Separação de misturas

QUÍMICA - 1° AnoProcessos de separação de misturas

Ciências da NaturezaEnsino Fundamental – 9º Ano

PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS

ETI PADRE JOSIMO TAVARES

PREFEITURA MUNICIPAL DE PALMAS


Conceitos iniciais• Na natureza, raramente

encontramos substâncias puras. Em função disso, é necessário usarmos métodos de separação para obtermos determinada substância.

• Na separação dos componentes de uma mistura (obtenção separada de cada uma das substâncias puras que deram origem à mistura) usa-se um conjunto de processos físicos.

• Esses processos não alteram a composição das substâncias que formam a mistura.

• Nem sempre apenas um método de separação é suficiente para separar todos os componentes de uma mistura (1).

SEPARAÇÃO DE MISTURAS – Prof. Marcos Jr.SEPARAÇÃO DE MISTURAS – Prof. Marcos Jr.


Conceitos iniciais• A escolha dos melhores

métodos para a separação de misturas exige um conhecimento anterior de algumas das propriedades das substâncias presentes.

• Assim, se tivermos uma mistura de açúcar com areia, é útil sabermos que o açúcar se dissolve na água, enquanto a areia não.

• Muitas vezes, dependendo da complexidade da mistura, será necessário usar vários processos diferentes em uma sequência baseada nas propriedades das substâncias presentes na mistura (2).

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http://www.algosobre.com.br/quimica/separacao-de-misturas.html


Conceitos iniciais• Alguns dos métodos de

separação são tão comuns que nem pensamos neles como processos de separação.

• Alguns exemplos:– Escolha dos grãos de feijão

para uma feijoada do domingo (catação);

– Remoção da casca do amendoim torrado por sopro (ventilação);

– Separação das moedas em função de seus tamanhos nas máquinas dos bancos (tamisação/peneiração).

• Vamos estudar agora alguns desses principais processos de separação (3).

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http://www.algosobre.com.br/quimica/separacao-de-misturas.html


Métodos de separação de misturas heterogêneas• SÓLIDO – SÓLIDO:

– Catação– Ventilação– Levigação– Separação magnética– Cristalização fracionada– Dissolução fracionada– Peneiração– Fusão fracionada– Sublimação

• SÓLIDO – LÍQUIDO:– Decantação– Centrifugação– Filtração simples– Filtração à vácuo

• LÍQUIDO – LÍQUIDO:– Decantação

• GÁS – SÓLIDO:– Decantação– Filtração

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Métodos de separação de misturas homogêneas

• SÓLIDO – LÍQUIDO:– Evaporação– Destilação simples

• LÍQUIDO – LÍQUIDO:– Destilação fracionada

• GÁS – GÁS:– Liquefação fracionada

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Catação

• É um método de separação bastante rudimentar, usado para separação de sistemas sólido-sólido.

• Baseia-se na identificação visual dos componentes da mistura e na separação manual ou com o auxílio de uma pinça.

• É o método usado na limpeza do feijão antes do cozimento (4).

Imagem: David Monniaux / GNU Free Documentation License.


http://pt.wikipedia.org/wiki/Mistura


Tamisação (peneiração)

• Usada para separar sólidos constituintes de partículas de dimensões diferentes através de peneiras.

• Industrialmente, usam-se conjuntos de peneiras superpostas que separam as diferentes granulações.

Imagem: U.S. Air Force photo / Tech. Sgt. Shane A. Cuomo / Public Domain.



Ventilação

• Método de separação para sistemas sólido-sólido, no qual o sólido menos denso é arrastado por uma corrente de ar.

• Um bom exemplo é a separação das cascas de grãos de arroz, amendoim torrado, etc. (5)

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http://pt.wikipedia.org/wiki/Mistura


Levigação

• A água corrente arrasta o componente menos denso e o mais denso deposita-se no fundo do recipiente.

