Qual o nome do método de separação de misturas utilizado na extração da água do mar?

Primeiramente, o que são misturas? O que caracteriza uma mistura? Uma mistura é formada por duas ou mais substâncias químicas, não reagentes entre si e que possam ser separadas mecanicamente, mantendo suas características originais.

Mistura

► Mais de uma substância química;

► Não há reação química;

► Separada/revertida por métodos físicos.

Se, em uma composição formada por duas substâncias químicas, ocorrer uma modificação de suas características originais ou uma reagir com a outra e uma nova substância se formar, isso não é uma mistura. Trata-se de uma reação química. Vamos a um exemplo:

Ao “misturarmos” ácido clorídrico (HCl) com hidróxido de sódio (NaOH, a famosa soda cáustica), não obteremos uma mistura, pois ocorrerá uma reação química em que a base e o ácido formarão água e sal NaCl (cloreto de sódio, o conhecido sal de cozinha). Ou seja, tínhamos dois compostos, NaOH e HCl, e, depois de “misturados”, obtivemos outros dois compostos diferentes. Logo, isso não é mistura, mas uma reação química!

Lembre-se, portanto:

► Colocou substância A com substância B e obteve substância C, isso é uma reação química!

► Colocou substância A com substância B e continuou tendo substâncias A e B, isso é uma mistura!

Funções da Separação de Misturas

Agora que já sabemos as características de uma mistura, por que separar misturas? Como vocês sabem, a maioria das coisas que existem no mundo não são substâncias puras, ou seja, não são formadas por apenas um composto químico, seja ele uma substância simples, como o oxigênio (O2), ou uma substância composta, como a água (H2O). Elas são formadas por misturas contendo duas ou mais substâncias químicas diferentes. O homem, em sua relação com a natureza, muitas vezes necessita separar uma substância de uma mistura para os mais diversos fins e o conhecimento de técnicas para isso é essencial. Antes de entendermos cada processo, vamos primeiro a alguns exemplos do cotidiano em que a separação de misturas é utilizada, afinal, se torna mais fácil estudar sobre um assunto quando vemos utilidade nele, certo?

► Tratamento de esgotos e tratamento de água (Decantação, floculação, filtração, etc.);

► Obtenção do sal de cozinha (Evaporação);

► Reciclagem do lixo (Catação);

► Destilação da cachaça (Destilação);

► Exame de sangue (Centrifugação);

► Preparo de chás (Extração).

Deu para perceber que usamos muito os métodos de separação de misturas? E com tantas funções e composições diferentes a serem separadas, é claro que existem vários métodos diferentes e específicos para cada tipo de separação. A questão fundamental das técnicas de separação é saber usar as propriedades e características de cada componente da mistura para separá-los. Vamos relembrar um pouco tudo isso.

Catação (S+S // S+L)

Esse é um processo grosseiro e manual. É usado para separar misturas heterogêneas de sólido+sólido (S+S) e de sólido+líquido (S+L). É baseado na separação de coisas de diferentes tamanhos/tipos. Um exemplo bem cotidiano é a catação de lixo; a preocupação com o meio ambiente é cada vez maior e a separação de resíduos é essencial para cuidarmos do planeta. Quem trabalha com reciclagem, por exemplo, usa muito esse método. Já que estamos falando de lixo, não custa lembrar as cores das lixeiras e o tipo de resíduo que vai nelas:

► Marrom: resíduos orgânicos;

► Azul: papel e papelão;

► Verde: vidro;

► Vermelha: plástico;

► Amarela: metal

E se você tiver interesse em conhecer um pouco mais sobre a catação de lixo, sugiro assistir ao documentário “Ilha das Flores”. Ele mostra o processo de geração de lixo e como é o trabalho daqueles que vivem de catação. Além de muito educativo e interessante, esse documentário também é uma ótima reflexão.

E não é só com lixo que se usa a catação, você pode catar outras coisas também! Você provavelmente já deve ter ajudado ou visto alguém da sua família separando feijões estragados dos feijões bons para fazer uma feijoada, por exemplo. Isso é um processo de catação!

Pra lembrar esse processo, vai aí uma dica: catação lembra catar, e é possível catar lixo (como é o caso dos recicladores), catar os feijões que não estão bons, etc.

