O que é separação de misturas

Separando misturas heterogêneas entre os sólidos

Catação

Antes de cozinhar o arroz, feijão, lentilha ou ervilha, a dona-de-casa ou o cozinheiro costuma “escolher” esses alimentos, separando pedrinhas e outros resíduos que possam estar misturados a outros grãos.

Assim esses elementos podem ser separados uns dos outros manualmente.
O processo de separação manual dos diferentes componentes (ou fases) que compõem uma mistura chama-se catação.

Levigação

Quando uma mistura se forma por substâncias sólidas de densidades diferentes, pode-se utilizar uma corrente de água para separá-las.

É o caso do ouro, que normalmente é encontrado junto a uma porção de terra ou areia.

Para separar essas substâncias, tritura-se a mistura dentro de um recipiente próprio e passa-se uma corrente de água por ela. A parte menos densa (a areia ou a terra) é carregada pela água, enquanto mais densa (o ouro) fica depositada no fundo.

Esse processo de separar os elementos mais densos dos menos densos utilizando água corrente é a levigação.

Flotação

Há outra forma de separar os sólidos de densidades diferentes usando água. Mas, nesse caso, não é usada água corrente.

Para separa uma mistura de areia e pó de serra, por exemplo, basta colocar a mistura numa vasilha e juntar água. A parte menos densa da mistura (o pó de serra) flutua, enquanto a parte mais densa (a areia) fica no fundo da vasilha.

Esse processo é chamado de flotação.

A flotação é muitas vezes empregada na mineração, para separar os minérios de suas impurezas. Nesse caso, procede-se da seguinte maneira: tritura-se a rocha e adiciona-se óleo. As partículas de minério vão fixar-se no óleo. Juntando-se água ao conjunto, as partículas fixadas no óleo vão para a superfície e as impurezas ficam no fundo da vasilha.

Tamisação

Ao preparar um bolo, as quituteiras costumam peneirar a farinha e o fermento. Desse modo separa-se a farinha boa da que está empelotada. A parte mais fina (a farinha boa) passa pelas malhas da peneira. Os carocinhos ficam retidos na peneira.

Nos laboratórios usam-se peneiras muito finas chamadas tamises. Por isso, o processo de separar misturas por meio de peneiras chama-se tamisação.

Imantação

Você até pode imaginar como se separa uma mistura de sólidos que contenha ferro, não é mesmo? E só pegar um ímã.

Uma mistura de limalha de ferro com outra substância – pó de enxofre, por exemplo – pode ser separada com o emprego de um ímã. Aproximando o ímã da mistura, a limalha de ferro prende-se a ele, separando-se do enxofre.

Ventilação

Você conhece a máquina de beneficiar arroz? Ela separa a casca do grão como se esti-vesse soprando. A casca de arroz é menos densa que o resto do grão e é levada junto com a cor-rente de ar.

Ventilação é o método de separação de substâncias sólidas de densidades muito diferen-te, por meio de uma corrente de ar.

Dissolução fracionária

Como separar o sal de uma porção de arreia do mar?

Nesse caso, trata-se de dois sólidos. Se adicionarmos água a essa mistura, a água irá se evaporar, ficando apenas o sal no estado sólido separado da areia.

Separando misturas heterogêneas entre sólidos e líquidos:

Filtração

Pelo próprio nome, você já pode imaginar como se efetua o processo de filtração: atra-vés de um filtro, que retém a parte sólida e deixa passar a parte líquida.

Existem vários tipos de filtros: de algodão, de papel, de porcelana, etc.

Decantação

Há misturas que, se deixadas por um tempo em repouso, têm sua parte sólida depositada no fundo do recipiente. Isso pode ser percebido numa mistura de água com areia ou barro, por exemplo. Você mesmo pode fazer essa experiência, sem dificuldade.

Depois que a parte sólida se depositou no fundo do recipiente, podemos despejar a parte líquida.

Centrifugação

Se quisermos separar rapidamente o sólido de um líquido podemos “acelerar” a decan-tação. Para isso coloca-se a mistura num aparelho chamado centrífuga, que gira em alta veloci-dade, depositando no fundo as partículas sólidas, que são densas.

Hoje em dia, esse processo pode ser observado até mesmo em casa. As máquinas de la-var roupas, por exemplo, possuem um dispositivo para centrifugar, que é acionado quando quer “torcer” a roupa. Girando em alta velocidade, as roupas são lançadas contra a parede, enquanto boa parte da água é extraída das roupas.

A centrífuga também é usada em laboratórios de análises clínicas para separar os com-ponentes do sangue.

Sifonagem

Depois de uma decantação, se não for possível entornar o recipiente para despejar o lí-quido, podemos retirá-lo com um sifão. O sifão é um cano com um formato especial, normal-mente feito de plástico ou vidro, empregado para escoar água de um recipiente a outro.

