relatorio qui-200 experimento 2

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE MINAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Professor: Cristina
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO
Qui200 – 08
Ouro Preto
20 de março de 2015
INTRODUÇÃO
Quando trabalhamos em laboratórios, lidamos com substâncias o tempo todo, as quais, em sua maioria, são encontradas em forma de mistura [1], podendo ser homogênea (contendo apenas uma fase) ou heterogênea (contendo duas ou mais fases). Muitas vezes precisamos das substâncias puras, para isso usamos os métodos de separação de misturas conhecidos que vão desde a catação à destilação fracionada [2]. Outra constante dificuldade ao trabalhar com substâncias é a que muitas vezes elas estão impuras, isto é, quando um componente se encontra em maior quantidade que outro na mesma mistura. Portanto é preciso, também, realizar a purificação dessa substância [3].
Os processos de separação de misturas podem ser mecânicos ou físicos, sendo definido de acordo com o tipo de mistura que está sendo separada. Esses métodos utilizam técnicas como conhecimentos de propriedades específicas de cada componente, como solubilidade, e constantes físicas, como temperatura de ebulição, para que dessa forma seja possível separar o sistema. Os processos mecânicos são muito usuais para separar sistemas heterogêneos, uma vez que suas técnicas são mais rudimentares, enquanto os físicos são capazes de separar tanto sistemas homogêneos quanto heterogêneos, além de serem usados para purificação das substâncias, deixando-as próprias para serem usadas em laboratório quando necessário. 
		
OBJETIVO
O objetivo da experiência é estudar a separação de misturas, aplicando o método mais adequado de acordo com as propriedades das substâncias. 
PROCEDIMENTOS E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Filtração Simples
Filtração é o processo de separação de um sólido de um liquido ou fluido no qual está suspenso, pela passagem do liquido ou fluido através de um meio poroso capaz de reter as partículas sólidas. Numa filtração quantitativa e dependendo do caso, o meio poroso poderá ser uma camada de algodão, tecido, polpa de fibras quaisquer, que não contaminem os materiais, mas o caso mais frequente é o papel de filtro qualitativo. [1]
Na primeira parte do experimento utilizaram-se dois tubos de ensaio em um suporte. Cada um continha uma solução: Um possuía uma solução de Sulfato de Cobre II (CuSO4), enquanto o outro continha uma solução de Hidróxido de Sódio (NaOH). Transferiram-se essas duas soluções para um béquer de 100,0mL, agitando-as com um bastão de vidro e observando a reação. Esperamos alguns instantes para que ocorresse a decantação do precipitado e anotamos os resultados.
Pode-se observar que anteriormente, a substância de Sulfato de Cobre II possuía uma coloração azul-clara e o Hidróxido de Sódio apresentava uma coloração incolor. Após a mistura das duas soluções, notamos que a solução apresentou uma cor azul-escura. Após alguns instantes, a solução decantou-se e o fundo do béquer ficou azul escura e a superfície do líquido ficou com uma faixa incolor.
Após essas observações, preparou-se um papel de filtro dobrado em quatro partes e o encaixou-o dentro de um funil simples, umedecendo-o com o auxílio de água destilada de uma garrafa lavadeira para que o papel aderisse melhor à superfície do funil. A mistura do béquer foi novamente agitada e, com o auxilio do bastão de vidro, transferiu-se a solução para o funil para realizar a filtração. É importante salientar que abaixo do funil com suporte, colocamos outro béquer para receber o produto da filtração (filtrado). Após a filtração ter se completado, retiramos o papel de filtro e deixamos secar na bancada.
No papel de filtro, podemos observar que obtivemos o precipitado de cor azul-escuro e abaixo no béquer, obtivemos uma solução incolor, que representa o filtrado da solução.
 	
