Relatorio Separação de Mistura

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OBJETIVO: Aplica técnicas para separação de misturas heterogêneas e homogêneas, verificando suas vantagens e desvantagens, assim como, onde e quando devemos utiliza-las.
SUMARIO
INTRODUÇÃO 4
MATERIAIS E REAGENTES 5
METODOLOGIA OU PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 7
RESULTADOS E DISCUSSÕES 8
CONCLUSÕES 9
ANEXOS 10
REFERÊNCIAS E BIBLIOGRÁFIAS 22 
1. INTRODUÇÃO
A maioria das substâncias que utilizamos é encontrada na natureza misturada a outras.
Mistura é a junção de duas ou mais substâncias diferentes cuja a estrutura não se altera.
Para separar os elementos de uma mistura devemos verificar que tipo de mistura é. Existem dois tipos: Homogênea e Heterogênea. Homogênea é uma solução que apresenta uma única fase. Heterogênea pode apresentar duas ou mais fases.
No dia-a-dia, é comum realizar separações de misturas, como por exemplo, uma filtração simples, ao passarmos o café, observamos que a borra (a parte sólida) é retirada no coador, e a parte líquida está a cafeína que consumimos. Existem vários métodos de separação.
2. MATERIAIS E REAGENTES
2.1 MATERIAIS UTILIZADOS 
Condensador 
Funil de decantação 
Béquer 600ml e 100ml
Erlenmeyer
Papel de filtro 
Funil de Buchner
Manta de aquecimento 
Termômetro 
Centrífuga 
Bomba à vácuo 
Funil simples 
Tubos de ensaio 
Proveta 10ml e 25ml 
Suporte universal 
Garra 
Balança semi-analítica 
Mangueira de látex 
Balão de fundo redondo 
Torneira 
2.2 REAGENTES 
Suspensão de carbono de cálcio 
Solução de sulfato de cobre 
Ácido acético 1M
CaSo4 
H2O
Álcool 
Leite 
Pérolas de vidro 
Óleo
3. METODOLOGIA OU PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
As separações de misturas são constituídas por duas ou mais substâncias puras, podendo ser simples ou compostas. Para realizar a separação de misturas, é necessário aplicar técnicas ou métodos especiais para cada caso.
Métodos utilizados na aula:
Filtração simples- Foi dobrado o papel de filtro e colocado no funil, após foi adicionado 25 ml de suspensão de carbonato de cálcio em um béquer. Depois foi efetuada a filtração simples da suspensão. No final da filtração a fase sólida ficou retida no papel filtro e a fase líquida passou através do funil. O procedimento foi realizado em 9 minutos e 12 segundos.
Filtração a vácuo – após encaixar o papel filtro adequadamente foi adicionado aproximadamente 25 ml de suspenção de carbonato de cálcio em um béquer, foi ligada a bomba e efetuada a filtração da suspenção a fase sólida ficou retida no papel filtro e a fase liquida passou através do funil. O procedimento foi realizado em 19 segundos.
Centrifugação – Foi adicionado em um tubo de ensaio 5ml de leite e algumas gotas de ácido acético diluído, colocado na centrifuga por 3 minutos após retirar observou –se a separação, 2 fases soro e leite.
Separação líquido-líquido (Decantação) - Foi colocado o funil de decantação (com a torneira fechada) no suporte universal após foi aberto a torneira e recolhido o liquido mais denso.
Destilação simples- Foi montada a aparelhagem com termômetro, proveta, balão de fundo chato, Erlenmeyer, condensador, manta elétrica. Colocado aproximadamente 50ml de uma solução de sulfato de cobre no balão de fundo chato adicionado algumas pérolas de vidro dentro da solução, aquecido lentamente efetuando a destilação. 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Filtração Simples
Na suspenção de carbonato de cálcio, a fase sólida que ficou retida no papel de filtro era composta pelo carbonato de cálcio que estava em suspensão na água, e a mesma foi filtrada através do papel de filtro e assim pode-se obtê-la filtrada no béquer, este processo demorou 9minutos e 12segundos.
Filtração a vácuo
O resultado foi o mesmo obtido no processo de filtração simples, porém o tempo que o processo demorou foi extremamente menor, ocorreu em 19 segundos.
Centrifugação
Depois de retirarmos o tubo de ensaio da centrifuga pode-se notar a separação da fase solida, mais densa, no fundo do tubo e a fase liquida, menos densa, sobreposta à fase solida.
