Relatório Técnicas de separação e purificação de substâncias dissolução fracionada; filtração e evaporação. Processos de separação de misturas sal e areia

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL
AULA 11.
Técnicas de separação e purificação de substâncias: dissolução
fracionada; filtração e evaporação.
Processos de separação de misturas: sal e areia
ALUNOS: RA:
Bruna Da Costa Buzatto 115372
Joyce Heloisa Feliciano 115175
Álefe Zenichiro Yabusame 115571
TURMA: 034
DISCIPLINA: Química Geral Experimental
PROFESSOR: Guilherme Pereira
Maringá, 29 de maio de 2019
1.RESUMO
Para ser efetuado a separação de misturas entre o sal e a areia, obteve-se
técnicas de separação e purificação de substâncias. Sendo assim, para que
isso ocorresse, utilizamos o método de filtração e evaporação. Para obter um
melhor resultado, elaboramos a dobra múltipla para o papel pregueado. Desse
modo, determinamos a massa de um papel filtro pregueado e de um vidro
relógio no experimento, com o intuito de suceder uma melhor exatidão. O
objetivo desse procedimento é proporcionar exemplos práticos, de separação
de misturas e correlacionar com o nosso cotidiano.
Palavras chave: Separação de Misturas, sal e areia, filtração e evaporação.
2. INTRODUÇÃO
Os procedimentos gerais, no laboratório de química, foram executados com
o objetivo de obter a separação de substâncias e impurezas ou misturas,
buscando sua purificação ou caracterização. O processo de separação de
misturas, tem a acepção de, isolar um ou mais componentes (substâncias) que
formam a mistura, seja ela homogênea (que apresenta apenas um aspecto
visual, ou seja, monofásica) ou heterogênea (que apresenta pelo menos dois
aspectos visuais, isto é, polifásica). Nesse viés, vale ressaltar que, durante tal
processo, é comum obtermos tanto fenômenos físicos, quanto químicos, que
visam, a separação dos componentes de uma mistura, sem alterá-los. Desse
modo, quando se referimos as propriedades físicas, citamos aquelas que
podem ser coletadas e analisadas sem que a composição química da matéria
mude, isto É, que resultam em fenômenos físicos e não químicos, exemplos:
processo de ponto de fusão, ebulição, densidade, solubilidade, liquefação,
calor específico e dureza. Já as propriedades Químicas: Referem-se àquelas
que, quando são coletadas e analisadas, alteram a composição química da
matéria, tais como; a combustibilidade, explosão, poder de corrosão e
efervescência.
O método de separação é muito articulado em nossa sociedade, visto que,
grande parte dos materiais encontrados na natureza se encontram misturados
a outros componentes. Tal método é fundamental para tornar a água pura para
o consumo, para obter o sal de cozinha, é até mesmo na reciclagem e nas
produções de metais. Desta maneira, o método de filtração é o mais eficiente
para a separação que consiste em despejar uma mistura heterogênea
sólido/líquido sobre uma superfície de material poroso, que retém as partículas
dos sólidos, fazendo assim com que a fase líquida atravesse seus poros. Tal
material poroso, pode ser o papel de filtro, algodão, porcelana porosa, vidro
especial ou fibra de vidro ou amianto, geralmente o mais utilizado é o papel de
filtro, pois, existem de várias porosidades e a escolha do papel é feita levando
em conta o tamanho e a natureza das partículas do sólido. Sendo uma
operação unitária, a filtração consiste na separação de uma fase sólida, líquida
ou gasosa e pode ser realizada por duas técnicas: filtração simples [imagem 1]
e filtração a vácuo [imagem 2]. Assim sendo, a dissolução fracionada é o
primeiro passo para realizar a separação dos componentes de uma mistura,
seu principal objetivo é dissolver um dos componentes presentes na mistura
para que depois possa ser realizado outros métodos de separação total dos
componentes. A evaporação passa do estado liquido para o gasoso por isso a
substancia liquida evapora e a sólida fica concentrada no recipiente. A água é
utilizada em um processo de separação de misturas muito comum: a
dissolução fracionada, destilação simples, que podem ser usadas em filtrações,
decantações, entre outras. Assim, se tivermos uma mistura de sal e areia,
devemos saber que o sal se dissolve na água, visto que ambos são polares,
enquanto a areia não se dissolve, devido sua formalidade apolar. No
experimento em questão foi trabalhado técnicas de separação e purificação de
substâncias.
