04 EXPERIMENTO IV - Métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas

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Universidade Federal do Maranhão
Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia
EXPERIMENTO IV
Métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas 
São Luís – MA
2014
	
1-RESUMO
Neste experimento, desenvolve-se a prática acerca de alguns métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas através de atividades experimentais com as técnicas de filtração simples, decantação e cromatografia, tendo a finalidade de conhecer as mais variadas aplicações que estas técnicas podem ter laboratório, relacionando-as com outras técnicas de separação que se assemelham ou diferenciam-se de acordo com pesquisa das na literatura. 
2-INTRODUÇÃO
Amostras a serem analisadas geralmente consistem em complicadas misturas de diferentes componentes. Na natureza encontram-se misturas de substâncias não puras, o mesmo acontece quando no laboratório necessita-se preparar uma substância e para isso acaba se misturando diversas substâncias para gerar a que se procura, mas o inverso também acontece quando tem que separar substâncias para encontrar a que se necessita e é neste momento que se utiliza os métodos de separação de substâncias homogêneas e heterogêneas. Filtração, decantação, e cromatografia são alguns destes processos.
A operação para separar um sólido (geralmente fragmentado, ou “em pó”) de um líquido é chamada de filtração. Ela consiste em fazer a mistura atravessar um elemento filtrante, ou seja, um meio que contém orifícios ou canais muito pequenos: o líquido passa pelos orifícios, enquanto o sólido constituído por grãos maiores do que os orifícios, não consegue atravessá-los e fica retido. O meio filtrante mais comumente usado é uma folha de papel poroso, denominado papel de filtro, normalmente fabricado em forma circular ou retangular. 
O processo de decantação se dá pela separação de misturas heterogêneas, principalmente de misturas compostas por líquidos imiscíveis, baseando-se nas diferenças existentes entre as densidades dos componentes da mistura. Após uma dada agitação desta mistura em funil de decantação, tendo um determinado repouso, pode se obter a separação visual em fases das respectivas substâncias liquidas. 
A cromatografia pode ser conceituada como um método físico-químico de separação, no qual os constituintes da amostra a serem separados são particionados entre duas fases, uma estacionária, geralmente de grande área, e a outra um fluído insolúvel. A fase estacionária poderá ser um sólido ou um líquido, enquanto que a fase móvel poderá ser um fluído líquido, um gás ou um gás em condições supercríticas. Se a fase móvel for um líquido, a cromatografia será cromatografia a liquido ou cromatografia em fase gasosa. 
MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS
3- MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais
Almofariz; 	 Funil de decantação;
Giz; Hidrocores;
Béquer; Álcool comercial;
Água; Iodo;
Bastão de vidro; Filtro de papel;
Querosene; 
3.2 Métodos
3.2.1 Filtração
Moeu-se uma pequena quantidade de giz no almofariz. Colocou-se no béquer com 30 ml de água o giz, misturando-o com o bastão de vidro. Filtrou-se através de filtração simples a suspensão preparada.
3.2.2 Decantação
Adicionou-se 20 ml de querosene misturado com um grão iodo em um béquer de 50 ml. Transferiu-se para o funil de decantação e acrescentou 20 ml de água e em seguida agitou-se o funil. Após um tempo abriu-se a torneira do funil de deixou escoar a fase mais densa no béquer, depois se retirou a interfase em outro béquer, desprezando-a e depois escoou a fase menos densa em outro béquer.
3.2.3 Cromatografia
Escolheu-se 3 cores de hidrocor (preto, verde e laranja) e se traçou uma marcar circundando a barra de giz, 1 barra com cada cor. Colocou-se o álcool em com béquer e se colocou o giz dentro, sem deixar encostar a marca no álcool e tampou o béquer. Foi feito o mesmo procedimento com as fitas de filtro de papel.
4-RESULTADOS E DISCUSSÕES
FILTRAÇÃO
Triturou-se um bastão de giz no almofariz e adicionou-se 30 mL de água, com o auxílio do bastão de vidro realizou-se a mistura das substâncias. Utilizando um funil de vidro com papel de filtro, sucedeu-se com o método utilizado para separar o sólido de líquido. Verificou-se a passagem da água para o outro béquer, ficando retida toda a consistência do giz no papel de filtro. Visualmente não houve alteração na composição química dos elementos, acontecendo com sucesso a técnica de filtração simples. 
A filtração simples também é feita no cotidiano em casos de misturas entre sólidos e gases, é um processo lento, porém o que define sua eficiência é a porosidade do papel filtro. Além da filtração simples, quando uma filtração é muito demorada, pode-se realizar a filtração a vácuo, também chamada de filtração por pressão reduzida, que acelera o processo. Além destas existem a Filtração a quente, que através do aquecimento do produto a ser filtrado diminui a viscosidade tornando a filtração mais rápida, e a filtração a frio que se procede em temperaturas inferiores a ambiente, com o intuito de remover cristais de baixo ponto de fusão.
DECANTAÇÃO
	Em um béquer, adicionou-se um pequeno grão de iodo no estado sólido e misturou-se com 20 mL de querosene no estado físico líquido. Sendo a querosene de coloração incolor a amarelo pálido, a medida que o iodo se dissolvia, verificava-se uma acentuação da sua cor, ficando com uma tonalidade mais escura, semelhante ao marrom.
