TRABALHO DE QUÍMICA SOBRE PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Trabalho realizado por: Gabriela Gabassi nº 13 – 1ºB Jéssica Rhaianne nº 20 Karynne Bossolani nº 22 Luísa Soares nº 26 Professora: Cristina Mehler Disciplina: Química
Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Introdução Definição de Misturas Separação de Componentes Componentes de de Misturas Heterogêneas Separação dos Componentes Componentes de Misturas Homogêneas Galeria de Imagens Conclusão Bibliografia Auto Avaliação do Grupo
Introdução Visamos, com este trabalho, demonstrar, explicar e explorar alguns processos de separação de misturas heterogêneas e homogêneas, formadas por sólidos, líquidos e gases. A partir da pesquisa para a realização deste, passamos a ver os processos de separação de misturas de uma maneira muito menos complexa e interessante, pois percebemos que, muitas vezes, a partir de materiais muito comuns, utilizamos esses processos em nosso cotidiano, sem, ao menos, prestarmos atenção na ocorrência destes. Por isso, temos a intenção de ilustrar tais ocorrências, para que o assunto aqui abordado fique mais claro e, também, para que possamos nos atentar mais e até tentar algumas experiências para que se possa entender, visualmente, as fases, transformações e estado final dos processos. Esperamos que, além de interessantes, as informações aqui apresentadas possam transformar-se em conhecimento útil.
Definição de Misturas Misturas são sistemas formados por duas ou mais substâncias puras, e podem se classificar em homogêneas. A diferença entre elas é que a mistura homogênea é uma solução que apresenta uma única fase enquanto a heterogênea pode apresentar duas ou mais fases, sendo que, cada fase, por sua vez, é uma porção que apresenta aspecto visual uniforme.
Separação de Componentes de Misturas Heterogêneas I. Sólido - Sólido Nome: Catação Definição: Nome dado ao processo de separação de misturas heterogêneas formadas por substâncias sólidas de forma a utilizar as mãos (manualmente), com uma pinça ou outro objeto auxiliador. Nesse processo os componentes devem ser aparentemente distintos. Exemplo: Separação de grãos de feijão e pedras ou na separação de lixo destinados à reciclagem. Nome: Ventilação Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas e sólidas que consiste na separação do sólido mais leve de outro mais pesado através de uma corrente de ar. Exemplo: Ao esfregar, entre as mãos, amendoins torrados, separa-se a película protetora do grão. Após a esfregação, há um sopro, que é responsável por tirar, definitivamente, as cascas dos grãos. Nome: Levigação Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas formadas por substâncias sólidas, através da diferença da densidade entre estas. Exemplo: Extração de ouro em garimpos, pois o ouro é encontrado junto a uma porção de terra ou areia. Para a separação destas, há a trituração da mistura dentro de um recipiente próprio, chamado bateria, e, então, aplica-se uma corrente de água. A terra ou areia, por serem menos densas, são carregadas pela água, enquanto o ouro, por ser mais denso, deposita-se ao fundo. Nome: Flotação Definição: Nome do processo utilizado na separação de misturas heterogêneas em substâncias na forma sólida. Nesse método um líquido é empregado não com a função de dissolver, mas promover a separação por meio da sua densidade, utilizando um líquido d e densidade intermediária. Exemplo: Separando serragem da areia. Ao acrescentar a água, a areia afunda e a serragem flutua já que a densidade da água é maior que a da serragem e menor que a da areia.
Nome: Separação Magnética Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas formadas por substãncias sólidas. Utiliza – se tal processo para separar metais ferromagnéticos, presentes em uma mistura, por meio da força de atração do ímã. A separação magnética só se torna possível quando um dos componentes for atraído pelo ímã. Exemplo: Em uma mistura de pregos mergulhados no sal, você pode recorrer à separação magnética e, dessa forma, atrair o material magnético. No caso, o ferro. Nome: Cristalização Fracionada Definição: Nome dado ao processo de separação de misturas heterogêneas de componentes sólidos. Neste processo os componentes da mistura são dissolvidos e em seguida sofrem evaporação, onde esta provoca a cristalização das substâncias. Exemplo: Processo utilizado nas salinas onde os diversos tipos de sais separam – se uns dos outros e da água do mar. Também utilizado para separar substâncias muito puras. Nome: Cristalização Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas e sólidas. Consiste na dissolução de todos os componentes da mistura em um líquido que, em seguida, sofre evaporação provocando cristalização separada de cada componente. Exemplo: A cristalização é usada, por exemplo, nas salinas para a obtenção de sais a partir da água do mar. A evaporação da água permite a cristalização de diferentes sais, sendo que o último a ser obtido é o cloreto de sódio (NaCl), usado na alimentação. Nome: Dissolução Fracionada Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas e sólidas. É baseado na diferença de solubilidade dos sólidos em um determinado líquido. Primeiro, é adicionado um líquido que dissolva apenas um dos sólidos. Após, a mistura é filtrada e o componente filtrado, é submetido a um aquecimento para eliminar o solvente. Exemplo: Separação de Areia e Sal. Nome: Peneiração ou Tamisação Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas formadas por substâncias sólidas de diferentes dimensões através da utilização peneiras e é usada também para desfazer aglomerados de alguma substância que está aglomerada por algum motivo. Esse processo pode ocorrer de maneira manual, através de uma rede ou peneira, em tela metálica ou placa perfurada, cujos orifícios têm a mesma dimensão e só deixam passar partículas com dimensões inferiores às suas, ou, ainda, de maneira mecânica, industrial, através
de conjuntos de peneiras superpostas que separam as diferentes granulações. Exemplo: Fabricação de medicamentos manipulados, em construções civis onde o pedreiro separa a areia das sujeiras (pedras, folhas, etc.) e para desfazer aglomerados da farinha de trigo antes de pr eparar um bolo.
