Processos de separação de misturas

Os processos de separação são usados na obtenção dos componentes individuais de uma mistura de dois ou mais componentes. Nem sempre somente um método de separação é suficiente para separar todos os componentes de uma mistura. Os principais processos são citados a seguir.

Catação

É um método de separação bastante rudimentar, usado para separação de sistemas sólido-sólido. Baseia-se na identificação visual dos componentes da mistura e na separação dos mesmos separando-os manualmente. É o método utilizado na limpeza do feijão antes do cozimento.

Peneiração

Também conhecido como tamisação, este método é usado na separação de sistemas sólido-sólido, onde um dos dois componentes apresente granulometria que permita que o mesmo fique preso nas malhas de uma peneira.

Ventilação

Método de separação para sistemas sólido-sólido, onde um dos componentes pode ser arrastado por uma corrente de ar. Um bom exemplo é a separação da casca e do caroço do amendoim torrado.

Levigação

A água corrente arrasta o componente menos denso e o mais denso deposita-se no fundo do recipiente. Um bom exemplo é a lavagem da poeira do arroz.

Decantação

Permite a separação de líquidos imiscíveis (que não se misturam) ou um sólido precipitado num líquido. Exemplos: água e areia e água e óleo vegetal.

     

Pode-se aproveitar a pressão atmosférica e a gravidade para auxiliar no processo de decantação. Um dos líquidos pode ser retirado por sifonação, que é a transferência, através de uma mangueira, de um líquido em um posição mais elevada para outra, num nível mais baixo.

 Pode-se ainda usar-se o princípio da decantação para a separação de misturas sólido-gás (câmara de poeira). A mistura sólido-gás atravessa um sistema em zigue-zague, o pó, sendo mais denso, se deposita pelo trajeto.

Filtração

Este é um método de separação muito presente no laboratório químico e também no cotidiano. É usado para separar um sólido de um líquido ou sólido de um gás, mesmo que o sólido se apresente em suspensão. A mistura atravessa um filtro poroso, onde o material particulado fica retido. A preparação do café é um exemplo de filtração.

No cotidiano, o aspirador de pó é o melhor exemplo do processo de filtração. Separa partículas sólidas suspensas no ar aspirado.

Evaporação

Método de separação de misturas sólido-líquido por evaporação do solvente, também conhecido como cristalização. Em recipiente aberto, simplesmente permite-se que o solvente evapore, deixando o sólido. Nas salinas, o sal é obtido a partir da água do mar através deste processo.

Sublimação

Processo utilizado quando um dos componentes do sistema sublima (passa diretamente do estado sólido para o gasoso) quando sob aquecimento. O iodo e a naftalina são sólido que sublimam.

Destilação fracionada

É um método de separação de líquidos que participem de mistura homogênea ou heterogênea. Quanto mais distantes forem os pontos de ebulição destes líquidos, mais eficiente será o processo de destilação. Eleva-se a temperatura até que se alcance o ponto de ebulição do líquido que apresente valor mais baixo para esta característica e aguarda-se, controlando a temperatura, a completa destilação deste. Posteriormente, permite-se que a temperatura se eleve até o ponto de ebulição do segundo líquido. Quanto mais próximos forem os pontos de ebulição dos líquidos, menor o grau de pureza das frações destiladas. A destilação fracionada é usada na obtenção das diversas frações do petróleo.

 Nos alambiques, este tipo de destilação é usado na obtenção de bebidas como a cachaça e o uísque. Na destilação fracionada em laboratório usa-se um equipamento como o mostrado abaixo.

Destilação simples

A destilação simples é utilizada quando se deseja separar a substância sólida dissolvida do solvente e  não se deseja perder este último, como no processo de evaporação. Aquece-se a mistura até atingir o ponto de ebulição do solvente. Não existe necessidade de controle de temperatura, pois o ponto de ebulição do sólido é muito mais elevado que o do solvente.

