Qui. Semana. Xandão (Victor Pontes)

Métodos de separação de mistura 16 mai 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto

RESUMO Vamos descrever os diversos processos de separação das misturas heterogêneas e homogêneas. Esses processos são de grande importância e largamente empregados nas indústrias químicas, como laboratórios farmacêuticos, metalurgia, refinaria de petróleo, fábricas de cerâmicas e porcelanas. Métodos de separação de mistura heterogêneas Filtração: É utilizada para separar substâncias presentes em misturas heterogêneas envolvendo sólidos e líquidos. Métodos de separação de mistura homogêneas Destilação simples: Ocorre de acordo com a diferença nos pontos de ebulição do solvente e soluto. Por aquecimento, em aparelhagem apropriada com um condensador, apenas o líquido entra em ebulição, passando para o estado gasoso, o qual é condensado e recolhido. Por exemplo: separação da mistura de sal e água. Decantação: Processo utilizado para separar dois tipos de misturas heterogêneas. Líquido e sólido: A fase sólida(barro), por ser mais densa, deposita-se no fundo do recipiente e fase líquida pode ser transferida para outro frasco. A decantação é usada, por exemplo, nas estações de tratamento de água. Líquido e líquido: O líquido mais denso se permanece no fundo do funil de decantação e é escoado pela torneira Sifonação: Após uma decantação, se não for possível retirar o líquido para o outro recipiente, podemos retirá-lo por sifonação através de um sifão, da sucção e da ação gravitacional. Separação magnética: É uma técnica que consiste em separar misturas em que um dos componentes é atraído por um ímã. Por exemplo, separar limalha de ferro de areia. Destilação fracionada: Usada na separação quando os componentes da mistura são líquidos e tem o ponto de ebulição muito próximos. A técnica e a aparelhagem utilizadas na destilação fracionada são as mesmas empregadas na destilação simples, com exceção de uma aparelho adicional chamado coluna de fracionamento. Por exemplo: separação da mistura dos componentes do petróleo em que, a cada temperatura alcançada, é recolhido um componente. 135 Dissolução fracionada: Quando se tem uma mistura de sólidos em que apenas um desses componentes é solúvel em um determinado solvente. Por exemplo: uma mistura de sal e areia. Ao adicionarmos água, apenas o sal irá se dissolver. Ventilação: É usada para dois componentes sólidos com densidades diferentes, por meio da aplicação corrente de ar sobre a mistura. Peneiração ou tamisação: É a separação de sólidos com diferentes diâmetros de suas partículas. Exemplo: os pedreiros usam esta técnica para separar a areia mais fina de pedrinhas.

Evaporação: neste processo a mistura, contida em recipiente aberto, é aquecida (naturalmente ou não) até o líquido evaporar, separando-se do soluto na forma sólida. Por exemplo: a obtenção de sal marinho nas salinas ocorre por evaporação natural, ou seja, sem que a água atinja seu ponto de ebulição. partículas de sujeira iniciem um processo de união. Floculação: Quando, em tanques, continua o processo de união das impurezas, na água em movimento. As partículas se transformam em flocos de sujeira. Fusão fracionada: Esse processo é baseado nas diferenças nos pontos de fusão dos componentes de uma mistura. A mistura sólida é aquecida até que um dos componentes se funda(liquefazer) completamente. Por exemplo: separação em cada metal que compõe uma liga metálica. Liquefação fracionada: é o processo de separação de uma mistura gasosa. Resfria-se a mistura até que os gases componentes atinjam seu ponto de ebulição, passando assim para o estado líquido. Por exemplo: separação do ar atmosférico, sabendo-se que o gás nitrogênio passa para o estado líquido antes do gás oxigênio. Tratamento de água e esgoto A água que chega às nossas casas é submetida a uma série de tratamentos para reduzir a concentração de poluentes até praticamente não apresentar riscos para a saúde humana. Esse tratamento é dividido em 7 etapas, são elas em sequência: Coagulação: É quando a água bruta recebe, logo ao entrar na estação de tratamento, uma dosagem de sulfato de alumínio. Este elemento faz com que as Decantação: As impurezas, que se aglutinaram e formaram flocos, vão se separar da água pela ação da gravidade, indo para o fundo dos tanques ou ficando presas em suas paredes. Filtração: A água passa por grandes filtros com granulações diversas e carvão antracitoso (carvão mineral). Aí ficarão retidas as impurezas que passaram pelas fases anteriores. Desinfecção: É a cloração, para eliminar germes nocivos à saúde e garantir a qualidade da água até a torneira do consumidor. Nesse processo pode ser usado o hipoclorito de sódio, cloro gasoso ou dióxido de cloro. Fluoretação: É quando será adicionado fluossilicato de sódio ou ácido fluorssilícico em dosagens adequadas. A função disso é prevenir e reduzir a incidência de cárie dentária, especialmente nos consumidores de zero a 14 anos de idade, período de formação dos dentes. Correção: É a correção de ph, quando é adicionado carbonato de sódio para uma neutralização adequada à proteção da tubulação da rede e da residência dos usuários e não haver corrosão. 136 EXERCÍCIOS PARA AULA 1. Um aspirador de pó residencial, quando em funcionamento, separa uma fase: a) líquida de outra líquida. b) líquida de uma fase gasosa. c) sólida de uma fase gasosa. d) sólida de outra sólida. e) gasosa de outra gasosa.

