Para a separação dos componentes de uma mistura, ou seja, para a obtenção em separado de cada uma das substâncias puras que deram origem à mistura, utilizamos um conjunto de processos físicos denominado análise imediata. Porem no caso das misturas heterogêneas, podemos usar processos mecânicos de separação, enquanto que para as misturas homogêneas, a escolha dos melhores métodos para a separação de misturas exige um conhecimento anterior de algumas das propriedades das substâncias presentes na mistura, tais como TF e TE, densidade, solubilidade, etc., pois estes processos de separação se baseiam em mudanças de fase principalmente.
SUMÁRIO ASPECTOS MACROSCÓPICOS III 3 PROCESSOS DE SEPARAÇÃO OU FRACIONAMENTO DE MISTURAS 3 O HOMOGÊNEO E O HETEROGÊNEO 3 FRACIONAMENTO OU DESDOBRAMENTO OU AINDA PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS (conjunto de processos físicos de separação) 5 FRACIONAMENTO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS 5 I. LÍQUIDO E SÓLIDO 7 II. LÍQUIDOS IMISCÍVEIS 8 FRACIONAMENTO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS 11 EXERCÍCIOS DE COMBATE 14 GABARITO 33 2
ASPECTOS MACROSCÓPICOS III PROCESSOS DE SEPARAÇÃO OU FRACIONAMENTO DE MISTURAS Homogêneas (monofásico) Em geral, usam mudanças de fase para a separação dos componentes. Heterogêneas (polifásico) Usam processos mecânicos de separação como, por exemplo: filtro, peneira, ímã, etc. Torna-se então importante, nos laboratórios e também nas indústrias químicas, separar os componentes das misturas até que cada substância pura fique totalmente isolada das demais. Essa separação chama-se desdobramento (ou fracionamento, ou resolução, ou, ainda, análise imediata da mistura). Os processos de desdobramento das misturas tem uma enorme importância prática como, por exemplo: a separação do sal da água do mar; a eliminação de impurezas existentes nas águas que se destinam ao consumo da população; a separação de essências e perfumes de folhas e flores do vegetais. O HOMOGÊNEO E O HETEROGÊNEO Os materiais podem ser formados de uma substância ou de uma mistura de substâncias. Para classificá-ios de uma forma ou de outra, basta verificar se suas propriedades físicas, químicas, organolépticas e funcionais são constantes e bem determinadas (substâncias) ou se são variáveis (misturas). Outro critério para classificar material (substância e mistura) é observar o número de fases que ele possui. 3
Cada fase de um material é identificada pelas seguintes características: Possui aspecto visual uniforme, mesmo ao ser examinado num ultramicroscópio. Possui propriedades específicas constantes em toda a sua extensão. Assim, por exemplo, se examinarmos ao ultramicroscópio o aspecto visual de um sistema com álcool hidratado e de outro com sangue, veremos que o primeiro é totalmente uniforme, portanto constituído de uma única fase; já o segundo apresentará um aspecto desigual que não pode ser percebido a olho nu, mas é claramente visível ao ultramicroscópio, portanto é constituído de mais de uma fase. Dizemos que um material ou um sistema é homogêneo quando ele possui uma única fase, ou seja, é monofásico. Como exemplo de material ou sistema homogêneo, podemos citar: Qualquer substância que se apresenta numa única fase de agregação, como água líquida, ferro sólido; Qualquer mistura na qual as substâncias componentes estejam totalmente dissolvidas umas nas outras (uniformemente distribuídas e espalhadas), como álcool hidratado (água e álcool etílico) ou gás oxigênio e gás nitrogênio ou ouro de 18 quilates (75% de ouro, 12,5% de prata e 12,5% de cobre). As misturas homogêneas são denominadas soluções. Dizemos que um material ou sistema é heterogêneo quando ele possui mais de uma fase. Como exemplo de material ou sistema heterogêneo, podemos citar: O sangue (plasma e parte sólida) ou uma substância em dois estados físicos (água e gelo). 4
FRACIONAMENTO OU DESDOBRAMENTO OU AINDA PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS (conjunto de processos físicos de separação) FRACIONAMENTO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Catação (Sólido-Sólido) Peneiração (Sólido-Sólido) Separação Magnética (Sólido-Sólido) Ventilação (Sólido- Sólido) Dissolução fracionada (Sólido-Sólido) Sedimentação fracionada (Sólido- Sólido) Flotação (Sólido- Sólido) Decantação (Sólido- Líquido ou Líquido- Líquido) Centrifugação (Sólido-Sólido) MISTURAS HETEROGÊNEAS PROCESSOS MECÂNICOS Em que se baseia Linha geral Exemplos Diferença de tamanho e de aspecto das partículas Diferença de granulação dos componentes Um dos sólidos deve ter ação magnética Sólidos de densidades diferentes Na diferença de solubilidade dos sólidos Diferença acentuada de densidade entre os