Separação de Misturas

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SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Curso: Engenharia de Alimentos – 1º termo
Disciplina: Química Inorgânica Experimental
Aluna: Maria Paula Fortuna Clara
R.A. 1035/13
Professor: Dr. Vitório Santos Junior
Adamantina
06-04-2013
INTRODUÇÃO
Mistura é a união de duas ou mais substâncias que não reagem entre si. As misturas são classificadas em Heterogêneas (apresentam mais de uma fase) e Homogêneas (apresentam uma única fase). 
Em geral as misturas não têm propriedades físicas próprias, em lugar disso, as propriedades das misturas são propriedades das substâncias que a compõem.
Para se desdobrar uma mistura em seus componentes, é necessário que se tenha um conhecimento prévio dos mesmos, para que se possa utilizar o processo mais adequado, já que os processos dependem das propriedades físicas das substâncias que formam a mistura.
Em uma separação, podemos usar os seguintes processos:
	Processo utilizado / Tipo de mistura
	Sólido
+
Líquido
	Líquido
+
Líquido
	Sólido
+
Sólido
	Filtração Simples
	Sim
	Não
	Não
	Filtração a vácuo
	Sim
	Não
	Não
	Centrifugação
	Sim
	Não
	Não
	Decantação por funil
	Não
	Sim
	Não
	Catação
	Não
	Não
	Sim
	Separação Magnética
	Não
	Não
	Sim
	Flotação
	Não
	Não
	Sim
Para misturas heterogêneas:
Para misturas homogêneas:
	Processo utilizado
Tipo de mistura
	Sólidos (solúveis)
+
Líquido
	Líquido
+
Líquido
	Destilação Simples
	Sim
	Sim
Descrição de cada método utilizado no laboratório:
Filtração simples: é um processo para separar sólidos de líquidos. No caso da filtração, o sólido é separado por meio de papéis de filtro apoiado sobre um funil que o sustenta e permite o escoamento do líquido. 
Filtração a vácuo: é uma forma mais rápida de efetuar uma filtração. Como na filtração tradicional, na filtração a vácuo uma mistura de componentes líquidos e sólidos é separada ao atravessar um material que retém a fase sólida. Na filtração a vácuo, utilizamos um funil diferente, denominado funil de büchner. Este funil é conectado a um equipamento de vidro denominado kitassato, sobre o qual se aplica pressão reduzida. Com a redução da pressão, o líquido da mistura escoa mais rapidamente pelo funil, promovendo uma filtração mais acelerada e mais eficiente para a maioria das filtrações.
Centrifugação: é um processo de separação de misturas utilizado para acelerar a decantação ou sedimentação, onde o corpo mais denso da mistura sólido-líquida deposita-se no fundo do recipiente devido à ação da gravidade. Este processo é ocorrido em um aparelho chamado centrífuga, que gira em alta velocidade, fazendo com que a substância mais densa seja “forçada” a sedimentar (decantar) devido à ação da força centrífuga.
Decantação (Funil): neste processo devem ser usadas apenas misturas heterogêneas de líquido-líquido, pois, este processo baseia-se em diferenças de densidade e solubilidade. Durante o escoamento do líquido do funil de decantação a torneira deve ser controlada com a mão esquerda para que se possa controlar o fluxo do escoamento com maior facilidade e, é válido lembrar também que a solução deve ser escoada até a interface que separa o líquido mais denso do menos denso, chegue próximo a torneira.
Catação: é o tipo de separação de misturas do tipo "sólido-sólido", onde as substâncias são separadas manualmente, com uma pinça, colher, ou outro objeto auxiliador.
Separação magnética: é, basicamente, um método baseado na utilização da força de atração que um ímã exerce sobre certos metais (principalmente materiais ferrosos), a fim de separá-los dos demais. 
Flotação: é um processo de separação de misturas sólidas que funciona da seguinte maneira: coloque a mistura dentro de um recipiente e adiciona-se a ela um líquido de densidade intermediária e que não dissolve nenhum dos componentes, após este processo o menos denso irá flutuar e o mais denso ficará no fundo do recipiente.
Destilação simples: é um processo que permite separar um líquido de um sólido ou de outro líquido, desde que a diferença na temperatura de ebulição dos componentes seja maior do que 80o C. Na destilação simples, o componente líquido contido no recipiente entra em ebulição ao sofrer aquecimento (quando se tratar de solução de sólido com líquido) e acaba passando para o condensador. Uma vez nesse recipiente, ele entra em contato com a superfície fria da câmara do instrumento e retorna ao estado líquido, passando, assim, para outro recipiente, na extremidade do condensador. Ao final, o sólido (ou líquido de TE alta) e o líquido ficam separados, em recipientes diferentes.
OBJETIVO
Separar os constituintes de uma mistura e testar as técnicas de separação.
MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais
Funil de decantação 
Suporte universal
Haste metálica
Béquer
Manta
Balão de vidro
Pérolas de vidro
Condensador
Rolha
Termômetro
Placa de petri
Papel de filtro
Funil de vidro
Centrífuga
Tubos de ensaio 
Pipeta de Pasteur
Funil de Buchner
Kitassato
Pisseta de água destilada
Bastão de vidro
Água destilada
Óleo
Sal
Limalha de ferro
Enxofre
Imã
Arroz
Feijão
Café
Areia
Pó de serra
Leite
Ácido acético
Carbonato de cálcio (CaCO₃)
3.2 Métodos
3.2.1 Filtração simples
No primeiro experimento, foi preparada uma mistura de água destilada+pó de café. Fez-se a montagem da equipe de filtração que consiste no funil de vidro, béquer, bastão de vidro e papel de filtro. A dobragem do papel de filtro foi em dobragem na forma de cone. Já estava preparado na bancada a montagem do suporte universal juntamente com a haste metálica. Foi colocado o funil de vidro juntamente com o papel de filtro no suporte+haste com um béquer embaixo para captar a parte líquida da filtração. O papel de filtro reteu a parte sólida, que ao ser adicionado água ficou úmida. A parte solúvel passou pelo papel de filtro e depositou-se no béquer.
3.2.2Decantação
No segundo experimento, foram adicionados alguns mL de água+óleo. Identificou-se a solução como sendo heterogênea e apresentando uma única fase, a fase líquida. A separação de misturas deu-se por meio de decantação, utilizando o funil de decantação. Foi colocada no funil a mistura heterogênea, introduzida no suporte universal+haste metálica, com um béquer embaixo para captar uma das fases líquidas da mistura. Após alguns minutos, o óleo por ser menos denso, flutua e a água por ser mais densa, decanta. Portanto, a água foi escoada e depositada no béquer, e o óleo reteve-se no funil de decantação. 
No terceiro experimento, foram adicionados em um béquer areia+água. Com o bastão de vidro, foram misturadas ambas e deixadas alguns minutos em repouso. Após o repouso, observou-se que a areia ficou submersa na água. Em outro béquer, foi entornado o líquido, ocorrendo assim, a separação do líquido do sólido.
3.2.3 Catação
No quarto experimento, foram misturados grãos de arroz e de feijão crus. Manualmente, foi feita a separação. Os grãos de feijão foram recolhidos ao invés de recolher os grãos de arroz, pois são maiores, logo, mais fáceis de separar do que se o processo fosse ao contrário. Porém, ao contrário também seria possível ocorrer esta separação.
3.2.4 Separação Magnética
No quinto experimento, já havia preparado em cima da bancada dentro da placa de petri, uma mistura de limalha de ferro+enxofre, e separado havia um pedaço de imã. Baseado na utilização da força de atração que um ímã exerce sobre certos metais (principalmente materiais ferrosos), foi possível ocorrer a separação da limalha de ferro do enxofre. 
3.2.5 Flotação
No sexto experimento, foram separados em dois béqueres areia e pó de serra. Em um único béquer foi feita a mistura de areia+pó de serra+água destilada. Após deixar um tempo em repouso, foram retirados uma pequena parcela de resíduos de pó de serra que ficaram em suspensão. Foi montada a equipe de filtração que consiste no funil de vidro, béquer, bastão de vidro e papel de filtro.3.2.6 Destilação simples
No sétimo experimento realizado com o professor, pode-se observar que foi feita uma mistura de sal+água destilada e depositados em um béquer. O sistema para destilação simples já estava montado na bancada, os quais consistiam em uma manta, com o balão de vidro, dentro do balão foi depositada a mistura feita anteriormente no béquer e adicionadas algumas perolas de vidro (para não haver uma ebulição tumultuosa) e tampado com uma rolha com um orifício no centro para a entrada de um termômetro. Com o aquecimento da mistura, o ar retido nas paredes das pérolas vai se soltando e a solução é aquecida por igual. O balão, foi conduzido ao condensador, e ao fim deste, foi colocado um béquer. Ao aquecer a mistura de água+sal no balão, quando a água atinge o ponto de ebulição, passa ao estado de vapor. Este, é conduzido ao condensador, onde volta ao estado líquido e é depositado ao béquer que encontra-se ao fim do mesmo.
3.2.7 Centrifugação
No oitavo experimento realizado com o professor, pode-se observar que foram feitas duas misturas. Uma delas foi leite+ácido acético a 12%. A outra, foi carbonato de cálcio+água destilada. Ambas foram depositadas em 4 tubos de ensaio, sendo dois disponibilizado para a primeira mistura e dois para a segunda. Havia na bancada uma centrífuga. Antes de serem adicionados os quatro tubos de ensaio na centrífuga, foi balanceado o peso antes, sendo colocados em lados opostos. Ficaram na centrífuga durante 5 minutos.
3.2.8 Filtração a vácuo
No nono experimento realizado com o professor, foi feito o mesmo procedimento da filtração simples. Porém, havia montado na bancada uma trompa d’água ligada a um kitassato. Realizou-se a filtração de areia+pó de serra+água destilada utilizando um funil de buchner com papel de filtro. A trompa d’água é um dispositivo que rarefaz o ar abaixo do filtro e força a passagem líquida.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram observados e anotados os resultados obtidos em cada um dos experimentos, que seguem descritos abaixo:
4.1 Filtração simples
Pode-se observar que com o liquido escoado no béquer, foram juntamente os compostos solúveis do café, deixando assim a água escura. É eficiente no que se diz respeito a separação do líquido e sólido e pouco eficiente em relação aos compostos solúveis do café que foram junto a água destilada.