2. A figura representa o esquema de um experimento para determinação do teor de álcool na gasolina. Com base no experimento e considerando que não há variação de volume, pode- -se afirmar que o teor de álcool, em volume, na gasolina analisada e o processo de extração utilizado são, respectivamente: 3. a) 11% e dissolução fracionada. b) 22% e dissolução fracionada. c) 11% e decantação fracionada. d) 22% e decantação fracionada. e) 11% e destilação fracionada. A química moderna utiliza métodos de pesquisa extremamente sofisticados. Tais métodos se prestam a identificar substâncias e misturas de substâncias, entre outras coisas. Podemos citar alguns métodos como,por exemplo: cromatografia, espectrocopia ultravioleta, absorção atômica.mas antes do advento dessas técnicas modernas,os químicos da antiguidade adotavam técnicas bastante rudimentares, que são empregadas ainda hoje em modernos laboratórios e também em ambientes domésticos ou de trabalho. A seguir são indicados alguns procedimentos cotidianos. 137 I. Uma dona de casa catando feijão com as mãos para depois cozinhá-lo. II. Preparação do café da manhã com água fervendo. III. Separação da casca do amendoim após torrá-lo, lançando-o para cima e fazendo com que a corrente de ar separe o amendoim da casca. IV. O pedreiro separando a areia grossa da areia fina com uma tela de arame. V. Quando o garimpeiro separa o ouro do cascalho com o uso da bateia, também está utilizando uma técnica rudimentar de separação. Marque a alternativa que representa os nomes corretos dos procedimentos indicados nas proposições: a) escolhamento, fervura, ventilação, peneiramento e levigação. b) catação, extração, decantação, peneiramento e arrastamento. c) escolhamento, filtração, decantação, levigação e arrastamento. d) catação, filtração, decantação, levigação e peneiramento. e) catação, extração, ventilação, peneiramento e levigação.

4. Para impedir a contaminação microbiana do suprimento de água, deve-se eliminar as emissões de efluentes e, quando necessário, tratá-lo com desinfetante. O ácido hipocloroso (HClO), produzido pela reação entre cloro e água, é um dos compostos mais empregados como desinfetante. Contudo, ele não atua somente como oxidante, mas também como um ativo agente de cloração. A presença de matéria orgânica dissolvida no suprimento de água clorada pode levar à formação de clorofórmio (CHCl3 ) e outras espécies orgânicas cloradas tóxicas. SPIRO, T. G.; STIGLIANI, W. M. Química ambiental. São Paulo: Pearson. 2009 (adaptado). Visando eliminar da água o clorofórmio e outras moléculas orgânicas, o tratamento adequado é a: a) filtração, com o uso de filtros de carvão ativo. b) fluoretacão, pela adição de fluoreto de sódio. c) coagulação, pela adição de sulfato de alumínio. d) correção do ph, pela adição de carbonato de sódio. e) floculação, em tanques de concreto com a água em movimento. 5. Em química, existem processos de separação de misturas com diversas finalidades. Um deles é a separação de misturas homogêneas quando os componentes da mistura são líquidos e possuem pontos de ebulição diferentes. É CORRETO afirmar que esse processo denomina-se: a) Decantação. b) Destilação simples. c) Destilação fracionada. d) Flotação. e) Cromatografia. 138 6. Considere que uma mistura formada por água, óleo de soja, cloreto de sódio e areia seja agitada vigorosamente em um recipiente fechado. A sequência correta de métodos capazes de separar cada substância dessa mistura é: a) decantação, filtração e centrifugação. b) filtração, decantação e destilação simples. c) evaporação, destilação simples e filtração. d) destilação simples, centrifugação e evaporação. 7. O garimpo do ouro é uma atividade econômica comum em determinados pontos da Amazônia. Uma das formas de separar o ouro dos outros materiais é por meio de bateias, uma espécie de bacia em que água corrente é passada para remover a areia, deixando o ouro, que é mais denso, no fundo. Outro método para separar o ouro consiste em adicionar mercúrio à areia. O ouro dissolve-se no mercúrio, mas a areia não. A solução pode ser facilmente separada da areia e recolhida. Para separar o mercúrio do ouro, a solução é aquecida em um recipiente. O mercúrio volatiliza, e seu vapor é resfriado até voltar ao estado líquido, sendo recolhido em um recipiente à parte; depois que todo o mercúrio foi removido, o ouro fica como resíduo.

