RELATORIO FILTRAÇÃO SIMPLES E A VÁCUO

Prévia do material em texto

SUMÁRIO 
1. Introdução ................................................................................................... 3 
2. Objetivo ....................................................................................................... 4 
3. Materiais e reagentes .................................................................................. 4 
4. Procedimento .............................................................................................. 5 
4.1 Filtração simples (por gravidade): ............................................................. 5 
4.2 Filtração a vácuo: ..................................................................................... 6 
5. Resultados e discussão .............................................................................. 7 
5.1 Analisando os resultados reais obtidos no experimento (filtração simples):
 ........................................................................................................................ 8 
5.2 Analisando os resultados reais obtidos no experimento (filtração a 
vácuo): ............................................................................................................ 9 
6. Conclusão ................................................................................................. 10 
7. Referências bibliográficas ......................................................................... 11 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1. INTRODUÇÃO 
A filtração é um método físico de separação de misturas, talvez um dos mais 
conhecidos e usados (direta ou indiretamente). O método de separação por filtração 
é amplamente utilizado na indústria e até mesmo em nossas casas. A natureza 
também utiliza o método de filtração há milhões de anos para filtrar a água barrenta, 
com partículas ou contaminada com compostos orgânicos, para transformar a água, 
inicialmente contaminada, em água própria para o consumo animal, vegetal ou até 
mesmo humano. [1] 
 
A filtração é um método experimental de separação de misturas heterogêneas 
constituídas de uma fase sólida e uma fase fluída, em geral, um líquido. É amplamente 
utilizada tanto para se eliminar partículas sólidas da fase fluída quanto para se isolar 
um sólido disperso ou suspenso num líquido. A filtração pode ser usada tanto em 
escala de laboratório quanto em escala industrial. [2] 
 
A filtração simples consiste em escoar a mistura através de um filtro, o qual deixa 
passar o líquido e retém o sólido. No caso da filtração de misturas de sólidos e 
líquidos, o filtro é normalmente feito de papel e é suportado por um funil de vidro, o 
qual direciona o líquido para a base e facilita o acúmulo do sólido para posterior 
recuperação. O líquido recuperado é denominado filtrado. [2] 
 
A filtração a vácuo, por sua vez, é uma filtração como outra qualquer, porém é 
realizada sem a presença de ar (por isso, a expressão “a vácuo”), o que torna esse 
método mais rápido do que uma filtração comum. Além de ser uma filtração mais 
rápida, a filtração a vácuo também apresenta equipamentos de laboratório 
específicos. [3] 
 
A filtração a vácuo ocorre de forma mais rápida porque, ao cair no interior do kitassato, 
o líquido não encontra a resistência do ar. Recorre-se ao processo de filtração quando 
não se dispõe de muito tempo de espera ou quando a mistura heterogênea apresenta 
partículas sólidas que não sejam grandes, formando um material pastoso. [3] 
 
4 
 
Na indústria, o processo de separação de misturas pela técnica de filtração é 
amplamente empregado nos diversos segmentos de manufatura de produtos, tais 
como, alimentos e bebidas, produtos químicos, gases, tratamento de água e efluentes, 
tratamento de esgotos, entre diversas outras aplicações. [4] 
2. OBJETIVO 
A aula prática realizada no dia 20 de setembro de 2022 no laboratório de química do 
Instituto Federal do Espírito Santo Campus Aracruz, orientada pela professora Patrícia 
S. S. Andreão teve como objetivos: 
 Realizar a filtração do produto formado após a mistura de 1,000 g de cloreto de 
bário com 0,500 g de carbonato de sódio utilizando o método de filtração 
simples por gravidade; 
 Realizar a filtração do mesmo produto citado, porém desta vez utilizando o 
método de filtração a vácuo. 
3. MATERIAIS E REAGENTES 
Para a realização desta aula prática foram utilizados os seguintes materiais: 
 Funil de vidro; 
 Funil de Büchner; 
 Trompa de vácuo; 
 Kitassato; 
 Papel de filtro – 2 unidades; 
 Bastão de vidro; 
 Béquer de 100 mL e 50 mL – 2 unidades de cada; 
 Espátula – 2 unidades; 
 Cloreto de bário – 20 g; 
 Carbonato de sódio – 10 g; 
 Pisseta; 
 Balança analítica com exatidão de 0,001 g; 
 Água destilada; 
 Vidro de relógio – 2 unidades. 
 