É importante notar que o recipiente original (A) deve estar em nível superior a outro (B). E também que sifão deve estar cheio de água para se iniciar a operação, pois é necessário que se forme um fluxo contínuo de água de A até B.

Pode-se então proceder do seguinte modo: mergulhar uma das extremidades do tubo no líquido do recipiente A, colocar a boca na outra extremidade e aspirar, puxando o líquido, fa-zendo com que ele comece a escorrer de A para B.

O sifão serve também para separar líquidos que não se misturam, como a água e o óleo.

Separando misturas homogêneas:

Evaporação

Já vimos esse processo rapidamente na parte relativa à dissolução fracionária. É um processo usado para separar um sólido de um liquido (como a água, por exemplo). Submete-se a mistura ao aquecimento e, com o aumento da temperatura, a água se evapora e o sólido perma-nece no recipiente.

A evaporação também pode ocorrer quando a mistura é exposta ao ar, pois a parte líqui-da se evapora sob temperatura ambiente; o que sobra é a parte sólida. Esse tipo de fracionamen-to é feito nas salinas, locais onde se retira o sal da água do mar.

Destilação

É o processo pelo qual podemos separar um líquido misturado a outro líquido ou a um sólido. Isso é feito através da vaporização do líquido e de sua posterior condensação. É um pro-cesso bastante utilizado em laboratórios e industrias, como nas de bebida e de remédios.

A destilação é feita num aparelho chamado destilador.

Vamos imaginar uma solução composta de um líquido e um sólido. A solução é coloca-da em um balão de vidro que recebe calor de uma fonte. Assim que a solução começa a ferver, o vapor sobe e passa para o condensador. Aí o vapor é resfriado para voltar ao seu estado líquido, isto é, condensar-se. A substância sólida permanece no balão.

O condensador é mantido frio através de um tubo que o abastece de água fria. Caso con-trario, os vapores não são resfriados e não se condensa e não passa para o outro balão.

O líquido destilado cai no outro balão em forma de gotas.

Destilação fracionária

O processo de destilação fracionada compreende o aquecimento de uma mistura de mais de dois líquidos que possuem pontos de ebulição não muito próximos.

Assim, a solução é aquecida e se separa, inicialmente, o líquido com o menor ponto de ebulição.

Em seguida, a solução é aquecida até se separar o líquido com ponto de ebulição aci-ma do primeiro líquido separado, e assim sucessivamente até a separação do líquido com maior ponto de ebulição.

A destilação fracionária é usada, por exemplo, em industrias petroquímicas para separar os diversos derivados do petróleo.

Fusão fracionária

Como podemos separar uma mistura de sólidos? Ferro, chumbo e estanho, por exemplo.

Sabendo qual é o ponto de fusão de cada uma das substâncias sólidas, fica relativamente fácil separá-las.

O estanho funde-se a 231 ºC; o chumbo, a 327 ºC; o ferro, a 1.536 ºC. Podemos derreter (fundir) primeiro o estanho, depois o chumbo e por último, o ferro. Cada elemento, ao derreter-se, é separado dos demais.

Solidificação fracionária

Você percebeu como é importante conhecer as propriedades físicas de uma substância? O ponto de ebulição e o de fusão são importantes para separar substâncias. O ponto de solidifi-cação também é útil para separar os componentes de uma mistura.

A solidificação fracionada pode, por exemplo, ser usada para separar a parafina dos ou-tros resíduos do petróleo. Nesse caso, a mistura é resfriada até o ponto de solidificação da para-fina. Assim, endurecida, a parafina é retirada da mistura.

Publicado por: Brasil Escola

A separação de misturas é o processo de afastar substâncias diferentes que antes estavam juntas em uma mistura. As misturas podem ser heterogêneas ou homogêneas e isso influencia na escolha de um método para realizar a separação eficaz.

Neste artigo sobre separação de misturas, você encontrará:

  1. O que são misturas homogêneas e heterogêneas
  2. Importância da separação de misturas
  3. Métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas
  4. Exemplos

O que são misturas?

Na química, “mistura” é definida como a combinação de duas ou mais substâncias. Dependendo do modo como essas substância irão se relacionar, as misturas podem ser classificadas em homogêneas ou heterogêneas.

Vamos entender a diferença entre elas:

Misturas homogêneas ou soluções

As misturas homogêneas, também chamadas de soluções, são aquelas que possuem fase única. Isso significa que, quando olhamos a olho nu, vemos uma mistura perfeita. Dessa forma, só conseguimos identificar um aspecto uniforme.

Exemplo:

Ao misturar água e álcool, eles se misturam de forma que não conseguimos enxergar separadamente o que é álcool e o que é água. Eles se tornam um, então dizemos que são miscíveis!

Misturas heterogêneas

As misturas heterogêneas são aquelas que possuem duas ou mais fases. Isso significa que, quando olhamos a olho nu, vemos uma divisória entre os componentes. Dessa forma, não há um aspecto uniforme.