Decantação (S+L // L+L)

Esse processo se baseia na diferença de densidade entre os componentes da mistura e é usado para separar misturas heterogêneas. No caso de uma mistura S+L, deixa-se o recipiente com a mistura em repouso. Após um tempo, pela diferença de densidade, o sólido se depositará no fundo do recipiente e se pode, então, inclinar o recipiente para remover o líquido e separar os componentes da mistura. Esse é o caso, por exemplo, de uma mistura de água com areia. No caso de uma mistura líquido-líquido (L+L), deixa-se o recipiente também em repouso e, após algum tempo, pela diferença de densidade, o componente menos denso ficará na parte de cima, e o mais denso, na parte de baixo; é o caso de uma mistura de água e óleo.

Atenção! No caso da separação de água e óleo, eles se separam pela diferença de densidade e também pela diferença de afinidade, pois o óleo é hidrofóbico (não tem afinidade pela água).

É importante lembrar que um processo de decantação pode ser bem lento, pois é preciso deixar a mistura parada e esperar até que os componentes se separem. Existem meios de acelerar esse processo: o uso de Al2SO4 acelera a decantação. O sulfato de alumínio é muito utilizado em estações de tratamento de água e esgoto, por exemplo. O sulfato de alumínio não reage com a mistura a ser decantada! Se reagisse, não estaríamos mais separando misturas, teríamos uma reação química.

Centrifugação (S+L // L+L)

Esse é um método de decantação acelerado, que separa misturas heterogêneas de S+L e de L+L. É usado para amostras que tenham diferentes densidades, mas que não sejam tão grosseiras para serem separadas por uma simples decantação. Um exemplo bem fácil de lembrar são as amostras de sangue. Quando você retira sangue para fazer exames, o sangue na amostra está com seus componentes todos misturados. Para separá-los, um simples processo de decantação não adiantará. Você pode deixar a amostra parada por dias e nunca conseguirá uma completa separação do plasma e dos elementos figurados do sangue (você lembra quais são eles? Glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). Então, se faz a centrifugação da amostra: colocam-se os tubos em um aparelho que os faz girar a uma velocidade muito grande e, por inércia, faz com que o plasma (menos denso) fique na superfície e os elementos figurados (mais densos) fiquem embaixo. Com o plasma separado do resto dos componentes do sangue, os equipamentos de laboratório podem medir a quantidade de colesterol e triglicerídeos, entre outros, do seu sangue!

Tamisação (S+S)

É um nome chique para peneiração. Usado para separar misturas heterogêneas S+S. Esse processo se chama tamisação porque se utiliza um tamis (mais conhecido como peneira) para separar os componentes da mistura. Em uma mistura de dois compostos sólidos em que um deles tem uma granulometria maior (ou seja, um deles é maior que o outro), como é o caso de uma mistura de areia e brita, utiliza-se a tamisação para separar os compostos. Coloca-se a mistura no tamis e o composto de maior granulometria – a brita, nesse caso – é mantido no tamis, enquanto que o composto de menor granulometria – a areia – passa pelos buracos do tamis e, assim, é possível separar a mistura. Esse processo é muito utilizado na construção civil (como é o caso do exemplo aqui citado) e também no seu dia a dia! Se você já preparou um bolo, provavelmente deve ter utilizado uma peneira para separar as impurezas da farinha na hora de cozinhar.

Extração (S+L)

Esse método consiste em extrair um ou mais componentes de uma mistura. É usado em misturas heterogêneas S+L. Existem três métodos de extração que você precisa conhecer: infusão, moagem e percolação. Parece difícil se lembrar desses nomes todos, mas, calma, vamos a alguns exemplos para isso ficar mais claro!

► Infusão: Você deixa a mistura submersa em um líquido. É o caso de chás. No preparo do chá, você coloca o saquinho de chá submerso em água quente e, com o passar do tempo, as essências do chá vão sendo extraídas e se dissolvem na água.

► Moagem/trituração/maceração: Você mói/tritura/macera um composto e dele consegue extrair uma substância. É o caso do suco de laranja e do caldo de cana. Quando você espreme a laranja ou a cana, consegue extrair o suco.

► Percolação: Você extrai um composto pelo fluxo de arraste. Para esse tipo de extração, é só se lembrar dos gaúchos! O típico chimarrão se baseia nesse método de separação. Ao colocar água quente na cuia com erva-mate, as essências da erva-mate são, aos poucos, puxadas pela água quente e pelo arraste provocado quando a pessoa puxa o líquido com a bomba.