3.OBJETIVOS:
● Separar os componentes de uma mistura heterogênea.
● Separar os componentes de uma mistura homogênea.
● Determinar o percentual de uma mistura de sal e areia.
4. MATERIAIS E MÉTODOS:
4.1 Materiais utilizados:
-Água destilada
-Papel filtro pregueado
-Vidro relógio
-Béquer (sal e areia)
-Suporte Universal
-Aro metálico
-Funil
-Proveta (100,0 ml)
-Tripé
-Tela de amianto
-Cápsula de porcelana
-Bastão de vidro
-Pipeta volumétrica (10,0 ml)
-Bico de Bunsen
4.2 Métodos:
Experimento 1: Separação de mistura heterogênea
Primeiramente determinado a massa de um papel de filtro pregueado mais
vidro relógio, logo após, foi colocado o papel pregado em um funil que estava
em um suporte universal preso a um aro metálico. Ao Béquer com sal e areia
foi adicionado água destilada e agitado com a ajuda de um bastão de vidro. Em
seguida a amostra do béquer foi despejada cuidadosamente no funil
recolhendo o filtrado em uma proveta de 100,0 ml [imagem 1], lavou-se o
béquer com água destilada até que toda a amostra foi transferida para o funil
(observou-se a técnica de filtração), anotado o volume de filtrado obtido na
proveta. Por fim, retirou-se o papel do funil e o colocou sobre o vidro relógio e o
foi deixado secar na capela. Após seco, determinou-se a massa do papel, da
areia e a do vidro relógio.
Experimento 2: Separação de mistura homogênea
Montado um sistema de aquecimento com um tripé e uma tela de amianto.
Nesse sistema, foi seco uma cápsula de porcelana por 5 min. Após esfriado,
determinou-se a massa da cápsula de porcelana mais vidro relógio.
Adicionou-se com a ajuda de uma pipeta volumétrica [imagem 3], 10,0 ml do
filtrado do experimento 1 na cápsula previamente seca. Colocada a capsula
sobre o sistema de aquecimento, em seguida, cobriu-a com um vidro relógio e,
com o auxílio do bico de Bunsen [imagem 4], aqueceu-se a solução até que se
evaporou toda a água, procurando evitar perdas. Após esfriamento foi
determina a massa da cápsula juntamente com o vidro relógio e o resíduo.
Calculou-se a massa de areia e sal na mistura e, também, calculou-se a
porcentagem de sal e areia na mistura.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:
● Experimento 1:
Havia uma mistura de areia com sal que deveria ser avaliada a massa de
ambos os componentes separadamente, por isso adicionamos elas em água,
realizando uma dissolução fracionada e logo depois realizamos o processo de
filtragem. O primeiro passo desse processo que seria medir a massa do filtro
pregado não foi realizado. Apesar do ocorrido realizamos a filtragem (processo
de separação de material sólido em suspensão em um líquido), que foi possível
ser realizada já que tratava de uma mistura heterógena (água e sal com areia).
O filtro pregado foi dobrado múltiplas vezes para que o liquido não encostasse
no funil, facilitando assim que este escorresse e, como a areia não é solúvel
em agua devido a sua polaridade, ela virou corpo de fundo. Após o filtro com
areia estar totalmente seco, foi medido a sua massa e, depois de subtrair a
massa do papel e a do vidro relógio foi obtido a massa da areia: 2,81g. A
massa teórica da areia era de 2,75g. Experimentalmente obtivemos tal margem
de erro visto que não analisamos a massa do papel antes do experimento, e
como estes apresentam mudança de massa significativa, o desvio percentual
obtido foi de 2,18%.
