Separação de misturas

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ANÁLISE FÍSICO QUÍMICA APLICADA À SAÚDE
Profa. Dra. Natália Bromberg
SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Curso: BIOMEDICINA
Separação de misturas
1.5. Processos de separação de misturas: catação, filtração,
tamisação, ventilação, filtração, decantação, destilação, destilação
fracionada, cristalização, sublimação, osmose reversa,
cromatografia etc.
• Processos de separação são processos em que se permite a
separação de duas fases (sólido-líquido, líquido-líquido etc);
• São processos em que ocorrem transferências de massa de uma
fase para outra, pela afinidade do material para a segunda fase,
como a absorção (do gás para o líquido), a extração (de líquido para
outro líquido), a adsorção (de uma mistura gasosa ou líquida para
um sólido), a secagem etc.
• São processos em que ocorrem as transferências de material de
uma fase para a outra pela influência da troca de calor, como a
evaporação, a destilação, a cristalização etc.
1.5.1 Processos Mecânicos:
(1) Catação: método rudimentar de separação de mistura sólido-
sólido baseado na diferença de tamanho e aspecto das partículas de
uma mistura de sólidos granulados. Exemplo: mistura de grãos e
impurezas.
(2) Peneiração ou tamisação: utilizado quando uma mistura de
sólidos granulados (sólido-sólido), cujo tamanho das partículas é
sensivelmente diferente, é colocada sobre uma peneira e submetida
à agitação. Exemplo: mistura de areia fina e pedregulhos.
(3) Levigação: usada para separar misturas do tipo sólido-sólido
quando um dos componentes (em forma de pó), é facilmente
arrastado por um líquido enquanto o outro componente mais denso
não o é. Exemplo: ouro e areias auríferas (em pó).
As operações de separação podem ser agrupadas basicamente em
duas categorias: processos mecânicos e processos físicos.
Separação de misturas
Levigação
Catação
Peneiração
Separação de misturas
(4) Ventilação: é utilizada quando os sólidos granulados que
formam a mistura (sólido-sólido) possuem densidades
sensivelmente diferentes. Exemplo: grãos de café e cascas.
(5) Separação magnética: separa misturas do tipo sólido-sólido nas
quais um dos componentes tem propriedades magnéticas e é
atraído por um ímã. Exemplo: ferro e areia.
Ventilação Separação Magnética
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(6) Flotação: usada para separar misturas do tipo sólido-sólido,
geralmente de minérios pulverizados da respectiva ganga
(impurezas). Utiliza-se um líquido com densidade intermediária a dos
outros componentes, fazendo com que o componente com <
densidade na mistura flutue, e o mais denso não flutue (isso tudo
sem modificar a estrutura dos componentes dessa mistura). Ex:
serragem e água.
A flotação é bastante comum no processo de separação de
areia e mineral, esses minerais para que possam se tornam menos
densos que a areia, ficam envolvidos em óleo.
Água e serragem.
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Tanque de flotação de uma estação de tratamento de água
mostrando espuma esbranquiçada na parte superior do
sistema de fases e água límpida na fase inferior após a
flotação. A água purificada é coletada abaixo da espuma.
A flotação é uma técnica de separação muito usada na
indústria de minerais, na remoção de tinta de papel e no tratamento
de esgoto, entre outras utilizações. Exemplo: sulfetos (em pó) da
areia (ganga).
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(7) Filtração comum: é utilizada para separar misturas de um líquido
com um sólido não dissolvido, quando o tamanho das partículas do
sólido é relativamente grande e, assim, existe uma diferença
acentuada entre o tamanho das partículas do sólido e o tamanho dos
poros do papel e filtro. Exemplo: água e areia.
(8) Filtração a vácuo (aceleração da filtração): é utilizada para
separar misturas de um líquido com um sólido não dissolvido,
quando o tamanho das partículas do sólido não é muito grande e
formam uma pasta entupindo os poros do papel de filtro caso seja
feita a filtração comum. Exemplo: água e carbonato de cálcio.
Filtração à vácuoFiltração comum
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(9) Decantação: processo utilizado para separar misturas
heterogêneas dos tipos líquido-sólido e líquido-líquido. Esse
processo é bastante comum na separação de líquidos imiscíveis. Para
a decantação é necessário que os componentes sólidos da mistura
estejam no fundo do recipiente, depois se coloca um recipiente vazio
ao lado do recipiente com a mistura, e com a ajuda de um sifão é
possível retirar o liquido sem retirar o componente sólido. Exemplo:
água barrenta, água e óleo.
Decantação água barrenta
Decantação água e óleo
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(10) Centrifugação: é utilizada para separar misturas imiscíveis do
tipo sólido-líquido ou líquido-líquido. É uma maneira acelerada de se
realizar a decantação. Exemplo: sangue e seus componentes.
