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Aula Pratica n° Introdução As misturas de compostos são de ocorrência comum no cotidiano do químico e a separação dos seus componentes requer a utilização de técnicas, que na maioria das vezes utilizam as diferentes propriedades físicas dos compostos para isolá-los. As técnicas que são mais comumente utilizadas nos laboratórios são as seguintes: Sublimação : Envolve o aquecimento de um sólido com a passagem direta a fase gasosa, sem passar pelo estado líquido. (exemplo de compostos que sublimam temos o iodo, cafeina, nafatalenoe pdiclorobenzeno); Extração: Esta técnica usa um solvente que separa seletivamente um dos componentes da mistura; Decantação: Esta técnica separa um liquido de sólido insolúvel sedimentado; Filtração: Esta técnica separa um liquido de um sólido com uso de um material poroso; Evaporação: Esta técnica utiliza o calor para separar líquido de volatilidade diferente.
Titulo : formação e separação de misturas. 1-Assunto: introdução a química: substancias e misturas 2- Objetivo: Aprender os principais processos de preparar e separar misturas utilizando técnicas de separação que utilizam métodos físicos e aprender como eles funcionam. Aprender na pratica a importância das propriedades das substancias e como elas facilitam a separação das misturas. 3-Pré-laboratório: Procurou-se na bibliografia pelo menos 10 processos diferentes para separar um a mistura de duas substâncias identificando em cada um deles qual o principio usado e em que tipo de mistura ele pode ser usado.
Filtração simples Principio: tamanho da partícula. Ex. água e areia, água e bolinha de vidro. Misturas: Solido-liquido, sólido- gás, Evaporação Principio: ponto de ebulição Ex. água e sal, água e alcool Misturas: sólido- liquido, líquido – liquido. Catação Principio: tamanho Ex. areia e bolinhas de vidro, água e gelo Misturas: sólido- sólido, liquido – sólido Solubilização Principio: solubilidade Ex. açúcar, sal e o solvente (água) Misturas: sólido- líquido, líquido- líquido. Destilação simples Principio: Ponto de ebulição e ponto de liquifação Ex. Água e sal, água e açucar Misturas: sólido- liquido, líquido- líquido Peneiração Principio: tamanho da particula
Ex. Bolinhas de gude e pó de serraria Misturas: sólido – sólido Separação magnética Principio: magnetismo Ex. ferro e areia Misturas: Sólido- sólido Ventilação Principio: densidade. Ex. Limalhas de ferro e pó de serraria Misturas: sólido-sólido Dencantação Principio: densidade Ex. Água e gasolina, poeira e ar, Misturas: sólido- líquido, sólido- gás, líquido líquido, líquido – gás Flotação Principio: densidade Ex, areia e bolinhas de gude Misturas: sólido- sólido(heterogenias) Filtração à vácuo Principio: tamanho da particula Ex. Água e areia Misturas: sólido- líquido(heterogenias)
4- MATERIAL NECESSÁRIO:
Béquer, bastão de vidro, erlenmeyer, papel filtro, funil simples, placa de petri, misturas de substâncias fornecidas pelo professor Aquecedor elétrico, água destilada, espátula, proveta suporte universal, argola, balança e etc. 5- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 1- Pesou-se um béquer de 100 ml, limpo e seco, numa balança com precisão 0,001g, obteve-se do professor uma mistura de composição definida e desconhecida, pesou-se aproximadamente 2g dessa mistura e transferiu-se para o béquer previamente pesado, e anotou-se a massa da mistura utilizada. 2- Caracterizou-se a mistura (homogenia, heterogenia, numero de fases cor e etc.). 3- Utilizou-se um aquecedor elétrico e colocou-se o béquer sobre o mesmo e sobre o béquer colocou-se uma placa de petri com pedaços de gelo. 4- Ficou-se atento com o aquecimento do béquer no aquecedor elétrico. Após 10 min. De aquecimento removeu-se o béquer do aquecedor e coletou- se para uma placa de petri previamente tarada, o sólido que estava aderido à placa de petri com o auxilio de uma espátula. Mexeu-se a mistura do béquer com um bastão de vidro e retornou-se o aquecimento repetindo está operação até completa eliminação visual da naftalina da mistura. 5- (^) Pesou-se o béquer com a mistura restante e calculo-se a quantidade de naftalina que sublimou. 6- Pesou-se e adicionou-se 1g de Nacl (sal) ao béquer e misturou-se. Caracterizando-se uma nova mistura formada. 7- Pesou-se e adicionou-se 1g de perolas de vidro e adicionou-se a mistura. Caracterizando-se uma nova mistura formada. 8- Adicionou-se 50mL de água destilada a mistura do béquer e agitou-se com um bastão de vidro. Caracterizando-se uma nova mistura formada. 9- Pesou-se um béquer de 100 ml, limpo e seco, numa balança com precisão 0,001g. 10- Montou-se um esquema de filtração por gravidade (filtração simples) e filtrou-se a mistura.
