Técnicas de separação e purificação Química

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I - Introdução
Uma mistura é formada por duas ou mais substâncias puras. As misturas têm composição química variável, não expressa por uma fórmula. Algumas misturas são tão importantes que têm nome próprio. São exemplos:
gasolina – mistura de hidrocarbonetos, que são substâncias formadas por hidrogênio e carbono, ar atmosférico – mistura de 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1% de argônio e mais outros gases, como o gás carbônico. álcool hidratado – mistura de 96% de álcool etílico mais 4% de água.( www.soq.com.br )
Uma vez que a maioria dos materiais não são elementos puros nem compostos puros, a denominação “mistura” passa a valer. Por exemplo, o ar, o sangue, diversas ligas metálicas são exemplos de mistura, ou seja, não são nem substâncias puras e nem compostas, mas sim mistura dessas. Em relação à classificação, as misturas podem ser homogêneas, nas quais há apenas uma fase presente; e heterogêneas, com mais de uma fase. A partir dessa classificação entram as formas de separação de misturas. Em relação às misturas heterogêneas, uma primeira técnica de separação é a decantação, na qual se usa a diferença de densidades, sendo que um líquido flutua sobre outro líquido ou está acima de um sólido decantado. Já a filtração se baseia na diferença de solubilidade: a mistura é agitada com um líquido que dissolve um dos compostos e o outro não; usa-se um filtro que deixa o líquido passar (junto com seu soluto) e o sólido não. Com relação as misturas homogêneas, destaca-se a destilação, que faz uso das diferenças de ponto de ebulição dos compostos misturados. (ATKINS, Princípios de Química)
Cada aspecto distinto observado na região de um sistema é chamado de fase. De acordo com o número de fases e também com a observação visual, podemos classificar as misturas como homogêneas ou heterogêneas, de acordo com o número de fases que elas apresentam, podem ser classificadas em homogêneas ou heterogêneas. (educacao.globo.com)
Podemos separar misturas homogêneas em seus componentes de maneira análoga. Por exemplo, a água tem um ponto de ebulição maior do que o do sal de cozinha; ela é mais volátil. Se fervermos uma solução de sal em água, a água evapora e o sal é depositado no fundo do recipiente. O vapor de água é convertido de volta à forma líquida nas paredes do condensador. Tal processo é chamado destilação, como demonstrado a seguir. (www.proenc.iq.unesp.br/)
O objetivo deste experimento é separar os componentes de uma mistura heterogênea e determinar a composição percentual de sal e areia presentes na mistura dada, utilizando para isso os métodos apresentados.
II-Resultados e Discussões
 Separação de uma mistura heterogênea
Após determinar-se a massa do papel de filtro junto com o vidro de relógio obtendo um valor de 45,472 gramas, feito o experimento, obteve-se para o vidro de relógio juntamente com o papel filtro e a areia uma massa no valor de 48,154 gramas.
Fazendo a diferença entre os dois valores obtém-se a massa de areia que havia na mistura de areia e sal:
mareia= 48,2 g – 45,5 g = 2,7 g
 Separação de uma mistura homogênea
Obteve-se no experimento 01, 80 mL de uma mistura de água e cloreto de sódio. Desta solução foram retirados 10 mL para serem aquecidos dentro de uma cápsula de porcelana (cadinho) tampada com o vidro de relógio para que a água evaporasse e restasse somente o sal. Desta forma foi possível calcular a quantidade de sal que continha a mistura:
mcápsula + mvidro = 126,814 g
mcápsula + mvidro+ msal = 127,125 g
A massa do sal então será: msal= 0,31g
Através de regra de três simples foi calculada a quantidade de sal contida em 80 mL:
10 mL -------- 0,31g
80 mL-------2,48g
A mistura, então, deu um total em massa de 5,18g (2,7g de areia + 2,48g de sal).
 Cálculos de erro percentual (E) pela seguinte fórmula (E = Valores teóricos – Valor experimental / valor teórico x 100).:
Areia: {|3,00 – 2,70|/3,00}x100 = {0,3/3,00}x100 = 0,1x100 = 10,0%
Sal: {|3,00 – 2,48|/3,00}x100 = {0,52/3,00}x100 = 0,173x100 = 17,3%
 
Comparando as massas de areia na mistura do valor teórico para o valor encontrado, encontrou-se um valor para a massa desse sólido maior que a massa medida de areia antes de efetuar-se o experimento (valor teórico). Tem-se que ao adicionar água na mistura sal + areia, o sal dissolveu-se na água, e ao separar a areia no filtro, a areia com o filtro foram separados para pesagem após secagem. A hipótese para o erro é de que o filtro, após a separação para medida de massa de areia, ou mesmo a areia, ainda estavam molhados, o que significa que poderia haver massa de água em solução homogênea com sal, absorvida pelo filtro ou pela areia, que foi medida juntamente para a massa específica de areia. Essa pode ser uma explicação plausível para o erro de excesso de areia, apresentado nos Resultados. Desta forma, como o resultado para a massa da areia constatou um valor maior que o real presente antes do experimento, o valor de sal final resultou em menor valor, comparado ao inicial, pois consequentemente pode haver que parte do sal pode ter ficado absorvida no filtro molhado ou ainda entre os grãos da areia.
Porém, o erro para a massa do sal foi mais significativo que o erro para a massa de areia. O erro sistemático que pode ter acontecido nesse caso é que, quando a mistura de sal e água estava em ebulição, mesmo que o recipiente de porcelana tenha sido tampado com o vidro relógio, alguma quantidade de sal pode ter atravessado para fora por pequenas frestas, aumentando, assim, o erro. E ainda, como se obteve o resultado final da areia com uma proporcionalidade, qualquer pequena dispersão do valor em uma amostra menor (10 mL) que a final, pode ter causado um erro maior na amostra oficial (80 mL).
III - Referências Bibliográficas
Atkins, P., Jones, L.; Princípios de Química; Volume Único; p. 80, 81 e 82; 2ª edição; editora Bookman; New York and Basingstoke; 1999;
Disponivel em < http://www.proenc.iq.unesp.br/index.php/quimica/195-separacao-misuras > Pesquisado 07/06/2015
Disponivel em < http://www.soq.com.br/conteudos/ef/misturas/ > Pesquisado em 07/06/2015
Disponivel em < http://educacao.globo.com/quimica/assunto/materiais-e-suas-propriedades/misturas-e-metodos-de-separacao.html > Pesquisado em 07/06/2015