Centrífuga
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1.5.2 Processos Físicos:
(1) Destilação simples: é utilizada para separar misturas
homogêneas do tipo sólido-líquido e líquido-líquido, nos quais
os componentes têm pontos de ebulição muito diferentes.
Exemplo: água e cloreto de sódio.
Destilação água + cloreto de sódio
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(2) Destilação fracionada: é utilizada quando se pretende separar
componentes com pontos de ebulição próximos (DT ≤ 25°C). Neste
tipo de destilação utiliza-se uma coluna de fracionamento cujo
interior apresenta “pratos” que têm como função, aumentar a
superfície de contato propiciando uma maior interação entre o vapor
e o condensado.
Esta interação permite uma melhor
separação dos componentes, devido
aos sucessivos aquecimentos e
arrefecimentos. Exemplo:
componentes da gasolina.
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(3) Cristalização fracionada: é utilizada para separar misturas
homogêneas do tipo sólido-sólido que possuem diferentes
solubilidades em um solvente particular (ou misturas de solventes).
Se duas ou mais substâncias são dissolvidas em um solvente, elas irão
cristalizar na solução precipitando-se a diferentes velocidades. A
cristalização pode ser induzida por mudanças na concentração,
temperaturas, etc. Esta técnica é usada frequentemente para obter
substâncias sólidas puras. Exemplo: salinas para obtenção de sais a
partir de água do mar.
(4) Sublimação fracionada: a sublimação, fenômeno que só ocorre
em determinados materiais, consiste na passagem de um material do
estado sólido ao estado gasoso (e vice-versa) sem que passe pelo
estado líquido. Esta propriedade pode ser empregada para separar
um sólido, recolhendo-o após sublimado. Exemplo: iodo e areia,
cânfora.
Separação de misturas
Sublimação
Iodo
Cânfora
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(5) Liquefação fracionada: teoricamente é indicada para separar
misturas nas quais todos os componentes encontram-se na fase
gasosa. Por resfriamento da mistura e aumento da pressão, os gases
se liquefazem separadamente, à medida que vão sendo atingidos os
seus P.E. Exemplo: mistura de O2 e N2.
(6) Cromatografia: é um método físico-químico de separação. Ela
está fundamentada na migração diferencial dos componentes de
uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas
fases imiscíveis, a fase móvel (como um líquido ou um gás, que
ajuda na separação da mistura)e a fase Estacionária (fixa, sendo um
material poroso como um filtro). Exemplo: tinta de caneta.
Parte estacionaria: papel filtro (filtro de café)
Parte móvel: álcool (sobe no filtro qdo absorvido)
Mistura: a tinta de caneta
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(7) Secagem: a secagem de um material é a operação que consiste na
remoção de água ou outro solvente desse mesmo material. Esta
técnica baseia-se na evaporação do solvente a temperatura ambiente,
ou a temperaturas mais elevadas. Podem ser usadas estufas ou
sistemas de vácuo. Exemplo: água e sal.
(8) Osmose reversa: ou osmose inversa, é um processo de separação
em que umsolvente é separado de um soluto de baixa massa
molecular por uma membrana permeável ao solvente e impermeável
ao soluto.
Isso ocorre quando se
aplica uma grande pressão
sobre este meio aquoso
(contraria o fluxo natural da
osmose). Por essa razão o
processo é denominado
osmose reversa. Ex:
dessalinização da água.
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Exercício:
1. Uma mistura é constituída de areia, óleo, açúcar e sal de cozinha. A melhor
seqüência experimental para separar essa mistura em seus constituintes
puros é:
a) Destilação do óleo, filtração da areia, dissolução do sal e do açúcar em
água.
b) Dissolução do açúcar e do sal em água, filtração da areia, decantação do
óleo, recristalização fracionada da fase aquosa.
c) Filtração, dissolução do açúcar e do sal em água, decantação do óleo e
destilação da fase aquosa.
d) Destilação do óleo, dissolução do sal e do açúcar em água e separação da
areia por filtração.
e) Filtração do óleo e simples catação dos componentes da fase sólida.
2. O funil de decantação, ou funil de bromo, pode ser usado para separar a 
mistura:
a) Água e álcool. c) Água e sal de cozinha. 
b) Água e óleo. d) Água e areia. e) Água e vinagre. 
Separação de misturas
Separação de misturas
3. Para separar uma mistura de dois líquidos completamente miscíveis, qual
dos processos a seguir, você escolheria?
a) Filtração. b) Levigação. c) Centrifugação. d) Catação. e) Destilação.
4. Com a adição de uma solução aquosa de açúcar a uma mistura contendo
querosene e areia, são vistas claramente duas fases. Para separar cada
componente da mistura final, a melhor sequência é:
a) Destilação, filtração e decantação.
b) Cristalização, decantação e destilação.
c) Filtração, cristalização e destilação.
d) Filtração, decantação e destilação.
e) Centrifugação, filtração e decantação.