Separação de misturas

Professora Joanna de PaoliProfessora Joanna de Paoli

Joanna de PaoliJoanna de Paoli

Para que serve?Para que serve?


Normalmente os materiais encontrados na natureza são constituídos de várias substâncias;

Aprimorar técnicas para isolar as substâncias é uma busca constante dos cientistas;

A escolha do método mais adequado para se separar a mistura, é necessário conhecer algumas propriedades de seus componentes.

MateriaisMateriais


•Misturas heterogêneas;

•Não é necessária nenhuma transformação física (mudança de estado de agregação);

• Processos rudimentares.

Processos Mecânicos Processos Mecânicos de Separaçãode Separação

Sólido - SólidoSólido - Sólido


Catação ou Seleção ManualCatação ou Seleção Manual

Usando a mão ou uma pinça, separam-se os componentes sólidos.


ReciclagemReciclagem


ReciclagemReciclagem



PeneiraçãoPeneiração

Usada para separar sólidos constituintes de partículas de dimensões diferentes. São usadas peneiras que possuam malhas diferentes. Industrialmente, usam-se conjuntos de peneiras superpostas que separam as diferentes granulações.


A figura acima mostra diferentes diâmetros de telas.

Ex: Areia fina + areia grossa (tamanhos diferentes)

PeneiraçãoPeneiração


Separação MagnéticaSeparação Magnética

imã

limalha

areia



Experiência de limalha de ferro e fubá



Um dos sólidos é atraído por um ímã. Esse processo é utilizado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas impurezas.


Vídeo: Cereal Vídeo: Cereal Enriquecido com FerroEnriquecido com Ferro


Ex.: ouro + areia.

LevigaçãoLevigação

O sólido menos denso é separado por uma corrente de água.


Cristalização FracionadaCristalização Fracionada

Todos os componentes da mistura são dissolvidos em um líquido que, em seguida, sofre evaporação provocando a cristalização separada de cada componente.


FlotaçãoFlotação

Um dos componentes sólidos flutua quando é adicionado um solvente.


Dissolução fracionadaDissolução fracionada

Um dos componentes sólidos da mistura é dissolvido em um líquido.

Sólido - LíquidoSólido - Líquido


DecantaçãoDecantaçãoDecantador usado no tratamento de água

A fase sólida, por ser mais densa, sedimenta-se, ou seja, deposita-se no fundo do recipiente .


CentrifugaçãoCentrifugação

É uma maneira de acelerar o processo de decantação, utilizando um aparelho denominado centrifuga. Na centrífuga, devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade, por inércia , são arremessadas para o fundo do tubo.


CentrifugaçãoCentrifugação


FiltraçãoFiltração


Filtração SimplesFiltração Simples

A fase sólida é separada com o auxílio de papéis de filtro.


Filtração à Pressão ReduzidaFiltração à Pressão Reduzida

O processo de filtração pode ser acelerado pela filtração à pressão reduzida, onde uma trompa de vácuo "suga" o ar existente na parte interior do kitassato, o que permite um escoamento mais rápido do líquido.


Mistura a ser filtrada

Sistema de vácuo

Filtração à Pressão ReduzidaFiltração à Pressão Reduzida


SifonaçãoSifonação

Separação de líquido e sólido ou de líquido e líquido.

Líquido - LíquidoLíquido - Líquido


Decantação de Líquidos Decantação de Líquidos ImiscíveisImiscíveis

Utilizando funil de separação, separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes; o líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema.


DecantaçãoDecantação


• Misturas homogêneas;

• Envolvem transformações físicas.

Processos FísicosProcessos Físicos

Sólido - LíquidoSólido - Líquido


EvaporaçãoEvaporação

A mistura é deixada em repouso ou é aquecida até o líquido (componente mais volátil) sofra evaporação. Esse processo apresenta um inconveniente: a perda do componente líquido.

Extração de NaCl da água do mar, nas salinas.


Destilação SimplesDestilação Simples

A mistura é aquecida em uma aparelhagem apropriada, de tal maneira que o componente líquido inicialmente evapora e, a seguir, sofre condensação, sendo recolhido em outro frasco.




Líquido - LíquidoLíquido - Líquido


Destilação FracionadaDestilação Fracionada

Consiste no aquecimento da mistura de líquidos miscíveis, cujos pontos de ebulição sejam próximos. Os líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. Inicialmente, é separado o líquido com menor PE; depois, com PE intermediário e assim sucessivamente até o líquido de maior PE.




