saída do funil, fechando-se atorneira antes que o líquido menos denso comece a escoar. Quandorestar apenas um líquido no funil de decantação, esse líquido deve serretirado pela partesuperior do funil para evitar contaminação. Observe que a tampa dofunil de decantação serve para proteger os líquidos que estão no seuinterior de uma possível contamina ção antes de se iniciar a separação,porém deve ser retirada antes que o processo de separação sejainiciado, para que os líquidos possam escoar sem problemas.
Exemplo: óleo em água.
Métodos de Separação de MisturasSeparação de Misturas
Processos Físicos
São processos utilizados para separar misturas homogêneas.Um dos principais métodos de purificação e separação de substâncias é a destilação, que se baseia na diferença entre os pontos de ebulição dos diversos componentes de uma mistura ou solução.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Destilação Simples
É utilizada para separar misturas homogêneas do tipo líquido-líquido, nas quais os componentes têm pontos de ebulição muito diferentes.A mistura é colocada no balão de destilação, é aquecida. Quando a temperatura atinge o ponto de ebulição do componente mais volátil (de menor ponto de ebulição), o vapor desse componente segue para o tubo interno do condensador, que é mantido resfriado pela circulação contínua de água fria pelas paredes externas. No condensador, o vapor passa novamente para a fase líquida e é recolhido em um erlenmeyer posicionado na saída. O processo permanece até que todo o componente de menor ponto de ebulição seja destilado e se separe da mistura. O(s) componente(s) de maior ponto de ebulição fica(m) retido(s) no balão.
Exemplo: água e cloreto de sódio (pontos de ebulição a 1 atm, respectivamente igual a 100 °C e 1490 °C).
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Destilação Fracionada
A destilação pode ser feita de diversas maneiras, conforme as propriedades das substâncias que serão separadas.A destilação fracionada é utilizada em larga escala tanto em laboratórios de análise quanto em grandes indústrias e é indicada para separar misturas homogêneas não azeotrópicas do tipo líquido-líquido, nas quais os componentes possuem pontos de ebulição relativamente próximos.Os líquidos entram em ebulição quase ao mesmo tempo, mas seus vapores são forçados a passar por um caminho difícil na coluna de fracionamento ou entre bolinhas de porcelana, cacos de cerâmica ou devidro, de modo que só a substância de menor ponto de ebulição vence esses obstáculos e vai para o condensador enquanto a de maior ponto de ebulição retorna ao balão.
Exemplo: os componentes da gasolina, como o n-hexano e o n-octano (que entram em ebulição respectivamente a 69 °C e 126 °C sob pressão de 1 atm).A destilação fracionada também é o método utilizado na separação dos componentes do petróleo.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Alguns processos não listados em nosso livro também tem importância e por esta razão iremos mostrar a título de informação.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Cromatografia
Nesse processo, os componentes de uma mistura em solução são separados e identificados pela cor.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Liquefação
Os componentes de uma mistura gasosa são inicialmente liquefeitos e depois submetidos a uma destilação fracionada.
Exemplo: obtenção dos gases presentes no ar atmosférico
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Decantação
Nesse processo, o sólido, mais denso, sedimenta-se, ou seja, deposita-se no fundo do recipiente, separando-se da fase líquida, que pode, então, ser transferida.
Exemplo: areia e água, água e óleo.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
CentrifugaçãoÉ usada para separar líquidos de densidades
diferentes ou mistura heterogênea do tipo sólido/líquido e para acelerar a decantação. Quanto maior a velocidade de rotação, mais
rapidamente as partículas sólidas depositam-se no fundo.
Exemplos: leite, sangue.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
SifonaçãoO recipiente que contém a mistura é colocado a uma altura superior do recipiente em que ocorrerá a separação e, através de um sifão, a substância menos densa é passada para o outro recipiente. Esse método só é possível se o sifão estiver completamente preenchido pelo líquido. Método muito utilizado também para esvaziar piscinas, aquários e transferir combustível de um recipiente para o outro.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Fusão Fracionada
Processo usado para separar sólidos ,cujos, pontos de
fusão são muito diferentes (Transformação do sólido
para o líquido).
Exemplo: Ouro e bronze, que tem a densidade diferente,
ocasionando a fusão mais rápida do bronze.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Cristalização Fracionada
Diferentes substâncias sólidas se dissolvem em quantidades
diferentes em um mesmo volume de determinado líquido (solvente)
a uma dada temperatura. Ao evaporarmos uma parte do
solvente, a substância sólida menos solúvel cristaliza-se antes
das outras, separando-se da mistura.
Exemplo:Várias pedras preciosas se formaram
durante o processo de resfriamento da Terra.
Métodos de Separação de MisturasProcessos Físicos
Separação de Misturas
Extração por Solvente
Para usar este processo usa-se um solvente que só dissolve um dos constituintes da mistura.
Exemplo: extração da cafeína do chá, usando clorofórmio para remover o iodo da água com iodo.
Esta apresentação foi montada pelo Prof. Tiago Quick
(em Março de 2020)Algumas lâminas foram retiradas de outra apresentação elaborada pela Prof. Alinne
Borges cedidos a mim por ela, e publicados com sua autorização. Caso haja interesse na produção de outros slides, entre em contato pelo email:
Cada imagem utilizada nesta apresentação de slides, possui um hiperlink nela própria, que mostra a fonte de onde foi retirada (via Google).
As imagens restantes e alguns textos foram retiradas do livro Química - Martha Reis -Vol.1 (Parte 1) - Projeto Múltiplo - Editora Ática
DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO (CIP)
(Câmara Brasileria do Livro, SP, Brasil)
Projeto Múltiplo: Química / Martha Reis Marques da Fonseca. - 1. Ed. -
São Paulo: Ática, 2014. Obra em 3 v.
14-01075 CDD-540.7 2014
ISBN 978 85 08 16683-1 (AL) CAE 501500 (AL)
ISBN 978 85 08 16704-3 (PR) CAE 501520 (PR)
Código da obra CL 738363
1ª edição 1ª impressão
