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17PROMILITARES.COM.BR PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS INTRODUÇÃO Na maioria dos casos, as substâncias são encontradas na natureza misturada umas com as outras. Para separá-las e, se possível purificá-las, faz-se necessário lançar mão dos diferentes processos de separação. Os procedimentos de separação devem seguir os seguintes critérios: • as fases de uma mistura, nesse caso heterogênea devem ser separadas primeiramente; • as fases, numa mistura heterogênea ou os componentes de uma mistura homogênea devem ser separados, primeiramente, por diferentes estados físicos. Fase 1 → Líquida → Solução aquosa de cloreto de sódio + etanol. Fase 2 → Líquida → óleo. Fase 3 → Sólida → areia. Como se trata de uma mistura heterogênea, a ordem de separação de suas fases obedecerá a seguinte ordem: Fase 3 → Fase 2 → Fase 1 A Fase 2 é uma mistura homogênea de três componentes: água + cloreto de sódio e etanol. Sendo assim, ordem de separação deve ser de forma que o cloreto de sódio, único sólido da mistura, deva ser separado primeiro. Quando a mistura é heterogênea cada fase será separada por um conjunto de processos mecânicos. Neles, não se verifica mudanças de estado físico. Porém, quando a mistura é homogênea, é necessário que pelo menos um componente altere o seu estado físico. PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS SEPARAÇÃO DAS FASES DE UMA MISTURA HETEROGÊNEA Separação de Fases Sólidas CATAÇÃO Processo manual que pode ser realizado manualmente ou com uma pinça. Esse procedimento só é possível quando a visualização das diferentes fases é bem definida, como por exemplo, a separação de pedras que costumam vir misturadas aos grãos de feijão. PENEIRAÇÃO Processo que se baseia em uma possível diferença de diâmetro entre as partículas, para faz-se o uso de uma peneira. Quando queremos aumentar a precisão desse processo, fazemos uso de um tipo especial de peneira denominada tamise. A necessidade de usar uma areia refinada, obriga que seja feita a sua peneiração para separar do cascalho que apresenta um diâmetro médio de sua partícula superior aos grãos de areia. VENTILAÇÃO Processo que se baseia na passagem de uma corrente de vento pela mistura. A separação se faz quando temos uma das fases com densidade menor do que a densidade do ar. Esse processo é muito utilizado no beneficiamento de cereais, como a remoção da casca dos grãos de arroz. FLOTAÇÃO O principio básico da Flotação é a adição de um líquido que apresenta um valor de densidade intermediário às densidades dos sólidos. Esse procedimento é muito empregado na separação de minérios de suas impurezas. Por exemplo, a separação do pó de minério de ferro de sua impureza, denominada de Ganga, se faz com 18 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR a adição de uma mistura líquida contendo água, óleo e detergente. O óleo presente nessa mistura líquida absorve o minério de ferro e, com a injeção de ar, passa a ter a sua densidade diminuída, permitindo que a mesma possa flutuar se separando da Ganga. LEVIGAÇÃO Neste processo se usa uma corrente líquida, geralmente água, capaz de arrastar uma determinada fase em relação a outra. Esse processo é realizado em áreas de extração de minério, como o ouro. O ouro ao ser extraído vem acompanhado de areia, e essa é removida, colocando a mistura num equipamento denominadao de Bateia. A bateia apresenta a forma de uma peneira, porém seu corpo é totalmente vedado, contendo apenas um pequeno orifício em sua região central. A mistura colocada na bateia é submetida a uma forte corrente de água. Essa corrente é capaz de fragmentar a areia, e a mistura turva de areia e água passa pelo orifício central. O ouro não sofre esse tipo de fragmentação, o que permite a sua visualização, devido ao seu brilho e recolhimento do fundo da bateia. IMANTAÇÃO OU SEPARAÇÃO MAGNÉTICA Mistura que apresenta metais em pó, como a limalha de ferro, pode ser separada de outros sólidos que também se apresentam finamente fragmentados, pela passagem de um ímã pela mistura. Esse processo é usado em escala industrial da indústria de reciclagem de metais. Observação Mesmo não sendo caraterizado como uma separação definitiva das fases de uma mistura, a Dissolução Fracionada, adição de um solvente capaz de dissolver um dos sólidos, pode ser incluído nesse tipo de separação de mistura. FASES SÓLIDAS INSOLÚVEIS EM FASE LÍQUIDA DECANTAÇÃO Geralmente, os sólidos apresentam um valor de densidade superior ao valor da densidade dos líquidos. Sendo