11- Evaporou-se o filtrado contido no bequer com o auxilio de um aquecedor e tela de amianto até aparecer os cristais de cloreto de sódio em seguida desligou-se o aquecedor. Resfriou-se o bequer até temperatura ambiente e por diferença de massa, calculou-se a massa de NaCl recuperado da mistura. 12- Transferiu-se o resíduo do papel de filtro para um béquer limpo e seco previamente pesado numa balança 0,001g, aqueceu-se o resíduo e foi feita completa secagem, resfriou-se o béquer até temperatura ambiente, pesou-se e anotou-se o peso do material. 13- Separou-se com uma técnica adequada (catação) a mistura de sólidos e pesaram-se as massas de ambos. 6- RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Ao iniciar-se o procedimento experimental pesou-se um béquer de 100 ml, limpo e seco numa balança de 0,001g. E obteve-se do professor uma mistura de composição definida e transferiu-se para o bequer previamente tarado, anotou-se a massa da mistura utilizada. Tabela 01: resultados para massa em gramas do béquer de 100 ml. Medidas Med. 1 Med. 2 Med. 3 Med. 4 Media Desvio Valor Balança 50,912* 50,916* 50,910 50,909 50,909 ± 0,001 50,909± 0,001g
- valor descartado Tabela 02: resultados obtidos para a massa em gramas da mistura (areia, sal, e naftalina).
Medidas Med. 1 Med. 2 Med. 3 Med. 4 Media Desvio Valor Balança 2,111 2,112 2,110 2,105* 2,111 ± 0,001 2,111± 0,001g
- valor descartado A mistura pesada na balança tinha 2 fases (areia, sal, e naftalina) 3 substancias (areia, sal, e naftalina) devido as características físicas a naftalina e o sal da misturas não se diferenciavam por isso a conclusão de 2 fases. Em seguida levou-se o béquer com a mistura para o aquecedor elétrico para aquecer a mesma, mexeu-se para que a ela pudesse ocupar todo o fundo
- valor descartado Após pesar a massa do béquer com o restante da mistura, calculou-se a massa da naftalina que sublimou, Descontando o peso do béquer e subtraindo pela massa da mistura inicial, assim encontrando a massa da naftalina que sublimou. Tabela 06: resultados obtidos da massa em gramas da naftalina em relação a quantidade restante da mistura e da massa inicial.
Medidas Med. 1 Med. 2 Med. 3 Med. 4 Media Desvio Valor Balança 0,054* 0,057 0,058 0,058 0,058 ± 0,001 0,058± 0,001g
- valor descartado Após comparar os valores obtidos das massas da naftalina nota-se que ouve um aumento significativo da primeira massa (ver tabela 04) para a segunda massa (ver tabela 06), isso pode ter ocorrido devido o béquer, o qual foi descontado o peso para obter-se a massa da naftalina estar exposto a umidade do ar e ao manuseio no béquer pois não usou-se luvas no experimento (ao resfriamento e ao tocar no mesmo) assim aumentando a massa do béquer e conseqüentemente massa da naftalina, pois a massa do béquer pesado vazio (tabela 01) se manteve constante, diferentemente do béquer após ser usado. Após pesar e calcular a massa da naftalina pesou-se e adicionou-se aproximadamente 1g de NaCl ao béquer e misturou-se. Caracterizando-se uma nova mistura com 2 fases e 2 substancias e. Tabela 07: resultados obtidos para massa em gramas de aproximadamente 1g NaCl.
