Aspectos macroscópicos – Separação de Misturas
MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HETEROGÊNEAS
Sólido – sólido
• Catação: usando a mão ou uma pinça, separam-se os componentes sólidos.
Exemplo: Catar feijão.
• Ventilação: o sólido menos denso é separado por uma corrente de ar.
Exemplo: separar pedras de areia, onde a areia é arrastada pelo vento.
• Levigação: o sólido menos denso é separado por uma corrente de água.
Exemplo: separar areia e ouro: a areia é menos densa e por isso, é arrastada pela água corrente; o ouro, por ser mais
denso, permanece no fundo.
• Separação magnética: um dos sólidos é atraído por um ímã.
Exemplo: em uma mistura de areia e ferro, ao se passar um ímã, o ferro é atraído por este.
• Peneiração: usada para separar sólidos constituintes de partículas de dimensões diferentes.
Exemplo: Industrialmente, usam-se conjuntos de peneiras superpostas que separam as diferentes granulações.
• Flotação: usa-se a água ou outro líquido para separar sólidos de densidades diferentes, no qual o mais denso afunda e o menos denso flutua.
Exemplo: processo utilizado na remoção de tinta do papel.
• Floculação: Quando se adiciona um solvente químico, colóides que estavam em suspensão na mistura se unem formando partículas maiores, como (“flocos”), facilitando a retirada dos mesmos da mistura.
Exemplo: processo utilizado no tratamento da água, de maneira a facilitar a decantação.
Sólido – líquido
• Decantação: a fase sólida, por ser mais densa, sedimenta-se, ou seja, deposita-se no fundo do recipiente. A decantação pode receber o nome de sedimentação para separação sólido – líquido.
• Centrifugação: é uma maneira de acelerar o processo de decantação, utilizando um aparelho denominado centrífuga. Na centrífuga, devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade, por inércia, são arremessadas para o fundo do tubo.
• Filtração simples: a fase sólida é separada com o auxílio de papéis de filtro.
Exemplo: utilizado nos filtros de água.
Líquido – líquido
• Decantação: separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes, utilizando o funil de bromo (ou funil de decantação).
Num sistema formado por água e óleo, por exemplo, a água, por ser mais densa, localiza-se na parte inferior do funil e é escoada abrindo-se a torneira de modo controlado.
Exemplo: para separar água do óleo, utiliza-se o processo de decantação.
Gás – sólido
• Decantação: a mistura passa através de obstáculos, em forma de “zigue-zague”, onde as partículas sólidas perdem velocidade e se depositam.
Industrialmente, esse processo é feito em equipamento denominado câmara de poeira.
• Filtração: a mistura passa através de um filtro, onde o sólido fica retido. Esse processo é muito utilizado nas indústrias, principalmente para evitar o lançamento de partículas sólidas na atmosfera.
Exemplo: usada nos aspiradores de pó, onde o sólido é retido (poeira) à medida que o ar é aspirado.
SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HOMOGÊNEAS
Sólido – sólido
• Cristalização fracionada: todos os componentes da mistura são dissolvidos em um líquido que, em seguida, sofre evaporação provocando a cristalização separada de cada componente. A cristalização fracionada é usada, nas salinas para a obtenção de sais a partir da água do mar.
• Dissolução fracionada: um dos componentes sólidos da mistura é dissolvido em um líquido.
Exemplo: a mistura de sal e areia. Colocando-se a mistura em um recipiente com água, o sal irá se dissolver e a areia se depositar no fundo do recipiente. Assim, para se obter o sal, realiza-se os seguintes processos: a filtração separa a areia (fase sólida) da água salgada (fase líquida) e com a evaporação da água obteremos o sal.
• Fusão fracionada: serve para separar sólidos, tomando por base seus diferentes pontos de fusão.
Exemplo: as ligas metálicas são formadas pela mistura de vários elementos. Como cada elemento tem um ponto de fusão diferente, quando a liga é aquecida cada um irá derreter e se separar em uma temperatura diferente.