componentes O componente em forma de pó é tratado de forma adequada para, mediante a formação de uma espuma, se separar do outro componente As substâncias não são solúveis uma na outra. Quando o sólido está finamente disperso no líquido Utiliza as mãos ou pinças para separar os componentes Agita-se a peneira, o componente de granulação menor atravessa a malha e é recolhido Utiliza um ímã para atrair o sólido metálico (ferro) Arraste do mais leve usando corrente de ar Uso de um líquido que dissolva apenas um dos sólidos (deve ser seguida de filtração e destilação) Adiciona-se um líquido de densidade intermediária. O sólido mais denso se deposita no fundo do recipiente. O menos denso flutua. Adiciona-se óleo à mistura. As moléculas de óleo se fixam sobre a superfície das partículas de sulfeto tornando-o impermeável à água. A mistura é então lançada na água e submetida a uma forte corrente de ar. O ar provoca a formação de uma espuma que reúne as partículas de sulfeto que então se separam da areia. Dois ou mais líquidos imiscíveis se separam espontaneamente (o menos denso em cima). Para acelerar a separação de sólidos dispersos em líquidos, utiliza-se a centrífuga. A força centrífuga empurra o sólido para o fundo do tubo, separando-o do líquido catar feijão, arroz pregos e areia cascalho e areia areia e limalha de ferro ouro de areias auríferas areia e sal areia e serragem minérios diversos como sulfetos (em forma de pó) e areia (ganga). areia e água água e óleo compo-nentes do sangue 5
Filtração (Sólido-Líquido) ou (Sólido-Gás) Uso de filtro e substâncias com diferenças acentuadas no tamanho de suas partículas Faz-se mistura passar por um filtro, que pode ser de papel; o líquido ou gás atravessa o filtro enquanto o sólido fica retido areia e água ar e poeira Câmara de poeira (Sólido-Gasoso) Uso do peso da poeira e da força da gravidade O sólido vai se separando ao longo da passagem pelas partes da câmera ar e poeira 6
OBSERVAÇÃO COMPLEMENTAR A. Levigação: processo utilizado para separar sólidos de diferentes densidades, geralmente por meio de corrente de água. B. Dissolução fracionada: método aplicado para separar os componentes de uma mistura sólida. Um dos componentes sólidos da mistura é dissolvido em um líquido. Veja o exemplo: Isso ocorre porque a areia e o sal apresentam diferentes solubilidades em água. A separação das fases (água salgada e areia) será conseguida utilizando-se outros processos: a filtração separa a areia (fase sólida) da água salgada (fase líquida), e com a evaporação da água obtemos o sal. C. Decantação: processo utilizado para separar dois tipos de misturas heterogêneas. I. LÍQUIDO E SÓLIDO A fase sólida, por ser mais densa, sedimenta-se, ou seja, deposita-se no fundo do recipiente, e a fase líquida pode ser transferida para outro frasco. A decantação é usada, por exemplo, nas estações de tratamento de água. Béquer usado para dissolução, aquecimento ou medidas pouco precisas de volume de líquidos. Baqueta usada para facilitar o escoamento de um frasco para o outro. Pode-se separar a fase líquida de outra maneira. Após a sedimentação da fase sólida, a transferência do líquido é feita por meio de um sifão, iniciando-se o fluxo por sucção. 7
II. LÍQUIDOS IMISCÍVEIS O líquido mais denso permanece na parte inferior do funil e é escoado controlando-se a abertura da torneira. Funil de bromo (separação) usado na separação de líquidos imiscíveis. Suporte universal dispositivo em que são acoplados, com a ajuda de garras, outros equipamentos usados na separação de misturas. D. Decantar ou sifonar, podem ser feitas sempre após uma sedimentação 8
E. Filtração: por esse processo, separam-se substâncias presentes em misturas heterogêneas envolvendo sólidos e líquidos. Em um laboratório, a filtração simples é feita da seguinte forma: - Dobra-se o papel de filtro, que é adaptado ao funil de vidro e umedecido. - A seguir, com o auxílio de uma baqueta de vidro, entorna-se a mistura sobre o funil. No papel de filtro ficará retido apenas o que não está dissolvido na fase líquida. Funil: usado na separação de sólidos não-dissolvidos em líquido, com o uso de papel de filtro. 9
Ao prepararmos café, adicionamos água quente para fazer a extração de substâncias solúveis presentes no pó do café. Ao efetuarmos a filtração, a borra fica retida no filtro, passando apenas a água com as substâncias nela dissolvidas. O filtro de água é um outro exemplo de processo de filtração. Podemos aumentar a velocidade desse processo por meio da filtração a vácuo. Coloca-se a mistura no funil de Büchner, ao qual se acopla o kitassato, que, por sua vez, se encontra conectado à trompa d água ou a uma bomba de vácuo. A água, ao passar pela trompa d água, arrasta o ar presente no interior do sistema. Assim, a pressão no interior do kitassato torna-se menor, aumentando a velocidade da filtração. Funil de Büchner, kitassato e trompa d água: são usados em conjunto na filtração a vácuo. F. Esquema da centrifugação: separação sólido líquido, quando os sólidos tem densidade pequena e precisam ser empurrados para o fundo do recipiente, com ação da força centrifuga. 10
