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A Separação de Misturas

Por:   •  10/9/2015  •  Ensaio  •  1.490 Palavras (6 Páginas)  •  169 Visualizações

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FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA

ENGENHARIA QUÍMICA – DIURNO

QUÍMICA I – TURMA QI1TQI1

SEPARAÇÃO DE MISTURA

Sorocaba, 11 de março de 2014


Introdução

Na natureza, raramente são encontradas substâncias puras, formadas apenas por um tipo de elemento químico. Esses elementos geralmente são encontrados na forma de substância impura, denominando-se mistura que é formada por dois ou mais tipos de elementos (átomos) ou compostos ou ambos mecanicamente misturados em qualquer proporção que pode ser subdividida em substâncias mais simples através de meios físicos (mecânicos).

As misturas são classificadas em homogêneas ou heterogêneas. Homogêneas são aquelas que apresentam apenas uma fase, e heterogêneas aquelas que apresentam duas ou mais fases, podendo distinguir seus componentes visualmente a olho nu, ou através de um microscópio.

Para a obtenção da substância pura, ou seja, separar cada componente que deu origem ao composto é necessário a utilização de um conjunto de processos físicos denominados métodos de separação de misturas. Processos que não alteram a composição das substâncias que formam a mistura.

A definição dos melhores métodos de separação para uma determinada mistura exige o conhecimento de alguns fatores e das propriedades das substâncias presentes. Estes são:

- O tipo de mistura: heterogênea ou homogênea;

- O estado físico: sólido, líquido ou gasoso;

- Suas propriedades físicas: pontos de fusão, pontos de ebulição, solubilidade e densidade.

Um dos métodos utilizados para separação de misturas entre sólido e líquido é a filtração, ela consiste em reter a parte sólida através de uma superfície porosa que é o filtro, e o líquido é recolhido em outro recipiente.

Outro processo, este mais eficiente e capaz de separar além de sólido de líquido, líquido de líquido também é a destilação. A separação ocorre de acordo com a diferença nos pontos de ebulição do solvente e soluto. Por aquecimento, em aparelhagem apropriada com um condensador adaptado, só o líquido entra em ebulição, passando para o estado gasoso, e, em seguida, é condensado e recolhido, separando-se do sólido. Para separar a mistura de água e sal e recuperar também a água, emprega-se a destilação simples. O líquido purificado, que é recolhido no processo de destilação, recebe o nome de destilado.

Agora, para soluções compostas por materiais com temperaturas de ebulição próximas, a destilação simples não é um método eficaz. Nesse caso, o processo mais indicado é a destilação fracionada.

Esta consiste no aquecimento dos líquidos misturados, em aparelhagem específica e com controle de temperatura. Dessa forma, à medida que a temperatura for aumentando, o ponto de ebulição específico de cada líquido é atingido, fazendo com que cada um deles deixe a mistura isoladamente. O componente mais volátil, ou seja, aquele com menor ponto de ebulição, é destilado primeiro. Este processo é utilizado, por exemplo, na obtenção de bebidas alcoólicas, e também no fracionamento do petróleo para a obtenção de seus subprodutos.

Objetivo

Aprender e desenvolver as técnicas de separação de misturas através da pratica de destilação e filtração.

Procedimento Experimental

A mistura utilizada no laboratório era composta por água, sal, areia e bolinhas de vidro. Caracterizando-a então como mistura heterogênea, com fase líquida que é a água com sal dissolvido, e fase sólida formada pela areia, sal não dissolvido e bolinhas de vidro.

Para separação das substâncias deste composto é necessário um processo com duas etapas. A primeira delas é a que vai separar a parte sólida da líquida, com o processo de filtração simples.

A filtração é feita com um funil comum de vidro que é fixado na argola presa a um suporte universal. No funil é colocada uma folha de papel filtro onde é preso com a aplicação de apenas pequenos jatos de água com a pisseta nas bordas internas do mesmo. Embaixo do esquema montado, com as paredes encostadas na borda do funil, é colocado um béquer. Após a montagem despeja-se o líquido dentro do filtro, tomando cuidado para que não transborde. Os últimos traços de sólido são transferidos para o papel filtro com a ajuda da pisseta, lavando o recipiente que se encontra a mistura.

O sólido da mistura, que é o sal não dissolvido, a areia e bolinhas de vidro, será retido na superfície porosa do papel filtro, e apenas o líquido, que é a água com sal dissolvido, cairá no béquer.

A imagem abaixo mostra o processo de filtração:

[pic 1]

A solução restante, composta por água e sal, forma uma mistura homogênea. Deste modo, conhecendo o ponto de ebulição da água que é 100°C e sabendo que o sal (NaCl) só é evaporado a temperaturas extremamente altas, determina-se para a separação de tal mistura o processo de destilação.

A destilação simples é utilizada para separação de um líquido de um sólido, já a fracionada de dois líquidos, desde que entre esses haja uma diferença grande (aproximadamente 80°C) de ponto de ebulição. Esta técnica compreende duas operações: vaporização e condensação.

O processo inicia-se com a vaporização que é realizada em um balão de fundo redondo. O líquido é colocado dentro do balão e é aquecido por uma manta aquecedora. O balão deve ser completado com o líquido até ¾ de sua capacidade. Quantidades maiores provocariam ebulição turbulenta, ou seja, muita formação de bolhas, havendo grande chance de o líquido passar pela cabeça de destilação. Porém, se a quantidade for muito pequena a substância não seria separada, já que o calor cedido pelo aquecimento seria suficiente para transformar toda solução em vapor.

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