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Q U ÍM IC A 7Editora Bernoulli Líquido + líquido O método usado é o da destilação fracionada. Os líquidos destilam-se, separadamente, à medida que os seus pontos de ebulição vão sendo atingidos. Para efetuar a destilação fracionada, usa-se uma coluna de fracionamento. Um dos tipos de coluna de fracionamento consiste em um tubo de vidro relativamente longo, cheio de bolinhas de vidro, em cuja superfície ocorre a condensação do vapor. O vapor sobe pela coluna, sofre sucessivas condensações seguidas de vaporizações, enriquece-se do componente mais volátil e, ao sair da coluna de fracionamento, é constituído, praticamente, de 100% do componente mais volátil. Assim, na parte superior da coluna de fracionamento, o vapor é mais rico em componente mais volátil, e, na parte inferior é mais rico em componente menos volátil. A destilação fracionada será tanto mais eficaz quanto maior for a diferença de pontos de ebulição entre os líquidos e maior for o tamanho da coluna de fracionamento, ou seja, maior for a superfície para ocorrer a condensação dos vapores. termômetro bolinhas de vidro isolante água de resfriamento condensador substância purificada mistura a separar água de resfriamento balão de destilação balão de recolhimento Destilação fracionada em laboratório Exemplos: Fabricação de cachaça, refino do petróleo (para obtenção de gasolina e óleo diesel), etc. Na indústria petroquímica, utiliza-se a destilação fracionada para separar as diferentes frações do petróleo. Nesse caso, utiliza-se uma coluna de fracionamento constituída de “pratos e bandejas”. óleo combustível gasolina de aviação gasolina comum querosene óleo diesel óleos lubrificantes parafina asfalto gás combustível petróleo cru forno de vaporização do petróleo A u m en to d a vo la ti lid ad e e d im in u iç ão d a in te n si d ad e d as i n te ra çõ es c o es iv as en tr e as p ar tí cu la s Destilação fracionada do petróleo Cada uma das frações do petróleo corresponde a uma mistura de substâncias com pontos de ebulição bastante próximos e, por esse motivo, destilam-se em uma determinada faixa de temperatura. Quanto menos intensas são as interações coesivas entre as partículas que formam os componentes de uma fração, menor será a faixa de temperatura na qual essa fração será separada das demais. MÉTODOS QUÍMICOS Obtenção de álcool etílico anidro (100 °GL) a partir de álcool etílico hidratado 96 °GL Nesse caso, é adicionada cal virgem, CaO, ao álcool hidratado. O óxido reage com a umidade formando cal hidratada, Ca(OH)2, que pode facilmente ser removida da mistura por filtração, pois é insolúvel em etanol. Separação de substâncias explorando as mudanças de solubilidade em diferentes valores de pH Na separação do ácido benzoico (C6H5COOH) do benzeno (C6H6), pode-se utilizar solução aquosa de NaOH, o que leva à formação de benzoato de sódio (C6H5COO –Na+). Este último passa para a fração aquosa (mais densa) que pode ser separada do benzeno (menos denso) por decantação em funil. O ácido benzoico pode ser recuperado tratando-se a solução aquosa com solução de ácido forte. Análise imediata 8 Coleção Estudo EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 01. (UFOP-MG–2009) Um aluno encontrou em um laboratório três frascos contendo três misturas binárias, conforme descrito a seguir. 1ª mistura: heterogênea, formada por dois sólidos. 2ª mistura: heterogênea, formada por dois líquidos. 3ª mistura: homogênea, formada por dois líquidos cujos pontos de ebulição diferem em 20 ºC. Marque a alternativa que indica os processos de separação MAIS ADEQUADOS para recuperar as substâncias originais na 1ª, 2ª e 3ª misturas, respectivamente. A) Filtração, decantação e destilação simples B) Evaporação, destilação simples e decantação C) Decantação, destilação simples e destilação fracionada D) Sublimação, decantação e destilação fracionada 02. (FMTM-MG) Observe o processo de separação de uma mistura constituída de areia e enxofre. enxofre e areia enxofre líquido (fundido) aquecimento enxofre areia sólida O processo empregado é A) decantação. D) dissolução fracionada. B) flotação. E) cristalização fracionada. C) fusão fracionada. 03. (ITA-SP) Qual das alternativas a seguir contém a associação CORRETA dos procedimentos de laboratório, listados na 1ª coluna, com suas respectivas denominações, listadas na 2ª coluna? 1. Adição de 20 mL de água a uma solução aquosa saturada em cloreto de sódio, contendo um grande excesso de sal sedimentado, tal que ainda permaneça precipitado após a adição de mais solvente. 