Filtração a Vácuo e Purificação por Recristalização
Em um béquer de 100 ml que contem ácido enzoico/sulfato de cobre/sílica transferiu-se 30 mL de água destilada.Com auxílio do tripé de ferro, tela de amianto e o bico de Bunsen; aqueceu-se a mistura formada sem que a mesma entrasse em ebulição. Após o aquecimento, o precipitado foi encaminhado ao funil de Buchner, onde se efetuou a filtração á vácuo.
Podemos observar durante esse experimento que durante o aquecimento, o líquido começou a ficar azul e o ácido benzoico entrou em suspensão e a sílica permaneceu no fundo do béquer. Após a filtração á vácuo, a sílica enzoico no filtro de papel e o Sulfato de Cobre desceu para o frasco de Kitassato.
Purificação por Sublimação
Aqueceu-se na capela, em um béquer de 100 ml, em chama branda, uma mistura de ácido enzoico e sílica, tampado com vidro de relógio. Esperaram-se alguns instantes até que, o primeiro componente da mistura sublimasse.
Podemos observar que o sólido sublimado na purificação foi o ácido benzoico e a sílica permaneceu no fundo do béquer. Observou-se que ao se aquecer a mistura no bico de Bunsen na capela, o ácido benzoico saiu do seu estado sólido, passou para o estado líquido e depois para o gasoso através do processo de sublimação, formando cristais, de coloração branca e brilhante, em forma de agulhas, em cima e nas laterais do béquer.
Purificação por Destilação
Preparou-se uma montagem de destilação da seguinte forma: Aqueceu-se na manta aquecedora, um balão de destilação de 500 mL contendo sulfato de cobre e água destilada. Com um termômetro mediu-se sua temperatura de 91ºC, sendo que neste balão estava conectado um condensado reto.
Observou-se que através da Destilação Fracionada, ocorreu a separação das misturas de Sulfato de Cobre e água destilada. Após passar pelo condensador reto, a resultante da separação foi água pura.
CONCLUSÃO
Através desses procedimentos percebemos a extrema importância dos vários métodos de separação de misturas para a química e a fabricação de inúmeros enzoico, já que, em sua maioria, precisamos das substâncias puras, sem nenhum mistura, nem homogênea nem heterogênea. As diversas separações de misturas nos permitem separar sólidos de líquidos, líquidos de líquidos e sólidos de sólidos e estes processos podem ser mecânicos ou ocorrerem transformações químicas ou físicas, como no casos da purificação por destilação, por sublimação e por recristalização. Já a filtração simples foi um processo mecânico.
 
