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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA CURSO QUÍMICA LICENCIATURA DISCIPLINA 503-31 QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO DE SUBASTÂNCIA DISSOLUÇÃO FRACIONADA; FILTRAÇÃO E EVAPORAÇÃO Acadêmicos: Alex de Oliveira R.A. 83605 Juliano Brasilino Souza R.A. 82728 Rômulo L. de Araújo R.A. 82193 Victória Naomi Yoshida R.A. 82986 Professor: Fábio Vandresen MARINGÁ Maio, 2013 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO................................................................................................................ 3 2 PROCEDIMENTO .......................................................................................................... 9 2.1 MATERIAIS E MÉTODOS ....................................................................................... 9 2.2 EXPERIMENTAL ..................................................................................................... 9 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................................... 9 3.1 Determinação de Etanol na Gasolina ............................. Erro! Indicador não definido. 3.2 Determinação da solubilidade de diversos compostos ... Erro! Indicador não definido. 4 CONCLUSÃO ............................................................................................................... 10 5 REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 11 3 1 INTRODUÇÃO SUBSTÂNCIA PURA E MISTURAS Substância pura é todo material que possui unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si, também possui propriedades físicas bem definidas tais como, densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição constante. Mistura é qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias, denominadas componentes. Pode ser homogênea ou heterogênea Toda mistura homogênea é uma solução. As misturas não apresentam propriedades físicas especificas. MISTURA EUTÉTICAS São denominadas misturas eutéticas, misturas que se comportam como substáncias puras no processo de fusão, isto é, sua temperatura não se altera, do inicio ao fim da fusão. MISTURA AZEOTRÓPICAS Misturas azeotrópicas se comportam como substâncias puras no processo de ebulição, isto é sua temperatura não se altera do inicio ao fim da ebulição. . TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS Existem varias técnicas para separação das misturas, tais como o cronograma abaixo. 4 TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS (PROCESSOS MECÂNICOS) FILTRAÇÃO A filtração consiste em separar líquidos de sólidos, passando a mistura através de um material poroso que retém as partículas do solido, pode ser de dois tipos simples ou a vácuo. Mist uras Filtra ção Simp les Hom ogêneas Fusã o fracionada Desti lação Vácu o Hete rogêneas Diss olução difracionada Levit ação Deca ntação Evap oração Fraci onada Simp les 5 Filtração simples é o processo utilizado para separar misturas heterogêneas formadas por um solido e um liquido, exemplo, água e areia. Utiliza-se um papel filtro, um funil e, um recipiente para armazenar o liquido que esta sendo filtrado, como exemplo uma proveta. Filtração a vácuo, este tipo de filtração é utilizado para acelerar o processo de filtração, utilizado bastante em misturas que possuem viscosidade alta. Nesse processo a filtração pode ser acelerada pela rarefação do ar, abaixo do filtro, utiliza-se um funil de Buchner, um kitassato, e uma bomba a vácuo. DECANTACÃO É o processo usado para separar misturas heterogêneas formadas por um solido e um liquido, ou por líquidos imiscíveis. Exemplo água e óleo. Ou qualquer mistura de dois líquidos imiscíveis. Neste caso se utiliza o funil de decantação. Em alguns casos quando os líquidos não se separam pelo simples repouso, ou ocorre muito demoradamente, submete- se inicialmente a mistura à centrifugação. Utilizando-se uma centrífuga, para acelerar o processo de decantação. Ilustração 1: Modelo de decantação LEVIGAÇÃO É o processo utilizado para separar os elementos mais densos dos menos densos, para separar misturas que se formam por substancias solidas, porem com densidades diferentes, utiliza-se água para separá-las. É o caso do ouro, que é encontrado com terra e 6 areia. Para separar essas substâncias, tritura-se a mistura no interior de um recipiente próprio e em seguida passa-se uma corrente de água por ela. A parte menos densa composto por areia ou terra, é carregada pela água, enquanto a parte mais densa fica depositado no fundo o (ouro). DISSOLUÇÃO FRACIONADA Este processo é utilizado para separar misturas, entre substancias sólidas, quando apenas um dos compostos sólidos da mistura se dissolve em um liquido. Para realização deste processo faz uso do processo de filtração e de evaporação (processo mecânico e energético). Neste processo utiliza-se um liquido para dissolver a mistura, um dos compostos da mistura se dissolvera no liquido. Formara, portanto uma mistura heterogênea, composta pela fase liquida e solida, em seguida realiza-se o processo de filtração. No processo de filtração será possível