• É usada, por exemplo, para separar areia e ouro: a areia é menos densa e, por isso, é arrastada pela água corrente; o ouro, por ser mais denso, permanece no fundo da bateia (6).

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http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=8&idSubSecao=&idTexto=165


Decantação• Permite a separação de

líquidos imiscíveis (que não se misturam) ou de um sólido precipitado num líquido.

• A fase mais densa deposita-se no fundo do recipiente.

• Pode ser feita de duas formas:– Verte-se lentamente a

mistura em outro frasco;– Com o auxílio de um sifão,

transfere-se a fase menos densa para outro frasco (sifonação) (7).

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Decantação• No laboratório, para misturas de líquidos

imiscíveis, usa-se o funil de bromo, também conhecido como funil de decantação ou funil de separação).

• Num sistema formado por água e óleo, por exemplo, a água, por ser mais densa, localiza-se na parte inferior do funil e é escoada abrindo-se a torneira de modo controlado.

• Pode-se ainda usar-se do princípio da decantação para a separação de misturas sólido-gás.

• A mistura sólido-gás atravessa um sistema em ziguezague. O pó, por ser mais denso, deposita-se durante o trajeto (8).

Imagem: Thomasione / Public Domain

Funil de separação

Imagem: Nickele/GNU Free Documentation License



Filtração• É um método de separação muito

presente no laboratório químico e também no cotidiano.

• É usado para separar um sólido de um líquido ou sólido de um gás, mesmo que o sólido se apresente em suspensão.

• A mistura atravessa um filtro poroso, onde o material particulado fica retido.

• A preparação do café, o uso de o aspirador de pó são exemplos de filtração (9).

Imagem: Elke Wetzig / GNU Free Documentation License.

Imagem: Julius Schorzman / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.



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-se o sólido.

• Nas salinas, o sal é obtido a partir da água do mar através desse processo (10).

Imagem: Batz sur Mer, Marais Saltants / Harrieta171 / GNU Free Documentation License.

Imagem:Vidralta / GNU Free Documentation License.



Centrifugação • Usado para separação de mistura de sólidos e líquidos quando a dimensão das partículas sólidas é tão pequenas que provoca obstrução dos poros do filtro e faz com que sejam retidas pelo líquido.

• Tubos de ensaio contendo a mistura são colocados em uma centrífuga, que os faz girar em posição quase horizontal à grande velocidade, aumentando assim a rapidez de depósito do sólido no fundo do tubo. Imagem: IUTABB / Free Art License. (Tradução Nossa).

Estado Inicial Estado Final

Centrifugação

Líquido Portador

Líquido Flutuante

Base

Constituinte (líquido ou sólido)

Esquema do Princípio da Centrifugação



Sublimação• Usado quando apenas um dos sólidos

sublima (passa para o estado gasoso) quando aquecido.

• São substâncias que podem ser separadas por sublimação: iodo, enxofre e naftaleno (naftalina).

• Mais recentemente, tal propriedade passou a ser usada na impressão de camisetas.

• Com uma impressora especial é preparado um desenho em uma folha de papel e, através de uma prensa térmica, a tinta sublima e se transfere para o tecido.

• Tem a vantagem de não desbotar, mantendo a tonalidade original (11).

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Destilação Simples • Método usado quando se deseja separar a substância sólida dissolvida do solvente e não se deseja perder este último (como ocorre no processo de evaporação).

• Desta forma, o solvente é resfriado (condensado), sendo recolhido em outro frasco.

• Aquece-se a mistura até atingir o ponto de ebulição do solvente.

• Não existe necessidade de controle de temperatura, pois o ponto de ebulição do sólido é muito mais elevado que o do solvente (12).

Imagem: U.m / Public Domain.



Destilação Fracionada• Método usado para separação de

mistura de líquidos.• Quanto mais distantes os pontos de

ebulição dos componentes, mais eficiente será o processo de destilação.

