PRATICA 2 Separacao de misturas

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Faculdade Novos Horizontes – Engenharia Civil e Engenharia de produção
Química Tecnológica – prof.: Celina
Aula Prática n0 2 – Tipos de separação de misturas
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TÍTULO: Tipos de separação de misturas
INTRODUÇÃO: Na natureza as substâncias geralmente estão misturadas umas às outras. O ar, por exemplo, é uma mistura de gases, enquanto a água cristalina de uma fonte contém muitas substâncias dissolvidas. Chamamos de mistura ao sistema resultante da união de duas ou mais substâncias puras as quais conservam suas características e que podem ser separadas por processos físicos. As misturas podem ser homogêneas (uma só fase) ou heterogêneas (duas ou mais fases). A separação dos componentes de um sistema é uma tarefa comum a vários tipos de trabalho. É empregada na obtenção de sal a partir da água do mar; no tratamento de águas que se destinam ao consumo público; na eliminação de partículas de poeira, que seriam expelidas pelas chaminés de fábricas, e mesmo no preparo de um cafezinho.
OBJETIVO: Mostrar ao aluno alguns dos vários processos usados para separar misturas homogêneas e heterogêneas. 
MATERIAL: proveta de 100,0 mL, bastão de vidro, béquer, funil de vidro, papel de filtro, suporte de ferro, garra e argola de ferro, frasco lavador, cápsula de porcelana, bico de busen, tripé, tela de amianto, funil de decantação, condensador, balão de fundo chato, erlemmeyer, tubo de ensaio, vidro de relógio, imã, centrífuga.
REAGENTES: água, enxofre, sulfato de cobre II, dicromato de potássio, limalha de ferro, iodo, solução de nitrato de chumbo II 0,5 mol/L, solução de iodeto de potássio 0,5 mol/L, areia.
PROCEDIMENTO:
A - Dissolução fracionada
Usada para separar sólido de sólido. Usa-se um solvente que seja capaz de dissolver somente um dos componentes da mistura, daí o nome: dissolução de fração da mistura.
1 – Com o auxílio de uma proveta, adicionar 50 ml de água à mistura de enxofre (sólido amarelo) e sulfato de cobre II (sólido azul) contida no béquer.
2 – Agitar bem com o bastão de vidro.
3 – Anotar as observações.
B – Filtração simples
1 – Dobrar o papel de filtro de acordo com a técnica mostrada pelo professor
2 – Colocar o papel de filtro no funil e molhar levemente o papel
3 – Colocar o funil na argola presa ao suporte de ferro e abaixo colocar um béquer
4 – Filtrar a mistura preparada no item A
5– Anotar as observações do sistema após a filtração:
resíduo no papel de filtro:
líquido filtrado: 
Que tipo de mistura pode ser separado por filtração?
C– Cristalização
1 – Transferir 10,0 ml do filtrado obtido no experimento B para a cápsula de porcelana e aquecê-la sobre a tela de amianto até evaporar toda a água.
2 – Observar as diferentes cores e anotar outras alterações significativas.
Que tipo de mistura pode ser separado por cristalização?
D – Separação magnética
Observe e descreva a separação magnética realizada no laboratório.
E – Decantação 
Se colocarmos água barrenta em um béquer, percebemos que após algum tempo haverá sedimentação de materiais sólidos no fundo do recipiente. A essa separação de fases, com diferentes densidades, dá-se o nome de decantação. Isso significa que, quando a água barrenta fica em repouso, ocorre a sedimentação de materiais mais densos que a água. Para acelerar o processo de decantação utiliza-se um aparelho denominado centrífuga. Nela, devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade vão para o fundo do recipiente.
1 - Adicione solução de nitrato de chumbo II - Pb(NO3)2 até a altura de 1/4 de um tubo de ensaio e em seguida adicione aproximadamente a mesma quantidade de solução de iodeto de potássio - KI, ao mesmo tubo. Observe a formação do iodeto de chumbo – PbI2 (sólido amarelo). 
2 - Siga as instruções do professor e leve o tubo de ensaio até a centrífuga.
Para que serve a decantação?
F – Decantação com funil de separação
1 – Misturar 80,0 ml de água e 20,0 ml de aguarrás em um béquer. Anotar as observações.
(Cuidado: a aguarrás é um líquido inflamável, com forte odor e pode causar irritação na pele)
2- Adicionar uma pitada de iodo e agitar a mistura com o auxílio do bastão de vidro. Anotar as observações.
3 – Transferir a mistura para o funil de decantação. Tampar o funil e agitar levemente.
