Relatório Experimental - Aula 02 - SEPARAÇÃO DE MISTURAS

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IFPR - INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ– CAMPUS IRATI
LICENCIATURA EM QUÍMICA - 1º ANO 
PROFESSOR - ANDRÉ BENTO
QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL
 
RELATÓRIO AULA LABORATÓRIO: 
SEPARAÇÃO DE MISTURAS
26/03/2018
BIANCA FERNANDA BORA,
CAMILA COLTRO DA SILVA, 
DEYVID VINICIUS GOBOR,
 IAGO BATAGLIN,
 VANESSA ZIMMERMANN PALUCH, 
RICHARD RAFAEL MATTOZO.
IRATI/2018
Introdução
Mistura é um sistema formado por duas ou mais substâncias puras, chamadas componentes. 
As misturas podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas. A diferença entre elas é que a mistura homogênea é uma solução que apresenta uma única fase enquanto a heterogênea pode apresentar duas ou mais fases. Fase é cada porção que apresenta aspecto visual uniforme. 
Existe uma diferença entre solução e composto, as soluções não têm composição fixa como a dos compostos, ou seja, as quantidades de cada elemento presentes nas soluções podem variar e estar em qualquer proporção. 
Exemplos de misturas homogêneas: as águas salgadas, o ar, apresentam uma única fase. A água do mar contém, além de água, uma quantidade enorme de sais minerais. O ar é uma mistura de nitrogênio e oxigênio que apresenta aspecto homogêneo. 
Exemplos de misturas heterogêneas: água e óleo, granito. A água e o óleo não se misturam, sendo assim, é um sistema que apresenta duas fases e cada uma é composta por uma substância diferente. O granito é uma pedra cuja composição é feita por uma mistura heterogênea de quartzo, feldspato e mica, podemos ver pela diferença de cor de cada pedra.
Filtração 
A filtração é um processo físico de separação de misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido ou gás-sólido. Como o próprio nome indica, utiliza-se um filtro (um material poroso) para reter as partículas sólidas, separando-as do líquido ou do gás. Existem dois tipos de filtração: a filtração simples ou filtração comum e a filtração a vácuo.
Filtração simples: Em laboratório, um papel de filtro, que possui formato de círculo, é dobrado ao meio duas vezes, ficando dividido em quatro partes, conforme mostra a figura a seguir. O papel pregueado aumenta a área de superfície de filtração, acelerando o processo. Se a parte que interessa é o resíduo sólido que fica retido no papel de filtro, é possível dobrá-lo ainda mais para deixá-lo ainda mais pregueado:
 
Papel de filtro dobrado na forma de cone
O papel de filtro é então colocado em um funil simples de vidro de haste longa. Com o auxílio de um bastão de vidro, a mistura é transferida. Enquanto as partículas sólidas ficam retidas no filtro, o líquido passa pelos poros e é recolhido em outro recipiente que fica posicionado logo abaixo da haste do funil.
Esquema de filtração comum que é feita em laboratório
No cotidiano, esse método é usado para coar o café, na limpeza da água pelo filtro caseiro e também nas estações de tratamento de água e esgoto quando a água passa por filtros de areia e grades que impedem a passagem de peixes, plantas e detritos. Isso revela que o filtro usado pode ser constituído de vários tipos de materiais, de acordo com o que se deseja filtrar. O carvão ativado é um exemplo de componente usado para filtrar misturas. 
Além disso, há vários exemplos de filtros usados no cotidiano para separar partículas sólidas de gases. Por exemplo, o aspirador de pó possui um filtro que separa a sujeira do ar, e as chaminés das indústrias possuem filtros que impedem que partículas de poeira sejam lançadas para a atmosfera juntamente aos gases produzidos.
Exemplos de filtração no cotidiano
Filtração a vácuo: A diferença é que se aplica um vácuo (baixa pressão) dentro do recipiente que coletará a solução filtrada, o que faz com que haja uma sucção que acelera o processo.
O esquema a seguir mostra a aparelhagem que é usada na filtração a vácuo, também chamada de filtração a pressão reduzida. Esse tipo de filtração utiliza o papel de filtro na forma original de círculo dentro do funil de Buchner (um funil bem maior e pesado, feito de porcelana e que contém vários furinhos como se fosse uma peneira). Esse funil é acoplado ao kitassato com uma borracha que impede a entrada de ar dentro dele. Uma mangueira acoplada a uma trompa de água puxa o ar de dentro do kitassato, diminuindo, assim, a pressão dentro dele. Desse modo, quando se passa a mistura por esse sistema, a diferença de pressão leva à sucção da parte líquida e deixa o sólido no papel de filtro praticamente seco.
