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p. 1 Match Educacional 2021 Gabarito comentado Separação de Misturas Tutora: Larissa de Oliveira Questão 1 d) 4 Essa é uma questão interdisciplinas entre química e biologia. Para entendermos essa questão, é necessário compreender as reações químicas e processos biológicos envolvidos em cada uma das etapas. Etapa 1: moagem da cana O objetivo da moagem é extrair o caldo da cana, que ocorre por meio de pressão mecânica, separando-o do bagaço (fibra). Etapa 2: lavagem do bagaço O objetivo da lavagem do bagaço é diluir alguma quantidade de sacarose que ficou adsorvida nas fibras da cana, de forma a otimizar a extração da sacarose da cana. Etapa 3: Hidrólise da celulose Aqui já começamos a falar um pouco de processos químicos e biológicos. A hidrólise é uma reação onde ocorre quebra de uma substância pela ação da água. No caso da celulose, hidrolisamos para obtermos moléculas de glicose, que é a unidade monomérica da celulose. A celulose é um polissacarídeo encontrada na parede celular de células vegetais, sendo um polímero de glicose. Devido a isso, conseguimos extrair açúcar do caldo da cana. Etapa 4: Fermentação do caldo Essa é a etapa em que adquirimos o etanol combustível. A fermentação é um processo químico-biológico anaeróbico em que moléculas de glicose são quebradas em etanol e gás carbônico. O objetivo da fermentação, biologicamente, é fornecer energia às células. p. 2 Match Educacional 2021 Logo, por ser a etapa onde o etanol é produzido, é a resposta da questão. Etapa 5: destilação da mistura A destilação, sabemos, é um processo de separação de mistura homogênea onde a separação das substâncias ocorre por meio das diferenças de ponto de fusão e de ebulição. Nesse processo, a destilação é utilizada para separar o etanol combustível do caldo para posteriormente ser utilizado como biocombustível. Questão 2 e) Resíduo 4. O início da separação das substâncias presentes na farinha de linhaça começa com a adição de éter etílico com posterior agitação. Devemos saber que o éter etílico é uma substância apolar e, portanto, é utilizado como solvente para substâncias apolares. Isso quer dizer que o éter etílico é imiscível em água, mas é miscível em gordura (óleos). Após a mistura, filtramos a solução. Aqui, temos dois extremos: Resíduo 1 e extrato etéreo (fase orgânica). Sabendo que o éter se mistura com óleo, após a filtração, o óleo de linhaça estará no extrato etéreo. Aqui, também ajuda saber que o éter e o óleo são moléculas orgânicas. Agora, na etapa da destilação, devemos saber que o ponto de ebulição do éter é muito baixo em relação a qualquer óleo. Para lembrar disso, lembre-se que quando você vai colocar o óleo para esquentar para realizar alguma fritura, ele não evapora. Logo, o destilado é o éter e o resíduo é o óleo de linhaça. Questão 3 c) floculação e separação magnética. A floculação é um processo em que um coagulante é adicionado à água para captar partículas de interesse, formando flocos facilmente removíveis. Esse processo ocorre quando o LCC interage com o petróleo, formando agregados. A segunda etapa do processo é a separação magnética (imantação), em que se é utilizado um ímã para separar compostos que são atraídos magneticamente dos que não são. Nesse caso, foram incorporadas nanopartículas magnéticas ao LCC para posterior uso da imantação. Questão 4 b) destilação. A destilação é um método de separação de misturas homogêneas em que a separação ocorre por diferenças nos pontos de fusão e ebulição dos componentes da mistura. Como o etanol é mais volátil que a água em uma certa concentração (dado da própria questão), a destilação é o processo mais indicado para separar o álcool da água. O álcool é o destilado. Questão 5 a) decantação. O texto explicita que, após a adição de reagentes, o cálcio e o magnésio formam substâncias menos solúveis que as anteriores, ou seja, se depositam na água. Portanto, a melhor maneira de separar essas substâncias e obter a água pura é a decantação, que é simplesmente deixar a gravidade agir e esperar os sólidos se depositarem. p. 3 Match Educacional 2021 Questão 6 a) filtração, com o uso de filtros de carvão ativo. O tratamento de água apresenta muitas etapas, cada uma com sua finalidade. Durante o tratamento, é realizada uma filtração que utiliza filtros de carvão ativo, cujo principal objetivo é eliminar as moléculas orgânicas da água. Questão 7 d) 2 e 5. No tratamento de água, a presença de odor está intimamente relacionada à presença de moléculas orgânicas* e, portanto, a etapa que elimina esse odor é a mesma responsável por eliminar as moléculas