5 
 
4. PROCEDIMENTO 
Foram realizados dois procedimentos distintos, um de filtração simples (por gravidade) 
e outro de filtração a vácuo. 
 
Todas as vidrarias utilizadas nos procedimentos a seguir foram previamente lavadas 
e secadas. 
 
4.1 FILTRAÇÃO SIMPLES (POR GRAVIDADE): 
1- Foi pesado, na balança analítica de exatidão 0,001 g, 1,000 g de cloreto de bário 
em um béquer de 100 mL e 0,500 g de carbonato de sódio em um béquer de 50 
mL; 
2- Foi acrescentado 25mL de água destilada a cada béquer e agitado com o auxílio 
de um bastão de vidro até a dissolução completa; 
3- Foi transferida a solução de carbonato de sódio para o béquer da solução de 
cloreto de bário, evitando respingos; 
4- O béquer que continha a solução de carbonato de sódio teve suas paredes lavadas 
com água destilada para remover todo o carbonato. A água da lavagem foi 
transferida também para o béquer de cloreto de bário; 
5- Foi colocado um suporte para funil em um suporte universal e então foi colocado 
o funil de vidro sobre o suporte para funil; 
6- Foi feita a pesagem do papel de filtro ideal para o experimento e anotado seu peso; 
7- Foi feito um cone com o papel de filtro e colocado no funil de vidro; 
8- Foi colocado um béquer de 100 mL abaixo do funil para receber o líquido filtrado; 
9- Foi despejada água destilada com auxílio de um bastão de vidro no papel de filtro 
para melhorar a fixação do papel nas paredes do funil, tomando o devido cuidado 
para não furar o papel; 
10- Foi despejada a mistura feita no béquer de 100 mL com auxílio de um bastão de 
vidro no papel de filtro, tomando os devidos cuidados para não haver vazamentos 
pelas laterais do papel. 
11- Foi feita a lavagem do béquer que continha a mistura duas vezes para retirar o 
excesso da mistura. Á água da lavagem também foi despejada no funil de vidro 
para a filtragem. 
6 
 
12- Após uma espera de aproximadamente vinte minutos, o papel de filtro foi retirado, 
com o auxílio de uma espátula e tomando o devido cuidado para não o romper, e 
colocado em um vidro de relógio para a secagem; 
13- Após uma espera de uma semana foi feita a pesagem do papel de filtro já seco 
com o precipitado sólido da mistura entre o cloreto de bário e o carbonato de sódio. 
 
4.2 FILTRAÇÃO A VÁCUO: 
1- Foi pesado, na balança analítica de exatidão 0,001 g, 1,000 g de cloreto de bário 
em um béquer de 100 mL e 0,500 g de carbonato de sódio em um béquer de 50 
mL; 
2- Foi acrescentado 25mL de água destilada a cada béquer e agitado com o auxílio 
de um bastão de vidro até a dissolução completa; 
3- Foi transferida a solução de carbonato de sódio para o béquer da solução de 
cloreto de bário, evitando respingos; 
4- O béquer que continha a solução de carbonato de sódio teve suas paredes lavadas 
com água destilada para remover todo o carbonato. A água da lavagem foi 
transferida também para o béquer de cloreto de bário; 
5- Foi colocado um funil de Büchner em um kitassato; 
6- O kitassato foi ligado a uma trompa de vácuo para fazer a sucção do ar existente 
em seu interior; 
7- Como o papel de filtro não coube no funil de Büchner em seu diâmetro original, foi 
feito um novo corte no papel defiltro no tamanho do diâmetro maior do funil; 
8- Foi pesado o novo papel de filtro; 
9- O papel de filtro foi alocado sem dobrar ao funil de Büchner; 
10- Foi aberta a válvula de vácuo; 
11- A solução contida no béquer de 100 mL foi despejada no funil de Büchner com o 
auxílio do bastão de vidro, tomando o devido cuidado para não haver vazamentos 
pelas laterais; 
12- Foi feita a lavagem do béquer que continha a mistura duas vezes para retirar o 
excesso da mistura. Á água da lavagem também foi despejada no funil de Büchner 
para a filtragem; 
13- Após fechar a válvula da trompa de vácuo, o papel de filtro foi retirado com o 
auxílio de duas espátulas e colocado em um vidro de relógio para a secagem; 
7 
 