FRACIONAMENTO DE MISTURAS HOMOGÊNEAS MISTURAS HOMOGÊNEAS PROCESSOS FÍSICOS Evaporação Sistema Sólido-Líquido Evaporação da fase líquida Obtenção da fase sólida Obs.: perda da fase líquida obter sal da água do mar Destilação Simples Sistema Sólido-Líquido Componentes com pontos de ebulição muito diferentes Vaporização condensação água e sal água e açúcar Destilação Fracionada Sistema Líquido-Líquido (misturas não azeotrópicos) Componentes com pontos de ebulição próximos Presença de obstáculos (bolinhas) para que só a substância de menor ponto de ebulição vá para o condensador Componentes da gasolina: octano (126 ) e hexano (69 ) Petróleo Liquefação Fracionada Sistemas Gasosos Por resfriamento de gases, faz a separação, quando passam de gasoso para líquido -alta pressão/baixa temperatura Componentes do ar atmosférico Sublimação Fracionada Substâncias Sublimáveis (iodo, naftaleno, cânfora) (de outras substâncias) A mistura é aquecida, a substância sublima e quando o vapor encontra uma superfície fria volta a cristalizar. As impurezas ficam retidas. iodo e impurezas 11
OBSERVAÇÕES COMPLEMENTARES A. Destilação: recurso utilizado para separar cada uma das substâncias presentes em misturas homogêneas envolvendo sólidos dissolvidos em líquidos e líquidos miscíveis entre si. I. Na destilação simples de sólidos dissolvidos em líquidos, a mistura é aquecida e os vapores produzidos no balão de destilação passam pelo condensador, no qual são resfriados pela passagem de água corrente no tubo externo, se condensam e são recolhidos no erlenmeyer. A parte sólida da mistura, por não ser volátil, não evapora e permanece no balão de destilação. II. Na destilação fracionada são separados líquidos miscíveis cujas temperaturas de ebulição (TE) não sejam muito próximas. Durante o aquecimento da mistura, é separado, inicialmente, o líquido menor TE; depois, o líquido com TE intermediária, e assim, sucessivamente, até o líquido de maior TE. À aparelhagem da destilação simples é acoplada uma coluna de fracionamento. Conhecendo-se a TE de cada líquido, pode-se saber, pela temperatura indicada no termômetro, qual deles está sendo destilado. B. Adsorção: consiste no aproveitamento da capacidade que algumas substâncias (como o carvão ativo, por exemplo) tem de reter, na sua superfície, substâncias gasosas. Uma das principais aplicações da adsorção são as máscaras contra gases venenosos. 12
C. Análise cromatográfica ou cromatografia: nesse processo, os componentes de uma mistura de sólidos em solução são separados e identificados pela cor. Um dos primeiros processos usados foi a cromatografia em papel. Pinga-se uma gota da mistura a ser analisada numa extremidade de uma tira de papel de filtro. Depois de seca, essa extremidade do papel é colocada em contato com um solvente apropriado. À medida que o solvente é absorvido pela tira, os diferentes componentes da mistura sobem por ela com velocidades variadas. Assim, separados em diferentes regiões da tira de papel, os componentes da mistura podem ser devidamente identificados. Esse processo, além de permitir a determinação do número de componentes presentes na mistura, possibilita também a identificação das substâncias. D. O ar é formado predominantemente por nitrogênio e oxigênio, além de pequenas quantidades de gases nobres. Esses gases são retirados do ar por destilação fracionada (processo Linde). Isso é conseguido submetendo-se o ar a sucessivas compressões e resfriamentos até que ele chegue ao estado líquido, o que ocorre a cerca de 200 C abaixo de zero. A seguir, destila-se o ar líquido. Inicialmente ferve o nitrogênio ( 195,8 C) e a seguir o oxigênio ( 183 C). Esquematicamente: E. A extração é, em geral, o processo em que se utiliza um líquido que consegue "retirar" u componente de uma mistura. Por exemplo A extração é, em geral o processo em que se utiliza um líquido que consegue "retirar" um componente d uma mistura. Por exemplo a "água de bromo", água que contém pequenas quantidades de bromo em solução. Agitando-se a "água de bromo" com clorofórmio e deixando-se o conjunto em repouso, formam-se duas camadas líquidas: a inferior contém bromo dissolvido em clorofórmio e a superior contém água praticamente sem bromo. Dizemos então que o clorofórmio "extraiu" o bromo da água. 13
1ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. Considere as modalidades de fracionamento de misturas baseadas nas características físicas da matéria. I - Método de separação com base na diferença da temperatura de ebulição. II - Método de separação com base na diferença de densidade. III - Método de separação com base na variação de tamanho das partículas. Estas definições se referem, respectivamente, aos métodos de a) evaporação, floculação, filtração. b) condensação, tamização, decantação. c) destilação, filtração, destilação. d) decantação, peneiração, filtração. e) destilação, decantação, peneiração. 2. (CN-2000) Abaixo está esquematizado o fluxograma relativo à separação dos componentes de uma mistura constituída por azeite, água e açúcar totalmente dissolvido. 14
Examinando o fluxograma, você identifica os processos 1 e 2 como sendo, respectivamente: a) destilação e filtração b) filtração e decantação c) decantação e destilação d) decantação e centrifugação e) filtração e centrifugação 3. (Fuvest-SP) Considere o vapor obtido pela ebulição das seguintes soluções: I. água e sal II. água e açúcar III. água e álcool Em que casos o vapor é constituído de água pura? 4. (UFES) Para separar os componentes de uma mistura, foi realizada a seguinte seqüência de operações: Esse procedimento é recomendado para a seguinte mistura: a) areia, açúcar e sal. b) carvão, areia e açúcar. c) ferro, enxofre e álcool. d) enxofre, gasolina e ferro. e) iodo, sal de cozinha e areia. 15
5. (UERJ) O nome dos processos I, II e III, representados pelo fluxogramas abaixo e referentes à separação dos componentes da mistura, é, respectivamente: a) decantação, centrifugação e filtração b) separação magnética, filtração e destilação c) filtração, separação magnética e destilação d) cristalização, decantação e centrifugação e) separação magnética, decantação e filtração 6. (UERJ) Para a remoção do óleo derramado na Baía de Guanabara, um dos processos utilizados consistiu na adição de um produto semelhante à serragem que, após a aplicação, é facilmente recolhido, podendo ser despejado em aterros sanitários. A função desse produto, em relação ao óleo derramado, é de favorecer a: a) solubilização b) evaporação c) dispersão d) absorção 7. (Enem-MEC) A falta de água doce no Planeta será, possivelmente, um dos mais graves problemas deste século. Prevê-se que, nos próximos vinte anos, a quantidade de água doce disponível para cada habitante será drasticamente reduzida. Por meio de seus diferentes usos e consumos, as atividades humanas interferem no ciclo da água, alterando: 16
a) a quantidade total, mas não a qualidade da água disponível no Planeta b) a qualidade da água e sua quantidade disponível para o consumo das populações c) a qualidade da água disponível, apenas no subsolo terrestre d) apenas a disponibilidade de água superficial existente nos rios e lagos e) o regime de chuvas, mas não a quantidade de água disponível no Planeta 8. (CN) O funil de decantação pode ser utilizado para separar: a) mistura homogênea de líquido com sólido. b) mistura heterogênea de sólido com sólido. c) mistura heterogênea de líquido com líquido. d) mistura homogênea de líquido com líquido. e) mistura homogênea de sólido com sólido. 9. (CEFET)O técnico de uma ourivesaria, diante de uma mistura de pequenos pedaços de ferro e ouro, deseja separar o ouro. Para realizar essa tarefa, que opção(ões) o técnico pode escolher? 1. Dissolver a mistura na água. 2. Empregar um eletroímã para remover o ferro. 3. Dissolver o ferro com uma solução de ácido sulfúrico (já que o ouro não se dissolve nesse ácido). 4. Realizar uma catação baseada na diferença de cor. 5. Fazer uma levigação. A sua escolha é: a) 1 b) 1, 2 e 4 c) 3 e 5 d) 2, 3 e 4 e) 5 17
10. (Colégio Naval-RJ) Quando se coloca um cobertor envolvendo as roupas de uma pessoa em chama, que componente do triângulo do fogo está sendo eliminado? a) Combustível. b) Temperatura de ignição. c) Ponto de combustão. d) Ponto de fulgor. e) Comburente. 11. Responda os itens abaixo: I. (Cesgranrio-RJ) Numa das etapas do tratamento da água que abastece uma cidade, a água é mantida durante um certo tempo em tanques para que os sólidos em suspensão se depositem no fundo. A essa operação denominamos: a) filtração b) sedimentação c) sifonação d) centrifugação e) cristalização II. O "funil de bromo, também chamado de funil de decantação, é útil para separarmos uma mistura de: a) água e glicose dissolvida b) água e álcool c) água e gasolina dois líquidos imiscíveis d) água e areia e) areia e pó de ferro III. (MACK-SP) Uma técnica usada para limpar aves cobertas por petróleo consiste em pulverizá-ias com limalha de ferro. A limalha que fica impregnada de óleo é, então, retirada das penas das aves por um processo chamado de: 18
