CIÊNCIAS BIOLÓGICAS BACHARELADO – 1° TERMO – 2008

QUÍMICA GERAL E EXPERIMENTAL – PROFª RENATA MEDICI

Relatório no. 02Título – Operações Físicas – Separação de MisturasMiriam Carla Bleggi Macedo Bleggi RA: 1300803649Sharisy Horácio Alves RA: 1300803584Tamiris Solano Rosa RA: 1300803320Rafaela Marchesi Barrionuevo RA: 1300803606

ResumoO objetivo do experimento foi realizar três técnicas de separação de misturas:

Separação de sólidos e líquidos por filtração por gravidade; Separação de sólidos e líquidos por filtração a vácuo (funil de

Buchner); Separação de líquidos imiscíveis por decantação.

Foi utilizada nos dois primeiros experimentos uma solução heterogênea de sulfato de cobre com precipitado de sulfato de bário em suspensão, e no último foi utilizado uma mistura heterogênea de água com óleo.Ao final, foi anotado o tempo decorrido para cada operação de separação ser realizado, e assim pudemos concluir qual seria o mais eficiente, dentre os três, de acordo com o tipo de mistura.

Introdução

Mistura: associação de duas ou mais substâncias em porções arbitrárias, separáveis por meios mecânicos ou físicos e em que cada um dos componentes guarda em si todas as propriedades que lhe são inerentes.Existem dois tipos fundamentais de misturas: misturas homogêneas e misturas heterogêneas.

Misturas heterogêneas: esta mistura é caracterizada por componentes que estão misturados, porém não dissolvidos (visível em fases). Exemplo: água + óleo + areia. (3 fases) ou água + areia (2 fases)

Misturas homogêneas: é uma mistura uniforme onde as substâncias envolvidas sofrem dissolução, ou seja, a mistura dessas substâncias produz somente uma fase. Isso quer dizer que toda mistura homogênea é uma solução, ou seja, mistura homogênea é um conjunto de substâncias solúveis entre si. Exemplo: quando a água é misturada com o álcool é impossível distinguir o álcool da água.

Para saber se um composto é uma mistura ou apenas um componente, basta utilizar métodos de separação de misturas para verificar.Estes métodos são chamados de análise imediata, sendo como dito, não alteram a natureza das substâncias. E para cada tipo de mistura existem vários métodos diferentes.

Métodos de separação de misturas: veja abaixo alguns métodos de separação de misturas.

Decantação: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido-líquido e líquido-líquido.

Decantação

Fonte: http://www.quiprocura.net/separa_mistura_arquivos/i

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Centrifugação: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido. Este método é uma maneira de acelerar a decantação.

Centrifugação

Fonte: http://www.quiprocura.net/separa_mistura_arquivos/i

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Filtração: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido e sólido-gasoso.

Filtração

Fonte: http://bp2.blogger.com/s1600/filtraca

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Filtração a vácuo: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido, em que a filtração simples não é muito eficiente, ou seja, é muito lenta.

Filtração a vácuo

Fonte: http://www.quiprocura.net/separa_mistura2_arquivos/image003.g

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Destilação simples: método utilizado para separar misturas homogêneas do tipo sólido-líquido.

Destilação Simples

Fonte: http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes

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Destilação fracionada: método utilizado para separar misturas homogêneas, do tipo líquido-líquido.

Destilação Fracionada

Fonte: http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes

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Peneiração: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido – sólido.

Catação: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido – sólido, onde é necessário que os componentes da mistura sejam aparentemente distintos.

Separação magnética: método utilizado especificamente para separar misturas com um componente ferromagnético.

Separação por sublimação: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido por evaporação.

Cristalização: método utilizado para separar sólido de misturas heterogêneas do tipo líquido-sólido.

