Separação de Misturas

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1.0 Introdução:
Os materiais encontrados na natureza nem sempre são substâncias puras, em sua maioria são misturas, devendo assim ser necessário separá-las através de alguns métodos. Existem muitos processos para separação de misturas, mas o método a ser empregado depende das condições materiais para utilizá-lo e do tipo de mistura a ser separado. O primeiro passo a se observar é se a mistura em questão é homogênea ou heterogênea e se a separação que irá fazer será entre sólidos, líquidos, ou sólidos e líquido misturados. Após esta análise pode-se então escolher o processo mais adequado a ser utilizado.
Uma mistura homogênea é uma mistura de duas ou mais substâncias que apresente somente uma fase, ou seja, uma substância se dissolve na outra, de forma que não seja possível enxergar a separação das substâncias envolvidas.
Uma mistura heterogênea é uma mistura de duas ou mais substâncias que apresente duas ou mais fases, ou seja, os componentes não se dissolvem entre si de forma que seja possível visualizar todas as substâncias envolvidas.
Neste experimento foi empregado o processo de destilação, visto que esse processo pode ser dividido em destilação simples ou destilação fracionada.
A destilação é o processo de separação de misturas e é empregada na caracterização de compostos para purificação de um líquido contendo predominantemente um componente, separação de misturas de dois ou mais líquidos ou ainda na remoção de um solvente volátil de uma solução.
Destilação simples:
A destilação simples consiste na vaporização de um líquido por aquecimento seguida da condensação do vapor e recolhimento do condensado num frasco apropriado. O condensador permite que a mistura seja aquecida na temperatura de ebulição do solvente sem que esta seja perdida para a atmosfera. O condensador é formado por um duto interno, onde em volta desse duto passa água fria corrente. Esse duto desemboca em um béquer ou erlenmeyer.
Esse processo de destilação consiste em fazer com que a solução no balão seja esquentada, até que o líquido com menor ponto de ebulição comece a evaporar. Ao evaporar, ele só tem o condensador como caminho a seguir. As paredes do condensador são frias, pois a sua volta passa água fria. Ao entrar em contato com essas paredes frias, o vapor se condensa, retornando ao estado líquido. Após algum tempo, todo o líquido de menor ponto de ebulição terá passado para o béquer, e sobrará a outra substância, sólida, no balão de vidro.
O ponto de ebulição é a temperatura em que o vapor e o líquido estão em equilíbrio a uma dada pressão. O ponto de ebulição das misturas varia dentro de um intervalo de temperatura que depende da natureza e das proporções dos seus constituintes.
Destilação fracionada:
A destilação fracionada é uma sucessão de destilações simples em uma só operação.
Na destilação fracionada os líquidos são separados através de seus pontos de ebulição, desde que eles não sejam muito próximos.
Durante o aquecimento da mistura, é separado, primeiramente o líquido de menor ponto de ebulição, depois o líquido de ponto de ebulição intermediário e sucessivamente até o líquido de ponto de ebulição maior.
Neste método de destilação, usa-se um balão de destilação, uma coluna de Vigreaux (coluna de destilação, quando em indústria), um condensador e um receptor. A mistura a ser purificada é colocada no balão de destilação, que é aquecido (por uma manta térmica ou pelo bico de Bunsen). Surge então um vapor quente. Ele sobe pela coluna, mas vai se resfriando ao longo dela e acaba por condensar-se. Com a condensação, forma-se um líquido, que escorre para baixo pela coluna, em direção à fonte de calor. Vapores sobem continuamente pela coluna e acabam por encontrar-se com o líquido. Parte desse líquido rouba o calor do vapor ascendente e torna a vaporizar-se. A uma certa altura um pouco acima da condensação anterior, o vapor torna a condensar-se e escorrer para baixo. Este ciclo de vaporização e condensação ocorre repetidas vezes ao longo de todo o comprimento da coluna.