• A aparelhagem usada é a mesma de uma destilação simples, com o acréscimo de uma coluna de fracionamento, destilação ou retificação.

• A separação ocorre na ordem crescente dos pontos de ebulição (PE).

Imagem: U.m / Public Domain.



Destilação Fracionada• Esse processo é muito

usado, principalmente em indústrias petroquímicas, para separação dos diferentes derivados do petróleo.

• Neste caso, as colunas de fracionamento são divididas em bandejas ou pratos.

• Esse processo também é muito usado no processo de obtenção de bebidas alcoólicas (alambique) (13).

Imagem: Psarianos, Theresa knott/ GNU Free Documentation License. (Tradução Nossa).

Petróleo Bruto

Gás (Butano e Propano)

Essência Leve(nafta)

Essência Pesada(grande)

Querosene

Combustível Diesel

Óleo paraaquecimento

Forno deDestilação

ÓleoPesado



Separação Magnética• Também chamado de

Imantação, nesse método de separação, um dos sólidos é atraído por um ímã.

• Esse processo é usado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas impurezas, como, por exemplo, separar do lixo objetos de metal que serão reciclados.

• Outro exemplo simples é a separação de linha e agulha através de um imã (14).

Imagem: Oguraclutch/ GNU Free Documentation License.

Imagem: Palmer, Alfred T. / Public Domain.



Dissolução Fracionada• Também é conhecido como extração por solvente, é usada quando apenas

um dos componentes apresenta solubilidade num dado solvente.• A mistura areia + sal é um bom exemplo de aplicação para este método.• Adicionando-se água, obtém-se a solubilização do sal.• Após uma filtração, a areia é separada, bastando realizar uma destilação

simples ou evaporação para se separar o sal da água (15).

sal + areia

Adição de água Filtração Vaporização

areia

água + sal sal



Exercícios1. Uma maneira rápida e correta de

separar uma mistura com ferro, sal de cozinha e areia é, na sequência:a) Filtrar, aproximar um imã,

adicionar água e destilar.b) Adicionar água e destilar.c) Aproximar um imã, adicionar

água, filtrar e destilar.d) Destilar, adicionar água,

aproximar um imã.e) Impossível de separá-la.

Imagem: (a)Thorsten Hartmann / GNU Free Documentation License, (b) Jlahorn / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported e (c) Miansari66 / Public Domain.



Exercícios2. Associe as atividades diárias

contidas na primeira coluna com as operações básicas de laboratório e fenômenos contidos na segunda coluna.Os números da segunda coluna, lidos de cima para baixo, são:a) 3, 2, 5, 4, 1b) 1, 3, 4, 5, 2c) 4, 3, 2, 1, 5d) 3, 2, 4, 5, 1e) 4, 1, 5, 3, 2

(1) Preparar um refresco de cajá a partir do suco concentrado.

(2) Adoçar o leite.(3) Preparar chá de canela.(4) Usar naftalina na gaveta.(5) Coar a nata do leite.

( ) sublimação( ) diluição( ) filtração( ) extração( ) dissolução

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Exercícios4. Têm-se os seguintes sistemas:

I. areia e águaII. álcool (etanol) e águaIII. sal de cozinha (NaCl)

dissolvido em água.Cada um desses sistemas foi submetido a uma filtração em funil com papel e, em seguida, o líquido resultante (filtrado) foi aquecido até sua total evaporação. Pergunta-se:a) Qual sistema deixou um resíduo sólido no papel após a filtração? O que era esse resíduo?b) Em qual caso apareceu um resíduo sólido após a evaporação do líquido? O que era esse resíduo?

a) Sistema IA areia seria o resíduo sólido que seria retido pelo papel de filtro.

b) Sistema IIIApós a evaporação da água, restaria apenas o NaCl no fundo de recipiente.

Imagem: Rob Lavinsky,Rocks.com / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Pedra de sal cristalizado



Até a próxima aula!


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