Métodos de Separação de Misturas

Métodos de Separação de Misturas

RELATÓRIO Nº 2 DATA 11/03/2010

MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS

NOME DO ALUNO/RA – 1 ALINE FELTRIN FOGUEL/63488 2 MARIELLE SEELIG CALDERINI/63409 3 MICTIELHE FERNANDA ARISTAQUE/63546

CURSO: FARMÁCIA

PERÍODO: 1º / MATUTINO

DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA

PROFESSOR RESPONSÁVEL: MARCOS V. CORRÊA DA SILVA

ARARAS/SP

2010

  1. INTRODUÇÃO

Os métodos de separação de misturas são processos que permitem a separação das substâncias. Cada processo tem uma utilização específica, que é definida pelo tipo de mistura e seu estado físico, podendo ser homogênea ou heterogênea; sólido, líquido ou gasoso. As misturas poderão necessitar de mais de um processo para a completa separação de seus constituintes. (FREITAS, R.G, p. 27, ano 1978)

A peneiração a visa separar um sólido granular em frações uniformes, a fração que passa pela peneira constitui um material fino e a que fica retida constitui um material grosso. Emprega-se geralmente para separar material particulado grosso. A separação hidráulica requer a movimentação das partículas através de um fluido nos quais os sólidos são postos em suspensão, a separação é obtida graças a diferença de velocidade das diversas partículas causada pela diferença de tamanho ou densidade. A flotação consta em separar misturas com diferentes densidades, através de uma densidade intermediária. A separação magnética baseia-se na diferença de intensidade da atração sofrida pelos sólidos ao passarem pelo campo do eletromagnético. Aplica-se para separar pedaços de ferro ou de materiais moles ou quebradiços que vão ser submetidos a operação de fragmentação ou reações nas quais o ferro interfere. A separação eletrostática baseia-se na diferença entre as propriedades elétricas dos materiais. Quando uma partícula de um sólido bom condutor entra em contato com uma superfície fortemente carregada de eletricidade ela se eletriza com carga de mesmo sinal que a superfície, sendo repelida. A decantação é um método de separação de misturas heterogêneas. Esse processo baseia-se nas diferenças existentes entre as densidades dos componentes da mistura, e na espera pela sua decantação. A centrifugação consiste em aumentar a velocidade de decantação, por meio de um aparelho chamado centrífuga ou centrifugador (GOMIDE, p. 4-152)

A filtração, método utilizado no primeiro experimento, é usada para separação de misturas heterogêneas, constituídas de um componente sólido e outro líquido ou de um componente sólido e outro gasoso. A mistura deve passar através de um filtro, que é constituído de um material poroso, e as partículas de maior diâmetro ficam retidas no filtro. Para um material poder ser utilizado como filtro seus poros devem ter um diâmetro muitíssimo pequeno. A destilação simples é usada para separar misturas homogêneas quando um dos componentes é sólido e o outro líquido. É utilizada quando há interesse nas duas fases. Este processo consiste em aquecer a mistura em uma aparelhagem apropriada até que o líquido entre em ebulição. Como o vapor do líquido é menos denso, sairá pela parte superior do balão de destilação chegando ao condensador, que é refrigerado com água, entra em contato com as paredes frias, se condensa, voltando novamente ao estado líquido. Em seguida, é recolhido em um recipiente adequado, e o sólido permanece no balão de destilação. A destilação fracionada é usada na separação de misturas homogêneas quando os componentes da mistura são líquidos. A destilação fracionada é baseada nos diferentes pontos de ebulição dos componentes da mistura, a técnica e a aparelhagem utilizada na destilação fracionada são a mesma utilizada na destilação simples, apenas deve ser colocado um termômetro no balão de destilação, para que se possa saber o término da destilação do líquido de menor ponto de ebulição (USP, Química: Materiais e transformação)

O processo de filtração pode ser acelerado pela filtração à vácuo, método utilizado no segundo experimento, onde uma trompa de vácuo "suga" o ar existente na parte interior do kitassato, o que permite um mais rápido escoamento do líquido (Mundo Vestibular).

