Baixe Métodos de separação de misturas e tratamento de água e outras Provas em PDF para Química, somente na Docsity!
É raro encontrarmos substâncias puras na natureza. Comumente, encontramos substâncias impuras, que são misturas de uma substância principal e outras que constituem a sua impureza.
Aos processos de separação de misturas, damos o nome de análise imediata.
sEParaçÃo Das Misturas
HEtErogÊnEas cuJas
fasEs sÃo toDas sÓliDas
catação
Separa uma mistura entre dois sólidos que possuem grãos diferentes em relação ao tamanho, à cor ou ao formato. Os fragmentos de um dos sólidos são “catados” com a mão ou com uma pinça.
Exemplos: Arroz e feijão; cristais de isômeros dextrogiros e levogiros.
ventilação
A fase menos densa é separada por uma corrente de ar.
Exemplo: Separação dos grãos de arroz da casca nas máquinas de beneficiamento.
levigação
A fase mais leve é separada e arrastada por uma corrente de água.
Exemplo: Separação de areia do ouro: a areia é arrastada pela corrente de água.
flutuação
Utiliza-se um líquido, normalmente a água, como elemento de separação de dois sólidos em que um deles possui densidade menor que a desse líquido. Isso faz com que o sólido menos denso fique sobrenadando. Vale lembrar que esses sólidos não podem ser solúveis nesse líquido. Esse método também é denominado sedimentação fracionada.
Exemplos: Separação da serragem da areia e do alpiste da areia pela água.
Água
Serragem + areia
Serragem
Areia
Água
Separação de sólidos por flutuação.
Dissolução fracionada ou extração
por solvente
Introduz-se a mistura em um líquido que dissolva somente um dos componentes: o componente insolúvel é separado da solução por filtração. Por evaporação ou por destilação da solução, separa-se o componente dissolvido do respectivo líquido. Exemplo: Separação de sal e areia pela água.
Areia
Sal + areia Sal + areia
Água
Solução de água + sal Areia
Solução de água e sal
Destilação
Água destilada
Filtração
Sal
Separação de sólidos por dissolução fracionada.
MÓDULO
FRENTE
a
Bernoulli Sistema de Ensino 3
QUÍMICA
análise imediata
fusão fracionada
Separa ligas metálicas, como ouro e prata de uma aliança, e quaisquer misturas entre sólidos. Levando a mistura a alto aquecimento, o componente que possuir o menor ponto de fusão “derreterá” primeiro. Exemplo: Separação de areia + enxofre.
Entornando o béquer Areia (sólida)
Areia (sólida)
Enxofre
Aquecimento
Enxofre
areia
Enxofre líquido (fundido)
Separação de sólidos por fusão fracionada.
cristalização fracionada ou evaporação
Método natural utilizado para a separação de uma mistura homogênea ou heterogênea de um sólido e um líquido ou entre dois sólidos, neste caso, com a adição de um solvente apropriado. Espontaneamente, com o passar do tempo, o líquido (ou solvente) evapora, restando o sólido. Na separação de dois sólidos, os componentes se cristalizam separadamente, à medida que vão sendo atingidos seus limites de solubilidade (coeficientes de solubilidade). Exemplo: Obtenção de sais a partir da água do mar.
Peneiração ou tamisação
É o método utilizado para separar misturas de sólidos em que o tamanho dos grãos é diferente. Exemplo: Separação de areia fina das pedras.
separação magnética
Ocorre quando um dos componentes da mistura possui propriedade magnética, podendo ser atraído por um ímã. Exemplo: Separação da mistura limalha de ferro + pó de enxofre.
Ímã Ímã
Limalha de ferro
Pó de enxofre
Limalha de ferro
Separação magnética.
sublimação
Processo usado quando um dos sólidos sofre sublimação. Por aquecimento da mistura, o componente que sublima se separa, no estado de vapor e, em seguida, se cristaliza.
Exemplo: Purificação do iodo e da naftalina.
sEParaçÃo Das fasEs
DE outras Misturas
HEtErogÊnEas
filtração
Processo de separação da mistura de um sólido e um líquido em que o sólido ficará retido no papel de filtro. A filtração também pode ocorrer em uma mistura sólido-gás e, neste caso, a separação é feita sempre por sucção do gás.
Exemplos: Filtração da mistura água e areia e do ar no aspirador de pó.
filtração comum ou por gravidade É um processo lento e recomendado quando o sólido possui grãos de tamanho médio e grande.