insolúvel, o sólido tende a se depositar no fundo do recipiente que contém a mistura, esse fenômeno é denominado de precipitação ou sedimentação. A Decantação é um processo de separação que se baseia no fato de aguardar que esse fenômeno ocorra. Em seguida, a fase líquida pode ser removida por transvasamento. Observação Existem processos químicos que produzem resíduos sólidos que apresentam valor de densidade inferior à da fase líquida. Nesse caso, denominamos esse processo de Floculação. A Floculação é usada na remoção de impurezas sólidas durante o tratamento de água. Adiciona na água a ser tratada uma mistura de solução aquosa de Sulfato de Alumínio, Al2(SO4)3com outra solução aquosa de Hidróxido de Sódio, NaOH. A reação entre as substâncias produz o Sulfato de Sódio, Na2SO4, que é solúvel em água, e o Hidróxido de Alumínio, Al (OH)3, que é um sólido gelatinoso. Esse composto é capaz de se agregar às pequenas partículas de areia contida na água e flutuar na forma de flóculos Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) → 3Na2SO4(aq) + 2Al(OH)3(s) 19 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR CENTRIFUGAÇÃO Existem misturas heterogêneas que são classificadas como coloides ou soluções coloidais. Nessas misturas, o valor da densidade da fase sólida não é tão superior ao da fase líquida, esse fato acarreta uma demora do processo de decantação. Para que essa separação possa ocorrer mais rapidamente, se usa a Centrifugação. A centrifugação lança mão da Centrífuga ou Centrifugador, um aparelho que se baseia no princípio mecânico da força centrífuga, que empurra para o fundo do recipiente a partícula sólida forçando a sedimentação. FILTRAÇÃO Quando passamos uma mistura heterogênea que contém uma fase sólida e uma fase líquida por uma barreira de papel, pano ou porcelana, a fase sólida, devido ao maior diâmetro médio de sua partícula, fica retida, enquanto que a fase líquida consegue ultrapassar pelos seus pequenos poros. Esse procedimento é denominado de Filtração. Quando desejamos acelerar o procedimento, fazemos uso da Filtração à Vácuo. LÍQUIDOS IMISCÍVEIS DECANTAÇÃO VIA FUNIL (OU PERA, OU AMPOLA) DE DECANTAÇÃO A mistura deve ser colocada num funil ou pera de decantação, aparelho que apresenta uma pequena torneira em sua parte inferior, e deixada em repouso. Em seguida verificamos a separação visual das fases. A abertura da torneira permite a retirada da fase que apresenta um maior valor de sua densidade. Observação Extração por solvente Quando temos um sólido A dissolvido num determinado líquido B, mas a sua solubilidade num outro líquido C é maior, se A e C forem imiscíveis, é possível utilizar C como solvente extrator do sólido A. Por exemplo, o iodo é um sólido que apresenta maior solubilidade em benzeno do que em água. Desta forma, podemos extrair o iodo de uma mistura com água usando o benzeno como solvente extrator. A extração por solvente pode ser verificada em procedimentos domésticos como a feitura de bebidas como o café e o chá. 20 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR FASE SÓLIDA COM FASE GASOSA FILTRAÇÃO Os melhores exemplos que explicam o processo é o funcionamento do aspirador de pó e do ar condicionado caseiro. Neles, o motor aspira o ar contendo partículas sólidas que passa por um filtro feito de felpo, no caso do aspirador de pó, e uma fina tela, no caso do ar condicionado.No primeiro, o filtro também serve como depósito de poeira. DECANTAÇÃO COM USO DA CÂMARA DE POEIRA. A Câmara de Poeira consiste num tubo cilíndrico onde o ar contendo partículas sólidas para sair do mesmo precisará fazer um movimento cuja trajetória e em zig-zag devido à presença de obstáculos no seu interior. Esse movimento força a deposição de partículas sólidas que são mais densas. FASE LÍQUIDA COM FASE GASOSA A solubilidade de um gás num líquido geralmente é muito pequena e o seu valor é diretamente proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura. Desta forma para “expulsar” uma fase gasosa de outra fase líquida são comuns os seguintes procedimentos: DIMINUIÇÃO DA PRESSÃO Esse procedimento pode ser realizado removendo a tampa do recipiente. AUMENTO DA TEMPERATURA Esse procedimento pode ser realizado através de agitação do recipiente ou até o seu aquecimento. https://www.vix.com SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE UMA MISTURA HOMOGÊNEA LIGAS METÁLICAS (MISTURAS ENTRE SÓLIDOS) FUSÃO FRACIONADA Para realizar a separação de metais que compõem uma liga metálica, é necessário o aquecimento da mesma a elevados valores de temperatura