4 – Colocar o funil no suporte e deixar em repouso até a separação nítida das duas fases
5 – Abrir a torneira, tendo o cuidado de retirar a tampa e deixar escoar o líquido mais denso para um béquer até que a interface dos líquidos esteja no meio do tubo da torneira.
Que tipo de mistura pode ser separado por decantação com funil? 
G – Destilação simples
A solução no balão é aquecida até a ebulição, etapa em que ocorre a vaporização apenas da fase líquida. O vapor, ao ser expulso do balão de destilação, dirige-se para o condensador, que é refrigerado a água; quando entra em contato com suas paredes frias, condensa-se, retornando ao estado líquido. Em seguida o líquido é recolhido em um erlenmeyer e recebe o nome de destilado. No final desse processo o destilado fica no frasco e o sólido, no balão.
Observe a destilação de uma solução aquosa de dicromato de potássio (K2Cr2O7), que está sendo realizada no laboratório e responda as questões:
Que tipo de mistura pode ser separado por destilação simples?
Para que se usam pérolas de vidro no balão de destilação?
Por que a água do condensador deve entrar pela parte inferior?
Qual o líquido destilado? _______________________
Qual o resíduo da destilação?______________________
A destilação também é empregada na fabricação de bebidas destiladas, como cachaça, e na fabricação de álcool etílico. Em uma mistura de várias substâncias diferentes (frações), usa-se a destilação fracionada. É o que acontece com o petróleo, do qual se obtém, por destilação, gás natural, gás liquefeito de petróleo (GLP), éter de petróleo, benzina, gasolina, querosene, óleo diesel, óleo lubrificante, vaselina, parafina, asfalto e coque. Nesse caso, usa-se uma coluna de destilação. Diferentes alturas da coluna correspondem a diferentes temperaturas. Assim, em cada parte da coluna, ocorre a destilação de uma das frações. As que evaporam mais rápido (mais voláteis) são destiladas na parte alta e as menos voláteis, na parte mais baixa.
H – Fusão fracionada e Sublimação fracionada
Serve para separar dois ou mais sólidos, tomando por base seus diferentes pontos de fusão. Baseia-se, portanto, num aquecimento da mistura com controle da temperatura. 
Exemplo: areia e enxofre (o enxofre funde-se e é separado da areia).
Para algumas misturas de sólidos, podemos empregar a sublimação, quando um dos sólidos, por aquecimento, se sublima (passa para vapor), e o outro permanece sólido.
1) Fazer uma mistura de areia e iodo em um béquer. 
2) Tampar o béquer com um vidro de relógio e aquecer a mistura. Anotar as observações.
I- Peneiração
Usada para separar sólidos constituídos de partículas de dimensões diferentes. São usadas peneiras que tenham malhas de tamanhos diferentes. Industrialmente, usam-se conjuntos de peneiras superpostas que separam as diferentes granulações. Na construção civil as peneiras são muito utilizadas para separar a areia do cascalho.
J – Liquefação fracionada
Usada para separar gases. A mistura de gases é liquefeita através da diminuição da temperatura e aumento da pressão. Para que o processo possa ser empregado eficientemente é indispensável que os pontos de condensação sejam diferentes. Após a liquefação faz-se uma destilação fracionada.
Por liquefação do ar podemos obter os gases oxigênio (O2) e nitrogênio (N2) puros. O N2 corresponde a aproximadamente 80% do ar atmosférico e é importante na obtenção de fertilizantes, amônia, ácido nítrico,entre outros empregos. O O2 tem aplicação nas soldas e na medicina. 
A 1 atm (pressão ao nível do mar), o O2 tem ponto de ebulição e liquefação igual a – 1830C e o N2 igual a -1960C.
Exercícios de fixação:
1 – Utilize-se das informações abaixo para fazer as associações de letras a algarismos romanos.
Óleo e água são líquidos imiscíveis, isto é, que formam mistura heterogênea.
Cloreto de prata é um sólido insolúvel em água
Sulfato de cobre é um sólido solúvel em água
Enxofre é um sólido insolúvel em água
O enxofre tem ponto de fusão bem menor que a areia
funil de decantação I - ( ) óleo e água
fusão fracionada II - ( ) enxofre e água
separação magnética III - ( ) enxofre e sulfato de cobre
destilação simples IV - ( ) cloreto de prata e limalha de ferro
filtração simples V - ( ) areia e enxofre
dissolução fracionada VI - ( ) água e sulfato de cobre
2 – Diga se é possível separar as misturas abaixo pelos processos propostos. Se não for possível, explique por que. 
a) sal de água por filtração
b) benzeno de álcool por destilação (o álcool tem PE = 78,50C e o benzeno tem PE = 800C)
c) carbonato de cálcio de água (mistura heterogênea) por centrifugação (decantação acelerada por uma centrífuga).
d) açúcar de solução aquosa por decantação
e) gás propano de gás nitrogênio por liquefação (PE do propano = -410C; PE do N2 = - 1960C)
3 – Quantas substâncias você tem nos sistemas abaixo? Qual o número de fases em cada sistema? 