Decantação
A água por ser mais densa que o óleo ficou na região inferior do funil de decantação e foi separada pela própria ação da gravidade, após abrirmos a torneira do funil.
Destilação Simples
Na destilação simples, tínhamos aproximadamente 50ml de solução de sulfato de cobre e 20ml de álcool. Para podermos separar estes líquidos, os mesmos deveriam ter seus pontos de ebulição diferentes. O primeiro a chegar em seu ponto de ebulição foi o álcool em cerca de 76ºC, assim passou para o seu estado gasoso, ao chegar no condensador voltou para o seu estado liquido, conseguimos obter 17 ml do mesmo, ou seja, 85% de aproveitamento. E posteriormente a água também chegou em seu ponto de ebulição na faixa de 98ºC, também passando para o seu estado gasoso e ao chegar no condensador voltou a seu estado original. E o sulfato de cobre permaneceu no fundo do balão. 
5. CONCLUSÕES
Através desses experimentos realizados no laboratório obtivemos o conhecimento que as misturas podem ser separadas por diferentes métodos de separação e para se escolher um desses métodos deve-se considerar o estado físico dos constituintes da mistura. Para separar misturas homogêneas podemos usar os métodos da destilação simples (sólido-líquido), liquefação fracionada (gás-gás) destilação fracionada (líquido-líquido), evaporação (sólido-líquido) e aquecimento simples (gás-líquido). Já para separação de misturas heterogêneas quando todas as fases são sólidas podemos usar ventilação, levigação, catação, flotação, separação magnética, fusão fracionada, dissolução fracionada, peneiração, cristalização fracionada ou tamisação. Quando uma das fases pelo menos não é sólida podemos utilizar a decantação, sedimentação, funil de decantação (líquido-líquido), sifonação, filtração, centrifugação, câmara de poeira, sublimação. Ao final da separação dessas substâncias, como na mistura não há reação química, foi observado que podemos separar as substâncias utilizando um processo físico sem alterar a composição das mesmas. 
 
6. ANEXOS
6.1 Técnicas de Separação de Misturas
6.1.1 Filtração 
A filtração é um método de separação de misturas heterogêneas, que se baseia na passagem da mistura por um filtro. Existem dois tipos de filtração: a comum e a vácuo.
A filtração é um método físico de separação de misturas heterogêneas, quando temos um sólido disperso em um líquido ou gás. Basicamente, passa-se a mistura heterogênea por um filtro, isto é, um material poroso, no qual ficam retidas as partículas sólidas suspensas, a parte líquida ou gasosa atravessa o filtro.
Existem dois tipos de filtrações, veja como é feita cada uma em laboratório e como elas são usadas no cotidiano e em indústrias:
6.1.1.1 Filtração Comum:
Usa-se um papel de filtro convenientemente dobrado em quatro, formando um cone, como na imagem abaixo:
O papel de filtro é colocado em um funil de filtração do tipo comum, então, com a ajuda de um bastão de vidro, a mistura heterogênea é despejada no funil. No papel de filtro ficam retidas apenas as partículas que não estavam dissolvidas na parte líquida.
Esse líquido pode ser constituído por mais de uma substância,mas se as partículas dissolvidas forem muito pequenas, formando uma solução verdadeira, cujas partículas dispersas têm o diâmetro menor que 1 nm (10-9 m), ou soluções coloidais, que possuem as partículas suspensas entre 1 e 1000 nm, então, elas não ficarão retidas pelo filtro. Somente com técnicas químicas será possível separar esses tipos de misturas.
Um exemplo muito comum de filtração realizada no cotidiano é quando preparamos café. O coador retém as partículas sólidas do café e extrai substâncias solúveis no pó de café.
Outros dois exemplos são:
O filtro de água usado em casa;
Em estações de tratamento de água e esgoto, a água passa por filtros de areia e grades que impedem a passagem de peixes, plantas e detritos.
Além disso, a filtração comum também é feita no cotidiano em casos de misturas entre sólidos e gases. Veja alguns exemplos:
6.1.1.2 Filtração a Vácuo: 
Quando uma filtração é muito demorada, pode-se realizar a filtração a vácuo, também chamada de filtração por pressão reduzida, que acelera o processo.