QUESTIONÁRIO
Escrever a equação da reação efetuada na prática do item 2.1 e identificar o precipitado formado.
CuSO4 (aq) +NaOH (aq) → CuOH2 (s) + NaSO4 (aq)
O precipitado formado foi o Hidróxido de Cobre II.
No processo de Filtração a vácuo e purificação por recristalização, qual é o resíduo da primeira fração? Que substância permanece em solução? Qual a propriedade do ácido benzoico permitiu a separação?
Na primeira fração a sílica ficou retida no filtro de papel. O sulfato de cobre permaneceu em solução. A propriedade do ácido benzoico que permitiu essa separação foi que o coeficiente de solubilidade do ácido benzoico a 25ºC é aproximadamente 0,2 g/100mL, significando que ele dilui pouco em outras substâncias, tornando o sulfato de cobre mais fácil de separar. Quando uma das substâncias da mistura é menos solúvel (ácido benzoico) e a outra está em maior quantidade (sulfato de cobre),a substância solúvel pode ser separada com mais facilidade.
No processo de purificação por sublimação, qual foi a substância separada?
Separamos o ácido enzoico.
Qual a propriedade necessária de um componente para que se possa fazer essa separação?
O componente precisa ter a propriedade de se sublimar quando aquecido. Ele precisa conseguir volatilizar-se e voltar a condensar sem passar pelo estado líquido. Dessa forma, podemos usar esta propriedade a seu favor para separá-lo da mistura pelo processo de sublimação.
Qual seria o procedimento adequado caso a substância separada fosse liquida?
Poderíamos realizar a purificação por destilação. Porém seria necessário que os pontos de ebulição dos componentes fossem diferentes.
No processode purificação por destilação, qual é a substância recolhida no béquer?
Foi recolhida a água pura.
Dê dois exemplos de substâncias que são capazes de sublimar.
Naftalina (C10H8) e Iodo. [2]
Dê dois exemplos de outras misturas azeotrópicas, indicando a composição e a temperatura de ebulição.
- Acetona (86,5%) + Metanol (13,5%) [3]
Acetona (C3H6O) TE= 56ºC e Metanol (CH4O) TE = 64,7ºC.
- Álcool Etílico (7%) + Clorofórmio(93%) [3]
Álcool etílico (CH3CH2OH) TE = 78.37 ºC e Clorofórmio (CHCl3) TE= 61,2 ºC.
Sugira métodos para separar os componentes das seguintes misturas: 
Sal e areia; 
Adiciona-se água, misturando bem e realiza-se a filtração simples. A areia ficará retida no filtro de papel. Depois, basta evaporar a água para obtermos o sal novamente.
Ferro e Enxofre;
Separação Magnética. O ferro será atraído pelo imã e o enxofre ficará no recipiente.
Ouro e areia;
Levigação. Pela diferença de densidades, a areia é menos densa e será levada pela corrente de água e o ouro permanecerá no recipiente. [4]
Água e etilenoglicol (PE= 195ºC);
Pode ser feita a purificação por Destilação já que formam uma mistura homogênea com temperaturas de ebulição diferentes.
Sal e água;
Evaporação/ Destilação Simples.
Gasolina e querosene;
O que é mistura? E o que é uma substancia pura?
A mistura é formada por duas ou mais substâncias puras. As misturas têm composição química variável, não expressa por uma fórmula. Existem dois tipos de misturas: homogêneas e heterogêneas. A mistura homogênea é formada por apenas uma fase. Não se consegue diferenciar as substâncias. A mistura heterogênea é formada por duas ou mais fases. As substâncias podem ser diferenciadas a olho nu ou pelo microscópio. [5] 
As substâncias puras são aquelas formadas por apenas uma variedade de molécula. Ou seja, todas as moléculas são iguais. Por conta disso, possuem ponto de fusão, solidificação, ponto de ebulição constantes, e sua composição é bem definida. [6]
 
BIBLIOGRAFIAS
 Introdução 
 [1] JENNIFER FOGAÇA. Tipos de misturas. Disponível em < http://www.soq.com.br/conteudos/ef/misturas/ > Acesso em 18 de março de 2015. 
 [2] LUCAS MARTINS. Separação de misturas. Disponível em < http://www.infoescola.com/quimica/separacao-de-substancias-misturas/ > Acesso em 18 de março de 2015.
 [3] DEPARTAMENTO DE QUÍMICA. Apostila de Qui-200 – Química Geral. 
 [4] DANIEL RIBEIRO. Processos físicos e mecânicos de separação. < http://pt.wikipedia.org/wiki/Separa%C3%A7%C3%A3o_de_misturas > Acesso em 18 de março de 2015 
 Procedimentos e discussão dos resultados
[1] DIAMANTINO FERNANDES TRINDADE. Química Básica Experimental. 1ª Edição. São Paulo. Editora Parma LTDA. 1981. 
[2] PAULO HENRIQUE FERREIRA. Sublimação. Disponível em http://www.infoescola.com/fisico-quimica/sublimacao/ Acesso em 18 março de 2015.
[3] LÍRIA ALVES. Mistura azeotrópica. Disponível em < http://www.brasilescola.com/quimica/mistura-azeotropica.htm> Acesso em 18 de março de 2015.
[4] LÍRIA ALVES. Separação de misturas: sistema heterogêneo sólido-sólido. Disponível em < http://www.infoescola.com/quimica/separacao-de-misturas-sistema-heterogeneo-solido-solido/> Acesso em 18 março de 2015.