para que o componente de menor temperatura de fusão passe para o estado líquido e possa ser removido por derramamento. Esse procedimento não é eficaz em ligas metálicas cuja composição dos componentes nos leva a um comportamento eutético. É usada para separar sólidos por meio de seus pontos de fusão. Prata 962 oC Ouro 1063 oC Cobre 1083 oC https://www.estudopratico.com.br SÓLIDO DISSOLVIDO EM LÍQUIDO CRISTALIZAÇÃO OU EVAPORAÇÃO DO SOLVENTE É o procedimento que se usa na extração do sal salinas. A água do mar, rica em cloreto de sódio ou sal de cozinha, é armazenada em tanques e exposta a evaporação, muita das vezes aceleradas por cata- ventos. Com o passar do tempo, a água evapora e o sal se deposita. DESTILAÇÃO SIMPLES É um procedimento laboratorial que consiste da montagem de um equipamento específico, o destilador. O destilador é composto de bico de Bunsen ou manta de aquecimento, balão de saída lateral ou balão de destilação simples, condensador, frasco coletor, que pode ser um Béquer ou Erlenmeyer e termômetro. A mistura colocada no balão de saída lateral é aquecida até a temperatura de ebulição do líquido, observada no termômetro. Ao entrar em ebulição os vapores resultantes da vaporização do líquido entram no condensador. O condensador é um equipamento que apresenta um tubo interno, e na parte externa, ele apresenta um segundo tubo externo denominado bulbo ou camisa. As partes, interna e externa, permitem a ocorrência de trocas de calor, dessa forma faz-se o enchimento do bulbo com água fria e através das mangueiras de entrada e saída de água, é possível a manutenção da água numa temperatura baixa. Esse procedimento resfria e condensa o vapor que está contido no tubo interno, e o líquido destilado é gotejado no frasco coletor. 21 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR LÍQUIDOS MISCÍVEIS DESTILAÇÃO FRACIONADA. Usa-se também um destilador em procedimentos laboratoriais. A diferença entre a destilação fracionada da simples está na substituição do balão de saída lateral pelo balão de pescoço curto e a inclusão da coluna de fracionamento. Os demais componentes do destilador são idênticos. A coluna de fracionamento é necessária porque ocorre vaporização parcial de todos os líquidos presentes da mistura, compondo uma mistura de vapores em proporções diferentes dos componentes, o líquido mais volátil apresenta uma maior quantidade dessa mistura, enquanto que o líquido menos volátil se apresenta em menor quantidade. A coluna de fracionamento consiste num tubo de vidro que apresenta regiões específicas, denominada pratos ou pratos teóricos, que promove a troca de calor dos vapores resfriando-os e, consequentemente, condensando- os. Quanto maior o número de pratos, o que aumenta o comprimento da coluna, maior a capacidade de separação da mesma. O vapor oriundo do líquido de maior volatilidade apresenta uma elevada energia cinética comparada aos demais, esse fato permite que o mesmo consiga superar os obstáculos impostos pelos pratos e alcançar a parte superior da coluna abandonando a mesma e entrando no condensador para finalmente ser destilado no coletor de saída. Esse processo se repete com cada componente da mistura. Misturas líquidas cuja composição resulta num comportamento azeotrópico não conseguem ser separadas por destilação fracionada. Em escala industrial, destacamos a Destilação Fracionada do Petróleo. Nela a coluna de fracionamento apresenta diversas saídas. Cada saída se encontra conectada a tubulações de onde é possível se obter as frações do petróleo como gasolina, diesel, querosene, etc. http://www.wikiwand.com http://www.explicatorium.com MISTURAS GASOSAS Perguntas que costumamos fazer quando vamos visitar uma pessoa no hospital é como o oxigênio usado para auxiliar a respiração de alguns pacientes chega ao seu leito e qual a fonte de extração do mesmo e qual o procedimento que permite o seu isolamento. Esse processo é muito parecido com a destilação fracionada e é denominado Liquefação Fracionada. A grande diferença entre os dois procedimentos é que na Liquefação Fracionada a mistura gasosa é condensada pela ação de uma grande pressão e um fortíssimo resfriamento. Em seguida com a despressurização e aumento gradual de temperatura, os componentes vão passando do estado líquido para o estado gasoso de forma semelhante à destilação fracionada. Devemos destacar que a fonte de obtenção do gás oxigênio comentado anteriormente é o 22 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR ar atmosférico, e que qualquer componente gasoso com oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono, argônio, etc, é comercializado transportado no estado líquido em tambores submetidos a elevada pressão, e a chegada do mesmo, no estado gasoso, ao leito de um hospital se faz despressurizando esse tambor. EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 01. Considere amostras de: I. Petróleo. II. Água potável. III. Ar liquefeito. IV. Latão. Destilação fracionada é o processo apropriado para separar os componentes de: a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. 