Nome: Fusão Fracionada Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas formadas por substâncias sólidas cujos pontos de fusão são muito diferentes . Se possuirmos dois sólidos com pontos de fusão diferentes e soubermos qual é o ponto de fusão de cada uma das substâncias, fica relativamente fácil de separá-las: podemos aquecê-los e fazer com que um deles escoe. Existem misturas que não podem ser separadas pela fusão fr acionada, devido à maneira que se comportam durante o processo de fusão ou ebulição. Exemplo: - Mistura eutética: é o tipo de mistura que se comporta como uma substância pura durante a fusão, sendo assim, não pode ser separada por fusão fracionada, pois tem o ponto de fusão constante. A separação dos componentes de misturas eutéticas é feita por destilação. Exemplo: mistura de estanho e bismuto. - Mistura azeotrópica: ela se comporta como uma substância pura durante a ebulição, para separar seus componentes é utilizada a fusão f racionada.
Nome: Sublimação Definição: É o processo utilizado na separação de misturas heterogêneas quando as substâncias forem sólidas. A sublimação é a passagem de uma substância do estado sólido para o gasoso. Com isso usa-se uma substância que sofra com esse processo e outra que não reaja com o mesmo. Quando a substância for aquecida basta recolher os vapores que ao serem submetidos à sublimação regressiva voltaram ao estado normal. Exemplo: Separação de areia e iodo. O iodo é uma substância em que a sublimação pode ser utilizada já a areia, não. Sendo assim, o iodo evapora e a areia fica em estado normal. Ao passar pela sublimação regressiva, o iodo volta ao estado sólido.
II. Sólido – Líquido Nome: Centrifugação
Definição: Processo de separação de misturas utilizado para acelerar a decantação ou sedimentação da fase mais densa de uma mistura heterogênea constituída de um componente sólido e outro líquido, onde o corpo mais denso deposita-se no fundo do recipiente devido à ação da gravidade. Este processo é ocorrido em um aparelho chamado centrífuga, que gira em alta velocidade, fazendo com que a substância mais densa seja “forçada” a sedimentar (decantar) devido à ação da força centrífuga, ou seja, submete a mistura a um movimento de rotação intenso de tal forma que o componente mais denso deposite-se ao fundo do recipiente. Exemplo: Centrifugação do sangue, realizada em laboratórios de análises clínicas. O sangue é colocado em compartimentos e, então, sofre a ação de uma força centrípeta (força que puxa a mistura para o centro da trajetória em um movimento circular). Dessa forma, o plasma é separado dos outros componentes do sangue para análise posterior. Nome: Filtração Simples Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas formadas por um sólido e um líquido, ou um gás e um sólido. No processo de filtração, através de um filtro, retém -se a parte sólida e deixa passar a parte líquida. Exemplo: Preparação de um café, onde utilizamos o coador como f iltro. Nome: Filtração a Vácuo Definição: Nome dado à separação de misturas heterogêneas do tipo sólido e líquido. Quando se deseja separar duas substâncias e a f iltração simples não é muito eficiente, ou seja, é muito lenta, usa-se a filtr ação a vácuo que acelera o processo. A água que entra pela trompa d’água arrasta o ar do interior do frasco, diminuindo a pressão interna do kitassato, o que torna a filtração mais rápida.
III. Líquido – Líquido
Nome: Decantação Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas e líquidas. Consiste na separação dos líquidos que não se misturam e que tem densidades diferentes. O líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema. Exemplo: Num sistema formado por água e azeite, por exemplo, a água, por ser mais densa, acumula-se na parte inferior do frasco tornando possível seu escoamento. Nome: Sifonação Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas e líquidas. Consiste na separação de um líquido mais denso de outro menos denso, com a ajuda de um sifão. Exemplo: Separar água, mais densa, do óleo, menos denso.