Tipo de Mistura

Heterogênea/Homogênea

Método

sólido-líquidolíquido- líquido

heterogênea (imiscível) decantação

sólido-líquido heterogênea centrifugação

sólido-líquidosólido-gasoso

heterogêneafiltração (a vácuo)

sólido-sólido heterogênea

extraçãocataçãopeneiraçãoventilaçãolevigaçãoseparação magnética

sólido-líquidolíquido-líquido

homogêneadestilação (fracionada)evaporação

sólido-líquido homogênea cristalizaçãosólido-sólidosólido-líquidolíquido-líquido

homogênea cromatografia

Materiais e Reagentes- 03 béquers com capacidade para 80ml- 03 proveta calibradas para 150ml- 01 kitassato calibrado para 500ml- 01 funil de separação com capacidade para 125ml- 01 funil de vidro- 01 funil de Buchner- 01 bagueta- 01 piceta contendo água- 01 suporte universal- Papel de filtro - Papel absorvente- Suspensão de Sulfato de Cobre e Sulfato de Bário- Água- Óleo

Experimento:

Separação de sólidos e líquidos por filtração por gravidade

Iniciamos o experimento colocando o funil de vidro no suporte universal e ajustando a altura, de forma que ficasse a uma distância adequada do béquer, o qual foi colocado próximo à base do suporte universal, logo abaixo do funil. Então, dobramos o papel filtro de maneira que tomasse a forma do funil, e o colocamos dentro do funil de vidro.

Dobra do Papel de Filtro

Fonte: http://www.ufpa.br/quimicanalitica/papfildobra.jpg

Encaixe do papel de filtro no funil

Com uma piceta despejamos um pouco de água de forma a ajudar a fixar o papel filtro no funil, pois devido o papel filtro não ter o mesmo diâmetro do funil, ele acabou ficando solto.O próximo passo foi coletar uma amostra de 50ml da solução de sulfato de cobre e sulfato de bário em uma proveta, observando que este último encontrava-se visivelmente em suspensão no primeiro, concluindo assim que se travava de uma mistura heterogênea.Em seguida, o conteúdo da proveta foi despejado no funil (já com o papel de filtro devidamente encaixado), e o cronômetro foi acionado para calcular o tempo que a solução levaria para ser filtrada.

Separação de sólidos e líquidos por filtração por gravidade com algodão

Iniciamos o experimento colocando o funil de vidro no suporte universal e ajustando a altura, de forma que ficasse a uma distância adequada do béquer, o qual foi colocado próximo à base do suporte universal, logo abaixo do funil. Então, dobramos o papel filtro de maneira que tomasse a forma do funil, e o colocamos dentro do funil de vidro, só que desta vez adicionamos uma porção média de algodão, de forma a criarmos uma barreira adicional para a solução durante a filtragem.O próximo passo foi coletar mais uma amostra de 50ml da solução de sulfato de cobre e sulfato de bário em uma proveta, e seu conteúdo foi despejado no funil (já com o papel de filtro devidamente

encaixado, juntamente com o algodão), e o cronômetro foi acionado para calcular o tempo que a solução levaria para ser filtrada.

Filtração por gravidade

Fonte: http://www.quiprocura.net/separa_mistura_arquiv

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Separação de sólidos e líquidos por filtração a vácuo

Este método de filtração tem o diferencial de acelerar o processo devido à ajuda de uma bomba de vácuo.

Observação: nesse procedimento o papel de filtro foi utilizado aberto, e não dobrado como anteriormente.

A professora iniciou o experimento medindo o papel de filtro no diâmetro do funil de Buchner, observando que o papel de filtro era um pouco maior. Então, foi necessário cortar uma parte da borda do papel de filtro, possibilitando assim que o papel de filtro aberto se encaixasse perfeitamente dentro do funil, de forma a cobrir todos os orifícios do mesmo.

Funil de Buchner

Fonte:

http://www.ufpa.br/quimicanalitica/funilbuch.jpg

Filtração a vácuo

Fonte: http://www.geocities.com/Vienna/Choir/9201/filtra

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Feito isso, o funil de Buchner foi acoplado (com ajuda da borracha de sua base) ao kitassato, juntamente com a mangueira da bomba a vácuo. Então, foi coletada mais uma amostra de 50ml da solução de sulfato de cobre e sulfato de bário em uma proveta, a qual foi despejada sobre o funil de Buchner e então a bomba de vácuo foi acionada. Então o cronômetro foi acionado para calcular o tempo que a solução levaria para ser filtrada.