Medidas Med. 1 Med. 2 Med. 3 Med. 4 Media Desvio Valor Balança 1,066* 1,043* 1,051 1,052 1,051 1,051 1,051± 0,001g
- valor descartado Logo após pesou-se 1g de perolas de vidro e adicionou-se a mistura. Caracterizando-se uma nova mistura, composta de 3 fases e 3 substâncias.
Tabela 08: resultados obtidos para a massa em gramas de aproximadamente 1g de perolas de vidro.
Medidas Med. 1 Med. 2 Med. 3 Med. 4 Media Desvio Valor Balança 1,357 1,358 1,359 1,359 1,358 ±0,001 1,058± 0,001g
- valor descartado Em seguida mediu-se 50 ml de água destilada em uma proveta de 100ml e adicionou-se a mistura do béquer, mexeu-se com um bastão de vidro caracterizando uma nova mistura formada por 3 fases, pois o sal solubilizou-se e 4 substancias(água, sal, areia e perolas de vidro). Em seguida pesou-se um novo béquer de 100 ml limpo e seco numa balança de precisão 0,001g. Tabela 07: resultados obtidos para a massa em gramas de um novo béquer de 100 ml.
Medidas Med. 1 Med. 2 Med. 3 Med. 4 Media Desvio Valor Balança 50,688* 50,693 50,690* 50,693 50,693 ± 0,000 50,693 ± 0,000g
- valor descartado Em seguida fei-se uma filtração simples utilizando o devido sistema de filtração (suporte universal argola, papel filtro, funil simples e o béquer previamente tarado) retendo a areia e as bolinhas de vidro e escoando pelo filtro apenas a água com o sal diluído, confirmando-se o principio da filtração. O tamanho da partícula. Em seguida colocou-se o filtrado (água e sal) no aquecedor elétrico até água evaporar e aparecer os primeiros cristais de Cloreto de sódio. Esse fenômeno acontece devido a ponto de ebulição da água, que ao chegar ao seu ponto de ebulição evapora e como o ponto de fusão do sal que fica no fundo do béquer é maior do que da água ele precipita no fundo béquer. Após a água evaporar esperou-se resfriar o béquer até a temperatura ambiente e pela diferença de massa, calculou-se a massa do Nacl recuperado da mistura.
Água H 2 O 18,0158 1g/ml 100% - 100°c^ 0°c Transparente Incolor Inodoro Cloreto de sódio
Nacl 58,443g^ 2,165g/km^3 Em água 35,9g/ 100 ml 125°c
2,165°c (1,074)
Branco, Sólido, Inodoro.
Naftaleno (^) C 10 h 8 128,17052g/ mol
1,14g/cm 3 Em água aproximadamen te 30mg/l
- 218 °c 80,2 °c Cristalino branco, Odor característico,
Areia (^) Sio 2 28,09mol 2330kg/m 3 - - 3538 k 1687k Sólido duro Cinza escura
7 – PÓS-LABORATORIO
1. Descreva os métodos que foram usados para separar a mistura identificando qual a propriedade ou principio que permite a separação:
2- descreva todas as misturas formadas, caracterize-as e enuncie quais os princípios que permitiram sua formação.
- A primeira mistura formada foi a de naftalina, areia e sal que é uma mistura heterogenia solido- solido, pois tinha como visualizar duas fases (naftalina e sal juntos e areia separada) o principio dessa mistura seria a cor e o tamanho, devido a areia e a naftalina serem de cores e tamanhos diferente se tornando uma mistura heterogenia sólido-sólido.