IV. Gás – Sólido Nome: Decantação Definição: Processo de separação de misturas hetergênas, formadas por um componente sólido e outro gasoso. Assim, mistura passa através de obstáculos, em forma de ziguezague, onde as partículas sólidas perdem velocidade e se depositam. Industrialmente, esse processo é feito em equipamento denominado câmara de poeira ou chicana. Nome: Filtração Definição: Processo de separação de misturas heterogêneas formadas por gases e sólidos. Consiste em um filtro reter as partículas maiores e deixar passar as partículas menores que os “poros” do filtro. Exemplo: Um aspirador de pó. Quando utiliza- se o aspirador, ele aspira uma mistura de ar + poeira, ou seja, uma mistura de gás + sólido, no entanto, o ar aspirado pelo aparelho é liberado, mas a poeira é retida por um filtro. Assim o filtro é utilizado para reter o sólido e liberar o gás.
Separação dos Componentes de Misturas Homogêneas I. Sólido – Sólido Nome: Evaporação Definição: Processo de separação de misturas homogêneas formadas por um sólido e um líquido, no qual se deixa o líquido evaporar. Esse método é eficiente quando o líquido da mistura se evapora com facilidade. Exemplo: Um dos exemplos é o processo utilizado nas salinas brasileiras para retirar o sal da água do mar. Outro, que podemos observar em nossa própria casa, é a secagem de roupas no varal. Nome: Destilação Simples Definição: Processo de separação de misturas homogêneas formadas por um sólido e um líquido. Ela consiste em separar o líquido em forma de vapor e, logo em seguida, esse vapor é condensado por meio de um aparelho chamado condensador. A mistura é aquecida até à sua ebulição. Com isso, o componente líquido se separa do sistema sob a forma de vapor que, a seguir, resfria e se torna condensado. Assim sendo, o líquido puro é recolhido em outro recipiente.
II. Líquido – Líquido Nome: Destilação Fracionada Definição: Método utilizado na separação de misturas homogêneas de forma líquida. Utiliza – se um destilador onde os líquidos de pontos de ebulição diferentes são separados. O destilador é o mesmo usado na destilação simples, porém neste é adaptado um termômetro, com a finalidade de controlar a temperatura já que os dois ou mais podem evaporar. Exemplo: Fracionamento do petróleo.
III. Gás – Gás Nome: Liquefação Fracionada Definição: Método utilizado em separações de misturas homogêneas com substâncias gasosas. Nele os gases são resfriados até atingirem sua forma líquida. E por meio da destilação fracionada são separados através do seu ponto de ebulição onde voltam a ser gases. Nele os gases são resfriados até atingirem sua forma líquida. E por meio da destilação fracionada são separados através do seu ponto de ebulição onde voltam a ser gases. Exemplo: É utilizado na separação de gás nitrogênio do oxigênio onde o primeiro evapora mais rápido já que seu ponto de ebulição é menor. Nome: Adsorção Definição: Processo de separação de misturas homogêneas e gasosas. Algumas substâncias, tais como o carvão ativo, têm a propriedade de reter, na sua superfície, substâncias no estado gasoso. Essa separação, portanto, consiste na retenção superficial de gases. Exemplo: Máscara de gases venenosos.
IV. Gás - Sólido Nome: Aquecimento Simples Definição: Processo de separação de misturas homogêneas entre substâncias líquidas e gasosas, onde através de aquecimento abaixo do Ponto de Ebulição do líquido, o gás é dissolvido e expulso.
Galeria de Imagens Liquefação Fracionada:
Destilação Fracionada:
Destilação Simples:
Sifonação:
Filtração a Vácuo:
Filtração simples:
Centrifugação:
Decantação (Líquido – Líquido):
Sublimação:
Fusão fracionada:
Dissolução Fracionada:
Cristalização Fracionada:
Separação Magnética:
Catação:
Conclusão Tudo aquilo do qual possuímos alguma informação nos serve para adquirirmos algum conhecimento. Se não temos essa informação, devemos procura-la, para que possamos conhecer e opinar sobre certo assunto. Quando pesquisamos informações sobre os processos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas descobrimos algumas curiosidades, como a possibilidade de fazer algumas delas em casa e, também, que existem aparelhos próprios para realizá-las, assim como também podemos realizá-las com materiais simples. Assim como nós, esperamos que, os que lerem e compartilharem das informações desse trabalho, possam adquirir algum conhecimento sobre o assunto nele exposto.
Bibliografia - Site Brasil Escola http://www.brasilescola.com/quimica/ - Site Mundo Educação http://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/ - Site Algo Sobre http://www.algosobre.com.br/quimica/
Auto Avaliação do Grupo Todas as integrantes participaram igualmente do trabalho.