Então, quando se estiver falando de extração, lembre-se sempre de bebidas como chás e sucos!

Flotação ou Sedimentação Fracionada (S+S)

Esse método se baseia na diferença de densidade dos compostos de uma mistura e é usado para separar misturas heterogêneas S+S. Flotação lembra o verbo flutuar, né? Então se lembre disso quando ouvir falar nesse método. Em uma mistura com dois compostos de densidades diferentes, pode-se separar um do outro colocando a mistura em um recipiente com líquido; o mais denso irá para o fundo e o menos denso irá para a superfície, pois ele flutuará no líquido.

Um exemplo bem simples: imagine uma mistura de areia com serragem. A areia é mais densa do que a serragem, certo? Se você colocar água nessa mistura, a serragem vai subir, pois é menos densa, e a areia vai ficar no fundo.

Floculação (S+S // S+L)

A floculação é um método bem parecido com a flotação! O princípio é o mesmo, também tem relação com a densidade dos componentes da mistura. Nesse caso, a mistura é homogênea S+S ou S+L e se utiliza um agente externo, como o sulfato de alumínio e o hidróxido de alumínio, para se ligar ao componente que será separado.

Em uma mistura de água e impurezas de sujeira, por exemplo, o hidróxido de alumínio se junta com as partículas de sujeira, formando flocos que, pela baixa densidade, vão subir à superfície. Outro exemplo de uso da floculação é na mineração. Esse processo é utilizado para separar os minérios de suas impurezas. Uma rocha com minério é primeiramente triturada, depois se adiciona óleo; as partículas de minério que estiverem na rocha se fixam ao óleo. Ao se adicionar água a essa mistura de partículas de minério com óleo, o minério com óleo (menos denso do que as impurezas da rocha, pois o minério está fixado ao óleo) irá para a superfície, e as impurezas (mais densas) irão para o fundo.

Então, lembre-se de que na floculação formam-se flocos e esses flocos são componentes da mistura + agente externo.

Dissolução Fracionada (S+S)

Esse método leva em consideração as diferenças de solubilidade e polaridade dos compostos da mistura. É usado para separar misturas heterogêneas S+S e funciona assim: adiciona-se um solvente a uma mistura sólida (um solvente específico que tenha afinidade apenas por um dos componentes da mistura). O componente compatível com o solvente vai se dissolver, e o componente não compatível não vai se dissolver; dessa forma, teremos a separação da mistura. Normalmente, após uma dissolução fracionada, outros métodos de separação são feitos para se retirar um dos componentes da mistura.

Um exemplo bem simples pra você entender melhor esse processo é uma mistura de sal e areia. Como separá-los? Pode-se adicionar água à mistura: o sal se dissolverá na água, mas a areia não; ela irá para o fundo do recipiente após um tempo (decantação) e teremos o sal e a areia separados um do outro. Eles estão separados, mas como retirar só o sal ou só a areia do recipiente? O próximo passo é um novo método de separação de misturas, que pode ser, por exemplo, filtração (separa a areia) ou destilação (separa a água do sal).

É sempre bom lembrar que poderemos usar vários métodos de separação diferentes para separarmos uma mistura!!!

Cristalização (S+S)

Esse processo é usado para misturas homogêneas S+S. Para separar os componentes da mistura, acrescenta-se um solvente e, então, essa mistura + solvente é aquecida para evaporar o solvente. Aos poucos, os componentes sólidos vão cristalizando e vão para o fundo do recipiente. Como estamos lidando com sólidos diferentes, a cristalização ocorrerá em momentos diferentes (pois estamos falando aqui de solutos diferentes, com propriedades físicas diferentes). Então, um soluto cristalizará primeiro; ele é retirado e a mistura continua aquecendo (e o solvente continua evaporando); outro soluto cristalizará e será retirado, e assim por diante.

Esse processo é muito utilizado em salinas, pois com ele é possível obter os diferentes tipos de sais da água do mar, um cristalizado de cada vez, e assim se consegue separá-los.

Fusão Fracionada (S+S)

Esse método é usado para separar misturas homogêneas S+S e utiliza a propriedade física de fusão como método de separação. É bem simples. Basta aquecer a mistura e o composto com menor ponto de fusão irá se fundir primeiro; à medida que a temperatura continua sendo aumentada, os próximos compostos vão sendo fundidos e, dessa forma, consegue-se separar sólidos de uma mistura.