Separação magnética

Separa os componentes que são atraídos por um imã daqueles que não apresentam esta propriedade (separação de limalha de ferro da areia).

Dissolução fracionada

Método de separação de sistemas sólido-sólido, onde somente um dos componentes apresenta solubilidade num dado solvente. A mistura areia e sal é um bom exemplo de aplicação para este método de separação. Adicionando-se água, obtém-se a solubilização do sal na água. Após uma filtração, a areia é separada, bastando realizar uma destilação simples ou evaporação para se separar o sal da água. Este método também é conhecido como extração por solvente.

Exemplo 1

(UFES) Para separar os componentes de uma mistura, foi realizada a seguinte sequüência de operações:

aquecimento   =>   adição de água e filtração   =>   evaporação

Esse procedimento é recomendável 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

Resolução

A resposta correta é a e. Aquecendo a mistura, separa-se o iodo por sublimação. Adicionando-se água, o sal dissolve-se nesta e separa-se da areia. Uma filtração separa a areia da solução salina. Uma evaporação separa a água do sal.

Exemplo 2

(UEL) De uma mistura heterogênea de dois líquidos imiscíveis e de densidades diferentes podem-se obter os líquidos puros por:

I. sublimação

II. decantação

III. filtração

Dessas afirmações, apenas:

a) I é correta

b) II é correta

c) III é correta

d) I e II são corretas

e) II e III são corretas

Resolução

A alternativa correta é a b. Como os líquidos são imiscíveis (não se misturam) e tem densidades diferentes (um flutua sobre o outro), o processo a ser utilizado é a decantação.

Exemplo 3

(U.F.Viçosa) Considere os sistemas abaixo:

I. água e açúcar

II. álcool e carvão

III. água e areia

IV. água e óleo

Assinale a alternativa que relaciona os sistemas que podem ser separados por filtração.

a) I e II

b) II e III

c) I e III

d) II e IV

e) III e IV

Resolução

A alternativa correta é a b. Entre as alternativas, as únicas que apresentam sistemas que podem ser separados por filtração são II e III.

Exemplo 4

(UFMG) O método eficaz de separação dos componentes de uma solução aquosa de NaCl (sal de cozinha) é:

a) decantação

b) destilação

c) filtração

d) recristalização

e) sublimação

Resolução

Através da destilação pode-se separar a água do sal usando-se aquecimento e valendo-se da grande diferença entre os pontos de fusão da água e do sal de cozinha. Na recristalização, deixa-se a solução salina num recipiente aberto e aguarda-se a evaporação completa da água. Por sua rapidez, a destilação é o mais eficiente. A alternativa correta é a b.

Exemplo 5

(Covest - PE) Relacione a coluna da direita com a da esquerda, considerando a melhor técnica para separar as seguintes misturas:

1) limalha de ferro e enxofre                                sublimação

2) óleo e água                                                    decantação

3) areia e naftaleno                                             imantação

4) açúcar e sal                                                    fusão fracionada

5) bronze (liga de cobre e estanho)                       cristalização

Lendo-se de cima para baixo formar-se-á a seguinte seqüência numérica:

a) 3 2 1 5 4

b) 1 2 3 4 5

c) 3 5 1 2 4

d) 4 2 5 3 1

e) 2 4 1 5 3

Resolução

A sublimação é usada quando um dos componentes é sólido e passa para vapor se aquecido. É o caso do naftaleno (naftalina) na alternativa 3.

A decantação é usada na separação de dois líquidos imiscíveis e com diferentes densidades, alternativa 2.

A imantação é usada para separar materiais que são atraídos pelo imã dos que não são atraídos, alternativa 1.

A fusão fracionada é usada para separar sólidos que apresentem diferentes pontos de fusão, alternativa 5.

A cristalização é usada para separar solutos de diferentes solubilidades, é o caso da alternativa 4, se adicionarmos água a seus componentes.

A alternativa correta é a a.