Destilação do Petróleo


CromatografiaCromatografia

Esse método, utilizado para a separação e identificação dos componentes de uma mistura. Na maioria das cromatografias, os componentes separados são identificados pela sua cor (cromos = cor). A cromatografia tem a vantagem de permitir até mesmo a separação de componentes em quantidades muito pequenas. Existem atualmente vários tipos de cromatografia, sendo que a primeira a ser utilizada foi a cromatografia em papel.

Gás - GásGás - Gás


AdsorçãoAdsorção

Consiste na retenção superficial de gases.


Liquefação FracionadaLiquefação Fracionada

A mistura de gases passa por um processo de liquefação e, posteriormente, pela destilação fracionada.


Questão 01

(UCD – 2004) Observe a seqüência de procedimentos utilizados na separação de uma mistura e julgue os itens.

ExercíciosExercícios


1- A segunda separação pode ter sido uma destilação fracionada.

2- O método mais indicado para a primeira separação é a destilação.

3- O líquido homogêneo 2 só pode conter 1 substância.

4- O liquido homogêneo 1 possui, sob pressão constante, ponto de ebulição constante.

5- O sólido 2 pode ser monofásico.



Questão 02(UnB) A cafeína é encontrada em diversos tipos de chá. O químico pode determinar o teor de cafeína presente em um chá por meio de um método de extração que consiste das seguintes etapas:I. aquecimento, em um béquer com água, de uma massa predeterminada de folhas de chá em banho-maria, obtendo-se uma mistura contendo cafeína solubilizada em água;II. resfriamento da mistura até a temperatura ambiente, seguido de filtração para obtenção da solução aquosa de cafeína;III. adição de clorofórmio à solução aquosa, levando à formação de duas fases (fase aquosa e fase com clorofórmio);IV. separação das fases, seguida do descarte da fase aquosa;V. destilação da fase com clorofórmio até secagem completa do balão de destilação;VI. pesagem do material sólido que ficou no balão de destilação;VII. cálculo do teor de cafeína no chá.



Acerca das etapas envolvidas nesse método e dos conceitos a ele relacionados, julgue os itens a seguir.

1- O aquecimento, na etapa I, aumenta a solubilidade da cafeína.

2- A etapa IV poderia ser feita por meio de um funil de decantação.

3- O ponto de ebulição do clorofórmio é menor que o ponto de ebulição da cafeína.

4- Na temperatura ambiente, a cafeína pura é um sólido mais solúvel em clorofórmio que em água.



Questão 03

(UnB 1º/2007) Julgue os itens a seguir.

1-Na destilação do petróleo, os hidrocarbonetos de menor massa molar são os primeiros a serem vaporizados pelo aquecimento do óleo cru.

2-A separação dos diversos constituintes do petróleo é um processo químico fundamentado na variação da temperatura de ebulição das substâncias participantes.



Questão 04(UFMG) Uma mistura de ácido cítrico (temperatura de fusão: 153°C), bicarbonato de sódio (decompõe-se a 270°C) e éter etílico (temperatura de ebulição: 35°C) foi submetida ao tratamento descrito no diagrama.



Com relação ao texto e ao diagrama, e desprezando-se a possível presença de pequenas quantidades de impurezas, assinale a afirmativa falsa.

a) A solução 1 contém mais de uma fase.

b) O éter etílico é eliminado da mistura inicial pelo aquecimento a 60°C.

c) O líquido 1 é água pura.

d) O resíduo 1 é solúvel em água.

e) O processo X pode ser uma destilação.



Questão 05Qual dos métodos de separação seguintes se baseia na diferença de densidades?a) Decantação. b) Destilação fracionadac) Peneiração. d) Cristalização. e) Sublimação.

Questão 06O conhaque é uma bebida alcoólica elaborada a partir do álcool do vinho. Pode-se separar o etanol contido em vinhos, utilizando o processo dea) decantação. b) sublimação.c) cristalização. d) filtração. e) destilação.

ExercícioExercício


Questão 07

Dois procedimentos que podem ser utilizados para se obter sal de cozinha a partir de água do mar são:

a) decantação ou sifonação.

b) tamisação ou cristalização fracionada.

c) evaporação do solvente ou destilação simples.

d) fusão fracionada ou filtração.

e) centrifugação ou filtração.



Questão 08

(ITA – com adaptações) Um copo contém uma mistura de água, acetona, cloreto de sódio e cloreto de prata. A água, a acetona e o cloreto de sódio estão numa mesma fase líquida, enquanto que o cloreto de prata se encontra numa fase sólida. Considere que para a separação destas substâncias foram necessárias três etapas.