02. Considere as três misturas a seguir nas proporções indicadas: I. sal de cozinha e água (1:100) II. óleo e água (1:1) III. álcool comum e água (1:1) Os processos de separação destas misturas são, respectivamente: a) destilação, destilação, decantação. b) decantação, destilação, filtração. c) destilação, decantação, destilação. d) destilação, decantação, centrifugação. e) decantação, filtração, decantação. 03. Analise o seguinte esquema: Procedimento I Procedimento II Quais são, respectivamente, os nomes dos processos de desdobramento de misturas que completam, corretamente, o esquema? a) Decantação e filtração. b) Destilação e filtração. c) Decantação e destilação . d) Evaporação e decantação. e) Filtração e destilação 04. Após a adição de uma solução aquosa de sal de cozinha a um recipiente contendo querosene e areia, observa-se a formação de um sistema trifásico. Assinale a opção que apresenta a sequência correta de processos necessários para separar cada componente da mistura obtida pela associação dos materiais citados acima: a) Destilação, filtração e decantação. b) Cristalização, destilação e decantação. c) Filtração, destilação e decantação. d) Decantação, destilação, filtração. e) Filtração, decantação e destilação. 05. (UPF 2018) A natureza apresenta grande diversidade de materiais. É preciso analisar a composição e as propriedades desses materiais para que eles possam ser utilizados ou transformados nos mais diversos objetos. Tendo por base o enunciado e o contexto relacionado à temática em questão, analise as afirmações que seguem e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) Uma mistura eutéticaé aquela que se comporta como substância pura durante a ebulição, ou seja, apresenta temperatura de ebulição constante. ( ) O ar atmosférico seco e filtrado se constitui como uma mistura homogênea, formada, principalmente, por nitrogênio e oxigênio. ( ) Ligas metálicas são misturas homogêneas, também classificadas como soluções. ( ) A decantação é um processo de separação de uma mistura do tipo líquido-líquido ou sólido-líquido. Ela se baseia na diferença de densidade e solubilidade entre seus componentes. ( ) A destilação fracionada é um processo aplicado exclusivamente para separar componentes de uma mistura heterogênea contendo dois ou mais líquidos que apresentam temperaturas de ebulição próximas. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: a) F – V – V – V – F. b) V – F – V – F – F. c) V – V – F – F – F. d) F – F – V – F – F. e) F – V – F – V – V. 23 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR 06. (IMED 2016) Em relação aos processos de separação de mistura de sólidos, assinale a alternativa correta. a) O funil de bromo (separação) é o método mais indicado para separar dois sólidos. b) A destilação é o processo mais utilizado na separação de sólidos miscíveis. c) A imantação é uma técnica que pode ser utilizada para separar uma mistura de sólidos, dependendo das propriedades magnéticas dos componentes da mistura. d) Uma mistura de sólidos é impossível de separar. e) A filtração a vácuo é o processo mais indicado nesse tipo de separação. 07. (UECE 2010) Normalmente as substâncias puras são obtidas a partir de misturas. Para a obtenção dessas substâncias existem processos de separação. Assinale a alternativa que associa corretamente o processo de separação, o tipo de mistura, a natureza da mistura e aparelhos utilizados nesse processo. a) Separação por meio do Funil de bromo; Heterogênea; Líquido- sólido; Béquer, Suporte metálico e Garras metálicas b) Dissolução fracionada; Heterogênea; Sólido-sólido; Funil de Büchner e Erlenmeyer c) Destilação fracionada; Homogênea; Líquido-líquido; Balão, Coluna de fracionamento e Condensador d) Decantação; Heterogênea; Sólido-líquido; Trompa d’água 08. (UNESP 2009) Os hidrocarbonetos aromáticos simples são provenientes de duas fontes principais: carvão e petróleo. A decomposição do carvão por aquecimento na ausência de ar conduz à formação de compostos voláteis (gases), um líquido viscoso (alcatrão da hulha) e um resíduo sólido (coque). A partir da destilação fracionada do alcatrão da hulha obtêm-se diversas substâncias aromáticas, dentre essas, benzeno, tolueno, p-xileno e o bifenilo. SUBSTÂNCIA TEMPERATURA DE FUSÃO (°C) TEMPERATURA DE EBULIÇÃO (°C) BENZENO 5,5 80 TOLUENO -95 111 P-XILENO 13 138 BIFENILO 70 255 Baseando-se nas propriedades físicas apresentadas na tabela à pressão de 1 atm, assinale a alternativa correta, considerando que todos os processos citados ocorram nesta pressão. a) O bifenilo é um líquido a 25 °C. b) Durante a destilação fracionada do alcatrão da hulha, o composto obtido primeiro é o benzeno, e a seguir vem o tolueno. c) Durante a destilação fracionada do alcatrão da hulha, o composto obtido primeiro é o tolueno, e a seguir vem o benzeno. d) O p-xileno é gasoso a 100 °C. e) O bifenilo sublima-se acima de 255 °C. 09. (PUCPR 2016) A água é de suma importância à população, então, é extremamente necessário que essa água seja tratada de maneira correta. Entende-se o tratamento de água como sendo um conjunto de procedimentos físicos e químicos para torná-la potável. A figura a seguir mostra as etapas do tratamento de água utilizado atualmente. A respeito do tratamento de água e das etapas referentes a esse processo, assinale a alternativa correta. a) Na etapa da floculação, a água recebe uma substância denominada sulfato de alumínio, responsável pela aglutinação dos flocos das impurezas, para que então sejam removidas. b) Na fase da filtração, a água passa por várias camadas filtrantes, nas quais ocorre a retenção dos flocos menores que ficaram na decantação, ficando a água livre de todas as impurezas. c) O sulfato de alumínio, existente na floculação, possui caráter básico, por esse motivo é colocado cloro na água para diminuir o seu pH. d) A fluoretação é uma etapa adicional, que poderia ser dispensável, uma vez que já se faz o uso do sulfato de alumínio. e) As etapas do tratamento de água: floculação, decantação e filtração, são suficientes para que a água fique em total condição de uso, não sendo necessária mais nenhuma etapa adicional para que a água torne-se potável. 10. A maioria das substâncias é encontrada na natureza sob a forma de misturas, tais como rochas, solo, gases da atmosfera, água do mar, água dos rios. O método que se escolha para separar os componentes destas misturas depende das características de seus componentes. A partir dessas informações, é correto afirmar que se pode separar: a) o sal da água do mar através de filtração. b) os componentes do petróleo por destilação. c) os gases, nitrogênio e oxigênio por sifonação. d) o óleo do grão de soja por peneiração. e) uma mistura entre areia e limalha de ferro por catação. EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. (FUVEST 2018) Uma determinada quantidade de metano (CH4) é colocada para reagir com cloro (C2) em excesso, a 400ºC, gerando HC(g) e os compostos organoclorados H3CC, H2CC2, HCC3, CC4, cujas propriedades são mostradas na tabela. A mistura obtida ao final das reações químicas é então resfriada a 25ºC e o líquido, formado por uma única fase e sem HC é coletado. COMPOSTO PONTO DE FUSÃO (ºC) PONTO DE EBULIÇÃO (ºC) SOLUBILIDADE EM ÁGUA A 25ºC (g/L) DENSIDADE DO LÍQUIDO A 25ºC (g/L) H3CC -97,4 -23,8 5,3 - H2CC2 -96,7 39,6 17,5 1,327 HCC3 -63,5 61,2 8,1 1,489 CC4 -22,9 76,7 0,8 1,587 24 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR A melhor técnica de separação dos organoclorados presentes na fase líquida e o primeiro composto a ser separado por essa técnica são: a) decantação; H3CC b) destilação fracionada; CC4 c) ccristalização; HCC3 d) destilação fracionada; H2CC2 e) decantação; CC4 02. (UEMG 2017) Uma mistura formada por água, CC4 e sal de cozinha (NaC) passou por dois processos físicos com o objetivo de separar todos os seus componentes. Considere o fluxograma e as afirmações sobre as características dos referidos processos: I. O processo de separação II é uma filtração. II. A mistura restante é uma solução homogênea. III. O processo de separação I corresponde a uma decantação. IV. As substâncias puras II e III correspondem a dois líquidos à temperatura ambiente. São corretas apenas as afirmativas: a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. 03. A fim de separar todos os componentes de uma mistura contendo areia, ferro em pó e uma solução salina aquosa, foi proposto o seguinte esquema: areia + ferro em pó + sal + água areia + ferro em pó água água + sal sal ferro em pó areia I II III Os processos de separação mais indicados em I, II e III são, respectivamente: a) filtração, destilação e imantação. b) filtração, evaporação e decantação. c) destilação, levigação e filtração. d) catação, evaporação e imantação. e) decantação, filtração e destilação. 