Depois das análises das principais características das substâncias, damos continuidade ao estudo da Química com os métodos de separação de componentes numa mistura. Na natureza, grande parte das substâncias apresentam-se misturadas a outras e daí nasce a necessidade de separá-las por meio de mecanismos específicos.
- Misturas Heterogêneas
- Decantação
- Filtração
- Misturas Homogêneas
- Destilação simples
- Destilação fracionada
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Misturas Heterogêneas
Há dois métodos principais de separação de misturas heterogêneas, decantação e filtração.
Decantação
Processo de separação de misturas heterogêneas sólido-líquido. Ex: areia e água.
Primeiro, espera-se a sedimentação do componente mais denso (que se encontra no fundo do recipiente), depois tal recipiente é inclinado, derramando a substância mais em leve (fica em cima) em outro.
No caso do uso de uma mangueira entre os utensílios, o processo passa a se chamar sifonação. Nesse método, há a atuação da diferença de pressão entre as duas extremidades dos recipientes, por conta das diferenças de altura. Assim, uma ponta da mangueira ou do canudo fica no recipiente vazio, e a outra no meio da substância mais leve no outro recipiente, o qual deve estar mais alto.
Filtração
Separa os mesmos modelos de misturas já citados, contudo, apresenta maior eficácia. O exemplo mais claro é o uso dos papéis –filtro com furos para a passagem do líquido e retenção do sólido. Um bom exemplo é a forma usada para coar o café.
Em certos momentos, a filtração comum é muito lenta e, por isso, para acelerá-la utiliza-se a filtração a vácuo.
Funil de Bromo
É o instrumento utilizado para separar misturas heterogêneas líquido-líquido. Ex: água e óleo.
Misturas Homogêneas
O processo de separação de misturas homogêneas envolve a mudança de estado físico das substâncias envolvidas, sendo necessário uma aparelhagem mais completa. Tal processo chama-se Destilação.
Destilação simples
É o método utilizado para separar misturas homogêneas do tipo sólido-líquido. Ex: água e sal.
Não citaremos aqui a aparelhagem presente no processo porque foge dos nossos propósitos. Resumidamente, a destilação consiste no aquecimento da mistura até que a substância mais volátil entre em ebulição. Após a ebulição, tal vapor é condensado num componente separado do sólido restante e assim são obtidas as duas substâncias presentes na mistura, a sólida e a líquida.
Obs: A volatilidade é a capacidade que uma substância tem para atingir o estado gasoso.
Destilação fracionada
Na destilação fracionada, separam-se componentes de uma mistura homogênea líquido-líquido. É muito comum no refino do petróleo para a obtenção de seus derivados, na produção de bebidas alcoólicas (os famosos destilados) etc.
O processo é o mesmo da destilação simples e, portanto, envolve as mudanças de estado físico das substâncias. A aparelhagem da destilação fracionada é semelhante à da simples, com o acréscimo de uma coluna de fracionamento (daí o nome “fracionada”) que tem como função separar frações da mistura baseada na diferença de volatilidade dos componentes.
Existem ainda outros inúmeros processos de separação de misturas, como a catação (mistura heterogênea sólido-sólido) na qual os fragmentos são separados manualmente; a separação magnética em que um dos componentes é separado a partir das propriedades magnéticas que possui, sendo atraído por um imã etc.
Resumidamente, é isso! Até a próxima.
A separação de misturas é o processo que envolve o fracionamento de uma ou mais substâncias presentes em uma mistura. Ou seja, o processo de separação de uma substância visa o isolamento da mesma em um sistema. Para que ocorra esse processo, se faz necessário o uso de um ou de mais métodos de separação.
Processo de separação de misturas
O processo de separação de misturas é dependente de diferentes aspectos das substâncias envolvidas e do sistema. Entre eles estão: a natureza e as propriedades das substâncias e elementos envolvidos na mistura como densidade, temperatura de ebulição e solubilidade e o tipo de mistura, homogêneo ou heterogêneo.
Separação de misturas homogêneas
Misturas homogêneas apresentam as mesmas propriedades em todos os pontos da solução e possuem uma única fase. Os principais processos de separação são:
Destilação simples
A destilação simples é responsável por separar a mistura de sólidos e líquidos de acordo com o ponto de ebulição. Nesse método, a solução é aquecida em um balão de vidro até que o líquido entre em ebulição. O vapor formado passa pelo interior de um condensador, que é resfriado por água, e condensa-se sendo recolhido em um outro recipiente.
Destilação fracionada
Esse método é utilizado para promover a separação de líquidos em uma mistura homogênea, sendo um aprimoramento da destilação simples.
Nesse processo de separação, há uma coluna de vidro que é preenchida por obstáculos, sendo colocado entre o balão e o condensador. Essa coluna, permite que o componente de menor ponto de ebulição chegue de forma mais rápida ao condensador e seja destilado primeiro. Assim que ele for totalmente destilado, o próximo componente líquido da mistura passará a ser destilado. Logo, essa técnica promove a separação por ordem crescente de ponto de ebulição.