a) decantação. b) peneiração c) sublimação d) centrifugação. e) separação magnética. IV. (UERJ) Para a remoção do óleo derramado na Baía de Guanabara, um dos processos utilizados consistiu na adição de um produto semelhante à serragem que, após a aplicação, é facilmente recolhido, podendo ser despejado em aterros sanitários. A função desse produto, em relação ao óleo derramado, é de favorecer a: a) solubilização. b) evaporação. c) dispersão. d) absorção. 12. (FEI-SP) O frasco de erlenmeyer é usado sempre em laboratório: a) para triturar e pulverizar sólidos b) para medidas de volumes de líquidos c) nas titulações d) na decantação de líquidos imiscíveis e) nos processos de destilação 19
13. (UFRN) Sistema Cor Solubilidade a 20 C (em g/100 g de 2 O) Estado físico (20 C) Densidade (g/cm 3 ) água incolor líquido 1,000 ácido sulfúrico incolor infinita líquido 1,834 benzeno incolor 0,07 líquido 0,879 cloreto de sódio branco 36,00 sólido 2,100 naftaleno branco desprezível sólido 1,025 Com base nos dados da tabela anterior e nos conhecimentos sobre as propriedades da matéria, pode-se afirmar: 1. O cloreto de sódio flutua no benzeno. 2. O benzeno é miscível com a água em qualquer proporção. 3. Naftaleno e água formam mistura heterogênea. 4. Água, cloreto de sódio e benzeno, em qualquer proporção, formam mistura bifásica. 5. Um litro de água pode dissolver 0,36 kg de cloreto de sódio, a 20 ºC. Estão corretas as afirmações: a) 3 e 5, somente b) 1, 3 e 5, somente c) 2, 3 e 5, somente d) 1 e 3, somente e) 1, 2, 3, 4 e 5 20
14. (Fatec-SP) Um estudante recebeu uma amostra na forma de um pó branco, constituída por mistura das substâncias sólidas A e B, que, em presença de água, comportam-se como registra a tabela que se segue: Sólido Comportamento em água Água a 25 C Água fervente A insolúvel insolúvel B insolúvel solúvel Assinale a opção que contém o procedimento experimental correto para separar os sólidos A e B. a) Utilizar um ímã, separando A e B. b) Adicionar o pó branco à água fervente e submeter a mistura à evaporação. c) Adicionar o pó branco à água a 25 ºC, filtrar a mistura e submeter o filtrado à evaporação. d) Adicionar o pó branco à água fervente, filtrar a mistura e submeter o filtrado à evaporação. e) Adicionar o pó branco à água a 25 ºC e submeter a mistura à evaporação. 15. (CN) Associe as atividades do cotidiano abaixo com as técnicas de laboratório apresentadas a seguir: Preparar cafezinho com café solúvel Preparar chá de saquinho Coar um suco de laranja 1. Filtração 2. Solubilização 3. Extração 4. Destilação A sequência correta é: a) 2, 3 e 1. b) 4, 2 e 3. c) 3, 4 e 1. d) 1, 3 e 2. e) 2, 2 e 4. 21
2ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. (UNIFESP) Para se isolar a cafeína (sólido, em condições ambientais) de uma bebida que a contenha (exemplos: café, chá, refrigerante etc.), pode-se usar o procedimento simplificado seguinte. "Agita-se um certo volume da bebida com dicloroetano e deixa-se em repouso algum tempo. Separa-se, então, a parte orgânica, contendo a cafeína, da aquosa. Em seguida, destila-se o solvente e submete-se o resíduo da destilação a um aquecimento, recebendo-se os seus vapores em uma superfície fria em que a cafeína deve cristalizar. Além da destilação e da decantação, quais operações são utilizadas no isolamento da cafeína? a) Flotação e ebulição. b) Flotação e sublimação. c) Extração e ebulição. d) Extração e sublimação. e) Levigação e condensação. 2. (UFPE) Considere uma mistura de parafina (hidrocarboneto de cadeia longa) finamente dividida e açúcar (sacarose C 12 H 22 O 11 ) refinado. Indique a alternativa que apresenta os processos de separação, na seqüência indicada, mais adequados para essa mistura. a) Dissolução em água, filtração, evaporação. b) Filtração, evaporação, combustão. c) Dissolução em água, floculação, decantação. d) Destilação fracionada a 50 ºC. e) Combustão, destilação. 3. (EEAr) O papel de filtro pode ser utilizado para separar os componentes do sistema: a) homogêneo, gás-gás b) heterogêneo, líquido-líquido c) homogêneo, sólido-líquido d) heterogêneo, sólido-líquido e) homogêneo, sólido-sólido 22