Com base nessas informações, é correto afirmar que: a) a mistura ouro-areia é heterogênea e pode ser separada por levigação. b) a mistura ouro-mercúrio é heterogênea e pode ser separada por destilação. c) a adição de mercúrio à mistura ouro-areia promove a dissolução fracionada da areia. d) a mistura de mercúrio, ouro e areia apresenta três fases: mercúrio líquido, ouro dissolvido e areia sólida. e) os componentes da mistura ouro-mercúrio podem ser separados por centrifugação. EXERCÍCIOS PARA CASA 1. Necessitou-se retirar o conteúdo do tanque de combustível de um carro. Para isso, fez-se sucção com um pedaço de mangueira introduzido no tanque, deixando-se escorrer o líquido para um recipiente colocado no chão. Esse processo é chamado de: a) decantação. b) filtração. c) sifonação. d) centrifugação. e) destilação. 139 2. Se quisermos demonstrar a eficiência do papel-filtro em uma filtração, pode-se usar, por exemplo, uma mistura heterogênea formada por água e: a) gás carbônico. b) oxigênio. c. gasolina. d) óleo de milho. e) pó de mármore. 3. Qual dos métodos de separação seguintes se baseia na diferença de densidades? a) Decantação. b) Destilação fracionada. c) Peneiração. d) Cristalização. e) Sublimação.

4. O tratamento inadequado de resíduos gerados pelo homem causa sérios danos ao meio ambiente. É essencial que esses resíduos sejam corretamente descartados, para que o impacto ambiental seja minimizado. Associe as colunas, observando o tipo de separação mais adequado para cada caso de misturas apresentado. A sequência correta é: 5. a) 3 2 1. b) 1 3 2. c) 3 1 2. d)1 2 3. e) 2 1 3. 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. 140 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. 6. 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. 7. Considere os seguintes métodos de separação de misturas. I. Método com base na densidade. II. Método com base no tamanho das partículas. III. Método com base nas temperaturas de ebulição. As definições acima se referem, respectivamente, a: a) I. decantação; II. peneiração; III. destilação. b) I. flotação; II. destilação; III. decantação. c) I. filtração; II. catação; III. destilação. d) I. flotação; II. tamização; III. sublimação. e) I. decantação; II. destilação; III. filtração. 141 8. Na atual estrutura social, o abastecimento de água tratada desempenha um papel fundamental para a prevenção de doenças. Entretanto, a população mais carente é a que mais sofre com a falta de água tratada, em geral, pela falta de estações de tratamento capazes de fornecer o volume de água necessário para o abastecimento ou pela falta de distribuição dessa água. http://www.sanasa.com. br. Acesso em: 27 jun. 2008 (adaptado)

No sistema de tratamento de água apresentado na figura, a remoção do odor e a desinfecção da água coletada ocorrem, respectivamente, nas etapas: a) 1 e 3 b) 1 e 5 c) 2 e 4 d) 2 e 5 e) 3 e 4 QUESTÃO CONTEXTO 142 A peneiração é um processo de separação entre sólidos com diferentes tamanhos. Na mineralogia existe uma operação chamada granulometria, que consiste em separar em diferentes mesh os grãos do sólido. Numa solução de bauxita(minério de extração de alumínio) e cloreto de potássio, admitindo que a bauxita seja insolúvel em água e o sal seja solúvel. Qual das sequencias de processo abaixo é a mais indicada para se ter uma separação eficaz? Justifique sua escolha. a) Peneiração e Catação b) Peneiração e destilação c) levigação e destilação d) Filtração e evaporação e) destilação e separação magnética

GABARITO 01. Exercícios para aula 1. c 2. b 3. e 4. a 5. c 6. b 7. a 02. Exercícios para casa 1. c 2. e 3. a 4. c 5. b 6. c 7. a 8. d 03. Questão contexto d Filtração e evaporação, partindo do princípio que a bauxita é insolúvel ela não se mistura com água, então com uma simples filtração podemos separar a bauxita da solução de cloreto de potássio e depois com aquecimento da solução evaporar toda a água da solução, já que por ser um sólido o ponto de fusão do cloreto de potássio é bem alto. 143