e matéria orgânica da alta: a filtração por carvão ativado (etapa 2). Além disso, durante o tratamento, é importante garantir que a água não possua agentes patogênicos e bactericidas. Para isso, o cloro (poderoso agente desinfetante) utilizado para garantir essa esterilização. *Para quem é do Rio de Janeiro, especialmente das regiões assistidas pela CEDAE, lembra (ou ainda sente) o gosto e o odor semelhante a barro nas águas provenientes do sistema de distribuição. Existem evidências de que a razão disso é a presença da geosmina (uma molécula orgânica). Questão 8 e) álcool e tinta corante – destilação. A destilação é um processo de separação de misturas homogêneas cuja base é a diferença dos pontos de ebulição entre as substâncias. O ponto de ebulição do álcool é aproximadamente 78˚C, enquanto o da tinta corante ultrapassa os 100˚C. Dessa forma, como tinta e álcool se misturam, a destilação seria o método mais adequado para separar esses componentes. Questão 9 d) filtração, decantação e destilação. Filtração p. 4 Match Educacional 2021 Com a filtração, separaríamos os líquidos da areia. Logo, a areia já estaria separada e restaria a mistura de querosene e solução aquosa de açúcar. Decantação A decantação também possibilita a separação entre líquidos. O critério é a diferença de densidade. Logo, em um funil de decantação (ou funil de bromo), a solução aquosa de açúcar cairia no recipiente (bécher) enquanto a querosene permaneceria no funil. Destilação A destilação seria a última etapa, utilizada para separar a água do açúcar. Como o ponto de ebulição da água é menor que o do açúcar, a água evapora e é coletada num frasco (Erlenmeyer), tornando-se o destilado. Enquanto isso, os cristais de açúcar permanecem no balão. p. 5 Match Educacional 2021 Questão 10 d) 52 01: Errado A destilação é um processo de separação de misturas homogêneas. 02: Errado Misturas homogêneas que apresentam pontos de ebulição muito próximos não podem ser separadas por destilação. 04: Correto Os íons sódio e cloro advêm do NaCl, logo, como o ponto de ebulição da água é menor, a água deverá estar no destilado e os íons sódio e cloro no balão. 08: Errado Se a separação for eficiente, o destilado apresentará teste negativo tanto para cloro quanto para sódio. 16: Correto A solução do recipiente 1 é onde permanece os componentes com o maior ponto de ebulição, portanto, é onde permanecerá o cloro e o sódio. 32: Correto A nomenclatura está correta. Questão 11 e) decantaçãoe destilação fracionada. Como C é imiscível com A e B, o primeiro procedimento seria realizar uma decantação, onde o líquido ou a mistura de líquidos mais denso irá ser separado do restante. Após isso, a mistura A e B deve ser passada por uma destilação fracionada, devido as diferenças de volatilização. Questão 12 a) decantação. Há sólidos mais densos que o petróleo misturado a ele, logo, a decantação é a melhor alternativa para uma primeira separação, pois os sedimentos sólidos se depositarão ao fundo da solução líquida de petróleo. Questão 13 c) realizar uma destilação simples para separar a água do acetato de etila. Antes de discutir a questão, vale ressaltar que a alternativa da letra A também é possível. O acetato de etila, por ter uma pressão de vapor maior que da água, evaporaria. Porém, a questão traz a informação de que o acetato de etila não pode ser descartado diretamente no meio ambiente e a evaporação também é uma forma de descartar um resíduo tóxico no meio ambiente, apesar de ser de forma gasosa e não diretamente em ralos de pias de laboratório. Porém, ao realizar a destilação simples (diferenças de pressão de vapor), o acetato de etila e a água seriam separados e o componente tóxico da mistura poderia receber tratamento adequado. p. 6 Match Educacional 2021 Questão 14 c) extração e dissolução. Quando há a infusão de um saquinho de chá em água quente, ocorre o processo de extração sólido-líquido, no qual uma mistura sólida tem algum ou alguns de seus componentes separados por um líquido. Essa separação ocorre por diferença de solubilidade. Algumas substâncias presentes no saquinho do chá apresentam uma solubilidade em água maior que outras também presentes ali. É por isso que, após a infusão, ainda restam sólidos no saquinho, pois há substâncias que não se solubilizam. É importante ressaltar que, quando a água está quente, seu coeficiente de solubilidade aumenta e, portanto, a extração ocorre em menos tempo. Em química, a dissolução é o ator de misturar um soluto (açúcar) num solvente (água), geralmente formando uma mistura homogênea (solução).
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