4. Durante uma pesquisa de campo, num local isolado e sem nenhum recurso mais aprimorado, um aluno de Química encontrou uma pequena esfera de um material com brilho metálico com aproximadamente 1,0 cm de diâmetro. Por curiosidade, ele resolveu descobrir de que material era composta a esfera. Com base em algumas informações que ele havia memorizado das aulas de Química, procurou descobrir de qual material se tratava. As Informações são as seguintes: 1) uma colher das de sopa completamente cheia de sacarose possui uma massa de aproximadamente 30 g desta substância; 2) um copo tipo americano possui aproximadamente 300 ml de volume; 3) 1 ml de água possui densidade de 1,0 g. cm -3 ; 4) densidades de algumas substâncias sólidas: Material Densidade (g. cm -3 ) Alumínio 2,7 Magnésio 1,7 Zinco 7,1 Ferro 7,9 Chumbo 11,4 5. (PAES-Montes Claros) Misturar é fácil. Difícil é separar depois. Para conseguir uma separação, é necessário selecionar uma técnica adequada, tendo em vista alguns princípios fundamentados nas diferentes propriedades físicas e químicas dos componentes da mistura. A técnica de separação e o princípio correspondente estão relacionados corretamente em: a) Filtração Baixa solubilidade. b) Destilação Diferença na solubilidade de dois componentes imiscíveis. c) Extração Diferença de ponto de ebulição. d) Catação Diferença de densidade. 6. O diagrama abaixo representa as diversas etapas da produção de álcool e açúcar. INFORMAÇÕES: 1. álcool 96 GL = etanol 96%, água 4% 2. álcool 100 GL = etanol 100% 3. composição do mosto fermentado: água 80%, etanol 15%, outros 5% 23
Os processos I, II e III do diagrama são: I II III a) Filtração Destilação simples Destilação fracionada b) Filtração Evaporação Destilação Fracionada c) Tamização Evaporação Evaporação d) Destilação simples Filtração Evaporação e) Destilação simples Centrifugação Destilação fracionada 7. (PAS-Brasília) Em um laboratório, foram obtidos os dados da tabela abaixo, relativos a propriedades específicas de amostras de alguns materiais. Materiais Massa (g) a 20 C Volume (ml) Temperatura de Fusão ( C) Temperatura de Ebulição ( C) A 115 100 80 218 B 174 100 650 1120 C 0,13 100-219 -183 D 0,12 100-207 -192 E 74 100 de -57 a -51 de 115 a 120 F 85 100 de -50 a -43 de 85 a 90 G 100 100 0 100 Analisando os dados da tabela, julgue os itens seguintes. 1. À temperatura de 25 ºC, os materiais A e B estão no estado sólido. 2. Massa e volume são propriedades específicas de cada material. 3. Os materiais C, D, E e F são substâncias. 4. Se o material F for insolúvel em G, então ele deverá flutuar quando for adicionado a um recipiente que contenha o material G. 8. (Vunesp-SP) Uma dona de casa fez a seguinte seqüência de operações: 1ª. colocou em água folhas de repolho roxo picado; 2ª. depois de algum tempo, despejou a água, que apresentava cor roxa, em dois copos; 3ª. adicionou vinagre em um copo e a cor não se modificou; 4ª. adicionou leite de magnésia no outro copo e a cor tornou-se verde. 24
Os nomes dos processos de separação empregados nas operações 1ª e 2ª e a propriedade da substância que dá a coloração ao repolho e à água são, respectivamente: a) filtração, catação e corante. b) evaporação, decantação e titulante. c) extração, decantação e indicador ácido-base. d) solubilização, filtração e indicador ácido-base. e) destilação, decantação e corante. 9. (CEFET) A centrifugação é um processo que acelera a separação dos componentes do sistema. a) heterogêneo, sólido + sólido. b) homogêneo, líquido + líquido. c) heterogêneo, sólido + gás. d) homogêneo, líquido + gás. e) heterogêneo, sólido + líquido. 10. (UFRGS-RS) Num acampamento, todo o sal de cozinha foi derramado na areia. As pessoas recuperaram o sal realizando, sucessivamente, as operações de: a) dissolução, filtração, evaporação. b) fusão, decantação, sublimação. c) liquefação, filtração, vaporização. d) adição de água, destilação. e) diluição, sedimentação, vaporização. 11. (ESPM-SP) A areia é constituída basicamente de óxido de silício. Ao se aquecer areia a altas temperaturas, obtém-se: a) sílica-gel. b) cimento. c) cal. d) vidro. e) argila. 25
12. Uma combustão é um tipo de transformação química com características próprias que ocorre em determinadas condições. Assinale a alternativa correta. a) A combustão é uma transformação química muito endotérmica desencadeada pelo fogo (emissão simultânea de calor e luz), que ocorre entre um material combustível e um material comburente. b) O gás oxigênio é o único comburente que existe. Sem oxigênio não existe combustão. c) Para que ocorra uma combustão é necessário que as quantidades de combustível e comburente se encontrem numa faixa ideal denominada zona de inflamabilidade ou explosividade. Fora dessa faixa, só ocorre combustão se o calor fornecido para iniciar a transformação for muito grande. d) A combustão é uma transformação química muito exotérmica que ocorre entre um material combustível e um comburente (não necessariamente o oxigênio), produzindo fogo. e) A pirólise é um tipo de combustão que ocorre praticamente sem chamas, mas com forte emissão de radiações. 13. (Medicina-SP) Considere a seguinte afirmação: Cloreto de sódio é bastante solúvel em água e solução Resultante é imiscível ao tetracloreto de carbono. Para separar o cloreto de sódio, a água e o tetracloreto de carbono de uma mistura dessas três substâncias que forma apenas duas fases líquidas, é recomendável primeiro: a) filtrar e depois destilar b) filtrar e depois decantar c) sifonar e depois destilar d) decantar e depois filtrar e) centrifugar e depois decantar 14. (UFRN) A filtração a vácuo é utilizada quando se deseja: a) acelerar o processo de filtração b) melhor qualidade do filtrado c) separar componentes líquidos imiscíveis de uma mistura 26