É importante lembrar que misturas eutéticas não podem ser separadas por esse método. Você lembra o que é uma mistura eutética? É uma mistura que tem um ponto de fusão constante e ponto de ebulição variado. O que isso quer dizer? Apesar de se tratar de uma mistura, ou seja, de ter mais de um composto diferente, eles se fundem na mesma temperatura, de maneira que você não vai conseguir separá-los por fusão, pois eles vão se fundir ao mesmo tempo! Um exemplo de mistura eutética é a solda, que é formada por estanho e chumbo. Mas como separar uma mistura eutética? Você pode fazer uma destilação fracionada. Mais adiante vamos falar desse método.

Levigação (S+S)

Esse método utiliza o fluxo de água como separador da mistura. Separa misturas heterogêneas S+S. Por meio de uma corrente de água, sólidos de baixa densidade são arrastados, enquanto que os mais densos não sofrem ação da corrente de água e permanecem no recipiente. Um uso bem conhecido da levigação é a garimpagem. O garimpo é o nome da exploração de substâncias minerais como o ouro. Os garimpeiros separam o ouro da areia através da levigação: com a correnteza de água, a areia é arrastada e sobra apenas o ouro (ou outro metal precioso) no recipiente.

O trabalho de garimpagem é realizado no Brasil desde o século XVIII (conhecido como século do ouro) e, normalmente, é feito de maneira independente e ilegal. Os garimpeiros usam, muitas vezes, o mercúrio para facilitar o processo de separação e identificação do ouro, porque ele se liga ao ouro e essa liga flutua e chega à superfície (floculação). O uso de mercúrio facilita o trabalho, mas é extremamente perigoso, porque é tóxico e causa riscos à saúde dos garimpeiros e também prejudica o meio ambiente e as comunidades perto de regiões exploradas.

Ventilação (S+S)

A ventilação se baseia no mesmo princípio que a levigação, só que, ao invés de arraste por corrente de água, aqui o método é de arraste por corrente de ar. É usado para separar misturas heterogêneas S+S. Lembre sempre que ventilação remete a vento. Fácil de memorizar, né? A ventilação é muito usada para grãos, como café e cereais. Aplica-se um fluxo de ar e é possível, então, separar os grãos de quaisquer impurezas que estejam misturadas com eles.

Destilação Simples (S+L)

Esse método se baseia na propriedade física da ebulição e separa misturas homogêneas S+L. Basicamente, a mistura é aquecida e o componente de menor ponto de ebulição vai passar do estado líquido para o estado gasoso primeiro. Esse método é muito usado para separar, por exemplo, uma mistura de água e sal. Para separar a mistura, se usa um balão de fundo redondo acoplado a um condensador; com o aquecimento da mistura, o componente com menor ponto de ebulição (no caso do exemplo é a água) entra em ebulição e passa para o condensador, onde volta a ser líquido e é recolhido em outro recipiente.

Destilação Fracionada (L+L)

A destilação fracionada se baseia no mesmo método que a destilação simples: os componentes da mistura são separados pelos seus diferentes pontos de ebulição. Nesse caso, as misturas homogêneas são L+L. A diferença no processo em relação à destilação simples é que na destilação fracionada se usa uma coluna de fracionamento, que vai deixar apenas o componente com menor temperatura de ebulição passar para o condensador.

É importante lembrar que misturas azeotrópicas não podem ser separadas por esse método. Você se lembra dessas misturas? Uma mistura azeotrópica tem ponto de fusão variado e ponto de ebulição constante, ou seja, os componentes dessa mistura têm o mesmo ponto de ebulição. É o caso de uma mistura de álcool etílico, que é formada por 95,5% de álcool e 4,5% de água. Ao aquecer essa mistura, o álcool e a água entrarão em ebulição na mesma temperatura (78,1º C) e ao mesmo tempo, então não se pode separar essas misturas pela destilação fracionada.

Separação Magnética (S+S)

A imantização usa a propriedade dos ímãs para separar misturas heterogêneas S+S. Coloca-se um ímã próximo a uma mistura que contenha algum componente que seja atraída por ímã, como é o caso de limalhas de ferro, assim, o componente será atraído, separando-se do resto. Esse tipo de separação é muito usado na indústria e também em ferros-velhos.