	Sistema
	Número de substâncias
	Número de fases
	I - Óleo, água e gelo
	
	
	II - Óleo, água salgada, gelo e areia
	
	
	III -Nitrogênio e oxigênio gasosos
	
	
4 –Têm-se as seguintes misturas:
I – areia e água
II – álcool (etanol) e água 
III – Sal de cozinha (NaCl) e água, neste caso uma mistura homogênea
Cada uma dessas misturas foi submetida a uma filtração em funil com papel e, em seguida, o líquido resultante (filtrado) foi aquecido até sua total evaporação. Pergunta-se:
Qual mistura deixou um resíduo sólido no papel após a filtração? O que era esse resíduo?
Em qual caso apareceu um resíduo sólido no béquer após a evaporação do líquido? O que era esse resíduo? 
5 –Tintura de iodo é uma solução alcoólica de iodo e iodeto de potássio. Um frasco dessa solução foi deixado aberto e, depois de certo tempo, observou-se que restavam grãos de cores violeta e branca no fundo do recipiente.
A partir desses dados é possível concluir que:
a mistura original era heterogênea
ocorreu cristalização da solução
ocorreu sublimação dos componentes
ocorreu vaporização do soluto
ocorreu vaporização do solvente, restando cristais de iodo e iodeto de potássio
6 –Para a separação das misturas: gasolina/água e nitrogênio/oxigênio os processos mais adequados são respectivamente:
decantação e liquefação
sedimentação e destilação 
filtração e sublimação 
destilação e condensação
flotação e decantação
7) O quadro abaixo apresenta misturas heterogêneas que foram submetidas aos processos de separação especificados:
	Misturas
	Componentes
	Processos de separação
	I
	Água e areia
	Decantação
	II
	Sucatas de ferro e alumínio
	Separação magnética
	III
	Oxigênio e nitrogênio
	liquefação
	IV
	Água e óleo
	Filtração
Assinale a alternativa que corresponde a uma mistura cujo processo de separação indicado é inadequado.
a) I b) II c) III d) IV
8 –Em garimpos onde o ouro é encontrado em pó, para separá-lo da areia acrescenta-se mercúrio líquido, que forma liga metálica com o ouro. Para separar os metais, a liga é aquecida até a evaporação completa do mercúrio. Esse procedimento é possível porque, dos dois metais, o mercúrio tem:
menor densidade
temperatura de fusão, de ebulição e densidade iguais às do ouro
menor temperatura de ebulição
maior temperatura de fusão
9 –Indique a alternativa que apresenta uma mistura separável por filtração.
água e carvão 
azeite e vinagre 
gasolina e álcool etílico
sal de cozinha e areia
10 –A tabela abaixo contém propriedades de algumas substâncias:
	Substância
	Ponto de fusão (0C)
	Ponto de ebulição (0C)
	Densidade (g/ml)
	Solubilidade em água
	Glicerina
	20
	290
	1,26
	Muito solúvel
	Eugenol
	- 7,5
	253
	1,07
	Insolúvel
	etanotiol
	- 144
	35
	0,839
	Pouco solúvel
Com base nos dados da tabela é possível concluir que todas as alternativas abaixo estão corretas, EXETO:
A mistura eugenol-glicerina pode ser separada por adição de água
Em uma mistura de água e glicerina, a água é o sobrenadante (fica por cima)
Um litro de glicerina pesa tanto quanto 1,26 litros de água
O etanotiol é um líquido mais volátil do que a água
Num dia muito frio, a glicerina é um sólido 
RESPOSTAS:
1)I-A, II -E, III -F,IV -C,V -B,VI -D; 2) a)Não porque o sal é solúvel em água e atravessa o filtro; b) não porque os pontos de ebulição são muito próximos; c) Sim; d) Não, só há decantação em misturas heterogêneas; e) Sim; 3) I - 2 e 3; II – 4 e 4; III – 2 e 1; 4) a) mistura I, resíduo era areia; b) mistura III, resíduo era o NaCl; 5)E; 6) A; 7) D; 8) C; 9) A; 10) B