Além desses, existem outros métodos de separação de misturas, entretanto, estes são os mais utilizados.

2. OBJETIVO

Separar uma substância sólida de uma mistura, com o intuito de desenvolver técnicas de filtração simples, filtração a pressão reduzida, lavagem e secagem, por meio de um processo analítico, além de identificar a formação de precipitados.

3. MATERIAL E MÉTODOS

Material:

Utilizou-se na aula prática, durante os procedimentos:

- becker

- pipeta volumétrica 10mL

- pipeta volumétrica 15mL

- pipeta volumétrica 20mL

- pipeta volumétrica 25mL

- papel de filtro

- balança semi-analítica com três casas decimais

- funil raiado

- funil de buchner

- bastão de vidro

- aparelho de filtragem simples

- pipet pump

- vidro de relógio

- bomba de vácuo

- 10mL de Pb(NO3)2 a 0,2M

- 20mL de KI a 0,2 M

- 25mL de AgNO3 a 0,1M

- 15mL de K2Cr2O7 a 0,2M

- água destilada

Métodos:

No primeiro experimento, montou-se o aparelho de filtração simples, seguido da dobragem do papel de filtro em dobragem pregueada (garante mais rapidez na filtração).

Lavou-se e secou-se os Becker. Para evitar desperdícios em eventuais contaminações, colocou-se em um Becker aproximadamente 15mL de Pb(NO3)2 e em outro aproximadamente 25mL de KI. Pipetou-se 10mL e 20mL respectivamente, misturando-os - líquidos incolores - num terceiro Becker. Agitou-se ligeiramente, seguido de alguns instantes de repouso. Observou-se e anotou-se as características da reação.

Pesou-se o papel de filtro e anotou-se o resultado. Colocou-o no aparelho de filtração simples e despejou-se algumas gotas de água destilada na lateral do papel de filtro a fim de fixar o papel de filtro no funil.

Foi possível observar a formação de precipitado. Agitou-se o Becker e iniciou-se a filtração com o auxílio do bastão de vidro. Utilizou-se água destilada para finalizar a filtração. Anotou-se as características do liquido filtrado e do precipitado.

Colocou-se o papel de filtro com o precipitado no vidro de relógio e levou-os à estufa a 105ºC. Depois de alguns minutos, retirou-se da estufa, resfriou-se naturalmente e pesou-se o papel de filtro com o precipitado. Anotou-se os resultados.

O segundo experimento iniciou-se com a pesagem do papel de filtro. Em seguida, com finalidade de evitar desperdício em eventuais contaminações, colocou-se aproximadamente 20mL de K2Cr2O7 e 30mL de AgNO3. É possível notar a coloração inicial dos reagentes, tal que o dicromato de potássio é alaranjado e o nitrato de prata é incolor.

Pipetou-se 15mL de K2Cr2O7 e 25mL de AgNO3, misturando-os num terceiro Becker, agitou-se. Observou-se por alguns instantes e anotou-se as características da reação.

Colocou-se o papel de filtro no funil de buchner, o mesmo foi posto no Kitassato. Com algumas gotas de água destilada, molhou-se o papel de filtro. Em seguida, ligou-se a bomba a vácuo. A mistura foi posta no funil sempre agitando-a, utilizando o bastão de vidro para efetuar a filtração, que ocorre por etapas, sem preencher totalmente o funil, repetindo-se o processo de agito e despejo até esgotarem-se os reagentes.

Após a filtração, iniciou-se a lavagem com água destilada do precipitado contido no copo de Becker e no bastão de vidro.

Colocou-se o papel de filtro com o precipitado no vidro de relógio e, em seguida, levou-os à estufa. Após a secagem completa, pesou-se o papel de filtro com o precipitado. Anotou-se os resultados obtidos.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Abaixo encontram-se dados, em tabelas, dos dados obtidos no experimento.