A filtração da mistura sólido-líquido é feita comumente em laboratório por meio de papel de filtro adaptado em funil.
Exemplo: Filtração da mistura água e pó de café no coador.
(1) (2)
(4) (5)
(3)
5 mm
Filtração comum com papel de filtro.
filtração a vácuo
Processo rápido realizado quando os grãos do sólido são muito pequenos. É obtido por sucção. Na filtração a vácuo de uma mistura sólido-líquido, usa-se um funil de Büchner – funil de porcelana que tem fundo chato, perfurado, sobre o qual se coloca o papel de filtro. A sucção do ar é comumente feita com trompa de água. A filtração a vácuo é também chamada filtração com sucção ou, ainda, filtração a pressão reduzida.
frente a Módulo 13
4 Coleção 6V
centrifugação
A decantação, vista anteriormente, é um processo lento, pois depende da ação da gravidade sobre as partículas. Porém, se imprimirmos às partículas dispersas uma aceleração bem maior, a deposição do sólido será mais rápida. Esse tipo de deposição pode ser obtido por meio de um centrifugador.
Sólido + líquido
Sólido + líquido
Tubos em repouso
Centrifugador manual parado.
Tubos em rotação (^) Fase líquida
Fase sólida
Fase líquida
Fase sólidaFase sólida
Centrifugador manual em rotação.
Análise imediata – processos mecânicos
Assista a esse vídeo, observando atentamente cada método de análise. Atenção para os exemplos de misturas que podem ser separadas por processos mecânicos. Bons estudos!
3DVB
sEParaçÃo Dos
coMPonEntEs Das
Misturas HoMogÊnEas
gás + gás
O processo mais utilizado para realizar a separação dos componentes desse sistema é a liquefação fracionada, realizada a altas pressões e lento resfriamento de uma mistura gasosa. O gás que possuir maior temperatura de ebulição será retirado primeiro.
É dessa forma que separamos o oxigênio e o nitrogênio encontrados no ar. No caso particular da separação dos componentes do ar, é mais conveniente liquefazer a mistura (o ar) e depois separar os seus componentes por destilação fracionada. Nas máscaras contra gases venenosos, estes são separados do ar, que é respirado por um processo de adsorção. Existem sólidos, como o carvão ativado, que adsorvem os gases venenosos e deixam passar apenas o ar. Nos filtros de cigarros, também há separação por adsorção.
gás + líquido
Por aquecimento da mistura, o gás é expulso do líquido, pois, geralmente, a solubilidade de um gás em um líquido diminui com a elevação da temperatura. Assim, com a elevação da temperatura, uma água gaseificada ou um refrigerante, por exemplo, perdem o gás, isto é, o CO 2 dissolvido é liberado. Outras maneiras de se expulsar o gás dissolvido em um líquido: A) Agitar a solução. Assim, agitando-se um refrigerante, há formação de muita espuma devido à liberação do gás. B) Diminuir a pressão. Assim, quando uma garrafa de refrigerante é aberta, a pressão interna diminui e há liberação do gás dissolvido.
gás + sólido
Por simples aquecimento, o gás é expulso do sólido. Esse processo é inadequadamente chamado de destilação seca. Exemplo: Aquecimento da madeira, em que há liberação de metanol (CH 3 OH).
sólido + líquido
O processo utilizado nesse caso é o da destilação, que separa tanto misturas homogêneas como heterogêneas a partir de um aquecimento contínuo. A substância mais volátil possui menor temperatura de ebulição e vaporiza primeiro. No estado de vapor, essa substância é resfriada no condensador, transformando-se novamente em líquido e recolhida em um novo frasco. Água de resfriamento
Condensador
Frasco de recolhimento
Balão de destilação (^) Substância purificada
Mistura a separar
Tubo para escapamento de vapores nocivos ou inflamáveis (se for o caso), para a pia
Água de resfriamento
Destilação simples em laboratório.
frente a Módulo 13
6 Coleção 6V
líquido + líquido
O método usado é o da destilação fracionada. Os líquidos se destilam, separadamente, à medida que os seus pontos de ebulição vão sendo atingidos.
Para efetuar a destilação fracionada, usa-se uma coluna de fracionamento.
Um dos tipos de coluna de fracionamento consiste em um tubo de vidro relativamente longo, cheio de bolinhas de vidro, em cuja superfície ocorre a condensação do vapor. O vapor sobe pela coluna, sofre sucessivas condensações seguidas de vaporizações, se enriquece do componente mais volátil e, ao sair da coluna de fracionamento, é constituído, praticamente, de 100% do componente mais volátil. Assim, na parte superior da coluna de fracionamento, o vapor é mais rico em componente mais volátil e, na parte inferior, é mais rico em componente menos volátil.