04. (ENEM 1998) Seguem alguns trechos de uma matéria da revista Superinteressante, que descreve hábitos de um morador de Barcelona (Espanha), relacionando-os com o consumo de energia e efeitos sobre o ambiente. I. Apenas no banho matinal, por exemplo, um cidadão utiliza cerca de 50 litros de água, que depois terá que ser tratada. Além disso, a água é aquecida consumindo 1,5 quilowatt-hora (cerca de 1,3 milhões de calorias), e para gerar essa energia foi preciso perturbar o ambiente de alguma maneira... II. Na hora de ir para o trabalho, o percurso médio dos moradores de Barcelona mostra que o carro libera 90 gramas do venenoso monóxido de carbonoe 25 gramas de óxidos de nitrogênio... Ao mesmo tempo, o carro consome combustível equivalente a 8,9 kwh. III. Na hora de recolher o lixo doméstico... quase 1kg por dia. Em cada quilo há aproximadamente 240 gramas de papel, papelão e embalagens; 80 gramas de plástico; 55 gramas de metal, 40 gramas de material biodegradável e 80 gramas de vidro. No trecho I, a matéria faz referência ao tratamento necessário à água resultante de um banho. As afirmações a seguir dizem respeito a tratamentos e destinos dessa água. Entre elas, a mais plausível é a de que a água: a) passa por peneiração, cloração, floculação, filtração e pós- cloração, e é canalizada para os rios. b) passa por cloração e destilação, sendo devolvida aos consumidores em condições adequadas para ser ingerida. c) é fervida e clorada em reservatórios, onde fica armazenada por algum tempo antes de retornar aos consumidores. d) passa por decantação, filtração, cloração e, em alguns casos, por fluoretação, retomando aos consumidores. e) não pode ser tratada devido à presença do sabão, por isso é canalizada e despejada em rios. 05. (ENEM 2010) Em visita a uma usina sucroalcooleira, um grupo de alunos pôde observar a série de processos de beneficiamento da cana- de-açúcar, entre os quais se destacam: 1. A cana chega cortada da lavoura por meio de caminhões e é despejada em mesas alimentadoras que a conduzem para as moendas. Antes de ser esmagada para a retirada do caldo açucarado, toda a cana é transportada por esteiras e passada por um eletroímã para a retirada de materiais metálicos. 2. Após se esmagar a cana, o bagaço segue para as caldeiras, que geram vapor e energia para toda a usina. 3. O caldo primário, resultante do esmagamento, é passado por filtros e sofre tratamento para transformar-se em açúcar refinado e etanol. Com base nos destaques da observação dos alunos, quais operações físicas de separação de materiais foram realizadas nas etapas de beneficiamento da cana-de-açúcar? a) Separação mecânica, extração, decantação. b) Separação magnética, combustão, filtração. c) Separação magnética, extração, filtração. d) Imantação, combustão, peneiração. e) Imantação, destilação, filtração. 25 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR 06. (CEFET MG 2014) Em uma aula prática, um grupo de alunos recebeu uma mistura sólida contendo três substâncias (A, B e C), cujas características se encontram na tabela seguinte. SUBSTÂNCIAS SOLUBILIDADE ÁGUA FRIA ÁGUA QUENTE HEXANO A solúvel solúvel insolúvel B insolúvel solúvel insolúvel C insolúvel insolúvel solúvel Terminada a prática, o grupo propôs o seguinte fluxograma: A partir dos dados obtidos, é correto afirmar que o(s): a) sólido 1 corresponde à substância A. b) sólido 2 corresponde à substância B. c) sólido 3 corresponde à substância C. d) procedimentos II e V correspondem às destilações. e) procedimentos III e VI correspondem às decantações. 07. (CEFET MG 2014) Suponha que uma mistura heterogênea (M1) seja submetida a um processo de separação (P1) resultando em uma mistura homogênea líquida (M2) e um sólido puro (S1). Em seguida, M2 é submetida a um processo de separação (P2) gerando um líquido puro (L1) e um sólido puro (S2). Considerando-se essas informações, é correto deduzir que a) L1 é uma solução líquida. b) P1 corresponde a um processo de levigação. c) P2 equivale a um processo de decantação. d) M2 apresenta temperaturas de fusão e ebulição constantes. e) M1 é constituída de limalha de ferro, cloreto de sódio e água. 08. (UFJF-PISM 1 2017) Um estudante realizou um experimento em laboratório para obter cafeína a partir do chá preto. Para isso seguiu as etapas 1 e 2 do esquema abaixo. Assinale a alternativa que contém os nomes dos processos de separação das etapas 1 e 2, respectivamente: a) extração e extração. b) extração e destilação. c) destilação e extração. d) destilação e filtração. e) filtração e destilação. 