Destilação por arraste de vapor
Nesse processo, utiliza-se do vapor da água para promover a ebulição dos componentes da mistura.
Evaporação
Essa técnica consiste em permitir a evaporação do líquido em uma mistura homogênea de sólido/ líquido sob a ação do calor do sol. É um método barato, em que o líquido é perdido no processo, sendo usado somente quando só há interesse na fase sólida da solução.
Liquefação fracionada
Utilizada em uma mistura de gases, em que um equipamento específico é responsável por resfriar a solução e promover a transformação dos gases em líquidos. Em seguida, esses líquidos são separados por meio de uma destilação fracionada.
Fusão fracionada
Nesse método, aquece-se a solução formada por sólidos que apresentam diferentes pontos de fusão. Em seguida, separa-se o sólido fundido do sólido não fundido por meio de outras técnicas de separação como por exemplo, a filtração.
Solidificação fracionada
A solidificação fracionada ocorre em uma mistura de líquidos miscíveis por meio do resfriamento. A temperatura do sistema é abaixada até que ocorra a solidificação de um dos componentes da mistura.
Separação de misturas heterogêneas
As misturas heterogêneas não apresentam as mesmas propriedades em toda a sua extensão apresentando duas ou mais fases. As separações que envolvem esses sistemas utilizam-se dessas propriedades para promover o fracionamento de misturas.
Decantação
Em uma mistura heterogênea sólido/líquido, a fase mais densa tende a ocupar a posição inferior, enquanto a menos densa fica por cima.
Uma maneira de separar o sólido do líquido é a utilização de um recipiente e esperar a parte mais densa decantar no fundo. Após essa deposição, transfere-se a parte superior para outro recipiente inclinando cuidadosamente o frasco que se encontra na mistura.
Centrifugação
Se a separação entre as fases de uma mistura heterogênea for lenta sob a ação da gravidade, pode-se apressar o processo submetendo o sistema a uma intensa rotação realizada por equipamentos conhecidos como centrífugas.
Filtração simples
A filtração é utilizada para a separação de misturas entre sólido e líquido e apresenta uma maior eficiência do que o processo de decantação. Essa técnica consiste em verter a mistura sobre uma superfície porosa apropriada, o filtro, geralmente utiliza-se o papel de filtro. Esse filtro permite a passagem da fase líquida mas não permite que a fase sólida do sistema ultrapasse seus poros, o que promove a separação de ambas as fases.
Filtração a vácuo
Caso a filtração simples seja demorada para uma determinada mistura, utiliza-se o processo de filtração a vácuo que acelera a filtração. Nesse processo, o papel de filtro é ajustado em um funil apropriado chamado de funil de Bücher que se conecta a um frasco especial chamado de kitassato, que por sua vez, está ligado a uma trompa de água que promove o vácuo no interior do kitassato.
Funil de separação
O funil de separação é utilizado para promover a separação por meio da decantação de líquidos imiscíveis. Sendo assim, a mistura é adicionada no interior do funil e a torneira é ligeiramente aberta que permite o escoamento gradual da fase inferior da mistura que passa a ser recolhida em outro frasco. A torneira é fechada no momento exato que a fase inferior deixou de escoar.
Dissolução fracionada
É uma técnica utilizada para separar dois ou mais sólidos em uma mistura. Ela baseia-se na tendência com que os sólidos presentes na mistura dissolvem-se em um determinado solvente, por exemplo, a água.
Um exemplo é a mistura de areia e sal. A água é capaz de dissolver o sal, mas não a areia. Logo, a mistura passa a ser formada por uma fase de areia e outra da solução de água e sal. Para separar o sal e a areia então, realiza-se uma filtração e a evaporação da água.
Separação magnética
É a separação de metais presentes em uma mistura utilizando-se de ímãs.
Ventilação
Essa técnica utiliza-se da força dos ventos para a separação de substâncias com densidades diferentes.
Levigação
Já na levigação se utiliza a força das águas para a separação de dois sólidos com densidades diferentes.
Peneiração (ou tamisação)
Essa técnica utiliza uma peneira para a separação de sólidos com tamanhos diferentes presentes em uma mistura.
Floculação
Nesse procedimento, adiciona-se um coagulante em uma mistura formada por líquidos e sólidos com partículas pequenas para que ocorra a formação e o agregamento das partículas. Com a formação de flocos maiores, as partículas podem ser retiradas por uma posterior decantação.
Flotação
É uma técnica que separa dois sólidos por meio da introdução de bolhas de ar na água para a formação de uma suspensão de partículas, já que elas se aderem às bolhas formando uma espuma.
Catação
É um método simples e que ocorre de maneira manual. Os sólidos são retirados das misturas com a mão.
Sifonação
A sifonação é utilizada para separar líquidos. Nesse processo, utiliza-se um sifão ou uma mangueira para retirar uma das fases de modo completo da mistura.