● Experimento 2:
Após o primeiro experimento a solução apresenta somente água e sal, como
ambos são polares formam uma mistura homogênea que não pode ser filtrada
assim como a areia. É necessárioressaltar que, a diferença principal entre
essas duas dispersões está no tamanho das partículas do disperso, enquanto
os grãos de areia podem ser vistos a olho nu, as partículas do sal ficam
invisíveis, e com isso o sal consegue passar pelos poros do papel filtro.
Levando esses fatos citados e também a grande variação do ponto de ebulição
da água (100°C) e do cloreto de sódio (1465° C), foi possível separar os
componentes pelo processo de aquecimento do recipiente com parte da
mistura ocasionando a evaporizarão (passagem do estado líquido para o
gasoso) da água. Para que não houvesse percas do NaCl, o vidro de relógio foi
posto em cima da capsula de porcelana. Nesse experimento se fosse obtido
valores diferentes dos teóricos, o motivo para tais percas pode ter sido por
exemplo: a fervura da água fez com que parte do sal fosse jogado para fora do
recipiente junto com um pouco de água, em uma região onde o vidro relógio
não cobria a capsula de porcelana.
Após o experimento a massa de sal de cozinha foi de 2,25g. O valor teórico
para esse composto foi igual ao encontrado experimentalmente. Porém como
foi medido em uma balança semi-analítica, este valor está sujeito a desvios que
podem ser ±0,01g.
A mistura dos dois componentes do experimento era composta de 45% de
NaCl (2,25g) e 55% de areia (2,75g). Após o experimento obtivemos 44,46%
de NaCl (2,25g) e 55,53% de areia (2,81g).
6. CONCLUSÃO:
Com base nos experimentos realizados, conseguimos obter conhecimento
sobre formas de separação de misturas e quando é possível ser realizado tais
processos. Tomando como exemplo a primeira técnica utilizada: destilação
fracionada e filtração, esta não seria possível se ao invés de areia houvesse
açúcar, por exemplo, visto que esse composto também é solúvel em água, o
método mais apropriado para a separação de sal e açúcar seria a fusão
fracionada, visto que, por ser um processo utilizado para separar somente
sólidos, consequentemente os pontos de fusão serão bem distintos.
O processo de filtração é bastante utilizado
um dos
principais
exemplos
é a filtração
do pó de café
para o
consumo
diário da
maioria da
população. Além dos seres humanos as plantas também utilizam o processo de
filtração para retirais sais minerais dos solos por intermédio de suas raízes que
apresentam pelos absorventes.
Após análise dos resultados obtidos é possível afirmar que os métodos
utilizados são bastante eficazes na separação de componentes, se forem
realizados corretamente não apresentam desvio percentual significativo. Outro
ponto a se salientar é que as substâncias após o processo de separação, não
apresentam mudanças químicas, ou seja, sua composição não é alterada.
7. ANEXOS:
(Imagem 1) (Imagem 2)
(Imagem 3)
(Imagem 4)
8. REFERENCIAS:
[1]
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/separacao-misturas.htm
[2]
https://monografias.brasilescola.uol.com.br/biologia/processo-separacao-mistur
as.htm
[3] https://www.infoescola.com/quimica/filtracao/
[4]
https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/dissolucao-particula
s.htm
[5]
https://www.trabalhosgratuitos.com/Sociais-Aplicadas/Hist%C3%B3ria/Os-Par%
C3%A2metros-que-Influenciam-a-Filtra%C3%A7%C3%A3o-de-uma-1338152.h
tml
[6] https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/dissolucao-fracionada.htm
[7] https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/dissolucao-fracionada.htm
[8]
http://educacao.globo.com/quimica/assunto/materiais-e-suas-propriedades/tran
sformacoes-quimicas.html
[9] Lembo.A; Sardella.A. Química volume 1; unidade 18; página 354
[10] Brown; LeMay; Bursten. A Química Central.
[11] Apostila Química Geral Experimental