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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto DEQUI - Departamento de Química Laboratório de Química Geral Relatório Prática 3: PROCESSOS DE SEPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO Disciplina: QUI 200 - Química Geral Experimental Turma: 04 Professora: Virgínia Ribeiro da Silva Data da experiência: 18/10/ 2023 Data da entrega do relatório: 25/10/ 2023 Aluna/Curso: · Lara Coutinho Silva – Engenharia de Minas Ouro Preto, outubro de 2023 SUMÁRIO 1- RESUMO.........................................................................................................3 2- INTRODUÇÃO................................................................................................3 3- OBJETIVOS....................................................................................................3 4- MATERIAIS E EQUIPAMENTOS...................................................................3 5- SOLUÇÕES E REAGENTES..........................................................................4 6- PROCEDIMENTOS.........................................................................................5 6.1- Filtrações Simples....................................................................................5 6.2- Filtrações a vácuo e purificação por recristalização.................................5 6.3- Purificações por sublimação....................................................................5 6.4- Destilação simples...................................................................................6 6.5- Purificação de líquidos imiscíveis com densidades diferentes................6 7- RESULTADOS................................................................................................6 7.1- Filtrações Simples....................................................................................6 7.2- Filtrações a vácuo e purificação por recristalização.................................7 7.3- Purificações por sublimação....................................................................7 7.4- Destilação simples...................................................................................7 7.5- Purificação de líquidos imiscíveis com densidades diferentes................8 8- CONCLUSÃO.................................................................................................8 9- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...............................................................8 1 - RESUMO Neste relatório serão apresentados processos de separação e purificação de substâncias presentes no nosso dia a dia. 2 - INTRUDUÇÃO Tanto na natureza como no ambiente laboratorial, encontramos substâncias em misturas que consistem em dois ou mais componentes. Estas misturas podem ser classificadas como homogêneas, formando uma única fase, ou heterogêneas, caracterizadas por apresentar múltiplas fases distintas. Por exemplo, a combinação de álcool e água é homogênea, enquanto água e gasolina formam uma mistura heterogênea. Quando um dos componentes de uma mistura está presente em quantidade significativamente maior do que os outros, considera-se que a mistura é impura, com os componentes em menor quantidade sendo considerados impurezas. A separação dos componentes de uma mistura, incluindo a purificação de substâncias, é um desafio comum em laboratórios de química. Existem dois principais tipos de processos de separação: processos mecânicos, que não envolvem alterações químicas ou físicas nas substâncias e são geralmente usados para separar misturas heterogêneas, e processos físicos, nos quais ocorrem transformações físicas das substâncias. Esses últimos são mais eficazes e são empregados para separar misturas homogêneas e purificar substâncias. Alguns exemplos de processos mecânicos incluem catação, peneiração, decantação, centrifugação e filtração. Por outro lado, processos físicos de separação incluem dissolução fracionada, recristalização, fusão fracionada, sublimação, destilação simples e destilação fracionada, entre outros. 3 - OBJETIVOS Realizar a separação dos elementos de determinadas misturas empregando uma variedade de métodos de segregação. 4 - MATERIAIS E EQUIPAMENTOS • Béquer de vidro de 100 mL (x3); • Tubos de ensaio (x2); • Suporte para tubos de ensaio (x1); • Papel de filtro (x3); • Pisseta (x1); • Kitasato de 250 ou 500 mL (x1); • Funil de Buchner (x1); • Funil raiado (x1); • Balão de fundo redondo (x1); • Condensador reto (x1); • Erlenmeyer de 100 mL (x1) • Termômetro (x1); • Bico de Bunsen (x1); • Bomba de vácuo (x1); • Manta de aquecimento (x1); • Tripé (x1); • Placa de cerâmica (x1); • Vidro de relógio (x1); • Mangueiras de silicone. 5 - SOLUÇÕES E REAGENTES • Água destilada; • Ácido benzóico; • Sulfato de cobre II (sólido e em solução); • Solução de hidróxido de sódio; • Sílica. 6 – PROCEDIMENTOS 6.1 - Filtrações Simples · Transferi uma solução de sulfato de cobre (II) e uma solução de hidróxido de sódio presentes em 2 tubos de ensaio. para um béquer de 100 mL e agitei a solução resultante usando um bastão de vidro; · Aguardei um breve período para permitir que o precipitado formado decante; · Preparei um papel de filtro e o inseri no funil.; · Umedeci completamente o papel de filtro com água destilada usando uma garrafa lavadeira e um bastão de vidro; · Agitei a mistura no béquer e transferi para o funil com a ajuda de um bastão de vidro; · Após a filtração estar completa, removi o papel de filtro e o deixei secar em sua bancada. 