Universidade Estadual Vale do Acaraú

Centro de Ciências Agrárias e Biológicas

Curso de Zootecnia

Química Geral

Professor Kaires Braga

Separação de misturas

e suas vidrarias

Ytamara da Silva Gomes

Na química, a separação de misturas  é muito importante, pois para obtermos resultados mais corretos em pesquisas e experiências é necessário que as substâncias químicas utilizadas sejam as mais puras possíveis. Para isso, utilizam-se vários métodos de separação. Para facilitar o processo de separação de uma mistura, deve-se observar primeiro, a própria mistura. Ela pode ser homogênea ou heterogênea. Na homogênea as misturas tem um aspecto comum, dando a impressão de que não é uma mistura. Na heterogênea nota-se claramente que se trata de duas ou mais substâncias, como por exemplo, água misturada com areia. Nas misturas homogêneas, deve-se aplicar primeiro métodos que envolvam fenômenos físicos. Nas misturas heterogêneas, devem-se separar as “fases” (os diferentes aspectos da mistura), e depois os mesmos métodos utilizados em substâncias homogêneas, pois cada fase poderá ter mais de uma substância. Sendo assim algumas misturas necessitam de mais do que um processo para a completa separação dos seus constituintes.

Abaixo está a lista com alguns métodos utilizados para separação de misturas que serão explicados:

Decantação Centrifugação Filtração Simples Filtração a Vácuo Dissolução Fracionada Evaporação Destilação Simples Destilação Fracionada

Decantação

A decantação é um processo de separação de misturas heterogêneas, principalmente de misturas compostas por líquidos imiscíveis (que não se misturam). O recipiente contendo as substâncias é inclinado, derramando a substância mais leve (que fica em cima), em outro recipiente. O processo mais eficiente é realizado com a utilização de um sifão ou com um funil de separação, também conhecido como funil de bromo.

Sifonação:

Sifonação é a transferência, através de uma mangueira, de um líquido em uma posição mais elevada para outra, num nível mais baixo. A mangueira é colocada de forma que fique uma ponta em um recipiente vazio, e a outra, no meio da substância mais leve no outro recipiente, como mostra a figura abaixo:

Funil de bromo:

O funil de bromo é um recipiente de vidro em forma de balão, com uma abertura em cima e uma torneira em baixo. A mistura dos líquidos imiscíveis é colocada no balão, e um béquer fica em baixo da torneira. A torneira é aberta, e o líquido mais denso (que fica em baixo) vai escorrer para o béquer através da torneira, como mostra a figura abaixo:

Pode-se ainda usar o princípio da decantação para a separação de misturas de sólido com gás (câmara de poeira). A mistura atravessa um sistema em zigue-zague, o pó, sendo mais denso, se deposita pelo trajeto:

Centrifugação

É realizada para separar líquidos imiscíveis ou um líquido que contém um sólido insolúvel em suspensão. Neste processo a mistura é submetida a uma centrífuga dentro de tubos de ensaio. Esta máquina é ligada e começa a rotacionar de forma bem acelerada, fazendo rodar a mistura em alta velocidade, provocando a separação pela ação da força que é aplicada, do centro para fora, fazendo com que as partículas sólidas sejam depositadas no fundo. A separação dá-se devido às diferenças de densidades dos materiais.

Filtração

Filtração simples:

Processo realizado para separação dos componentes de misturas heterogêneas sólido-líquidas. São utilizados funil, papel-filtro, e copo de béquer para reter o filtrado. O filtro é colocado no funil, a mistura atravessa o filtro no qual a substância sólida é retida e a fase líquida flui através do filtro que é retida no copo de béquer.

Filtração a vácuo:

Processo utilizado na separação dos componentes de uma mistura heterogênea sólido-líquido por meio de pressão negativa. São utilizados, funil de Buchner, bomba de vácuo ou trompa d’água. De acordo com sua finalidade, os filtros podem ser classificados como clarificadores, purificadores ou concentradores. Nos sistemas de filtros sob pressão, o líquido flui através do meio filtrante devido à diferença de pressão gerada. Nos sistemas de filtros de pressão negativa, estas são obtidas geralmente por meio de bombas de vácuo. Os clarificadores são empregados para remoção de pequenas quantidades de sólidos, deixando os líquidos límpidos. Os purificadores são processos que se destinam a retirar impurezas de gases, ar comprimido ou vapores. Já os concentradores atuam promovendo a separação parcial de borras fluidas em uma suspensão de sólidos contidos no líquido.

Evaporação

Método de separação de misturas sólido-líquido por evaporação do solvente, também conhecido como cristalização. Em recipiente aberto, simplesmente permite-se que o solvente evapore, deixando o sólido. Nas salinas, o sal é obtido a partir da água do mar através deste processo.