09. (ENEM 2017) A farinha de linhaça dourada é um produto natural que oferece grandes benefícios para o nosso organismo. A maior parte dos nutrientes da linhaça encontra-se no óleo desta semente, rico em substâncias lipossolúveis com massas moleculares elevadas. A farinha também apresenta altos teores de fibras proteicas insolúveis em água, celulose, vitaminas lipossolúveis e sais minerais hidrossolúveis. Considere o esquema, que resume um processo de separação dos componentes principais da farinha de linhaça dourada. O óleo de linhaça será obtido na fração: a) Destilado 1. b) Destilado 2. c) Resíduo 2. d) Resíduo 3. e) Resíduo 4. 10. (UEFS 2016) SUBSTÂNCIA QUÍMICA TEMPERATURA DE FUSÃO, ºC A 1,0 ATM DENSIDADE (GCM-3, 20ºC) SOLUBILIDADE EM ÁGUA, 25ºC CLORETO DE PRATA 455 5,56 Insolúvel CLORETO DE SÓDIO 801 2,16 Solúvel O cloreto de prata, AgC utilizado em materiais cirúrgicos, e o cloreto de sódio, NaC utilizado na preparação e conservação de alimentos, são sólidos brancos que podem ser diferenciados a partir de propriedades específicas, como as apresentadas na tabela. Com base na análise da informação, dos dados da tabela e nos processos de separação de misturas, é correto afirmar: a) A diferença entre o valor da temperatura de fusão do AgC e a do NaC é justificada pelo maior valor da massa molar do cloreto de sódio. b) O processo inicial utilizado na separação dos componentes de uma mistura formada por AgC(s) e NaC(s) é de dissolução de um dos seus componentes seguido de filtração. c) O volume ocupado por 1,0 kg de cloreto de prata é maior do que o ocupado por igual massa de cloreto de sódio, na mesma temperatura. d) A destilação fracionada é o método adequado para separar os componentes da mistura formada por cloreto de prata e água. 26 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR EXERCÍCIOS DE COMBATE 01. A tabela abaixo mostra a densidade e a solubilidade das substâncias tetracloreto de carbono (CCl4), iodo (I2) e água (H2O): SUBSTÂNCIA PONTO DE FUSÃO (ºC) SOLUBILIDADE (G/100 CM3) A 25ºC DENSIDADE (G/CM3) A 25ºCEM ÁGUA EM CCL4 CCL4 -23,0 0 - 1,59 IODO 113,5 0,03 2,90 4,93 ÁGUA 0,0 - 0 1,00 CCl4 = tetracloreto de carbono Colocou-se num funil de decantação uma mistura dessas três substâncias. Considerando as propriedades citadas, a figura que melhor representa o sistema descrito após o estabelecimento do equilíbrio é: 02. A água potável é um recurso natural considerado escasso em diversas regiões do nosso planeta. Mesmo em locais onde a água é relativamente abundante, às vezes é necessário submetê-la a algum tipo de tratamento antes de distribuí-la para consumo humano. O tratamento pode, além de outros processos, envolver as seguintes etapas: I. Manter a água em repouso por um tempo adequado, para a deposição, no fundo do recipiente, do material em suspensão mecânica. II. Remoção das partículas menores, em suspensão, não separáveis pelo processo descrito na etapa III. III. Evaporação e condensação da água, para diminuição da concentração de sais (no caso de água salobra ou do mar). Neste caso, pode ser necessária a adição de quantidade conveniente de sais minerais após o processo. Às etapas I, II e III correspondem, respectivamente, os processos de separação denominados: a) filtração, decantação e dissolução. b) destilação, filtração e decantação. c) decantação, filtração e dissolução. d) decantação, filtração e destilação. e) filtração, destilação e filtração. 03. (UFPB 2006) A extração de substâncias químicas - como as que apresentam atividade farmacológica, obtidas a partir de qualquer material de origem natural, seja ele vegetal ou animal - envolve diversas operações de laboratório. Nesse sentido, numere a 2ª coluna de acordo com a 1ª, relacionando as operações de laboratório com os respectivos equipamentos utilizados. 1. Secagem ( ) Funil de Büchner 2. Filtração a vácuo ( ) Proveta 3. Destilação ( ) Estufa 4. Medidas devolume de líquidos ( ) Almofariz e pistilo 5. Trituração ( ) Condensador 6. Filtração A sequência numérica correta é: a) 6, 4, 1, 5 e 3 b) 2, 4, 1, 5 e 3 c) 1, 5, 3, 2 e 4 d) 1, 5, 3, 6 e 4 e) 6, 4, 3, 5 e 1 04. Solucionar os problemas da escassez de água é um desafio que nos obriga a reconsiderar a nossa relação com o planeta e a elaborar estratégias para a economia de recursos hídricos. Atualmente, além das técnicas de captação de água da chuva e de reaproveitamento das águas já utilizadas nas residências, existem as técnicas de dessalinização da água do mar, difundidas pelos países do Oriente Médio e que são bastante utilizadas no mundo. Pensando nisso, reconheça as principais técnicas de dessalinização da água: a) Destilação e osmose reversa. b) Flotação e destilação. c) Levigação e osmose. d) Decantação e condensação. e) Filtração e desinfecção. 