14- Após uma semana foi feita a pesagem do papel de filtro já seco com o precipitado 
sólido da mistura entre o cloreto de bário e o carbonato de sódio. 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Ao realizarmos a mistura entre o cloreto de bário e o carbonato de sódio dissolvidos 
em água, foi notada a precipitação de um sólido. Para entendermos melhor o que 
aconteceu, foi importante montar a reação, observando o NOX dos reagentes para 
descobrir os produtos. 
Reação: 
 1BaCl2(aq) + 1Na2CO3(aq) → 1BaCO3(s) + 2NaCl(aq) 
 
Reparou-se que os reagentes cloreto de bário e carbonato de sódio, com 
concentração de 1 mol cada, geram como produtos 1 mol de carbonato de bário e 2 
mols de cloreto de sódio. Foi importante notar que o cloreto de sódio é solúvel em 
água, já o carbonato de bário, não. Por isso, quando filtramos a solução dos 
reagentes, o carbonato de bário foi o que ficou retido no papel de filtro. 
 
Uma importante questão a ser respondida foi: qual a quantidade de carbonato de bário 
que ficou retida no papel de filtro? Para isso, foi preciso saber qual foi o agente 
limitante da reação. 
 
O agente limitante será o reagente que possuir menor número de mols. Temos como 
reagentes o BaCl2 e o Na2CO3. Sabemos que a massa de BaCl2 é de 1,000g e, 
calculando sua Massa Molar (utilizando a tabela periódica), obtemos o valor de 208 
g/mol (aproximadamente). Com isso, bastou utilizarmos a seguinte equação para 
descobrirmos o número de mols do BaCl2: 
n = m/MM 
Onde, n = número de mols, m = massa e MM = Massa Molar 
Substituindo os valores, temos 0,0048 mols de BaCl2 nessa reação. 
 
Logo, com procedimento análogo, podemos também descobrir o número de mols de 
Na2CO3 com massa de 0,500 g e Massa Molar de 106 g/mol. Há 0,0047 mols de 
Na2CO3 nessa reação. 
8 
 
Com isso, determinamos que o agente limitante da reação é o Na2CO3, pois possui 
número de mols menor que o BaCO3. 
 
Com esses dados, foi possível montar uma nova equação balanceada: 
 0,0048BaCl2(aq) + 0,0047Na2CO3(aq) → 0,0047BaCO3(s) + 0,0094NaCl(aq) + 
 0,0001BaCl2(aq) 
 
Note que restou 0,0001 mols de BaCl2, pois não há Na2CO3 suficiente para reagir com 
todo o BaCl2. Utilizando a tabela periódica, foi possível determinar a Massa Molar do 
BaCO3, que é de 197 g/mol. Com isso, basta utilizarmos a seguinte equação para 
descobrirmos a massa de BaCO3 que ficaria retida no papel de filtro caso a reação 
possuísse um rendimento de 100%. Note também que há 0,0047 mols de BaCO3 
nessa reação. 
m = n x MM 
Onde, m = massa, n = número de mols e MM = Massa Molar 
Substituindo os valores, obtemos uma massa teórica de 0,926 g de BaCO3. 
 