A destilação fracionada será tanto mais eficaz quanto maior for a diferença de pontos de ebulição entre os líquidos e maior for o tamanho da coluna de fracionamento, ou seja, maior for a superfície para ocorrer a condensação dos vapores.
Termômetro
Bolinhas de vidro
Isolante
Água de resfriamento
Condensador
Substância purificada
Mistura a separar
Água de resfriamento
Balão de destilação (^) recolhimentoBalão de
Destilação fracionada em laboratório.
Exemplos: Fabricação de cachaça, refino do petróleo (para obtenção de gasolina e óleo diesel ), etc.
Análise imediata – processos físicos Assista a esse vídeo, observando atentamente cada método de análise. Atenção para os exemplos de misturas que podem ser separadas por processos físicos. Bons estudos!
FA5S
Na indústria petroquímica, utiliza-se a destilação fracionada para separar as diferentes frações do petróleo. Nesse caso, é utilizada uma coluna de fracionamento constituída de “pratos e bandejas”.
Óleo combustível
Gasolina de aviação Gasolina comum Querosene
Óleo diesel
Óleos lubrificantes Parafina
Asfalto
Gás combustível
Petróleo cru
Forno de vaporização do petróleo
Aumento da volatilidade e diminuiçãoda intensidade das interações coesivasentre as partículas
Destilação fracionada do petróleo. Cada uma das frações do petróleo corresponde a uma mistura de substâncias com pontos de ebulição bastante próximos e, por esse motivo, destilam-se em uma determinada faixa de temperatura. Quanto menos intensas são as interações coesivas entre as partículas que formam os componentes de uma fração, menor será a faixa de temperatura na qual essa fração será separada das demais.
MétoDos QuíMicos
obtenção de álcool etílico anidro
(100 °gl) a partir de álcool etílico
hidratado 96 °gl
Nesse caso, é adicionada cal virgem, CaO, ao álcool hidratado. O óxido reage com a umidade formando cal hidratada, Ca(OH) 2 , que pode facilmente ser removida da mistura por filtração, pois é insolúvel em etanol.
separação de substâncias explorando as
mudanças de solubilidade em diferentes
valores de pH
Na separação do ácido benzoico (C 6 H 5 COOH) do benzeno (C 6 H 6 ), pode-se utilizar solução aquosa de NaOH, o que leva à formação de benzoato de sódio (C 6 H 5 COO –^ Na +^ ). Este último passa para a fração aquosa (mais densa) que pode ser separada do benzeno (menos denso) por decantação em funil. O ácido benzoico pode ser recuperado tratando-se a solução aquosa com solução de ácido forte.
QuíMica
Bernoulli Sistema de Ensino 7
análise imediata
Em relação a esse sistema e aos processos que nele ocorrem, a afirmativa errada é: A) O calor absorvido pela mistura I é, em parte, liberado em IV. B) A fase II, durante a destilação, é mais rica em vapor de etanol do que em vapor de água. C) A temperatura indicada pelo termômetro III, durante a destilação, estará entre 78,4 °C e 100 °C. D) A fase líquida V é constituída de etanol puro.
08. (UFMG) Pode-se obter etanol anidro – isto é, etanol
isento de água – pela adição de óxido de cálcio ao etanol hidratado. Nesse caso, o óxido de cálcio, também conhecido como cal viva ou cal virgem, retira a água do sistema, ao reagir com ela, formando hidróxido de cálcio, segundo a equação: CaO(s) + H 2 O (^) (dissolvida em álcool) → Ca(OH)2(s) Considerando-se esse processo de obtenção de álcool anidro, é correto afirmar que A) o álcool pode ser separado do hidróxido de cálcio por uma filtração. B) o hidróxido de cálcio reage com etanol. C) o óxido de cálcio é solúvel em etanol. D) o sistema formado por etanol e água é heterogêneo.
ExErcícios
ProPostos
01. (UFLA-PAS–2018) A respeito das misturas e dos processos
de separação envolvidos, é correto afirmar, exceto A) Dois líquidos miscíveis podem ser separados por centrifugação. B) A água destilada é uma substância pura, enquanto a água mineral é uma mistura. C) Uma mistura contendo água, álcool e sal de cozinha, formando corpo de fundo, constitui um sistema heterogêneo. D) Uma mistura contendo gelo, água no estado líquido, areia e limalha de ferro é heterogênea e contém três componentes.