Destilação simples

A destilação simples serve para a separação de uma mistura homogênea de sólido com líquido. É importante que os pontos de ebulição  das duas substâncias sejam bastante diferentes. A solução é colocada em um balão de destilação, feito de vidro com fundo redondo e plano, que é esquentado por uma chama. A boca do balão é tampada com uma rolha, junto com um termômetro. O balão possui uma saída lateral, inclinada para baixo, na sua parte superior. Nessa saída é acoplado o condensador. O condensador é formado por um duto interno, onde em volta desse duto passa água fria corrente. Esse duto desemboca em um béquer ou erlenmeyer. A solução no balão é esquentada, até que o líquido com menor ponto de ebulição comece a evaporar. Ao evaporar, ele só tem o condensador como caminho a seguir. As paredes do condensador são frias, pois a sua volta passa água fria. Ao entrar em contato com essas paredes frias, o vapor se condensa, retornando ao estado líquido. Após algum tempo, todo o líquido de menor ponto de ebulição terá passado para o béquer, e sobrará a outra substância, sólida, no balão de vidro.

Destilação Fracionada

A destilação fracionada serve para separar uma mistura homogênea composta por dois líquidos, com pontos de ebulição diferentes. O aparato de destilação fracionada é constituído por um balão de vidro com fundo plano, que é aquecido por uma chama. Nesse balão está a mistura homogênea. Na boca do balão está presa uma coluna de fracionamento, com bolinhas de vidro no seu fundo (geralmente). No topo da coluna de fracionamento está um termômetro, e na lateral, há uma saída para um condensador. O condensador é feito por um tubo interior, que será envolvido externamente por água fria. Ao final do condensador está um béquer. No balão de vidro é colocada a mistura. Ao ser aquecido, a substância de menor ponto de ebulição irá evaporar, e logo em seguida, a outra substância vai evaporar também. Porém, ao encostar-se às bolinhas da coluna de fracionamento, a primeira substância vai condensar, voltando para o balão, e a outra substância continuará subindo, até encontrar o condensador. O termômetro serve para manter uma temperatura constante, um pouco acima do maior ponto de ebulição. Ao final do processo, o béquer conterá o líquido mais volátil, e o balão de vidro terá o líquido menos volátil.

Dissolução fracionada

Dissolução Fracionada é uma técnica ou método de processo de separação para separar misturas heterogêneas de dois ou mais sólidos, quando apenas um dos componentes se dissolve em um dado solvente.

Exemplo: Temos uma mistura de sal mais areia e a ela adicionamos água aonde somente o sal irá se dissolver. Portanto, temos solução salina mais areia, uma mistura ou sistema heterogêneo, na qual em seguida será feita a filtração sendo a areia retida no papel de filtro. O filtrado, no caso a solução salina, passará por processo de evaporação ou destilação simples, isto é, a água líquida passará para o estado gasoso e o sal permanece no fundo do balão de destilação ou outro recipiente.

Vidrarias

Balão de fundo chato: Para armazenar, preparar, aquecer ou recolher soluções. Podem ser de vidro transparente ou âmbar.

Erlenmeyer: Serve para recolher frações de materiais destilados ou para conter misturas que serão homogeneizadas.

Béquer: Resistem ao aquecimento, resfriamento e ataques de produtos químicos, com escala de pouca precisão.

Funil de vidro: Empregado para transferir líquidos e para apoiar o papel de filtro.

Tubos de ensaio: Recipientes de vidro onde ocorrem reações e análises. Também utilizados para coleta de amostras em pequena quantidade.

Condensadores: São colunas de vidro com tamanho variável entre 10 cm e 1,7 metros, dentro das quais existem tubos em forma reta, espiral ou bolas sequenciais. São utilizados em destilações.

Bastão ou baqueta: é um bastão maciço de vidro. Serve para agitar e facilitar as dissoluções ou manter massas líquidas em constante movimento.

Proveta ou cilindro graduado: Serve para medição precisa de volumes maiores de líquidos.

Bureta: Serve para determinar pequenos volumes de reagentes com precisão. Pode ser de vidro ou de polietileno.

Pipetas: Utilizadas para medir e transferir mínimas quantidades de líquidos com precisão. Podem ser graduadas ou volumétricas.

Balão volumétrico com saída lateral: Empregado na ebulição de líquidos em pequenas destilações.

Bico de Bunsen: Aquecedor a gás com chama de temperatura variável, de acordo com a regulagem.

Cadinho ou cápsula de porcelana: É usada em evaporação ou secagem e pode ser levada ao fogo sobre tela de amianto.

Suporte universal, garra e pinças de fixação: Usados para segurar e sustentar vidrarias, como balões e condensadores, entre outros.

Tripé de ferro: Usado como apoio para tela de amianto e outros objetos a serem aquecidos.

Tela de amianto: suporte para as peças a serem aquecidas. A função do amianto é distribuir uniformemente o calor recebido pela chama do bico de Bunsen.

Estante para tubos de ensaio: É utilizado para apoiar tubos de ensaio.

Funil de Buchner: Usado em filtrações a vácuo, pode substituir os cadinhos de Gooch.

Kitassato: Recipiente de vidro com paredes super-reforçadas e indicado para filtrações a vácuo.

Funil de separação: Utilizado na separação de misturas de líquidos imiscíveis. Também pode ser chamado funil de decantação ou funil de bromo.

Pisseta: Deve conter solventes, água ou soluções de sabões e é utilizada para efetuar lavagens de outras vidrarias.