Sedimentao
Objetivos
Observar a sedimentao da soluo de carbonato de clcio (CaCO3),
calcular o valor da
concentrao do espessado e determinar a rea necessria para o
decantador.
Resultados e discusses
Foi pesado 25g de carbonato de clcio (CaCO3) que foi misturado
posteriormente com 1L
de gua em um bquer. Aps agitao vigorosa da soluo, esta foi
despejada em um cilindro
volumtrico de 1L. Quando toda a soluo havia sido despejada,
comeou-se a contar o tempo de
sedimentao. A partir do experimento, foi feita a seguinte
tabela:
Tabela 1 Dados obtidos durante o teste da proveta:
Tempo (min) Volume (mL) Z (cm)
1 940 30,15
2 865 27,74
3 790 25,34
4 710 22,77
5 630 20,21
6 560 17,96
7 490 15,71
8 420 13,47
9 350 11,22
10 280 8,98
15 120 3,84
20 112 3,59
25 96 3,07
30 92 2,95
35 84 2,69
40 80 2,56
45 80 2,56
50 76 2,43
55 76 2,43
60 72 2,30
65 72 2,30
70 72 2,30
O valor de Z foi obtido pela seguinte equao:
=
2
Sendo R o raio do cilindro, que igual a 3,15 cm.
Como o cilindro era graduado a partir de 100 mL e houveram
volumes menores do que
100 mL, foi feita uma medida da altura em que se encontrava o
espessado e a converso dessa
altura para o volume utilizando a seguinte proporo: 40mL = 1cm.
Os clculos podem ser
encontrados no apndice.
O seguinte grfico tambm foi construdo:
Grfico 1 Altura (Z) em funo do tempo
Para anlise do grfico, deve ser encontrado o ponto crtico (Pc).
Este foi determinado
atravs do encontro do grfico com a bissetriz advinda das
tangentes da regio de clareamento e
da regio de espessamento. O grfico que apresenta essas retas
pode ser encontrado no apndice.
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Z (c
m)
(min)
T
ZE
PC
A partir da tangente que passa pelo ponto crtico e da tangente
na regio de
espessamento, foi encontrado a zona de espessamento (Ze) e o
tempo de espessamento (e), que
foram, respectivamente, iguais a 2,3 cm e 16,5 min.
Pode-se observar que inicialmente a velocidade de sedimentao das
partculas maior.
Porm, aps o ponto crtico, essa velocidade decai atingindo um
limite, o que esperado pois no
ponto crtico quando a sedimentao chega ao seu limite.
Foram calculadas as reas necessrias para o decantador com os
valores de vazo de
10cm3/min e 100cm3/min. Encontrou-se, respectivamente, os
seguintes valores: 5,14cm2 e
51,4cm2. Pode-se observar que a rea necessria diretamente
proporcional vazo de
alimentao e a escolha ser feita por uma indstria ir depender do
espao disponvel para a
implantao do decantador e a quantidade de soluo que se deseja
processar em um
determinado tempo.
Tambm foi determinado a concentrao do espessado (Ce), que foi
igual a 0,35 g/m3.
Os erros presentes nesse experimento foram causados devido a
variao da balana,
medida da altura do cilindro e observao da altura do
espessado.
Concluso
O experimento permitiu observar que inicialmente a velocidade de
sedimentao da
soluo maior, porm aps o ponto crtico essa velocidade diminui. A
concentrao do
espessado foi igual 0,35g/m3 e as reas do decantador foram 5,14
cm2 para uma vazo de 10
cm3/min e 51,4 cm2 para uma vazo de 100 cm3/min.
Referncia Bibliogrfica
Hirata, Daniela. Separaes Mecnicas com fluidos: Operao de
Sedimentao. Universidade
Federal de Alfenas, Alfenas, 2015.