No momento da destilação é necessário observar e anotar a temperatura do sistema de tempo em tempo, isso é feito para saber quando o vapor estiver sendo formado em um ponto de ebulição. No ponto de ebulição a temperatura ficará constante até que aquele líquido todo passe para o estado gasoso, após este ponto a temperatura voltará a aumentar até atingir o segundo ponto de ebulição, onde o segundo líquido passará para o estado gasoso, e assim sucessivamente, até o último componente líquido da mistura passar para o estado gasoso.
2.0 Objetivos:
Estudar a separação de misturas, os processos diferentes de separação e como as substâncias e temperaturas se comportam ao se aplicar a destilação para separação de misturas.
3.0 Parte experimental
3.1-Materiais:
• Aparelhagem de destilação simples
•Aparelhagem de destilação fracionada
• Balões volumétricos
• Mantas de aquecimento
• Sulfato de Cobre II
• Acetona
• Água
• Caquinhos de porcelana
3.2-Métodos
3.2.1-Destilação simples: Mistura - Sulfato de Cobre ll e água
• Primeiramente foi feita a montagem da aparelhagem de destilação simples, em seguida se transferiu 100 ml da mistura de Sulfato de Cobre II e água para um balão volumétrico de 250 ml, foi acrescentado ao balão uma pequena quantidade de caquinhos de porcelana, utilizados para o controle da ebulição.
• Colocou-se o balão volumétrico em uma manta de aquecimento, em seguida o acoplou na aparelhagem, foi ligado o sistema de resfriamento, e procedido com o aquecimento se iniciando a destilação.
• A destilação teve inicio á temperatura de 98°, se mantendo sempre constante. 
3.2.2-Destilação fracionada: Mistura - Acetona e água
• Montou-se a aparelhagem para a destilação fracionada, em sequência transferiu-se 100 ml da mistura de acetona e água para um balão volumétrico de 250 ml. Acrescentou-se no mesmo pequena quantidade de caquinhos de porcelana para o controle da ebulição.
• O balão volumétrico foi colocado em uma manta de aquecimento e acoplado a aparelhagem, em seguida ligado o sistema de resfriamento, procedido o aquecimento, se iniciando o procedimento.
• A condensação se iniciou a temperatura de 50°C, continuou a subir se mantendo constante em 58°C, já ocorrendo a destilação. Se passado alguns minutos a temperatura voltou a subir e se manteve constante na temperatura de 64°C. Neste ultimo momento foi observado a destilação completa da acetona.
4.0 Resultados e Discussão: 
Destilação Simples: Água e Sulfato de Cobre
É visto no processo de destilação simples que a água aos 98ºC começa a evaporar dando inicio ao processo de condensação, fazendo com que o processo de destilação simples ocorresse. É importante destacar que a temperatura se manteve constante até o fim do processo.
Destilação Fracionada: Água e Acetona
Observou-se que a condensação da acetona se iniciou em 50ºC e subiu até os 58ºC e se manteve constante por um período de tempo, e voltou a subir até a temperatura de 64ºC.
Chega-se a discussão que a acetona podia ter sido “contaminada” com a água no processo de destilação uma vez que a água também poderia ter sido destilada junto à acetona, não tendo dessa forma um controle tão preciso.
5.0 Conclusão:
Conclui-se, portanto que, esse é um dos métodos para separação de mistura que por vezes poderá ser usado no nosso cotidiano como químicos, e por assim o ser, tem-se o entendimento do método passado em laboratório, podendo se necessário aplicá-lo. É entendido que por algum fator atípico os processos de destilação poderiam sofrer alguma alteração como descrito na discussão feita acima.
Referências:
MENDEL, Gregor. Misturas. 6. Ed. Salvador: Gregor Mendel vestibular, 2011.
Acesso em: 08/07/2015
THEODORE, L. Brown et al. Química a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson, 2005.
Acesso em: 08/07/2015
ALMEIDA, P.G.V. Química Geral (Práticas Fundamentais). 3ª Ed. Viçosa: Editora UFV. 1998. P.111.
Acesso em:08/07/2015
Apostila Disciplina de Iniciação a Química 1, Aulas Experimentais.
Acesso em: 08/07/2015