Relatório: Separação de misturas

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Engenharia Química
5261 – Laboratório de Química Geral e Inorgânica – Turma 003
Departamento de Engenharia Química
Relatório da Prática 4:Técnicas de separação e purificação de substâncias
Isabella Barros Souza – 107379
Karina Antunes Duarte – 110806
Rebeca Izabela Coutinho da Silva - 107910
Professor Fernando Carvalho
	
Maringá – PR
2018
Introdução
Muito comuns em indústrias e laboratórios de química, as técnicas de separação de substâncias abrangem diversas maneiras para se obter um único produto se aproveitando das diferenças químicas e físicas dos compostos envolvidos. Em se tratando de uma mistura entre sólidos e líquidos (mistura heterogênea), nos alicerçamos em duas principais formas de se obter o componente desejado, derivadas do processo de dissolução fracionada: a filtração e a vaporização (esta dividida em três vertentes, sendo estudadas nessa prática a evaporação e ebulição).
A filtração simples consiste na separação de uma mistura heterogênea, ou seja, que apresenta mais de uma fase, podendo se mostrar entre o meio gasoso e partículas sólidas ou ainda entre líquidos e resíduos sólidos que não possuem afinidade para a formação de uma solução, sendo a última a mistura analisada no experimento que envolve filtração. Realizada mais comumente através de um papel filtro, que retêm as partículas maiores permitindo apenas a passagem do líquido ou do ar, a filtração é também efetuada a vácuo por meio de uma pressão negativa, instalando ao sistema uma bomba de vácuo no intuito de acelerar o processo.
Já a evaporação trata-se do processo no qual um componente líquido de uma mistura homogênea entre líquido-solido, ou até menos entre líquido-líquido, ao ser submetido à temperatura ambiente, ou de menor valor que a de sua ebulição, fica sujeito a uma maior agitação das moléculas, caracterizando a passagem deste, de maneira gradual e lenta, para o estado gasoso, restando aquilo que buscamos como produto. Outro caso é a ebulição, caracterizada pelo aumento manual da temperatura do sistema através de aquecimento, a qual favorece o processo, garantindo uma maior velocidade em sua realização e, assim, menor tempo para a conclusão do experimento. Ao se fornecer energia térmica para o conjunto, é perceptível o aumento proporcional da energia cinética das moléculas, aumentando a superfície de contato do líquido com o calor, facilitando o processo de vaporização.
Discorrendo sobre os experimentos realizados neste capitulo, temos que a mistura heterogênea submetida ao processo de filtração simples é constituída por água destilada + areia. A areia se resume em um conjunto de grânulos provenientes de rochas desgastadas, sendo, portanto, de origem mineral, composta em sua em sua maioridade por dióxido de silício.
Enquanto isso, no experimento envolvendo a separação das misturas homogêneas, foi utilizada uma solução de água destilada + sal (cloreto de sódio, ou mais popularmente conhecido como sal de cozinha). O sal consiste em uma molécula inorgânica, caracterizada por ser uma substancia cristalina e, neste caso, branca, que se ioniza facilmente em agua, possibilitando a formação de uma única fase.
O objetivo do experimento tem como base a separação de componentes, tanto em uma mistura homogênea, quanto em uma heterogênea, além da analise percentual da composição de areia e sal presentes no experimento, esta aferida antes e depois da realização do experimento, visando o aprendizado.
Procedimentos
Ver páginas 19, 20 e 21 do material de Laboratório de Química Geral & Inorgânica.
Resultados
Foram aferidas as massas dos materiais utilizados no experimento, os valores obtidos encontram-se nas tabelas 1 e 2.
Tabela 1: Massa dos materiais utilizados no experimento 01
	Materiais
	Massa (g)
	Sal
	2,000 ± 0,001
	Areia
	3,000 ± 0,001
	Béquer
	33,280 ± 0,001
	Béquer com sal + areia
	38,280 ± 0,001
	Vidro de relógio
	63,080 ± 0,001
	Papel filtro pregueado
	0,900 ± 0,001
	Vidro de relógio + Papel filtro pregueado
	63,980 ± 0,001
Tabela 2: Massa dos materiais utilizados no experimento 02
	Materiais
	Massa (g)
	Cápsula
	48,420 ± 0,001
	Vidro de relógio
	28,020 ± 0,001
	Cápsula + Vidro de relógio
	76,440 ± 0,001
Após os procedimentos, previamente descritos no experimento 01, para a transferência da mistura para o funil, coletamos o volume do filtrado em uma proveta de 100 ml e os resultados se encontram na tabela 3.
Tabela 3: Volume de filtrado na proveta
	Mistura
	Volume (mL)
	Filtrado da mistura entre H2O + Sal + Areia
	100,0 ± 0,5
Após a realização do procedimento “h“, aguardou-se cinco dias para a aferição da massa do conjunto: papel filtro pregueado + areia + vidro de relógio. O valor registrado é descrito na tabela 4.