6.2- Filtrações a vácuo e purificação por recristalização · Adicionei 30 mL de água em um béquer de 100 mL que contém uma certa quantidade da mistura de ácido benzoico/sulfato de cobre/sílica; · Aqueci a suspensão; · Retirei do aquecimento e deixei a mistura em repouso por alguns instantes; · Efetuei a filtração à vácuo; · Transferir o filtrado para um béquer e deixei em repouso em banho de gelo; · Separei novamente o precipitado por filtração a vácuo e deixei para secar. 6.3- Purificações por sublimação · Cobri o béquer de 100 mL contém uma mistura de ácido benzoico e sílica com um vidro de relógio; · Aqueci em fogo bem baixo até que um dos componentes sublime; · Identifiquei o sólido sublimado. 6.4- Destilação simples · Preparei uma montagem de destilação; · Com um balão de destilação de 500mL destilei cerca de 100mL da mistura homogênea que estava presente; · A destilação foi feita a uma velocidade de duas a três gotas por segundo; · Recolhi o destilado. 6.5- Purificação de líquidos imiscíveis com densidades diferentes · Medi cerca de 30 mL de água destilada em um béquer (A) de 100mL; · Medi 30mL de hexano em um béquer (B) de 100mL; · Misturei o béquer (A) no béquer (B) e coloquei o conteúdo em um funil de separação; · Tampei o funil e agitei mistura.; · Virei o funil de cabeça para baixo ainda com a tampa bem fixada e liberei aos poucos a pressão formada no interior abrindo aos poucos a torneira do funil; · Deixei o funil descansando em um suporte por cerca de 5 minutos; · Retirei a tampa do funil e liberei o líquido de maior densidade em um béquer; · Coloquei o líquido de menor densidade em um béquer adequado pela parte superior do funil. 7 - RESULTADOS 7.1- Filtrações Simples Esse procedimento destina-se à separação de uma mistura heterogênea composta por sólidos suspensos em líquidos. Neste experimento, foi empregado para separar o sulfato de cobre (azul) e o hidróxido de sódio (incolor). Após a mistura dessas duas substâncias, observou-se que, durante o processo de separação, o sulfato de cobre permaneceu retido no funil, apresentando uma coloração azul-escura e uma consistência meio gelatinosa, enquanto o hidróxido de sódio foi completamente filtrado. 7.2- Filtrações a vácuo e purificação por recristalização Esse método é empregado quando as substâncias presentes numa mistura têm solubilidades diferentes em relação a um solvente específico. No béquer de 100 ml, havia uma mistura de ácido benzoico,sulfato de cobre e sílica. Durante a primeira etapa do processo de separação, os componentes foram aquecidos no mesmo recipiente. Nesta fase inicial, apenas a sílica se precipitou, enquanto o ácido benzoico e o sulfato de cobre permaneceram em solução. Após a filtração a vácuo, observou-se a formação de ácido benzoico como precipitado e sulfato de cobre como filtrado, indicando assim uma separação bem-sucedida dos componentes da mistura. 7.3- Purificações por sublimação Esse método é empregado quando as substâncias sólidas têm a capacidade de volatilizar e condensar diretamente, sem passar pelo estado líquido. Neste experimento, o ácido benzoico foi aquecido em um béquer. Após um curto período de tempo, observou-se a formação de agulhas de cristais de ácido no vidro de relógio e nas paredes do béquer. Esse fenômeno ilustra a sublimação do ácido benzoico, onde a substância passa diretamente do estado sólido para o gasoso e, em seguida, se condensa novamente no estado sólido sem passar pela fase líquida. 7.4- Destilação simples O processo descrito refere-se à destilação, um método físico de separação e purificação de misturas homogêneas. Na destilação, a mistura é aquecida até que uma das substâncias atinja seu ponto de ebulição, transformando-se em vapor, e em seguida, é condensada de volta ao estado líquido. Nesse caso específico, houve sucesso na separação da mistura utilizando os processos de filtração simples e sublimação, resultando na obtenção de água destilada. 7 .5- Purificação de líquidos imiscíveis com densidades diferentes O procedimento é um método eficaz para separar líquidos imiscíveis com densidades diferentes, como água destilada e hexano. O princípio-chave utilizado aqui é a diferença de densidade entre os líquidos, que permite que eles se separem em camadas distintas quando deixados em repouso. 8 - CONCLUSÃO A distinção entre soluções homogêneas e heterogêneas é crucial ao escolher o método de separação adequado. As soluções homogêneas, onde os componentes estão uniformemente distribuídos, geralmente requerem métodos de separação diferentes das misturas heterogêneas, onde os componentes são distintos e visíveis a olho nu. Além disso, é essencial considerar tanto os processos físicos quanto os químicos ao decidir sobre o método de separação apropriado. Processos físicos, como filtração, destilação, e sublimação, envolvem mudanças de estado físico das substâncias e são ideais para separar misturas sem alterar as propriedades químicas dos componentes. Por outro lado, processos químicos podem envolver reações químicas para separar os componentes, alterando suas estruturas químicas. Os experimentos ajudam a compreender as propriedades das substâncias na escolha dos métodos de separação, demonstrando uma compreensão clara dos princípios fundamentais da química e da física envolvidos nos processos de separação de misturas. 9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO. Instituto de Ciências Exatas e Biológicas. Departamento de Química. Apostila de Química Geral/Fundamental Experimental. Ouro Preto: Instituto de Ciências Exatas e Biológicas da Universidade Federal de Ouro Preto, 2023. 1