4.2 Decantação
Foi observado que a água por ser mais densa que o óleo, ficou na parte inferior do funil de decantação e foi separada pela ação da gravidade, após a abertura da torneira. É eficiente, pois é possível separar os dois líquidos de uma mistura heterogênea.
4.3 Catação
No experimento realizado, foi observado que a separação é extremamente eficiente, pois foram facilmente separados ambos na placa de petri. Não ficou nenhum resíduo do feijão no arroz, nem vice-versa.
4.4 Separação magnética
Foi observado que a eficiência no experimento foi mediana, pois ao aproximar o imã da mistura, ele não captava somente a limalha de ferro, resíduos de enxofre eram captados junto. Visivelmente não foi captada toda limalha de ferro, restando um pouco da mistura na placa de petri.
4.5 Flotação
No experimento foi observado que a separação não é eficiente, pois não foi possível separar nenhum componente da mistura devido a vários fatores, um deles a vagareza com que a água escoava na filtração.
4.6 Destilação simples
A água ao entrar em ebulição começou a evaporar. Ao evaporar, havia 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, a água foi passada para o béquer, e sobrou o sal no balão de vidro. O ponto de ebulição chegou a 100ºC por causa do sal. Foi observado a extrema eficiência do experimento.
4.7 Centrifugação
Foi observado que nos dois tubos de ensaio que haviam a solução de carbonato de cálcio (CaCO₃)+água destilada haviam duas fases, precipitado embaixo e água turva em cima. Nos outros dois tubos de ensaio que haviam ácido acético+leite, também foram observadas duas fases, a caseína embaixo (mais denso) e a água em cima (menos denso). Realizar a centrifugação nada mais é do que acelerar o processo de decantação. Se o objetivo for separar rapidamente o sólido de um líquido, podemos submeter a mistura a uma centrífuga. Ela vai girando em alta velocidade e depositando no fundo as partículas sólidas, que são mais densas.
4.8 Filtração a vácuo
Foi observado que a filtração a vácuo é a operação de separação de um sólido de um líquido ou fluido que está suspenso, pela passagem do líquido ou fluido através de um meio poroso capaz de reter as partículas sólidas. Os materiais sólidos ficam retidos no filtro por terem partículas maiores do que a abertura dos poros do filtro e os líquidos por terem partículas menores passam pelos poros devido ao vácuo (pressão negativa) gerado pela bomba de sucção seguindo para o fundo do Kitassato. A filtração a vácuo e a filtração simples tem o mesmo processo físico, porém a vácuo é muito mais eficiente e rápido.
CONCLUSÃO
As misturas podem ser separadas por diferentes métodos de separação de misturas. Ao se escolher o método de separação deve-se considerar o estado físico dos constituintes da mistura, o número de fases e as propriedades das substancias que a compõem. Os seres humanos separam em seus constituintes as misturas existentes na natureza e preparam outras com as características necessárias para seus produtos, por meio de transformações. Para separar misturas homogêneas podemos utilizar os métodos de Destilação simples (sólido solúvel+liquido, liquido+liquido). Para separação de misturas heterogêneas quando todas as fases são sólidas podemos utilizar os métodos de catação, flotação e separação magnética. Quando pelo menos uma das fases não é sólida, podemos utilizar o método de filtração simples e a vácuo, decantação e centrifugação. Na mistura, não há reação química, por isso, podemos separar um sistema utilizando um processo físico. E por fim, deve-se ficar atento pois esses métodos de separação nem sempre garantem 100% da pureza do material.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
LISBOA, JULIO CEZAR FOSCHINI. Química, 1° ano: ensino médio- 1. ed. - São Paulo: Edições SM, 2010. - (Coleção ser protagonista)
FREITAS, R. G, Química: Geral e Inorgânica; Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico S/A-Industria e Comercio, 1978, p. 27
BACCAN, Nivaldo. Química analítica quantitativa elementar; São Paulo- Campinas: Edgard Blucher UNICAMP, 1992-1998, p. 30-40
PERUZZO, FRANCISCO MIRAGAIA, 1947 - Química na abordagem do cotidiano. 3. Ed. – São Paulo: Moderna 2003. 
RUSSEL, JOHN BLAIR, 1929 – Química Geral – 2. Ed. – São Paulo: Makron Books, 1994.
Disponível em: http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/separacao-de-misturas-conheca-os-diferentes-processos.htm
Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Separa%C3%A7%C3%A3o_de_misturas
Disponível em: http://www.algosobre.com.br/quimica/separacao-de-misturas.html
Disponível em: http://www.coladaweb.com/quimica/quimica-organica/separacao-de-misturas
Disponível em: http://www.infoescola.com/quimica/separacao-de-substancias-misturas/
Disponível em: http://www.quiprocura.net/separa_mistura.htm
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