- A segunda mistura formada foi da areia, sal e as perolas de vidro que caracteriza-se uma mistura heterogenia entre sólidos que tem como principio da formação dessa mistura a cor tamanho das partícula e densidade.
- A terceira mistura formada foi a de água, sal, areia e perolas de vidro que se caracterizou como heterogenia líquida- sólida que tem como principio, solubilidade, tamanho, cor e densidade.
3. Defina Sublimação. É a mudança do estado sólido para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. O ponto de sublimação, assim como o ponto de ebulição e o ponto de fusão, é definido como o ponto no qual a pressão de vapor do sólido se iguala a pressão aplicada. Também é chamado de re-sublimação a passagem do estado gasoso para o sólido se considerar que a sublimação seja apenas a passagem do estado sólido para o gasoso. 4. Qual a diferença entre decantação e filtração? A diferença está no principio, o principio da decantação e a densidade e já na filtração o principio e o tamanho as partículas. 5. Faça uma pesquisa sobre empresa que utilizam métodos de separação no seu processo industrial em Mossoró?
A empresa pesquisada foi a F.souto Indústria navegação e comércio, produz e comercializa o cloreto de sódio(Nacl). Capitação da água do mar, armazenamento dessa água em baldes também chamado cristalizadores, onde são feitos diversos tipo de análises químicas (densidade, cálcio, magnésio e cloreto e também da lâmina(altura) de cloreto de sódio já cristalizado). Nesses cristalizadores acontece o processo de cristalização tendo como principio o ponto de nucleação. Depois o material e colhido mecanicamente, lavado e estocado e em seguida será beneficiado, para beneficiar a matéria prima, ele passará por uma seqüência de processos, passará por moinhos (triturar os cristais) depois será transportada por fusos helicoidais (inox) até o secador que retira a umidade do produto devido a sua alta temperatura, em seguida passar por uma grande peneira composta por tela de inox de malha e espessura especifica, os cristais são separado granulometricamente por tamanho, esse processo e chamado de peneiração tendo como principio o tamanho dos cristais. Depois serão adicionados os produtos químicos (iodato de potássio e o ferrocianeto de sódio diluído em água) é em seguida é embalado estocado e transportando. O processo de formação e beneficiamento cloreto de sódio é bem mais do que foi relatado à cima, mas como o que queríamos mostra são os processos e os
8-CONCLUSÕES
8.1 TÉCNICA
A prática foi de bom proveito, desde do pré- laboratório a fim da pratica, pois pudemos aprender os principais processos de preparação e separação de misturas utilizando técnicas de separação que utilizam a propriedades físicas das misturas, além de aprender o principio de cada método de separação , ou seja porque aquela método é o usado e qual seu alicerce. 8.2 GRUPAL A pratica foi ótima, pois conciliamos melhor a parte teórica com a pratica e através dos princípios aprendemos porque as substancias se misturam e através dos processos de separação se separam.
9- BIBLIOGRAFIA
http://www.algosobre.com.br/quimica/separacao-de-misturas.html Acessado em 20/10/2010 as 16h21m http://www.mspc.eng.br/quim1/quim1_014.asp Acessado em 20/10/2010 as 13h15m http://pt.wikipedia.org/wiki/Naftalina Acessado em 23/10/2010 as 19h,01m http://pt.wikipedia.org/wiki/Material_de_laborat%C3%B3rio Acessado em 24/10/2010 as 23h43m http://www.profcupido.hpg.ig.com.br/utilidades_do_material_de_labora.htm Acessado em 24/10/2010 as 00h39m http://www.agracadaquimica.com.br/quimica/arealegal/outros/12.pdf Acessado em 24/10/2010 as 01h48m
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE – UERN
Faculdade de Ciências Exatas e Naturais – FANAT Departamento de Química
SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Mossoró-RN, 2010
