2º RELATÓRIO - Separação de Misturas e Solubidade das Substâncias - 9,3

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL
PROFESSORA: ANDRÉA FERRAZ
RELATÓRIO DE EXPERIMENTO
“SEPARAÇÃO DE MISTURAS E SOLUBILIDADE DAS SUBSTÂNCIAS”
Alunos: Audenor dos Santos Ribeiro Júnior 
 Bruno Rafael da Silva Santos
 Paulo Marcelo Mudo
Turma: Engenharia Elétrica 2012.2 
Data: 14/01/2013
Juazeiro-Bahia
INTRODUÇÃO TEÓRICA
É comum em nosso dia a dia misturarmos ingredientes (suco, café com leite, bolo), por outra via é comum também no universo químico separar “ingredientes”, mas usual afirmando: substâncias, heterogêneas ou homogêneas, intercalando estados físicos líquidos, gasosos e sólidos. Dessa maneira faz-se necessário a obtenção das mesmas em seu estado mais puro possível, para atingir resultados corretos e eficientes em pesquisas e experiências. Em Química, separações de misturas são utilizadas para separar substâncias em um sistema qualquer nos dois ou mais componentes originais. É realizada para as mais diversas finalidades, da química analítica à engenharia química ou de petróleo. Dentre os métodos, alguns, por mais que pareçam ter pouca utilidade, são essenciais em processos de mineração ou análises farmacêuticas. [1]. Diversas técnicas então existem para tal fim como: Filtração, Peneiração, Decantação, Centrifugação, Evaporação, Catação, Sublimação, Levigação, Dissolução simples e fracionadas, Destilação Simples e Fracionada e Separação magnética.
Elementos inexcluiveis de uma mistura simples são: Soluto e Solvente, em um exemplo bem didático como água com açúcar ou sal, a água é o solvente e o açúcar é o soluto, observamos que a água permanece em seu estado original liquido enquanto que o açúcar desaparece perdendo a propriedade sólida formando com a mesma um aspecto homogêneo, assim solvente é uma substância que solve outra permanecendo em seu estado físico comum enquanto que o soluto é uma substância que se dissolve em outra mudando seu estado físico, por fim solubilidade é em tese uma mistura saturada, ou seja, o máximo que uma substancia se dissolve em outra a uma certa temperatura. 1. Propriedade do que é solúvel. 2. Propriedade que possui uma substância de poder dissolver-se noutra. 3. Concentração do soluto presente em uma solução saturada. [2].
OBJETIVOS
Aprender a utilizar as técnicas mais simples de separação de substâncias e usar o conceito de solubilidade nelas separadas, verificando e analisando se os resultados estão compatíveis com o conceito padrão.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Material Utilizado
Vidrarias
2 Béquers de 100 mL.
1 Béquer de 50 mL.
Proveta de 50 mL.
Vidro de Relógio
Bastão de Vidro
Equipamentos
Garra para funil
Funil
Estufa
Suporte Universal
Chapa de Aquecimento
Papel Filtro
Pinça Metálica
Imã
Capsula de Porcelana
Banho de Gelo
Balança Analítica
Mistura Heterogênea
Areia Lavada
Limalha de Ferro
Cloreto de Sódio
Dicromato de Potássio
Reagente
Água Destilada
Procedimento
A experiência consistia em separar uma mistura heterogênea contendo: Dicromato de Potássio, Cloreto de Sódio (Sal), Limalha de Ferro e Areia Lavada. Realizamos a pesagem de todos os materiais uteis aos cálculos, dividimos esse experimento em seis etapas:
Etapa 1: Dissolução Fracionada 
Inicialmente adicionou-se 10 mL de água ao béquer de 100 mL com a mistura que vamos nomina-lo de béquer 1, aqueceu-se o mesmo até quase a ebulição, separando assim os Solutos (Cloreto de Sódio e Dicromato de Potássio) da mistura bruta (Areia Lavada e Limalha de Ferro), também foi aquecido um béquer de 50 mL contendo 10 mL de água destilada.
Etapa 2: Filtração A 
Durante o aquecimento preparamos a estrutura para a Filtração A, fixando o funil e introduzindo o papel filtro, com a mistura aquecida realizamos a primeira filtração transferindo a mistura para outro béquer de 100 mL, o béquer 2, utilizamos os 10 mL de água destilada aquecidos ao béquer 1 para ser utilizado o máximo da mistura, pesamos a mesma e anotamos o resultado. A primeira filtração resultou na separação do Dicromato de Potássio com o Cloreto de Sódio da Areia com a Limalha de Ferro.
