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UNIVERSIDADE TIRADENTES SUPERINTENDÊNCIA DE GRADUAÇÃO BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL E ENGENHARIA ELÉTRICA LINDYANE KELLY DA CONCEIÇÃO SANTOS WELLINGTON ARANHA JUNIOR RAÍ DE SANTANA ANDRADE LEONARDO SANTOS GAMA DECANTAÇÃO E FILTRAÇÃO (SEPARAÇÃO DE MISTURAS) ARACAJU, 2018 LINDYANE KELLY DA CONCEIÇÃO SANTOS WELLINGTON ARANHA JUNIOR RAÍ DE SANTANA ANDRADE LEONARDO SANTOS GAMA DECANTAÇÃO E FILTRAÇÃO (SEPARAÇÃO DE MISTURAS) Relatório, apresentado como requisito parcial para obtenção da Medida de Eficiência, do Curso de Engenharia Civil, Turma E03, Orientadora: Profª. Elina Bastos Camarão ARACAJU 2018 1 ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO--------------------------------------------------------------------- 03 2 OBJETIVOS--------------------------------------------------------------------------04 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA-----------------------------------------------------05 4 PARTE EXPERIMENTAL---------------------------------------------------------06 4.1 EQUIPAMENTOS E VIDRARIAS--------------------------------------07 4.2 REAGENTES---------------------------------------------------------------07 4.3 MÉTODOS------------------------------------------------------------------08 4.4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL----------------------------------08 4.4.1 FILTRAÇÃO SIMPLES---------------------------------------------08 4.4.2 FILTRAÇÃO A VÁCUO--------------------------------------------08 4.4.3 FILTRAÇÃO A QUENTE ------------------------------------------09 4.4.4 DECANTAÇÃO-------------------------------------------------------09 5 CONCLUSÃO-------------------------------------------------------------------------10 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS----------------------------------------------11 7 ANEXOS---------------------------------------------------------------------------------12-13 2 1. INTRODUÇÃO Mistura é a união de duas ou mais substâncias que não reagem entre si. As misturas são classificadas em Heterogêneas (apresentam mais de uma fase) e Homogêneas (apresentam uma fase). Em química, separações de misturas são utilizadas para decompor misturas de substâncias em um sistema qualquer nos dois ou mais componentes originais. É realizada para as mais diversas finalidades. A filtração simples é um processo de separação de misturas do tipo sólido/líquido desde que o sólido não seja miscível no líquido, ou seja, separar misturas heterogêneas do tipo sólido/ líquido. É uma técnica usada com dois propósitos principais. Primeiramente removem-se impurezas sólidas de um líquido, e após separa-se o sólido desejado da solução em que ele já foi precipitado ou cristalizado. A técnica de decantação simples é utilizada para separar misturas heterogêneas do tipo sólido/líquido desde que o sólido seja mais denso que o líquido. Ao realizar a decantação nem sempre é necessário usar papel de filtro para separar partículas insolúveis. Se as partículas forem grandes e pesadas o suficiente, é permitido deixar a solução decantar e derramar o líquido cuidadosamente de forma que não arraste as partículas sólidas que estão depositadas no fundo do frasco. . 3 2. OBJETIVOS Este relatório tem como objetivo descrever as atividades desenvolvidas em laboratório bem como sua finalidade. A prática experimental consistiu em aprender técnicas de decantação e filtração e suas aplicações. 4 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Os processos de separação de mistura estão presentes em várias situações do nosso dia como por exemplo, no café da manhã é comum o preparo de café passado, em construções são utilizadas peneiras para separar a areia do cascalho, catadores de lixo, muitas vezes, fazem a separação de resíduos para fins econômicos. Ao cozinhar feijão, primeiramente, é necessário separar as impurezas indesejáveis. Dessa forma, existe uma grande quantidade de processos de separação que estão envolvidos em ações simples do nosso dia a dia. Neste contexto, a separação de misturas utiliza as diferenças de propriedade dos componentes. Entre os principais tipos de separação de misturas estão: decantação, filtração comum e a vácuo, destilação simples e fracionada, que serão detalhadas a seguir. A decantação é uma técnica muito simples de separação, e baseia-se na diferença de densidade entre os componentes da mistura. (ATKINS e JONES, 2006). Além disso, é um método que abrange misturas heterogêneas de dois tipos: líquido e sólido e líquidos imiscíveis. Já o método conhecido como filtração é utilizado na separação de misturas heterogêneas, o qual baseia-se nas diferenças de solubilidade. O material da mistura que é solúvel se dissolve no líquido e passa pelo filtro, mas os componentes insolúveis ficam nele retidos (ATKINS e JONES, 2006). A filtração a vácuo, é utilizada para separar misturas de um líquido/sólido, quando o tamanho das partículas do sólido não é muito grande formando uma pasta, ocasionando entupimento dos poros do papel filtro, no caso de uma filtração comum. Além disso, uma das vantagens da utilização da filtração a vácuo é sua rapidez e eficiência. (FONSECA, 2010) 5 4. PARTE EXPERIMENTAL Os principais processos de separação utilizados no experimento foram: ●Filtração comum: Operação de separação de um sólido com um líquido no qual está suspenso, através do filtro que retém as partículas sólidas. Figura 1: Filtração Comum Fonte: http://www.splabor.com.br/processo-de-filtracao-separacao-de-misturas ●Filtração a vácuo: Forma mais rápida de efetuar uma filtração, utilizando um funil diferente, denominado funil de Buchner. Este funil é conectado a um equipamento de vidro denominado Kitassato, sobre o qual se aplica pressão reduzida. Figura 2: Filtração a Vácuo 6 Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/filtracao-vacuo.htm ●Filtração a quente: Reduz a viscosidade do líquido, a filtração através do filtro se torna mais eficaz. ● Decantação: Processo de separação de misturas heterogêneas com base na diferença de densidade e na imiscibilidade dos componentes da mistura. 