Objetivo
Existem substancias e misturas, um dos objetivos da aula foi observar a diferença entre eles, preparar alguns exemplos dos mesmos e aprender técnicas de separação de misturas e utilizá-las durante a prática.
Materiais utilizados
CaCO3, carbonato de cálcio
Centrífuga
 Termômetro
CuSO4. 5H2O, sulfato de cobre pentahidratado
 Tela de amianto
 Papel de filtro
Álcool pigmentado
 Suporte universal
 Funil de decantação
Enxofre, S
 Garras
 Funil de Buchner
Clorofórmio, CHCl3
 Manta aquecedora
 Espátula
Solução 5% de iodo, I2
 Kitassato 
Pérolas de vidro
Solução 5% de sulfato de cobre pentahidratado
 Béquer 
Balão de destilação
Leite 
Funil analítico
 Tripé de ferro
Solução de ácido acético diluída
 Almofariz e pistilo
 Proveta
Pipetas graduadas de 10 mL
 Trompa de vácuo
 Bastão de vidro
Condensador
 Argola
 Erlenmeyer
Procedimento Experimental
Filtração simples e a vácuo
Pesado 3,0028 g de CuSO4 e dissolvido em 10ml de H2O destilada (Filtração simples).
– Adicionado a solução filtrada NaOH(aq) lentamente, sob agitação até iniciar a precipitação.
– Colocado em banho de gelo e prosseguido com a adição de NaOH(aq) até cessar a precipitação.
– Filtrado em Buchner.
– Transferido totalmente o sólido para o funil por adição de pequenas quantidades de água gelada.
– Lavado o sólido no funil com pequenas porções de água gelada, mantendo o vácuo ligado.
– Deixado o sólido secando sob vácuo por alguns minuto e recolhido em recipiente adequado.
Funil de decantação
Colocado o funil de decantação no suporte universal. Colocado a solução de iodo no funil até 1/5 do volume. Adicionado um volume igual de clorofórmio. Agitado e deixado em repouso. 
Obs: O clorofórmio se acumula na parte inferior do funil, enquanto a água fica na parte superior. Aberto lentamente a torneira e recolhido o clorofórmio num béquer, deixado apenas a água no funil. O clorofórmio extraiu o iodo da água, por isso, ficou com coloração violeta.
Destilação simples
Com um funil e uma proveta, foi colocado, aproximadamente, 100 mL de uma solução de CuSO4 e 5H2O no balão de fundo chato. Para evitar superaquecimento, foram colocadas dentro algumas pérolas de vidro. Aberto, com cuidado, a entrada de água do condensador. Aquecido lentamente o balão, tomando o cuidado de anotar a temperatura no início da ebulição bem como no término. Quando a solução atingiu o ponto de ebulição, a água passa para o estado gasoso e vai para o condensador, onde volta ao estado líquido. 
Dissolução fracionada
Misturado 2, 999 g de enxofre com 6,0010 g de CuSO4 e 5H2O sólido num almofariz. Triturado com o pistilo até obter um pó bem fino. Colocado num béquer uma porção da mistura pulverizada. Adicionado água para dissolver o sulfato de cobre, pois o enxofre não é solúvel em água. Filtrado a solução em funil comum.
Obs: O filtrado teve cor azul.
Centrifugação
Colocado, em um tubo de ensaio, 5,0 mL de leite (com o auxílio de uma pipeta) e algumas gotas de ácido acético diluído. Observado a precipitação da caseína do leite. Colocado o tubo numa centrífuga, juntamente com um segundo tubo contendo igual quantidade de água (para equilibrar o conjunto).Centrifugado por 3 minutos e retire os tubos de ensaio.
Resultados e Discussões
Por que a solução de NaOH deve ser adicionada lentamente e sob agitação?
Como NaOH é uma base forte, a reação pode ser extrema e espirrar, por isso se deve ter o cuidado adicionando lentamente e sob agitação.Por que se deve lavar o precipitado com água gelada após filtrá-lo em Buchner?
Para obter uma maior quantidade de filtrado sólido, assim evitando perdas. De outra maneira não seria possível lavar o recipiente e filtrar a mistura novamente.
Por que se usou água gelada? Poderia ser usado outro solvente? Qual? E a que temperatura?
Para minimizar perdas durante a lavagem. Não poderia ser usado outro solvente, neste caso apenas água gelada, pois não vai alterar as propriedades da mistura.