Tabela 1 – resultado da pesagem do precipitado Iodeto de Chumbo

Papel de filtro

Papel com precipitado

Precipitado

2,250g

2,677g

2,677 – 2,250 = 0,427g

A tabela 1 apresenta a massa do precipitado Iodeto de Chumbo, obtida a partir da diferença entre a massa do papel de filtro com o precipitado e a massa do papel de filtro pesado inicialmente.

Tabela 2 – resultado da pesagem do precipitado Cromato de Prata

Papel de filtro

Papel com precipitado

Precipitado

0,500g

0,867g

0,867 – 0,500 = 0,367g

A tabela 2 apresenta a massa do precipitado Cromato de Prata, obtida a partir da diferença entre a massa do papel de filtro com o precipitado e a massa do papel de filtro pesado inicialmente.

Segundo Zumdahl, a precipitação ocorre após a formação de um sólido no decorrer de uma reação química ou quando a mesma está supersaturada. Este sólido recebe o nome de precipitado. A precipitação ocorre em duas etapas: a nucleação e o crescimento dos cristais.

Segundo Baccan, nucleação é o estágio inicial do processo de precipitação. Chamados também de núcleos primários, acredita-se que eles sejam formados por alguns pares de íons. O crescimento dos cristais ocorre devido aos núcleos não serem estáveis, por isso, crescem até atingirem o tamanho das partículas coloidais ou continuam a crescer até formar cristais grandes.

Segundo Voguel, depois de um precipitado ter sido filtrado e lavado, deve haver um tratamento que consista na secagem ou calcinação do precipitado. Os precipitados deverão ser coletados em papel de filtro e aquecidos.

Após esses procedimentos, temos o precipitado em forma de pó, e então, realizou-se a pesagem.

A seguir, encontra-se os resultados das reações:

Reação do primeiro experimento:

2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq)  PbI2(s) + 2KNO3(aq)

A equação acima corresponde a uma reação de dupla troca. Os reagentes KI (Iodeto de potássio) e Pb(NO3)2 (Nitrato de Chumbo) são incolores, mas quando reagem formam uma mistura amarelada de KNO3 e PbI2, sendo este segundo o precipitado amarelo e o primeiro, o líquido filtrado, que permaneceu incolor. Foi possível pesar a massa desse precipitado, obtendo-se 0,427g.

Reação do segundo experimento:

2AgNO3(aq) + K2Cr2O7(aq)  Ag2Cr2O7(s) + 2 KNO3(s)

A reação acima corresponde a uma reação de dupla troca. O reagente AgNO3 (Nitrato de Prata) é incolor e o reagente K2Cr2O7 (Dicromato de Potássio) possui coloração alaranjada. Quando ocorre a reação, o produto é uma mistura de coloração escura, marrom-avermelhado. O precipitado, retido no papel de funil é o Ag2Cr2O7, de coloração preta.

CONCLUSÃO

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Livros:

BACCAN, Nivaldo. Química analítica quantitativa elementar; São Paulo - Campinas : Edgard BlucherUNICAMP, 1992-1998, p. 30-40

GOMIDE, Reynaldo. Operações unitárias : separações mecânicas. São Paulo, 1980. v.3, p. 4-152

FREITAS, R. G, Química: Geral e Inorgânica; Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico S/A – Industria e Comercio, 1978, p. 27

Artigos:

Documentos da Internet:

USP, Universidade de São Paulo. Programa EDUCAR. Química: Materiais e transformações. Disponível em http://educar.sc.usp.br/ciencias/quimica/qm1-2.htm#cata. Acesso em 21 de março de 2010.

Mundo Vestibular, Separação de Misturas. Disponível em http://www.mundovestibular.com.br/articles/82/5/SEPARACAO-DE-MISTURAS/Paacutegina5.html. Acesso em 21 de março de 2010.

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