4.1 EQUIPAMENTOS E VIDRARIAS • Suporte universal • Argola para funil • Funil • Béqueres de 150 ml • Bastão de vidro • Frasco lavador • Kitazato • Funil de Buchner (com rolha) • Pipeta Pasteur• Papel de filtro qualitativo • Tubos de centrífuga • Tubos de ensaio e estante • Centrífuga para 6 tubos • Bomba de vácuo 4.2 REAGENTES • Precipitado de BaSO4 em suspensão contendo CuSO4 • Solução de NaOH 0,5 M • Solução de FeCl3 a 1 % • Solução de NH4OH 1:1 • Solução de Al2(SO4)3 à 3 % • Água destilada • Hexano 7 4.3 MÉTODOS a) Filtração 1. Proceder a uma filtração comum. Agite o frasco contendo a suspensão de BaSO4 em CuSO4. Coletar 50 ml desta suspensão e filtrá-la usando filtro comum. 2. Proceder a uma filtração a vácuo: repetir o procedimento anterior porém filtrando com o funil de Buchner, usando o frasco Kitazato e bomba de vácuo. 3. Proceder a uma filtração a quente. Colocar num béquer 10 ml de solução de FeCl3. Adicionar 20 ml de solução de NaOH. Forma-se Fe(OH)3 que é um precipitado que deve ser filtrado a quente. FeCl3 + 3 NaOH → Fe(OH)3 + 3 NaCl Dobrar o papel de filtro em pregas e adaptá-lo num funil analítico. Aquecer a mistura, que contém o precipitado de Fe(OH)3, para diminuir a sua viscosidade. Aquecer o sistema (papel filtro + funil) antes da filtração, com água destilada em ebulição. b) Decantação 1. Separar por decantação simples o precipitado formado pela adição de 5 ml de NaOH a 5 ml de CuSO4 em um tubo de ensaio. Use uma pipeta Pasteur para retirar o sobrenadante. 2. Separar por decantação usando uma centrífuga o precipitado formado pela adição de 5 ml de NaOH a 5 ml de CuSO4 em um tubo de centrífuga. Use uma pipeta Pasteur para retirar o sobrenadante. 3. Separar por decantação simples uma mistura formada por 5 ml de hexano e 5 ml de água. Use uma pipeta Pasteur para retirar o sobrenadante. Identifique as duas fases formadas 4.4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 4.4.1 Filtração Comum Inicialmente, colocamos o papel filtro e o encaixamos no funil. Colocamos 50ml do precipitado BaSO4 em suspensão com CuSO4 em um tubo de ensaio. Essa solução tinha um aspecto esbranquiçado e com líquido azulado. Filtramos a solução utilizando o filtro de papel encaixado no funil. Filtramos a solução utilizando um bastão de vidro para ajudar no escoamento. 4.4.2 Filtração a Vácuo Repetimos o mesmo procedimento anterior, porém, utilizamos o papel filtro, funil de Buchner, o Kitassato e a trompa de vácuo para a filtração. Percebemos que esse processo foi mais rápido e o sulfato de bário que ficou retido no papel filtro era em maior quantidade que no processo 4.4.1 e o sulfato cúprico ficou dissolvido no Kitassato. 8 4.4.3 Filtração a Quente Misturamos uma solução de 10 ml de FeCl3 e 20 ml de NaOH em um Becker, formando o precipitado Fe(OH)3 que deve ser filtrado a quente. Antes disso, dobramos o papel filtro em pregas e adaptamos em um funil analítico. Colocamos a mistura em uma placa aquecedora, ao ficar bem quente, submetemos a filtração com papel filtro. 4.4.4 Decantação Adicionamos 5 ml de NaOH a 5 ml de CuSO4 em um tubo de ensaio e tiramos o sobrenadante como a pipeta pasteur. Logo após, colocamos o precipitado formado em um tubo de centrífuga e realizamos a decantação com uma centrífuga deixando agir por 5 minutos. E novamente tiramos o sobrenadante. Em seguida realizamos a mistura formada por 5 ml de hexano e 5 ml de água, fizemos a decantação e retiramos o sobrenadante. 9 5. CONCLUSÃO Concluímos que a filtração comum, consiste no método mais simples de se executar o processo de filtragem, para isso utilizamos somente o funil, o papel filtro e o recipiente, onde o papel filtro pode ser pregueado ou dobrado. É um processo lento, porém o que define sua eficiência é a porosidade do papel filtro, o processo de filtragem a vácuo, consiste em conectar uma bomba de vácuo na entrada do kitassato, diminuindo a pressão dentro do recipiente, fazendo com que o fluido adicionado no funil seja filtrado rapidamente. Este processo, dependendo da porosidade do papel filtro utilizado, pode ser considerado de alta eficácia, pela sua velocidade já a filtração a quente é eficiente, por reduzir a viscosidade do líquido, porém depende da solubilidade do produto, pois se a solubilidade for aumentada menos soluto será retido no filtro, sendo que este não é o efeito desejado. As diferentes formas de filtração, por mais simples e de pouca relevância que possam parecer, são em sua forma muito importantes para diversos experimentos garantindo uma filtração segura em relação ao tipo de solução aplicada. 10 6.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Dissolução fracionada, filtração e decantação. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/dissolucao-filtracao-decantacao.htm. Acesso em: 22/09/2018. Separação de misturas. Disponível em: http://educacao.globo.com/quimica/assunto/materiais-e-suas-propriedades/misturas-e-m etodos-de-separacao.html ; Acesso em: 22/09/2018. 11 ANEXOS 12 13
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