Etapa 3: Separação Magnética
Retiramos o papel filtro apoiamos sobre o vidro de relógio e colocamos para secar, após a secagem pesamos o conjunto e realizamos a separação magnética. Separando assim a Limalha de Ferro da Areia Lavada, realizamos as pesagens e anotamos o resultado.
OBS: Após a etapa 3 continuaramos o relatório como se tivesse ocorrido, ou seja o que esperaríamos que acontecesse, foi utilizado uma quantidade superior a indicada para o Dicromato de Potássio não possibilitando o termino da experiência.
Etapa 4: Precipitação 
Pesamos o Béquer 2 contendo o Dicromato de Potássio e o Cloreto de Sódio e o colocamos em banho gelo e esperamos precipitar.
Etapa 5: Filtração B
Após a precipitação, filtramos novamente a mistura contendo agora somente o Dicromato de Potássio e o Cloreto de Sódio, transferindo-a para o béquer 1 de 100 mL já lavado, utilizando outro papel filtro, apoiamos o mesmo no vidro de relógio e colocamos para secar na estufa, após a secagem transferimos o Dicromato de Potássio para a capsula de Porcelana, fez-se a pesagem e anoutou-se o resultado.
Etapa 6: Evaporação
Por fim tínhamos agora o Cloreto de Sódio e a água que estavam no béquer 1, para separar o mesmo foi aquecido e esperamos a água evaporar, restando apenas o Cloreto de Sódio, Pesamos o mesmo e anotamos o resultado.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A solubilidade como já foi mencionado é o máximo que uma substância se dissolve em outra a uma dada temperatura, nosso intuito então além de separar a mistura é o de medir essa solubilidade em comparação a padrão, assim inicialmente faz-se necessário à quantificação de todas as substâncias da mistura e a pesagem dos materiais utilizados. Apresentamos então as massas dos mesmos.
Tabela 1: Massa dos materiais.
	Nº
	MATERIAL
	MASSA (g)
	1
	Béquer 1 de 100 mL com a Mistura
	47,6751 g
	2
	Béquer 2 vazio
	34,9537 g
	3
	Capsula de Porcelana
	92,8938 g
	4
	Vidro de Relógio
	28,8917 g
	5
	Papel de Filtro 1
	0,8873 g
	6
	Papel de Filtro 2
	0,8981 g
A necessidade da eficiência e a realização dos cálculos conduzem também a termos os valores em gramas de cada substância utilizada na mistura.
Tabela 2: Massa das Substâncias das Misturas.
	Nº
	SUBSTÂNCIA
	MASSA (g)
	1
	Areia Lavada
	5,0 g
	2
	Limalha de Ferro
	1,0 g
	3
	Cloreto de Sódio (NaCl)
	1,0 g
	4
	Dicromato de Potássio ()
	1,0 g
Como já foi mencionado acima não foi possível concluir o experimento, não obtendo então a separação do Dicromato de Potássio com o Cloreto de Sódio, dessa maneira não podemos realizar os cálculos que seriam comparados com o padrão que seriam:
Gráfico 1: Densidade e Solubilidade dos Solventes.
Densidade do Cloreto de Sódio: 2,165 g/cm³ - Solubilidade do Cloreto de Sódio: 35,6 g/100 mL(25ºC)
Densidade do Dicromato de Potássio: 2,676 g/cm³ - Solubilidade do Dicromato de Potássio: 4,9 g/100 mL(25ºC)
Observando o gráfico e os dados concluímos que o Cloreto de Sódio (NaCl) tem densidade menor e solubilidade maior que a do Dicromato de Potássio ().
Concluindo-se essa discussão, o que se pode calcular são os rendimentos das substâncias utilizadas na mistura que foram separadas, esses cálculos são importantes e fundamentais para obter os resultados da solubilidade que iriamos obter. Assim fizeram-se os cálculos das massas restantes, subtraindo-se a massa dos mateiras com a substância separada da massa do material vazio, após calculamos o rendimento dessa tal substancia pela seguinte fórmula: 
[ R = MR x 100% ]
 MI
(R: Rendimento / MR: Massa Restante / MI: Massa Inicial)
As subtrações realizadas estão apresentadas na tabela 3.
Tabela 3: Massa das Substâncias.
	