Um exemplo bem simples que você pode fazer em casa para observar esse método na prática é colocar alguns pregos no sal em um recipiente. Ao aproximar um ímã dessa mistura, os pregos irão se grudar ao ímã e o sal continuará no recipiente.

Filtração (S+L // S+G)

Esse método de separação é muito usado no dia a dia! É usado para separar misturas heterogêneas S+L e sólido + gás (S+G) e se baseia na passagem da mistura por um filtro. O componente que tiver uma granulometria maior ficará retido no filtro, e aquele com granulometria menor passará pelo filtro. O café é uma bebida que pode ser preparada com esse método, pois se coloca o pó de café no filtro, adiciona-se água e apenas as menores partículas do pó serão extraídas, passarão pelo filtro e se dissolverão na água.

Evaporação (S+L)

É usada para separar misturas homogêneas S+L e é baseada no mesmo princípio que a destilação. Os componentes são separados pelos seus diferentes pontos de ebulição. Você deve estar se perguntando: “tá, isso não é a mesma coisa que a destilação?”. Não é! A diferença é que a destilação é feita em um ambiente fechado e a evaporação é feita em ambiente aberto. O que se faz nesse método é deixar a mistura em repouso ou aquecê-la (vai depender do ponto de ebulição dos componentes da mistura), então o líquido evapora e o que sobra é o componente sólido da mistura, que tem um ponto de ebulição bem maior do que o componente líquido.

Um exemplo de uso de evaporação é a obtenção do sal de cozinha. Nas salinas, deixa-se a água do mar evaporar (o calor do sol ajuda nesse processo), sobrando apenas o sal.

Liquefação (G+G)

Por último, mas não menos importante, a liquefação! Esse método de separação recebe o nome da propriedade física na qual se baseia: liquefação (passagem do estado gasoso para o estado líquido). É usada para separar misturas homogêneas gás-gás (G+G). O que se faz é diminuir a temperatura ou a pressão da mistura, e a substância com maior ponto de ebulição (a substância que entrou em ebulição por último, portanto) é a que primeiro vai se converter do estado gasoso para o estado líquido. Usa-se muito esse método para separar os componentes do ar.

Relembrando

Finalmente chegamos ao fim. São muitos métodos de separação de misturas, e esses são apenas os principais. Mas, calma! Agora vamos revisar, assim você não se esquecerá de nenhum. Primeiro, algumas considerações gerais sobre as separações de misturas:

Tenha sempre em mente as propriedades físicas de cada componente da mistura. Se elas forem diferentes para cada componente, provavelmente o método escolhido se baseará nisso.

Exemplo: Sal e água têm diferentes pontos de fusão. O método de evaporação pode ser usado para separá-los.

Lembre-se que uma mesma mistura pode ser separada por mais de um método diferente.

Exemplo: A mesma mistura de sal e água acima pode ser separada tanto por evaporação como por destilação simples.

Separar misturas pode exigir mais de um método. Então, lembre-se sempre que uma mistura pode envolver mais de um método!

Exemplo: Uma mistura de sal e areia pode ser, primeiramente, separada por dissolução fracionada ao acrescentar água e obter a mistura água sal e areia; depois, por decantação, deixando o recipiente em repouso (a areia irá para o fundo), ou pode-se fazer uma filtração, que separará a mistura água + sal da areia e depois, fazer uma destilação simples, que levará a água a entrar em ebulição, sobrando apenas o sal.

Aqui abaixo está uma tabela resumindo os principais métodos de separação e as suas principais características. Depois que você estudar bem cada um deles, essa tabela poderá ser muito utilizada para fixar os métodos. 🙂

Resumo Separação de Misturas Heterogêneas

Resumo Separação de Misturas Homogêneas

Para saber mais, veja também:

• Introdução aos Sistemas Materiais
• Fenômenos da Natureza
• Propriedades Físicas dos Materiais
• Sistemas Materiais
• Propriedades da Matéria
• Componentes de Um Sistema Material
• Colóides
• Diferenciação de Sistemas Materiais

Qual o método de separação de misturas utilizado para extrair o sal da água do mar?

Quais são os métodos de separação de misturas da água?

Qual método de separação eu posso utilizará para separar a água do mar das partículas de areia?