Separação de líquidos imiscíveis por decantação

Encaixamos o funil de separação no suporte universal e ajustamos a altura. Colocamos então o béquer embaixo do funil, próximo à base do suporte universal.Com a ajuda do béquer, coletamos uma amostra de 30ml de água e 30ml de óleo de cozinha.Verificamos se a válvula da torneira do funil estava devidamente fechada, para então abrir o orifício superior do funil, e despejarmos a água, seguida pelo óleo, para então fecharmos novamente.Deixamos descansar até que as duas fases ficassem visivelmente separadas (a água em baixo e o óleo um cima). Então abrimos a torneira e deixamos a água escorrer em um béquer, e depois deixamos o óleo escorrer em outro béquer.

Funil de Separação

Fonte: http://www.ff.ul.pt/paginas/constant/tl/tecnicas/Imag

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Resultados e DiscussõesObservamos e anotamos os resultados obtidos em cada um dos experimentos, que seguem descritos abaixo:

Separação de sólidos e líquidos por filtração por gravidade

Observamos a filtração e concluímos que demorou aproximadamente 5 minutos e 17 segundos para a solução estar completamente filtrada, notando ao final que pouco do sulfato de bário ficou retido no filtro de papel em forma de um pó branco, devido ao papel de filtro ser muito poroso.

Separação de sólidos e líquidos por filtração por gravidade com algodão

Observamos a filtração e concluímos que demorou aproximadamente 6 minutos e 53 segundos para a solução estar completamente filtrada, notando ao final que uma boa porção do sulfato de bário ficou retido no algodão em forma de um pó branco.

Observações: notamos no nosso experimento que a quantidade de sulfato de bário retido no algodão foi muito pouco comparada aos experimentos dos colegas, provavelmente devido ao fato de no nosso experimento o algodão não estar devidamente compactado. Isso possibilitou maior vazão à solução, devido às fibras do algodão não criarem uma barreira muito eficiente.

Separação de sólidos e líquidos por filtração a vácuo

Observamos que a filtração ocorreu visivelmente mais acelerada que as filtrações experimentadas anteriormente, tendo em vista que demorou aproximadamente 18 segundos para a solução estar completamente filtrada, notando ao final que o sulfato de bário ficou retido no papel de filtro em forma de um pó branco.

Observações: grande parte do sulfato de bário acabou sendo forçado a atravessar o papel de filtro devido à força de sucção, mas o fato de o papel de filtro utilizado ser muito poroso pode ter contribuído também.

Separação de líquidos imiscíveis por decantação

Observações: pode acontecer de surgirem micelas no meio da água, isso devido à mistura com o óleo.

Observamos a decantação e notamos que ao final da separação dos líquidos a água se mostrou impura devido à presença de algumas micelas do óleo, enquanto que o óleo não se apresentou impuro.

ConclusõesCom base nos experimentos realizados, podemos concluir que dentre os métodos de separação por filtração por gravidade, o que se mostrou mais rápido foi o método que utilizou apenas o filtro de papel, devido a este não apresentar muita barreira para a solução a ser filtrada, enquanto que o método que utilizou o papel de filtro com o algodão se mostrou mais eficiente na retenção do sulfato de bário (sólido), embora tenha levado um pouco mais de tempo.Na filtração a vácuo o processo de filtração foi significantemente mais rápido que os anteriores, no entanto notamos que grande parte do sulfato de bário acabou sendo forçado a passar pelo papel de filtro devido à força de sucção e ao fato de o papel de filtro utilizado ser muito poroso.Na decantação observamos que no nosso experimento os líquidos não ficaram completamente separados devido à presença de micelas de óleo na água.

Referências Bibliográficas

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - UNIPAMPA. Disponível em: <http://minerva.ufpel.edu.br/~usinks.unipampa/pdf/061026_Alim_Misturas.pdf>. Acesso em: 22 março 2008.

NOTA POSITIVA. Disponível em: <http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/fisico_quimica_trabalhos/processosseparmisturas.htm>. Acesso em: 22 março 2008.

QUÍMICA TOTAL. Disponível em: <http://profmarialuiza.vilabol.uol.com.br/separacao_misturas.htm>. Acesso em: 22 março 2008.

QUIPROCURA - QUÍMICA. Disponível em: <http://www.quiprocura.net/separa_mistura.htm>. Acesso em: 22 março 2008.

WIKIPEDIA. Disponível em: http://www..wikipedia.org. Acesso em: 22 março 2008.