02. Uma das etapas do funcionamento de um aspirador de
pó, utilizado na limpeza doméstica, é uma A) filtração. B) decantação. C) sedimentação.
D) centrifugação. E) sifonação.
03. (FEI-SP) Submetendo-se a areia aurífera a uma corrente
de água, os grãos de areia, bem mais leves, são arrastados, separando-se dos grãos de ouro. Esse método de separação é denominado A) flotação. B) levigação. C) decantação.
D) catação. E) tamisação.
ZLKO
04. (ESPM-SP) Dissolve-se um grama de açúcar e um grama
de sal em um litro de água e filtra-se. Qual substância ficará retida?
05. (UFVJM-MG) Uma mistura é composta por NaC (I),
água (II), gasolina (III) e areia (IV). Sabendo que a densidade da gasolina é menor que a densidade da água, e que a densidade de uma solução aquosa de NaC é próxima da densidade da água pura, analise estes quatro sistemas propostos.
Sistema 1
Sistema 2
Sistema 3
Sistema 4
IV
IV
III
I + II III II
II
III
I + IV
I + IV
III
I + II
Sistema 1
Sistema 2
Sistema 3
Sistema 4
IV
IV
III
I + II III II
II
III
I + IV
I + IV
III
I + II
Sistema 1
Sistema 2
Sistema 3
Sistema 4
IV
IV
III
I + II III II
II
III
I + IV
I + IV
III
I + II
Sistema 1
Sistema 2
Sistema 3
Sistema 4
IV
IV
III
I + II III II
II
III
I + IV
I + IV
III
I + II
Com base nesses dados, assinale a alternativa que representa o sistema obtido e as técnicas que podem ser utilizadas para separar os constituintes dessa mistura, respectivamente. A) Sistema 1; filtração, destilação, decantação. B) Sistema 2; filtração, decantação, destilação. C) Sistema 3; decantação, dissolução fracionada, filtração. D) Sistema 4; decantação, filtração, dissolução fracionada.
06. (CEFET-MG) Um aluno recebeu uma mistura bifásica
formada por três substâncias cujas características são descritas na tabela seguinte.
Substâncias
Solubilidade em água
Temperatura de fusão (°C)
Temperatura de ebulição (°C) A Insolúvel –98 50
B Solúvel 18 290
C Insolúvel 80 218
Na temperatura de 25 °C, a sequência correta empregada para separar os três componentes da mistura é A) centrifugação e filtração. B) sifonação e fusão fracionada. C) decantação e destilação simples. D) destilação simples e sublimação. E) filtração e destilação fracionada.
SPQI
QUÍMICA
Bernoulli Sistema de Ensino 9
Análise Imediata
07. (CMMG) O esquema a seguir é relativo à separação dos
componentes de uma mistura de álcool, gasolina e sal de cozinha.
I
II
Álcool + gasolina + sal
Sal Álcool + gasolina
Álcool Gasolina
Os processos usados em I e II são, respectivamente, A) decantação e filtração. B) destilação fracionada e filtração. C) filtração e destilação fracionada. D) dissolução fracionada e decantação.
08. (UFJF-MG) O mercúrio é um metal líquido à temperatura
ambiente. Ele é utilizado no garimpo para extração de ouro, formando com este uma mistura homogênea. Para separar os dois metais, basta aquecer a mistura para que o mercúrio se evapore. Considerando-se essas informações, é incorreto afirmar que A) a separação dos dois metais pode ser realizada utilizando-se o método de destilação. B) a mistura dos metais apresenta duas fases. C) o mercúrio se evapora em uma temperatura mais baixa que a do ouro. D) o ouro se funde em uma temperatura mais alta que a do mercúrio. E) o mercúrio é mais volátil que o ouro.
09. (FUVEST-SP) Uma mistura gasosa constituída de
dois gases, que não reagem entre si, foi liquefeita. Se o líquido obtido for submetido a uma destilação fracionada, à pressão constante, qual o componente que destila primeiro?