obter-se um dos compostos, o outro estará dissolvido no liquido. Aplicando-se o processo de evaporação será possível separar a mistura formada pelo composto dissolvido no liquido. Exemplo de mistura, cloreto de sódio e areia. Adiciona-se água à mistura. O cloreto de sódio irá se dissolver e a areia se depositara no fundo do recipiente. Em seguida a mistura é filtrada separando a areia (fase sólida) da água salgada (fase líquida) e, através da evaporação da água, obtendo-se o cloreto de sódio. TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS ( PROCESSOS ENERGÉTICOS) FUSÃO FRACIONADA Este processo é utilizado para separar componentes de misturas homogêneas de vários sólidos. Consiste em aquecer a mistura a uma denominada temperatura até fundir uma das substancias solidas. Exemplo, mistura solida entre estanho e chumbo. O estanho funde-se a 231 °C e o chumbo funde-se a 327 °C. Ou seja, funde primeiramente o estanho. DESTILAÇÃO 7 O processo de destilação é em empregado para separar misturas formadas entre líquidos e líquidos ou líquido e sólido, com pontos de ebulição diferentes. Os líquidos devem ser miscíveis entre si. Existem dois processos de destilação, destilação simples e, destilação fracionada Destilação simples é utilizada para separar uma mistura composta por duas substancias com ponto de ebulição diferente. Para esse processo utiliza-se um aparelho chamado destilador. Exemplo de mistura entre liquido e liquido, água mais álcool etílico. O ponto de ebulição da água é 100 C e o pondo de ebulição do álcool etílico é 78 C. se aquecermos esta mistura,o álcool ferve primeiro. No condensador, o vapor do álcool é resfriado e transformado em álcool liquido, passando para outro recipiente, que pode ser um frasco coletor, um erlenmeyer ou um béquer. E a água permanece no recipiente anterior, separando-se assim do álcool. Exemplo de mistura entre solido e liquido, água e cloreto de sódio. Ocorre mesmo processo, porém a água é evaporada, em seguida condensada e transferida para outro recipiente. Ilustração 2: Modelo do processo de destilação simples Destilação fracionada é utilizada para separar mistura, de líquidos miscíveis, cujos pontos de ebulição não sejam muitos próximos. Os líquidos são separadaos na medida em 8 que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. Inicialmente, é separado o liquido com menor pondo de ebulição, em seguida o que contem ponto de ebulição intermediário e, assim sucessivamente, até o liquido com maior ponto de ebulição. Para este processo utiliza-se uma coluna de fracionamento ou retificação. Exemplo, este processo é muito utilizado, principalmente em indústrias petroquímicas, para separação dos diferentes derivados do petróleo. Neste caso, as colunas de fracionamento, são divididas em bandejas ou pratos. Esse processo também é muito utilizado no processo, de obtenção de bebidas alcoólicas (alambique). figura 3: Modelo de Destilação Fracionada EVAPORAÇÃO Este processo consiste em evaporar o liquido que misturado com um solido. Exemplo: mistura entre água e cloreto de sódio evaporado a água, e permanecera o cloreto de sódio. Este processo é utilizado nas salinas para obtenção do são de cozinha (cloreto de sódio). 9 Figura 4: Reresentação do método de evaporação 2 PROCEDIMENTO 2.1 MATERIAIS E MÉTODOS 2.2 EXPERIMENTAL 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Para a determinação da quantia de sal e de areia na mistura heterogênea, utilizamos o método de separação, a dissolução fracionada. Areia Para a separação da areia colocamos água no béquer que continha a mistura e filtramos . Esperamos secar o filtro e a areia e pesamos, obtendo a massa de 2,94g de areia. Obtendo então a porcentagem de areia obtida da mistura, através da conta : 2,94g experimental - x 2,50g teórico - 100% x = 117,6 E o erro relativo do experimento para a separação da areia, calculamos : 10 teorico - experimental /teórico = 17,6 Sal Utilizamos 10 ml da solução total,e após a evaporação total da água,aferimos a massa do sal em 0,39g contida na cápsula de porcelana.Para obtermos a massa do sal contida na solução total,calculamos : 60ml da solução (total) - x 10ml da solução - 0,39g x= 2,34g Obtemos também a porcentagem do sal,que conseguimos retirar da mistura, sabendo-se que na mistura havia 2,50g de sal. 2,50g - 100% 2,34g- x x=93,60% Sabendo que 93,60% é a quantia do sal obtida após a dissolução fracionada, o erro relativo do experimento foi de 6,40. 4 CONCLUSÃO 11 Através dos resultados e das técnicas empregadas, pode –se finalizar, que no experimento possa ter havido interferências na, tais como umidade, dissolução de amostra entre outros..................... 5 REFERÊNCIAS 1 WEININGER,S. Química Orgânica. Espanha: Editora Reverté, S.A., 1988. 84 p 2 FERREIRA,M. Química Orgânica. Porto Alegre: Artmed, 2007. Pagina 22 3 BROWN, T.; LEMAY; BURSTEN Química la Ciencia Central. México: Pearson Educación, 2004. 328, 409-415, 491-497 p. Agência Nacional do Petróleo – ANP Disponível em : www.anp.gov.br acessado em 09/05/2013 as 15h:51min. 12
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