Em laboratório, esse tipo de filtração é realizado usando-se um funil de Buchner feito de porcelana que tem o fundo perfurado.
Coloca-se o papel de filtro sem dobrar no funil de Buchner, que é posto sobre um kitassato. O kitassato, por sua vez, é acoplado por uma mangueira a uma trompa de água, que arrasta parte do ar da parte inferior do kitassato, criando uma região de baixa pressão dentro dele. Assim, quando passamos a mistura pelo funil de Buchner, ela é submetida a uma sucção, em razão da diferença de pressão. Com isso, a filtração ocorre rapidamente.
6.1.2 Centrifugação
A centrifugação é um método de separação de misturas que se baseia na diferença de densidade entre os seus componentes.
Geralmente, quando temos dispersões grosseiras de um sólido misturado a um líquido, como no caso da areia misturada com água, basta deixar o recipiente em repouso e esperar que, pela ação da gravidade, o sólido que é mais denso que o líquido se deposite no fundo. Esse método de separação é chamado de sedimentação.
A centrifugação é usada para acelerar esse processo ou para separar soluções coloidais, em que as partículas do sólido ficam dispersas no líquido e não se sedimentam. Para tal é usado um equipamento chamado de centrífuga, mostrado abaixo:
Na centrífuga, colocamos um tubo de ensaio contendo a mistura que se quer separar e, então, ligamos o aparelho, que começa a rotacionar de forma bem acelerada. A velocidade de ultracentrífugas, que são centrífugas bem mais potentes, pode chegar a 60 000 rpm (rotações por minuto), o que gera forças centrífugas até 750 000 vezes mais intensas que a da gravidade. A força centrífuga (daí o nome do processo) empurra o sólido para o fundo do recipiente, enquanto que a parte líquida fica límpida na parte de cima.
Essa técnica é usada principalmente em laboratórios para separar proteínas e ácidos nucleicos (DNA, RNA) das soluções e até mesmo para separar frações do sangue. Nesse fracionamento do sangue pela centrifugação são obtidos os seus principais componentes, que são: concentrado de hemácias (parte do sangue que contém os glóbulos vermelhos), concentrado de plaquetas (parte sólida do sangue) e plasma (parte líquida do sangue).
Veja abaixo como ficou uma amostra de sangue depois de ser colocada em uma centrífuga:
6.1.3 Destilação
A destilação é o processo de separação de misturas homogêneas mais empregado em laboratórios de Química. Essa técnica baseia-se na diferença de pontos de ebulição entre as substâncias que compõem a mistura. Existem dois tipos desse processo: a destilação simples e a destilação fracionada. A aplicação de cada um depende do tipo de mistura que se deseja separar.
6.1.3.1 Destilação Simples
No caso de misturas do tipo sólido-líquido, costuma-se utilizar a destilação simples. Um exemplo é a separação de uma mistura de água e sal:
A mistura é colocada no balão de fundo redondo e aquecida. O ponto de ebulição da água é bem menor que o do sal, por isso ela entra em ebulição primeiro. O vapor da água sobe e passa para a outra vidraria que está conectada ao balão, isto é, ao condensador. Esse equipamento possui uma mangueira acoplada a ele que permite a passagem da água vinda da torneira por suas paredes. Assim, ao entrar em contato com as paredes internas do condensador que estão resfriadas, o vapor liquefaz-se (condensa-se), voltando para a fase líquida. A água líquida é recolhida na outra extremidade com um erlenmeyer ou um béquer, enquanto o sal permanece no balão de fundo redondo. O esquema da aparelhagem utilizada nesse processo pode ser visto a seguir:
6.1.3.2 Destilação Fracionada
A destilação fracionada costuma ser utilizada para separar misturas do tipo líquido-líquido. Porém, essas misturas não podem ser azeotrópicas, os seja, , esse tipo de mistura não pode se comportar como uma substância pura durante o processo de ebulição. Isso significa que todos os componentes da mistura entrariam em ebulição ao mesmo tempo, sendo assim, a destilação não iria funciona.
A destilação fracionada consiste em colocar entre o balão de fundo redondo e o condensador outra vidraria que funciona como um obstáculo para a passagem dos vapores. Esse equipamento costuma ser a coluna de fracionamento. Isso é necessário porque os líquidos entram em ebulição em temperaturas próximas.