d) separar componentes sólidos de diferentes tamanhos e) separar componentes de uma mistura de líquidos imiscíveis 15. (Cesgranrio) Analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta: I. Os compostos Cl 2, O 2, H 2 O e C 2 H 4 são todos substâncias simples. II. Os compostos Cl 2, O 2, H 2 O e C 2 H 4 são todos substâncias compostas. III. É possível separar de uma mistura líquidos com pontos de ebulição diferentes por destilação fracionada. IV. É possível separar os componentes de uma mistura gasosa por sifonação. a) I é verdadeira; II, III e IV são falsas; b) III é verdadeira; I, II e IV são falsas; c) I e III são verdadeiras; II e IV são falsas; d) I, III e IV são verdadeiras; II é falsa; e) II, III e IV são verdadeiras; I é falsa. 27
3ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. (FCC-BA) Uma cápsula de porcelana e um funil sobre ela, conforme a figura a seguir, formam um conjunto adequado para purificar substâncias sólidas por: a) cristalização b) destilação c) filtração d) sublimação e) centrifugação 2. (Fuvest) Para a separação dos componentes das misturas: gasolina/água e nitrogênio/oxigênio os processos mais adequados são, respectivamente: a) decantação e liquefação; b) sedimentação e destilação c) filtração e sublimação d) destilação e condensação e) flotação e decantação 3. (PUC-Campinas) As figuras representam as misturas de gasolina com água e de álcool etílico com água. Assinale a afirmação CORRETA: a) álcool etílico e água em A, correspondendo o álcool à fase 2; b) gasolina e água em B; c) álcool etílico e água em A, correspondendo o álcool à fase 1; d) gasolina e água em A, correspondendo a gasolina à fase 1. 28
4. (PUC) Um professor realizou várias experiências (a 20ºC e 1 atm) e organizou a seguinte tabela: Substância PF ( C) PE ( C) Densidade (g/cm 3 ) Solubilidade em água (a 20 C) A 115 200 2 insolúvel B 10 15 0,4 insolúvel C 30 60 0,8 solúvel D 300-188 0,6 insolúvel E 12 95 1,2 insolúvel De acordo com a tabela, assinale a afirmativa incorreta: a) O estado físico da substância D, à temperatura ambiente, é gasoso. b) Se misturarmos a substância B com a substância D, à temperatura ambiente, forma-se uma mistura homogênea. c) A substância mais volátil, à temperatura ambiente é a A. d) Se misturarmos as substâncias A, C e água, forma-se um sistema difásico. e) O processo mais adequado para separarmos uma mistura da substância C com a água, à temperatura ambiente, é destilação simples. 5. (PUC) No laboratório, o equipamento conveniente para medir e transferir volumes de líquidos é: a) balão de fundo chato b) tudo de ensaio c) proveta d) funil de decantação e) condensador 6. (UNIRIO) Foram acondicionados, acidentalmente, em um único recipiente, areia, sal de cozinha, água e óleo de soja. Para separar adequadamente cada componente dessa mistura, devem ser feitas as seguintes operações: a) destilação simples seguida de decantação e centrifugação b) destilação simples seguida de centrifugação e sifonação c) filtração seguida de destilação simples e catação 29
d) filtração seguida de decantação e destilação simples e) decantação seguida de catação e filtração 7. (UFRRJ) Uma técnica usada para limpar aves cobertas por petróleo consiste em pulverizá-las com limalha de ferro. A limalha, que fica impregnada de óleo é, então, retirada das penas das aves por um processo chamado de: a) decantação b) peneiração c) sublimação d) centrifugação e) separação magnética 8. (UFMG) Este quadro apresenta misturas heterogêneas que foram submetidas aos processos de separação especificados. Misturas Componentes Processo de separação I água e areia Decantação II sucatas de ferro e alumínio separação magnética III grafita e iodo sublimação IV água e óleo filtração Assinale a alternativa que corresponde a uma mistura cujo processo de separação especificado é inadequado. a) I b) II c) III d) IV 9. (UFR-RJ) Com a adição de uma solução aquosa de açúcar a uma mistura contendo querosene e areia, são vistas claramente três fases. Para separar cada componente da mistura final, a melhor seqüência é: a) destilação, filtração e decantação 30