Tabela 4: Massa do conjunto Papel filtro pregueado + Areia + Vidro de relógio
	Conjuto
	Massa (g)
	Papel filtro pregueado + Areia + Vidro de relógio
	67,040 ± 0,001
Comparando os resultados descritos nas tabelas 1 e 4, vê se que a massa de areia recuperada no experimento foi de 3,060 ± 0,001 g. É possível chegar a este número subtraindo a massa do conjunto: papel filtro pregueado + areia + vidro de relógio (M2), da massa do conjunto: papel filtro pregueado + vidro de relógio (M1). Substituindo M1 e M2 na equação MAreia = M2 – M1, onde MAreia é a massa de areia recuperada após a prática, temos:
67,040 ± 0,001 - 63,980 ± 0,001 = 3,060 ± 0,001 g
Portanto, pela equação do erro percentual: . Onde “X” corresponde a massa de areia aferida após o experimento e “Xi” refere-se a massa de areia medida antes do início da prática. Para o experimento 01, obtivemos o seguinte resultado:
A partir do resultado é possível perceber que ocorreram erros durante o experimento que, somados, contribuíram para o aumento na massa de areia recuperada após a prática realizada. Erros que podem ser atribuídos a falta de calibração correta das vidrarias utilizadas, ou ao manuseio incorreto das mesmas, além da probabilidade de dissolução parcial do sal na água (havendo partículas do mesmo junto à areia) e a possível contaminação do objeto trabalhado, visto que esse ficou exposto por cinco dias.
O experimento 02 teve como objetivo a separação do filtrado obtido após o experimento 01. Para a prática foi recolhida uma alíquota de 10 ± 0,5 mL que serviu como parâmetro para toda a solução. Após os procedimentos “f“, “g“ e “h“, determinou-se a massa do conjunto: cápsula + Vidro de relógio + resíduo (sal). Os resultados aferidos encontram-se na tabela 5.
 Tabela 5: Massa do conjunto Cápsula + Vidro de relógio + resíduo (sal)
	Conjunto
	Massa (g)
	Cápsula + Vidro de relógio + Resíduo (sal)
	76,540 ± 0,001
Comparando os resultados relatados nas tabelas 2 e 5, vemos que a massa de sal recuperada após a prática foi de 0,100 ± 0,001 g. Este resultado pode ser obtido através da seguinte equação: MSal = M2 – M1, onde M1 é a massa do conjunto: cápsula + vidro de relógio e M2 refere-se a massa do conjunto: cápsula + vidro de relógio + resíduo (sal). Sendo assim, temos:
76,540 ± 0,001 g + 76,440 ± 0,001 g = 0,100 ± 0,001 g 
É importante ressaltar que este valor corresponde a alíquota de 10 ± 0,5 mL, para obter a massa de sal presente no filtrado (100,0 ± 0,5 mL) é necessário realizar uma regra de três simples, conforme a relação: , onde “X” corresponde a massa de sal presente no filtrado. Portanto: 
Com este resultado é possível calcular o erro percentual para o experimento 02. Utiliza-se a equação do erro percentual, previamente descrita, porém, neste caso, X corresponde a massa de sal do filtrado e Xi refere-se a massa de sal aferida antes do experimento. Portanto, temos:
Assim, vemos que o primeiro experimento foi melhor executado que o segundo, apenas analisando o percentual de erro. Dentre os possíveis fatores que geraram erro neste experimento estão os itens discutidos para o experimento 01, mas pode-se destacar que o próprio experimento 01 pode ter influenciado aexatidão do experimento 02, por ter antecedido o mesmo, e apresentado o erro percentual (2%). Ademais, há a probabilidade de os erros terem acontecido entre os experimentos, ou até mesmo durante a ebulição da água do filtrado . Após o processo de filtração a areia, que deveria ser totalmente separada do restante da mistura, provavelmente misturou-se ao filtrado na proveta, afetando, assim, grandezas como a massa e o volume e causando erros nos cálculos.
Conclusão
Em se tratando dos experimentos realizados, pode-se depreender que é possível separar os componentes de misturas homogêneas e heterogêneas, além de determinar a composição percentual de uma mistura de sal e areia. O objetivo foi alcançado, haja vista o aprendizado adquirido durante os métodos a respeito dos instrumentos utilizados e procedimentos realizados. 
Referências bibliográficas
[1] Laboratório de Química Geral e Inorgânica; Centro de Ciências Exatas – DQI – Departamento de Química, Maringá/PR, ano 2011, págs. 19, 20, 21.
[2] DA SILVA, G. V. J.; CONSTANTINO, M. G.; DONATE, P. M.; Fundamentos de Química Experimental; Editora da Universidade de São Paulo, ano 2004.
[3] TRINDADE, D. F.; DE OLIVEIRA, F. P.; BANUTH, G. S. L.; BISPO, J. G.; Química Básica Experimental; Editora Cone; 5a edição.