Determine qual afirmação descreve corretamente como podemos realizar, em um laboratório de química, a separação dos componentes desta mistura.

a) Na primeira etapa poderia ser utilizada a filtração para separar o cloreto de prata dos outros componentes.

b) Na primeira poderia ser utilizada a dissolução fracionada para separar o cloreto de prata dos outros componentes.

c) Na segunda etapa poderia ser utilizada a decantação para a obtenção da acetona.

d) Na segunda etapa poderia ser utilizada a flotação para a obtenção da acetona.

e) Na terceira etapa poderia ser utilizada a destilação fracionada para separar a água do cloreto de sódio que restará no balão de destilação.



Questão 09

(UFMG) Um sistema heterogêneo, constituído por uma solução colorida e um sólido esbranquiçado, foi submetido ao seguinte processo de separação.



Com relação a esse processo, a afirmativa FALSA é:

a) a operação X é uma filtração.

b) o líquido B é uma solução.

c) o líquido D é o solvente da solução contida no sistema original.

d) uma destilação produz o efeito da operação Y.

e) o sólido A contém grande quantidade de impurezas.



Questão 10

Observe o esquema de um processo de separação de 3 componentes de uma mistura heterogênea, em que teremos: óleo de soja e sal totalmente dissolvido na água.

Estudando o esquema dos processos utilizados, que opção corresponde às etapas 1 e 2, respectivamente, e aos nomes dos materiais de números 3 e 4?




1 2 3 4

a) Destilação Filtração Mistura homogênea Resíduo

b) Filtração Destilação Substância composta Destilado

c) Decantação Destilação Solução Destilado

d) Cristalização Filtração Mistura heterogênea Resíduo

e) Centrifugação Sublimação Solução Substância


1) E E E E C

2) C C C C C

3) C E

4) Letra A

5) Letra A

6) Letra E

7) Letra C

8) Letra A

9) Letra E

10) Letra C

GabaritoGabarito


• Apesar do nome, o leite condensado não passa por condensação, mas por evaporação. E não adianta reclamar com os fabricantes. Ele tem esse nome para ninguém confundi-lo com o leite evaporado, que é a sua versão sem açúcar.

• O primeiro registro de um método de concentração do leite é de 1827, na França. Mas só virou processo industrial em 1853 com o empresário americano Gail Borden Jr. Ele queria diminuir o volume e aumentar a vida útil do leite, que muitas vezes estragava no caminho da fazenda às casas na cidade (a pasteurização só seria inventada na década seguinte, e a história dos refrigeradores ainda estava em sua infância).

Curiosidade: Leite Curiosidade: Leite CondensadoCondensado


Secou o leite (Leite Condensado):1. O leite é centrifugado para remover as impurezas e depois pasteurizado a 75oC por 20 segundos. 2. Ele recebe açúcar, que ajuda a conservar. 3. Vai a um evaporador a vácuo, onde fica a temperaturas de 50oC a 70oC. Isso retira 60% da água. Só não pode ferver para não alterar a cor, o sabor e as características nutricionais. 4. Depois de esfriar, recebe lactose em pó.

Curiosidade: Leite Curiosidade: Leite CondensadoCondensado


Creme de Leite:1. Numa centrífuga, o leite integral é separado entre desnatado e gordura. 2. Para que o teor de gordura não passe de 25%, adiciona-se leite desnatado ao creme. 3. A mistura recebe sais que dão consistência. 4. O produto segue para o esterilizador, onde permanece de 2 a 3 segundos a 145 °C, e depois é envasado.

Doce de Leite: 1. Como na versão condensada, o leite passa por uma centrifugação para remoção de impurezas. Depois, é pasteurizado por cerca de 20 segundos. 2. O produto recebe açúcar e é evaporado em tachos a altas temperaturas, o que o escurece e deixa viscoso. 3. Quado se atinge a consistência ideal, é resfriado e envasado.

Leite em pó:1. O leite passa pelo mesmo processo do condensado, mas sem adicionar o açúcar. 2. O líquido concentrado vai para uma câmara de secagem, onde é borrifado por ar quente, entre 180 ºC e 350 ºC. 3. Ao cair no fundo da câmara, as gotículas de leite concentrado já viraram pó. Então, só precisa ser enlatado.

Curiosidade: LeiteCuriosidade: Leite

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