05. Uma boa opção para separar uma mistura de cloreto de sódio, areia e iodo é: a) adicionar água, decantar, sifonar, destilar e sublimar. b) adicionar água, sublimar, filtrar e destilar. c) adicionar água, filtrar e destilar. d) sublimar, adicionar água, filtrar e destilar. e) não é possível separar essa mistura. 27 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR 06. O esquema que segue refere-se às etapas de tratamento do esgoto doméstico: ESGOTO Separação do Lixo Peneiras I Separação de resíduos sólidos Floculação II Lodo Reator biológico III Câmara de coagulação IV RIO Considerando-se as etapas I, II, III e IV, o processo de tratamento de esgoto envolve, respectivamente, as etapas de: a) filtração, filtração, catação e decantação. b) decantação, filtração, fermentação e filtração. c) filtração, decantação, catação e filtração. d) decantação, decantação, fermentação e filtração. e) filtração, decantação, fermentação e decantação 07. A obtenção do álcool etílico hidratado, a partir da cana-de-açúcar, pode ser representada pelo esquema a seguir. Em I e IV, que envolvem processos de fracionamento, são realizadas, respectivamente: a) filtração e destilação. b) destilação e decantação. c) filtração e decantação. d) destilação e filtração. e) decantação e decantação. 08. Um sistema heterogêneo, S, é constituído por uma solução colorida e um sólido branco. O sistema foi submetido ao seguinte esquema de separação. Sistema Heterogêneo S Sólido branco X Líquido colorido Y Sólido colorido Z Líquido incolor W Operação I Operação II Ao se destilar o líquido W, sob pressão constante de 1 atmosfera, verifica-se que sua temperatura de ebulição variou entre 80 e 100 °C. Indique qual das seguintes afirmações é correta: a) A operação I é uma destilação simples. b) A operação II é uma decantação. c) O líquido colorido Y é uma substância pura. d) O líquido incolor W é uma substância pura. e) O sistema heterogêneo S tem, no mínimo, 4 componentes. 09. O esquema abaixo apresenta, de maneira simplificada, processos possíveis para a obtenção de importantes substâncias, a partir de gás natural e ar atmosférico. CH4 H2 + CO2 CO2 H2 N2 O2 NH3H2O catalisador ar catalisador A B C Dados: GÁS H2 N2 O2 NH3 EBULIÇÃO (KELVIN) SOB PRESSÃO DE 1 ATM 20 77 90 240 Considere as afirmações: I. Na etapa A, a separação dos gases pode ser efetuada borbulhando- se a mistura gasosa numa solução aquosa alcalina. II. Na etapa B, N2 e O2 podem ser separados pela liquefação do ar, seguida de destilação fracionada. III. A amônia, formada na etapa C, pode ser removida da mistura gasosa por resfriamento. Está correto o que se afirma: a) em I apenas. b) em II apenas. c) em III apenas. d) em II e III apenas. e) em I, II e III. 10. Um estudante pretende separar os componentes de uma amostra contendo três sais de chumbo II: Pb(NO3)2, PbSO4 e PbI2. Após analisar a tabela de solubilidade abaixo, ele propôs o seguinte procedimento: SOLUBILIDADE EM ÁGUA SUBSTÂNCIAS FRIA QUENTE PBL2 Insolúvel Solúvel PB(NO3)2 Solúvel Solúvel PBSO4 Insolúvel Insolúvel “Adicionar água destilada em ebulição à mistura, agitando o sistema vigorosamente. Filtrar a suspensão resultante, ainda quente. Secar o sólido obtido no papel de filtro; este será o sal A. Recolher o filtrado em um béquer, deixando-o esfriar em banho de água e gelo. Proceder a uma nova filtração e secar o sólido obtido no papel de filtro; este será o sal B. Aquecer o segundo filtrado até a evaporação completa da água; o sólido resultante será o sal C”. Os sais A, B, e C são, respectivamente: a) Pb(NO3)2, PbSO4 e PbI2. b) PbI2, PbSO4 e Pb(NO3)2. c) PbSO4, Pb(NO3)2, e PbI2. d) PbSO4, PbI2 e Pb(NO3)2. e) Pb(NO3)2, PbI2 e PbSO4. 28 PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS PROMILITARES.COM.BR GABARITO EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 01. C 02. C 03. C 04. E 05. A 06. C 07. C 08. B 09. A 10. B EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. D 02. C 03. A 04. D 05. C 06. D 07. E 08. B 09. E 10. B EXERCÍCIOS DE COMBATE 01. B 02. D 03. B 04. A 05. D 06. C 07. A 08. E 09. E 10. D ANOTAÇÕES
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