 	Na sequência adicionou-se a mistura em um funil de decantação juntamente com 20 ml de água, formando um par imiscível com duas fases, sendo a água a parte mais densa e iodo e querosene menos densa. Agitou-se a mistura, e se continuou a observar as duas fases. Verifica-se que o iodo é mais solúvel em querosene. A água apresenta um alto grau de polaridade, ou seja, é muito polar, enquanto que a querosene e o iodo não apresentam esse alto grau de polaridade. Embora tenha um certo grau de dissolução entre a água e o iodo, vale a regra que semelhante dissolve semelhante, então, o iodo tende a se dissolver na querosene, por serem os dois apolares.
	Deixou-se a mistura descansar por alguns minutos, e abriu-se a torneira do funil de decantação, estando destampado, colocando um béquer em baixo para recolher a parte mais densa escoada. Retirou-se a interfase em outro béquer, desprezando-a e deixou-se escoar a parte menos densa que era composta pelo iodo e querosene em outro béquer.   	Conseguiu-se separar efetivamente as misturas heterogêneas de líquido com líquido através do método de decantação com funil de bromo. Um processo mais rudimentar de decantação que também poderia ser utilizando seria o do sifão, que é um canudo colocado de forma que fique uma ponta em um recipiente vazio, e a outra, no meio da substância mais leve no outro recipiente iniciando-se o fluxo por sucção.
CROMATOGRAFIA
A fim de se fazer a análise cromatográfica, utilizou-se três bastões de giz branco e canetas hidrocores de cor preta, laranja e verde. Fez-se um traço acima de 1,5 cm de sua base. Após alguns minutos o giz é posto na posição vertical dentro de um béquer que contém álcool, tendo cuidado para que o álcool não toque a listra pintada, ficando até 1 cm da base do giz.
O álcool funciona como o eluente, e à medida que o eluente é absorvido, deveria ser observada a separação das cores iniciais do hidrocor em outras cores, mas foi não foi que aconteceu. Associou-se este fato à marca do hidrocor e a sua composição.
Repetiu-se o mesmo procedimento de cromatografia utilizando três faixas de papel filtro, realizando os riscos no papel com canetas hidrocores de outra marca. Colocaram-se as faixas de papelno béquer contendo o álcool como eluente, utilizando uma tampa de vidro para cobrir e evitar a rápida evaporação dele. Desta vez observa-se a separação das cores iniciais à medida que a faixa de papel absorve o eluente. O álcool funciona como fase móvel, agindo na migração diferencial dos componentes da mistura do hidrocor, que ocorre sobre uma fase fixa ou estacionária que é o papel. Os diferentes componentes da mistura da tinta do hidrocor constituem a fase móvel e eles são imiscíveis com a fase estacionária. 
Observa-se nas três faixas de papéis a separação das cores iniciais em suas cores que as compõem. Na cor verde, viu-se a separação de duas faixas, uma azul e outra amarela. A cor preta deu origem ao azul e ao roxo, e a cor laranja deu origem ao amarelo e vermelho. Por isso não se utiliza cores primárias para se realizar a cromatografia, pois são cores  que não podem ser decompostas em outras cores, sendo cores puras, ou seja, cores que não se conseguem com a mistura de outras cores.
A cromatografia é uma técnica quantitativa, tem por finalidade geral duas utilizações, a de identificação de substâncias e de separação-purificação de misturas.  A cromatografia em giz e papel pode ser classificada como cromatografia líquida sólida ou de adsorção. O giz e o papel representam a fase estacionária, enquanto o álcool a fase móvel. A cromatografia pode ser classificada de acordo com vários critérios, de acordo com o modo de separação, que pode ser por adsorção, por partição, por troca iônica e por afinidade.
5-CONCLUSÃO
A realização do experimento foi satisfatória, o objetivo de se mostrar métodos de separação de misturas foi alcançado. As misturas podem ser separadas por diferentes formas: filtração, decantação e cromatografia. Ao se escolher o método de separação, deve-se considerar o estado físico dos constituintes da mistura o número de fase da mistura e as propriedades das substancias que compõem a mistura. Conclui-se que a separação das medidas deve ser adequada ao tipo de mistura que se quer separar, homogênea ou heterogênea, sempre buscando a forma mais eficiente para esse processo. 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.
6-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HIGSON, Séamus. Química analítica/ Séamus Higson; [tradução Mauro Silva]. São Paulo: Mcgraw-Hill, 2009.
CONSTANTINO, Mauricio Gomes. Fundamentos de Química Experimental/ Maurício Gomes Constantino, Gil Valdo José da Silva e Paulo Marcos Donate. – São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2004.
DONATE, Paulo Marques. Fundamentos de Química Experimental – São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2004.
CIOLA, Remolo. Fundamentos de cromatografia a líquido de alto desempenho. HPLC/ Remolo Ciola- São Paulo: Edgard Blucher, 1998.
Portal Laboratório Virtual de Processos Químicos. Processos de separação: cromatografia. Disponível em: http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?Itemid=451&id=103&option=com_content&task=view> . Acesso em 18 de maio de 2014.