Por que se usou banho de gelo no final da precipitação?
Com o banho de gelo, irá diminuir a temperatura e diminuir a energia cinética das moléculas, portanto estabilizando a precipitação, e proporcionando um resfriamento mais rápido, pois a velocidade de resfriamento tem um papel determinante no tamanho dos cristais, pois com um resfriamento lento permitiria a formação de cristais maiores.
A solução aquosa de iodo é marrom; por que após adicionar clorofórmio e agitar, esta solução fica quase incolor enquanto o clorofórmio antes incolor torna-se violeta?
Como o iodo não é muito solúvel em água, sua concentração em uma solução aquosa não é muito grande, portanto a cor não se altera. O iodo é bastante solúvel em clorofórmio, por isso a cor da solução é muito mais forte e violeta.
Qual a fórmula do clorofórmio? E do iodo?
 CHCl3 - clorofórmio ou tricloreto de metano.
I2 - iodo.
Como se apresenta o iodo em solução aquosa? E em clorofórmio? Por que?
O iodo é uma molécula apolar, com baixa solubilidade em água, é muito mais solúvel em solventes apolares como clorofórmio. Então, quando é misturado clorofórmio com uma solução aquosa de iodo, quase todo o iodo será extraído pelo clorofórmio. É o principio das extrações liquido-liquido para separar ou purificar substâncias.
Como você separaria uma mistura de amido e açúcar? E uma mistura de água e acetona?
A primeira seria separada através do método de dissolução fracionada, usando a água como solvente. A segunda usaria o método da evaporação, porque a acetona possui ponto de ebulição mais baixo que o da água. Isso se o objetivo fosse somente isolar a água, pois a acetona seria perdida. Se o objetivo fosse recuperar ambas as substâncias usariam a destilação simples, pois quando o vapor da acetona passasse pelo condensador ele seria liquefeito e poderia ser guardado em recipiente.
Conclusão
Cada processo de separação de misturas é adequado para cada caso. Uma vez conhecendo–os, eles serão praticados de maneira correta, quando necessários.
A filtração simples é um processo que se usa quando se quer separar líquidos de sólidos. A filtração a vácuo é utilizada quando uma filtração mais eficiente é necessária, quando a fase sólida consegue absorver líquido. Quando há duas substâncias sólidas de coeficientes de solubilidade diferentes em um determinado solvente, pode-se utilizar a dissolução fracionada. O funil de decantação é utilizado para separar líquidos que não são miscíveis. Já a destilação é utilizada para separar misturas líquidas homogêneas. A destilação é usada quando substâncias têm pontos de ebulição diferentes. A centrifugação é utilizada quando é difícil separar misturas heterogêneas, usa-se a força centrífuga para evidenciar as fases.
REFERÊNCIAS: 
ATKINS, P. W.; JONES, Loretta (Autor). Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 965 p. ISBN 8536306688.
 CENTRIFUGAÇÃO. Disponível em: <http://www.ufmt.br/bionet/conteudos/01.09.04/centrif.htm> Acesso em: 09 de abril de 2018.
ELETROMAGNISTMO. Disponível em: <http://www.mspc.eng.br/elemag/eletrm0260.shtml> Acesso em: 09 de abril de 2018.
FILTRAÇÕES. Disponível em: <http://www.fcf.usp.br/Departamentos/FBF/Disciplinas/Farmacotecnica/instrumentos/PAPEL1.htm> Acesso em: 09 de abril de 2018
FILTROS. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Filtra%C3%A7%C3%A3o> Acesso em: 09 de abril de 2018
FUNIL DE BUCHNER. Disponível em: <http://wapedia.mobi/pt/Funil_de_B%C3%BCchner> Acesso em: 09 de abril de 2018
FUNIL DE BUCHNER. Disponível em: <http://www.infopedia.pt/$funil-de-buchner> Acesso em: 09 de abril de 2018
MISTURAS. Disponível em: <http://www.algosobre.com.br/quimica/separacao-de-misturas.html> Acesso em: 09 de abril de 2018
QUÍMICA GERAL. Disponível em: <http://www.mspc.eng.br/quim1/quim1_053.asp> Acesso em: 09 de abril de 2018
SEPARAÇÃO DE MISTURAS. Disponível em: <http://www.algosobre.com.br/quimica/separacao-de-misturas.html> Acesso em: 09 de abril de 2018,
TIPOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURA. Disponível em: http://www.grupoescolar.com/materia/tipos_de_separacao_de_materiais.html Acesso em:> 09 de abril de 2018