• Sublimação: é usada quando um dos sólidos, por aquecimento, sublima, e o outro permanece sólido.
Exemplo: sal e iodo (o iodo sublima por aquecimento).
Sólido – líquido
Nas misturas homogêneas sólido-líquido (soluções), o componente sólido encontra-se totalmente dissolvido no líquido, o que impede a sua separação por filtração. A maneira mais comum de separar os componentes desse tipo de mistura está relacionada com as diferenças dos seus pontos de ebulição (PE).
• Evaporação: a mistura é deixada em repouso ou é aquecida até que o líquido (componente mais volátil) sofra evaporação. Esse processo apresenta um inconveniente: a perda do componente líquido.
• Destilação simples: a mistura é aquecida em uma aparelhagem apropriada, de tal maneira que o componente líquido evapora e, a seguir, sofre condensação, sendo recolhido em outro frasco.
• Destilação por arraste: Consiste em separar um sólido ou líquido de baixo ponto de ebulição. A substância a ser separada é arrastada pelo vapor de outra substância na qual não faz parte da mistura.
Líquido – líquido
• Destilação fracionada: consiste no aquecimento de misturas, cujos pontos de ebulição (PE) não sejam próximos. Os líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. Inicialmente, é separado o líquido com menor PE; depois, com PE intermediário e assim sucessivamente até o líquido de maior PE. A aparelhagem usada é a mesma de uma destilação simples, com o acréscimo de uma coluna de fracionamento.
Um dos tipos mais comuns de coluna de fracionamento apresenta no seu interior um grande número de bolinhas de vidro em cuja superfície ocorre condensação dos vapores do líquido menos volátil, ou seja, de maior ponto de ebulição, que voltam para o balão. Enquanto isso, os vapores do líquido volátil atravessam a coluna e sofrem condensação fora dela, no próprio condensador, sendo recolhido no frasco. O líquido menos volátil permanece no recipiente original.
Exemplo: processo muito utilizado, principalmente em indústrias petroquímicas, na separação dos diferentes derivados do petróleo. Nesse caso, as colunas de fracionamento são divididas em bandejas ou pratos.
Gás – Gás
• Liquefação fracionada: a mistura de gases passa por um processo de liquefação e, posteriormente, pela destilação fracionada.
Uma aplicação desse processo consiste na separação dos componentes do ar atmosférico: N2 e O2. Após a liquefação do ar, a mistura líquida é destilada e o primeiro componente a ser obtido é o N2, pois apresenta menor PE (-195,8°C); posteriormente, obtém-se o O2, que possui maior PE (-183°C).
• Adsorção: consiste na retenção superficial de gases. É um processo no qual partículas são retidas na superfície de sólidos. Basicamente, um fluido, chamado de adsorvido, adere-se à superfície de uma substância, o adsorvente, a partir de interações físicas ou químicas.
Exemplo: o carvão ativo apresenta poros em sua superfície, que o fazem ser um bom adsorvente.
TRATAMENTO DE ÁGUA
A água que utilizamos em nossa residência, até se tornar própria para consumo, passa por uma série de processos. Em uma estação de tratamento da água, uma das primeiras etapas, chamada de coagulação (ou floculação), é um processo químico, onde ocorre a adição de sulfato de alumínio (ou cloreto férrico), chamados de coagulantes, que irá se aderir à impurezas, formando flocos. Em outras palavras, nessa etapa, aumenta-se o tamanho das partículas a serem retiradas, de maneira a tornar o processo mais eficiente. O recipiente é agitado, de maneira que as partículas se aglomerem, facilitando a etapa seguinte.
A etapa seguinte, chamada decantação, envolve a remoção dessas partículas. Em seguida, de maneira a assegurar que toda as impurezas foram removidas, passa-se pelo processo de filtração, cujo objetivo é a retirada das impurezas restantes.
Para finalizar, passa-se pelo processo de cloração, onde se adiciona cloro, de maneira a combater micro-organismos, e flúor, no processo de fluoretação, de maneira a reduzir a incidência de cárie na população.