Assim, imagine uma mistura formada por água e álcool. Este entra em ebulição primeiro (cerca de 79ºC) e começa a subir, mas, a 100ºC, a água também evapora. O álcool vence os obstáculos da coluna de fracionamento, pois a temperatura já está superior ao seu ponto de ebulição, enquanto o vapor de água não os vence e retorna para o balão.
6.1.3.3 Destilação na Produção de Álcool
O caldo de cana fermentado passa por um processo de destilação dos alambiques. Esse processo pode ser repetido, e o resultado são bebidas com teores mais elevados de álcool. Alguns exemplos de bebidas destiladas são a cachaça, uísque, conhaque, rum e tequila.
As partes de um alambique assemelham-se na ordem e na funcionalidade às peças que constituem um aparelho para destilação simples em laboratório. A fornalha corresponde, por exemplo, ao bico de Bunsen que aquece a mistura; o tacho de aquecimento corresponde ao balão de fundo redondo; a serpentina de resfriamento, ao condensador; e o recipiente coletor do álcool, ao béquer.
6.1.3.3 Destilação no Refino do Petróleo
O petróleo bruto consiste em uma mistura complexa de hidrocarbonetos, além de pequenas quantidades de nitrogênio, oxigênio e enxofre. O petróleo é levado para as refinarias onde passa por uma destilação fracionada para a obtenção de suas frações, ou seja, não se obtém cada substância pura, mas sim grupos com um número menor de compostos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos que possuem massas molares próximas.
Cada fração entra em ebulição em determinadas faixas de temperatura, assim, a torre de destilação usada nas refinarias de petróleo possui uma fornalha na parte de baixo onde é colocado o petróleo, que é aquecido a cerca de 400ºC. A torre possui vários pratos ou bandejas que apresentam temperaturas diferentes. Assim, as frações formadas por compostos de menores massas molares têm os pontos de ebulição menores e vão subindo até chegar ao prato que possui a temperatura em que eles se condensam, quando são recolhidos. Já as frações de maiores pontos de ebulição ficam no fundo do recipiente no estado líquido ou nas bandejas de níveis menores.
6.1.4 Decantação
Quando uma mistura heterogênea é deixada em repouso, o sólido ou o líquido mais denso sedimenta-se, e o líquido que ficou na parte superior pode ser separado por decantação.
A decantação é um método físico usado para separar misturas heterogêneas que podem ser de dois tipos: (1) líquido- sólido e (2) líquidos imiscíveis.
No primeiro caso, considere uma mistura heterogênea de água e areia. Se a deixarmos em um recipiente em repouso por certo tempo, a ação da gravidade fará com que as partículas dosólido sofram uma sedimentação, ou seja, depositem-se no fundo do recipiente, separando-se da água.
Assim, basta realizar uma decantação para separar o barro da água. A decantação consiste em simplesmente transferir com cuidado o líquido que ficou na parte de cima para outro recipiente. Esse processo é ilustrado na imagem a seguir:
Observe que um tipo de decantação é a sifonação, que é feita com o uso de um sifão ou uma mangueira que realiza a sucção da parte líquida, transferindo-a para outro recipiente.
Esse exemplo mostra que a sedimentação e a decantação “andam de mãos dadas”, por assim dizer, pois precisamos primeiro realizar a sedimentação para depois decantar.
Um exemplo muito importante do uso desse processo de separação de misturas ocorre nas Estações de Tratamento de Água (ETA). Na floculação, que é a etapa anterior, adicionam-se à água que será tratada substâncias coagulantes, como o sulfato de alumínio (Al2(SO4)3), que forma flocos com as partículas de sujeira da água. Para separá-los, a água vai para os decantadores onde esses flocos sedimentam-se ou afundam pela ação da gravidade. O lodo gelatinoso que se acumula no fundo dos tanques é periodicamente removido pela parte inferior. Na parte superior, a água, praticamente sem flocos, transborda para outros tanques menores e menos profundos para seguir com as outras etapas do tratamento.
Um inconveniente do uso dessa técnica de separação de misturas é o tempo que muitas vezes leva para o material particulado sedimentar-se. Assim, para resolver esse problema, em laboratórios, costumam-se utilizar centrífugas, que são aparelhos onde se coloca a mistura em um tubo parecido com um tubo de ensaio, mas fechado, submetendo-a a uma rotação com uma velocidade muito alta. A inércia faz com que as partículas que são mais densas que o líquido sejam “arremessadas” para o fundo do tubo.