b) cristalização, decantação e destilação c) filtração, cristalização e destilação d) filtração, decantação e destilação e) centrifugação, filtração e decantação 10. (Enem-MEC) O sol participa do ciclo da água, pois, além de aquecer a superfície da Terra dando origem aos ventos, provoca a evaporação da água dos rios, lagos e mares. O vapor da água, ao se resfriar, condensa em minúsculas gotinhas, que se agrupam formando as nuvens, neblinas ou névoas úmidas. As nuvens podem ser levadas pelos ventos de uma região para outra. Com a condensação e, em seguida, a chuva, a água volta à superfície da Terra, caindo sobre o solo, rios, lagos e mares. Parte dessa água evapora retornando à atmosfera, outra parte escoa superficialmente ou infiltra-se no solo, indo alimentar rios e lagos. Esse processo é chamado de ciclo da água. Considere, então, as seguintes afirmativas: I. A evaporação é maior nos continentes, uma vez que o aquecimento ali é maior do que nos oceanos. II. A vegetação participa do ciclo hidrológico por meio da transpiração. III. O ciclo hidrológico condiciona processos que ocorrem na litosfera, na atmosfera e na biosfera. IV. A energia gravitacional movimenta a água dentro do seu ciclo. V. O ciclo hidrológico é passível de sofrer interferência humana, podendo apresentar desequilíbrios. a) somente a afirmativa III está correta b) somente as afirmativas III e IV estão corretas c) somente as afirmativas I, II e V estão corretas d) somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas e) todas as afirmativas estão corretas. 11. (CN) Quando um copo com água barrenta é deixado em repouso, forma-se um depósito no fundo, ao fim de algum tempo. A melhor identificação para essa transformação é: a) cristalização 31
b) decantação c) filtração d) floculação e) precipitação 12. (UFRN) Considere as seguintes densidades, em g/cm 3 : Densidades g/cm 3 d alumínio 2,7 d carvão 0,5 d pau-brasil 0,4 d diamante 3,5 d água 1,0 Ao serem adicionados à água pura, em temperatura ambiente, pedaços de cada um desses materiais, observa-se flutuação de: a) carvão e alumínio b) carvão e pau-brasil c) alumínio e diamante d) pau-brasil e diamante 32
1ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. I. Destilação - processo de separação de mistura homogênea baseado na diferença de ponto de ebulição das substâncias. II. Decantação - processo de separação de mistura heterogênea baseado na diferença de densidade das substâncias. III. Peneiração - processo de separação de mistura heterogênea onde a substância maior fica retida na peneira e a menor atravessa a peneira. RESPOSTA: E 2. Misturas de líquidos imiscíveis como azeite e solução aquosa de açúcar podem ser separadas por decantação. Misturas homogêneas nas quais os componentes apresentam pontos de ebulição bem diferentes (como a água e o açúcar) podem ser separadas por destilação simples. RESPOSTA: C 3. As soluções I e II são constituídas de um líquido volátil (água) e de sólidos não-voláteis (sal e açúcar). Logo, o aquecimento dessas duas soluções apresentará vapor formado apenas por água, que é o componente volátil. Na solução III, os dois componentes são voláteis (água e álcool); portanto, o vapor dessa solução será constituída de água e álcool. 4. RESPOSTA: E 5. Através da separação magnética (processo I) retira-se a limalha de ferro do restante da mistura. Após a dissolução do sal em água, a mistura heterogênea resultante é submetida a uma filtração (processo II) para a retirada de areia. A mistura homogênea de água e sal é separada por destilação (processo III). RESPOSTA: B 33
6. Pois a resina usada absorve o petróleo para a sua superfície. RESPOSTA: D 7. Em diversos locais do mundo a falta de água doce disponível para cada habitante (per capita) já é um problema. Primeiro, sob o ponto de vista quantitativo, devido ao rápido crescimento de algumas populações (especialmente na segunda metade do século XX). Segundo, sob o ponto de vista qualitativo, devido à poluição de lagos, represas e rios, pela ação humana. Nas próximas décadas, a escassez tende a piorar. RESPOSTA: B 8. RESPOSTA: C 9. RESPOSTA: D 10. RESPOSTA: E 11. I. RESPOSTA: B II. RESPOSTA: C III. RESPOSTA: E IV. RESPOSTA: D 12. RESPOSTA: C 13. RESPOSTA: A 14. RESPOSTA: D 15. RESPOSTA: A 34
2ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. RESPOSTA: D 2. RESPOSTA: A 3. RESPOSTA: D 4. RESPOSTA: E 5. RESPOSTA: A 6. RESPOSTA: B 7. 1. V 2. F 3. F 4. V 8. RESPOSTA: C 9. RESPOSTA: E 10. RESPOSTA: A 35
11. RESPOSTA: D 12. RESPOSTA: D 13. RESPOSTA: C 14. RESPOSTA: A 15. RESPOSTA: B 36
3ª SEQUÊNCIA DE EXERCÍCIOS 1. RESPOSTA: D 2. RESPOSTA: A 3. RESPOSTA: D 4. RESPOSTA: C 5. RESPOSTA: C 6. RESPOSTA: D 7. RESPOSTA: E. 8. RESPOSTA: D 9. RESPOSTA: D 10. RESPOSTA: D 11. RESPOSTA: B 37
12. RESPOSTA: B 38