10. (UFU-MG) Quando o álcool está com “bom preço”, é
comum adulterarem a gasolina com adição de álcool acima dos 20% V/V, atualmente permitidos por lei. A gasolina batizada (adulterada) cria uma série de problemas para o motor. Uma maneira de verificar a qualidade da gasolina com etanol anidro em excesso é fazer o Teste da Proveta. Esse teste consiste em adicionar 50 mL de uma solução aquosa saturada com cloreto de sódio em uma proveta de 100 mL, contendo 50 mL da gasolina. Em seguida, a proveta é agitada e deixada em repouso por alguns minutos. Assinale a alternativa que representa, no Teste da Proveta, uma gasolina adulterada. Dados: Densidade da água = 1 g.cm–3; densidade da mistura álcool / gasolina < 1 g.cm–3.
E7EL
6BKF
A)
Gasolina + água + NaC
Etanol
B)
Água
Gasolina + etanol + NaC
C)
Gasolina pura
Água + etanol + NaC
D)
Água + etanol + NaC
Gasolina pura
11. (UFVJM-MG) Nesta tabela, são apresentadas as densidades
de quatro substâncias e as densidades de três líquidos que podem ser usados para separação de uma mistura das quatro substâncias, empregando a técnica de flotação.
Substância Líquido Densidade (g/cm 3 )
Substância 1
Substância 2
Substância 3
Substância 4
—
—
—
—
—
—
—
Líquido A
Líquido B
Líquido C
0,
0,
1,
1,
1,
0,
1,
Na forma de fluxograma, é apresentado um resumo dos testes de uma mistura das substâncias apresentadas na tabela anterior. Admita que X, Y, Z e W representam as quatro substâncias.
GH2Z
Frente A Módulo 13
10 Coleção 6V
03. (Enem) 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 (HCO), 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 (CHC 3 ) e outras espécies orgânicas cloradas tóxicas. SPIRO, T. G.; STIGLIANI, W. M. Química ambiental. São Paulo: Pearson, 2009 (Adaptação).
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) fl uoretação, 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) fl oculação, em tanques de concreto com a água em movimento.
04. (Enem) Entre as substâncias usadas para o tratamento de
água, está o sulfato de alumínio, que, em meio alcalino, forma partículas em suspensão na água, às quais as impurezas presentes no meio se aderem. O método de separação comumente usado para retirar o sulfato de alumínio com as impurezas aderidas é a A) fl otação. B) levigação. C) ventilação. D) peneiração. E) centrifugação.
05. (Enem) Belém é cercada por 39 ilhas, e suas populações
convivem com ameaças de doenças. O motivo, apontado por especialistas, é a poluição da água do rio, principal fonte de sobrevivência dos ribeirinhos. A diarreia é frequente nas crianças e ocorre como consequência da falta de saneamento básico, já que a população não tem acesso à água de boa qualidade. Como não há água potável, a alternativa é consumir a do rio. O LIBERAL. 08 jul. 2008. Disponível em: .
O procedimento adequado para tratar a água dos rios, a fim de atenuar os problemas de saúde causados por microrganismos a essas populações ribeirinhas, é a A) filtração. B) cloração. C) coagulação. D) fl uoretação. E) decantação.
06. (Enem) Em visita a uma usina sucroalcooleira, um
grupo de alunos pôde observar a série de processos de beneficiamento da cana-de-açúcar, entre os quais se destacaram:
- A cana chega cortada da lavoura por meio de caminhões e é despejada em mesas alimentadoras que a conduzem para as moendas. Antes de ser esmagada para a retirada do caldo açucarado, toda a cana é transportada por esteiras e passada por um eletroímã para a retirada de materiais metálicos.
- Após se esmagar a cana, o bagaço segue para as caldeiras, que geram vapor e energia para toda a usina.
- O caldo primário, resultante do esmagamento, é passado por filtros e sofre tratamento para transformar-se em açúcar refinado e etanol.
Com base nos destaques da observação dos alunos, quais operações físicas de separação de materiais foram realizadas nas etapas de beneficiamento da cana-de-açúcar?
A) Separação mecânica, extração, decantação. B) Separação magnética, combustão, filtração. C) Separação magnética, extração, filtração. D) Imantação, combustão, peneiração. E) Imantação, destilação, fi ltração.
GABARITO
Aprendizagem Acertei ______ Errei ______
Propostos Acertei ______ Errei ______
- A
- A
- B
- Nenhuma.^ Tanto^ o^ sal^ quanto^ o^ açúcar^ estarão^ em solução, dissolvidos na água e, portanto, não serão retidos pelo filtro.
- B
- C
- C
- B
- O componente de menor temperatura de ebulição.
- C
- D
- D
Seção Enem Acertei ______ Errei ______
Meu aproveitamento
Total dos meus acertos: _____ de _____. ______ %
Frente A Módulo 13
12 Coleção 6V