Para separar os componentes de misturas heterogêneas formadas por líquidos imiscíveis, como água e o óleo, por exemplo, a decantação também pode ser usada. No entanto, em laboratório, ocorre um tipo de decantação especial que utiliza uma vidraria chamada de funil de bromo ou funil de separação, como o mostrado a seguir:
O funil de bromo possui uma espécie de “torneirinha” na parte inferior e, na parte superior, uma abertura que pode ser fechada com uma tampa. A mistura de líquidos imiscíveis, que é colocada pela parte de cima com a torneira fechada, é bastante agitada e deixada em repouso. Visto que os líquidos possuem densidades diferentes, a água, que é mais densa que o óleo, fica totalmente separada na parte de baixo.
Assim, abrimos a toneira, deixando a água escoar para outro recipiente. Depois que a água é totalmente decantada, fechamos a torneira, e o óleo fica separado no funil de bromo.
6.2 Quadro Resumo dos Métodos de Separação de Misturas
Misturas Homogêneas
	MÉTODO
	PROCESSO
	Destilação Simples (Sólido + Líquido)
	Por aquecimento, só o líquido entra em ebulição, vaporiza-se e a seguir condensa-se, separando-se do sólido
	Destilação Fracionada (Líquido + Líquido)
	Por aquecimento, os líquidos vaporizam-se e a seguir condensam-se, à medida que vão sendo atingidos seus pontos de ebulição
	Liquefação Fracionada (Gás + Gás)
	Por resfriamento da mistura, os gases se liquefazem separadamente, à medida que vão sendo atingidos os seus pontos de ebulição.
	Aquecimento Simples (Gás + Líquido)
	Por aquecimento abaixo do ponto de ebulição do líquido, ó gás dissolvido é expulso.
Misturas Heterogêneas
	MÉTODO
	PROCESSO
	Catação (Sólido + Sólido)
	Os fragmentos são catados com a mão ou pinça
	Ventilação (Sólido + Sólido)
	Separação do componente mais leva por corrente de ar.
	Levigação (Sólido + Sólido)
	Separação do componente mais leva por corrente de água.
	Dissolução Fracionada (Sólido + Sólido)
	Separação por meio de um líquido que dissolve apenas um componente.
	Separação Magnética (Sólido + Sólido)
	Apenas um componente é atraído pelo ímã.
	Fusão Fracionada (Sólido + Sólido)
	Separação por aquecimento da mistura até a fusão do componente de menor ponto de fusão.
	Cristalização Fracionada (Sólido + Líquido)
	Adiciona-se um líquido que dissolva todos os sólidos. Por evaporação da solução obtida, os componentes cristalizam-se separadamente.
	Peneiração ou Tamisação (Sólido + Sólido)
	Os componentes estão reduzidos a grãos de diferentes tamanhos.
	Sedimentação
	Separação de duas ou mais camadas devido a diferentes densidades.
	Decantação (Sólido + Líquido)
	Após a sedimentação a fase líquida é escoada.
	Filtração (Sólido + Líquido)
	Separa a fase líquida ou gasosa da sólida por meio de uma superfície porosa.
	Centrifugação (Sólido + Líquido)
	Decantação acelerada por uma centrífuga.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Filtração – Método de Separação de Misturas"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/filtracaometodo-separacao-misturas.htm>. Acesso em 20 de setembro de 2017.
[2] FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. “Filtração – Método de Separação de Misturas"; Alunos Online. Disponível em <http://alunosonline.uol.com.br/quimica/centrifugacao-metodo-separacao-misturas.html>. Acesso em 20 de setembro de 2017.
[3] Só Biologia, Quadro resumo dos métodos de separação de misturas. Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/materia18.php>. Acesso em 20 de setembro de 2017.
[4] FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas.	"Decantação"; Mundo Eduacação. Disponível em <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/decantacao.htm>. Acesso em 20 de setembro de 2017.
[5] MARTINS, Lucas.	"Destilação simples"; Info Escola. Disponível em <http://www.infoescola.com/quimica/destilacao-simples/>. Acesso em 21 de setembro de 2017.
[6] SOQ Portal de Química, Misturas. Disponível em: <http://www.soq.com.br/conteudos/ef/misturas/>. Acesso em 21 de setembro de 2017.