5.1 ANALISANDO OS RESULTADOS REAIS OBTIDOS NO EXPERIMENTO 
(FILTRAÇÃO SIMPLES): 
No início do experimento, foi pesado o papel de filtro limpo e seco e foi observada 
uma massa de 1,597 g. Após utilizado o papel de filtro para a filtragem, depois de 
seco, foi realizado uma nova pesagem e observou-se a massa de 2,6344 g. 
 
Subtraindo a massa do papel depois da filtragem com a massa do papel limpo, foi 
obtida uma massa de 1,0374 g. O valor obtido se refere a massa de BaCO3 que ficou 
retida no papel de filtro. 
 
Com isso, foi possível determinar o rendimento da filtragem, dividindo a massa real 
(1,0374 g) pela massa teórica (0,926 g). 
Rendimento = mreal / mteórica 
O rendimento da filtragem foi de 112,03 %. 
 
9 
 
O fato do rendimento ter sido maior que 100 %, evidencia que houve impurezas na 
filtragem ou erro de pesagem dos reagentes. Algumas hipóteses do que possa ter 
ocorrido são: 
 Pesagem dos reagentes imprecisa; 
 Impurezas no papel de filtro; 
 Evaporação da água que continha o NaCl dissolvido em sua composição, 
fazendo com que o NaCl se solidificasse e também ficasse retido no papel de 
filtro, juntamente com o BaCO3. Isso pode ter ocorrido devido à demora da 
filtração por gravidade. 
 
5.2 ANALISANDO OS RESULTADOS REAIS OBTIDOS NO EXPERIMENTO 
(FILTRAÇÃO A VÁCUO): 
No início do experimento, foi pesado o papel de filtro limpo e seco e foi observada 
uma massa de 0,7809 g. Após utilizado o papel de filtro para a filtragem, depois de 
seco, foi realizado uma nova pesagem e observou-se a massa de 1,6218 g. 
 
Subtraindo a massa do papel depois da filtragem com a massa do papel limpo, foi 
obtida uma massa de 0,8409 g. O valor obtido se refere a massa de carbonato de 
bário que ficou retida no papel de filtro. 
 
Com isso, foi possível determinar o rendimento da filtragem, dividindo a massa real 
(0,8403 g) pela massa teórica (0,926 g). Calculando o rendimento, temos que o 
rendimento da filtração a vácuo foi de 90,80 %. 
 
Vemos que, diferentemente da filtração simples, a filtração a vácuo não apresentou 
um rendimento superior a 100%. Isso mostra que, talvez, nesse tipo de filtração não 
houve os possíveis problemas da filtração simples. 
 
A principal diferença observada entre os métodos de filtração foi a velocidade, visto 
que a filtração a vácuo é bem mais rápida que a filtração por gravidade. 
 
 
 
10 
 
6. CONCLUSÃO 
Ao fim do experimento, podemos concluir que os objetivos da aula prática sobre 
filtração simples e a vácuo foram atingidos, pois o grupo conseguiu realizar e filtração 
da mistura sólido-líquido proposta pela professora no laboratório. Além disso, o 
conhecimento prático do grupo foi aprimorado, visto que aprendemos na prática como 
realizar uma filtração por gravidade e a vácuo e observamos a diferença entre elas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] QuiProcura. Processo de Filtração. Disponível em: <https://quiprocura 
.net/w/2015/08/17/filtracao/>. Acesso em: 15 de outubro de 2022. 
 
[2] LABIQ. Filtração Simples. Disponível em: <http://labiq.iq.usp.br/ 
paginas_view.php?idPagina=4&idTopico=68#.XM3zdOhKgdU>. Acesso em: 15 de 
outubro de 2022. 
 
[3] Brasil Escola. Filtração a vácuo. Disponível em: <https://brasilescola.uol 
.com.br/quimica/filtracao-vacuo.htm>. Acesso em 15 de outubro de 2022. 
 
[4] InfoEscola. Filtração. Disponível em: <https://www.infoescola.com/quimica/ 
filtracao/>. Acesso em 15 de outubro de 2022.