Nº
	
MATERIALMASSA DO MATERIAL COM A MISTURA (g) 
-- MASSA DO MATERIAL (g)
	
R (g)
	
1
	Limalha
de Ferro
	Béquer 1+Limalha de Ferro – Béquer 1
	
1,0361 
	
	
	39,7311 – 38,6950
	
	
2
	Areia
Lavada
	Papel Filtro 1+Areia+Vidro – Papel Filtro 1–Vidro
	
5,3791
	
	
	35,1581 - 29,7790
	
Gráfico 2: Rendimento X Massa Restante.
A tabelas e o gráfico nos mostram que os rendimentos foram acima do esperado, não positivos, esperava-se ou sempre espera-se que o rendimento seja inferior a 100 %, contrariamente o rendimento da limalha de ferro foi de 107,582 % e o da areia lavada foi de 103,61, e massas respectivamente 5,3791 g e 1,0361 g, para tal fato inusitado subtende-se que a pesagem dos materiais e substâncias ou quantidade inicial das substancias estavam incertos.
CONCLUSÕES
Concluímos e provamos que é possível realizar a separação de substâncias sejam elas heterogêneas ou homogêneas, separando solido-solido ou solido-liquido, utilizando técnicas mais simples, a água como solvente universal auxiliou particularmente essa experiência por ter essa característica possibilitando a separação dos solutos das demais substâncias existentes, por não termos concluído o experimento não significa que ele é impossível, o motivo já foi explicado anteriormente, a temperatura também é um fator fundamental para as etapas do experimento, pois ela é necessária, dependendo da substância que queira separar, para a conclusão do experimento. Não foi possível realizar o cálculo da solubilidade dos solutos, onde faríamos uma comparação com a solubilidade real, porém nosso trabalho não foi em vão, realizamos o rendimento da massa da areia e da limalha de ferro, que por sinal não foi o que realmente se esperava, mas também não foi distante do ideal, por fim em análise geral a experiência resultou na ampliação de nossos conhecimentos sobre solubilidade de substâncias e maior habilidade prática nas técnicas de separação.
REFERËNCIAS
[1] Separação de Misturas, Wikipédia: Enciclopédia Livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Separa%C3%A7%C3%A3o_de_misturas
Acessado em: 14 jan. 1993.
[2] HOUAISS, Dicionário Online da Língua Portuguesa. Disponível em: <http://200.241.192.6/cgibin/houaissnetb.dll/frame?palavra=solubilidad>
Acessado em: 14 jan. 1993.
QUESTÕES
Não, nenhuma substância tem o grau de pureza de 100%.
O primeiro método utilizado foi o da Dissolução Fracionada, esse método é utilizado para separar sistemas heterogêneos de dois ou mais sólidos, quando apenas um dos componentes se dissolve em um dado solvente.com um dos componentes dissolvido, é possível separar-se o outro componente. Esse método apresenta alta eficiência, porém, não pode ser utilizado se todos os componentes da mistura forem solúveis no solvente utilizado; o segundo método foi à Separação Magnética, em que se utiliza um campo magnético para separar duas substâncias, esse método apresenta também bom rendimento, com o pesar de que só pode ser utilizado para separar uma substância metálica de uma não metálica; a Filtração, que é utilizada para separar um sólido de um fluido, tem uma boa eficiência como método de separação, um dos pesares desse método é a perda de uma pequena parte do resíduo da filtração, no caso em particular a areia, que fica no material usado como filtro, no caso o papel de filtro. E por fim a Evaporação, nesse processo o líquido é aquecido até evaporar, deixando assim o soluto, seu grande inconveniente é a perda da parte líquida.
Coeficiente de solubilidade pode ser definido como a quantidade de um soluto necessário para saturar um solvente a uma determinada temperatura. Os coeficientes de solubilidade do cloreto de sódio e do dicromato de potássio em água a 0°C são respectivamente, 35,6g/100 ml e 4,9/100ml, como o coeficiente de solubilidade aumenta conforme aumenta a temperatura, ao se resfriar a solução aquosa de dicromato de potássio e cloreto de sódio, era esperado o aparecimento de corpo de fundo do dicromato de potássio, visto que esse possui coeficiente de solubilidade menor que o cloreto de sódio.