2. Adição de 20 mL de água a uma solução aquosa não saturada em cloreto de sódio. 3. Retirada de fenol, solúvel em água e em éter etílico, de uma solução aquosa, por agitação com uma porção de éter etílico seguida por separação da fase orgânica da fase aquosa. 4. Dissolver glicose em água e a essa solução juntar etanol para que surjam novamente cristais de glicose. 5. Adição de 20 mL de água a nitrato de potássio cristalino. a. Dissolução b. Extração c. Diluição d. Recristalização A) 1a, 2c, 3b, 4d, 5a B) 1c, 2c, 3a, 4b, 5a C) 1a, 2a, 3a, 4d, 5c D) 1c, 2a, 3b, 4b, 5c E) 1a, 2a, 3c, 4d, 5c 04. (PUC Minas) Considere a montagem representada a seguir, usada para destilar um líquido que possui alto ponto de ebulição (180 ºC) à pressão atmosférica. Se, na posição indicada pela seta, conectarmos uma bomba de vácuo, a pressão dentro do sistema vai diminuir. Com isso, é CORRETO afirmar: saída de água entrada de água bomba de vácuo rolha fonte de calor termômetro condensador A) O líquido entrará em ebulição a uma temperatura inferior a 180 ºC. B) Em uma dada temperatura, a pressão de vapor do líquido será maior do que a pressão de vapor antes da conexão do vácuo. C) As forças intermoleculares presentes no líquido serão mais fracas. D) Será preciso um aquecimento mais vigoroso para que o líquido entre em ebulição. 05. (UFMG) Pode-se obter etanol anidro – isto é, etanol isento de água – pela adição de óxido de cálcio ao etanol hidratado. Nesse caso, o óxido de cálcio, também conhecido como cal viva ou cal virgem, retira a água do sistema, ao reagir com ela, formando hidróxido de cálcio, segundo a equação: CaO(s) + H2O(dissolvida em álcool) → Ca(OH)2(s) Considerando-se esse processo de obtenção de álcool anidro, é CORRETO afirmar que A) o álcool pode ser separado do hidróxido de cálcio por uma filtração. B) o hidróxido de cálcio reage com etanol. C) o óxido de cálcio é solúvel em etanol. D) o sistema formado por etanol e água é heterogêneo. Frente A Módulo 03 Q U ÍM IC A 9Editora Bernoulli EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01. (Unifor-CE) As proposições a seguir estão relacionadas com o estudo de sistemas materiais. I. Num sistema homogêneo sólido + líquido, o soluto pode ser separado por evaporação do solvente. II. Um sólido dissolvido num líquido pode ser separado por filtração. III. O ar empoeirado pode ser citado como exemplo de sistema heterogêneo sólido + gás. IV. A destilação fracionada é indicada no fracionamento de misturas líquidas formadas por componentes com diferentes pontos de ebulição. V. A mistura de dois líquidos miscíveis constitui sistema bifásico. O número de afirmações é A) 1. B) 2. C) 3. D) 4. E) 5. 02. (Mackenzie-SP–2006) O processo INADEQUADO para separar uma mistura heterogênea sólido-líquido é A) filtração. B) decantação. C) centrifugação. D) destilação. E) sifonação. 03. (VUNESP) Na preparação do café, a água quente entra em contato com o pó e é separada no coador. As operações envolvidas nessa separação são, respectivamente, A) destilação e decantação. B) filtração e destilação. C) destilação e coação. D) extração e filtração. E) extração e decantação. 04. (Mackenzie-SP) Para se separar os componentes de uma mistura heterogênea formada por um líquido e um sólido, deve-se fazeruma A) destilação simples. B) titulação. C) condensação. D) destilação fracionada. E) filtração simples. 05. Uma das etapas do funcionamento de um aspirador de pó, utilizado na limpeza doméstica, é uma A) filtração. B) decantação. C) sedimentação. D) centrifugação. E) sifonação. 06. (UFU-MG–2006) Quando o álcool está com “bom preço”, é comum adulterarem a gasolina com adição de álcool acima dos 20% V/V, atualmente permitidos por lei. A gasolina batizada (adulterada) cria uma série de problemas para o motor. Uma maneira de verificar a qualidade da gasolina com etanol anidro em excesso é fazer o Teste da Proveta. Esse teste consiste em adicionar 50 mL de uma solução aquosa saturada com cloreto de sódio em uma proveta de 100 mL, contendo 50 mL da gasolina. Em seguida, a proveta é agitada e deixada em repouso por alguns minutos. Assinale a alternativa que representa, no Teste da Proveta, uma gasolina adulterada. Dados: Densidade da água = 1 g.cm–3; densidade da mistura álcool / gasolina < 1 g.cm–3. A) gasolina + água + NaC� etanol B) água gasolina + etanol + NaC� C) gasolina pura água + etanol + NaC� D) água + etanol + NaC� gasolina pura 07. (ESPM-SP) Dissolve-se um grama de açúcar e um grama de sal em um litro de água e filtra-se. Qual substância ficará retida? Análise imediata