Exemplo:

Ao misturar água e óleo, eles formam uma mistura com duas fases: vemos o óleo em cima e a água abaixo. Isso significa que eles não são miscíveis.

Atenção!

Você já deve ter ouvido falar que “água e óleo não se misturam” e por isso pode ter achado estranho nós termos dito que eles formam uma mistura. 

A questão é que o vocabulário popular nem sempre está de acordo com o científico

Na realidade, qualquer recipiente que contenha duas ou mais substâncias são sim uma mistura. Então, água e óleo se misturam embora não sejam miscíveis, ou seja, eles não formam uma mistura homogênea, mas formam uma heterogênea.

Para facilitar o entendimento, veja mais alguns exemplos:

  • água + sal ⟶ mistura homogênea ou monofásica
  • soro caseiro (água + açúcar + sal) ⟶ mistura homogênea ou monofásica
  • areia + óleo ⟶ mistura heterogênea bifásica
  • água + acetona + terra ⟶ mistura heterogênea bifásica (água e acetona são miscíveis, contam como 1 fase apenas)
  • chocolate + passas + castanhas ⟶ mistura heterogênea trifásica

Qual é a importância dos métodos de separação de misturas?

Separação de misturas é o nome que se dá a qualquer processo utilizado para separar duas ou mais substâncias.

A separação de misturas é muito importante e está mais presente no nosso dia a dia do que imaginamos. 

A maioria dos materiais encontrados na natureza são misturas, então precisamos saber os métodos de separação para termos acesso ao que queremos extrair. Só depois disso teremos a matéria-prima adequada para fazer novas combinações e produzir novas coisas.

Veja alguns exemplos:

  • Separação da água do mar para obter sal;
  • Tratamento da água;
  • Coleta e reciclagem de lixo;
  • Produção de metais;
  • Produção de medicamentos, alimentos, bebidas, higiene e limpeza;
  • Análise do sangue em laboratório.

Observação: normalmente a separação dos componentes de uma mistura quase sempre é feita com mais de um método!

Quais são os métodos de separação de misturas?

Existem vários métodos de separação de misturas e a escolha de algum deles depende das características das substâncias misturadas

Nos tópicos a seguir, iremos estudar cada um deles, mas agora veja quais são os fatores que influenciarão na escolha do método adequado:

  • Tipo de mistura: homogênea ou heterogênea;
  • Natureza dos elementos químicos que formam as misturas;
  • Densidade, temperatura e solubilidade dos elementos.

Para facilitar o entendimento, agrupamos os métodos em duas categorias: os que servem para misturas homogêneas (destilação, evaporação, solidificação…) e os para misturas heterogêneas (catação, levigação, centrifugação, filtração, decantação…).

As técnicas podem se basear em princípios físicos ou químicos, pois usamos as propriedades dos componentes das misturas para separá-los. Essas propriedades podem ser o ponto de fusão, o ponto de ebulição, a solubilidade, a densidade, entre outros.

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Como separar uma mistura homogênea? Exemplos!

Para misturas homogêneas, aquelas que possuem uma única fase e que é formada por substâncias miscíveis, é mais comum se utilizar os seguintes processos:

Destilação simples

A destilação simples é o processo de separação que envolve substâncias sólidas e líquidas. O princípio utilizado é o ponto de ebulição. A mistura é aquecida até uma das substâncias evaporar e a outra restar no recipiente. 

É possível canalizar o vapor para um condensador e recuperar o que evaporou em forma de líquido.

Exemplo: 

Se pegarmos uma amostra de água do mar e aquecermos essa mistura até ela ebulir (criar borbulhas), veremos que restará apenas sal no fundo do recipiente. 

Isso acontece porque a temperatura de ebulição da água é bem mais baixa que a do sal. Assim, as moléculas de  água são induzidas a evaporar, mas as de sal não.

Destilação fracionada

A destilação fracionada costuma ser aplicada em misturas formadas por 2 ou mais líquidos e usa o princípio do ponto de ebulição para aquecê-la e separá-la. 

A novidade nesse processo é que ele possui um aparelho cheio de níveis que atingem diferentes pontos de ebulição por vez. Assim, é possível separar várias substâncias diferentes em um mesmo processo.

Normalmente, o produto desejado é o que possui o ponto de ebulição mais alto, mas os produtos secundários (que foram formados no meio do caminho) podem ter outras aplicações.

Exemplo:

A produção dos derivados de petróleo sempre passa pela destilação fracionada. O petróleo é aquecido e o vapor passa por diversos “pratos”, sendo que cada um coleta um composto derivado dependendo da sua temperatura de ebulição.

Vaporização

A vaporização, também conhecida por evaporação, é um processo mais natural e demorado. Nele, apenas deixamos a mistura em repouso até a parte líquida evaporar. Então, restará o soluto na forma sólida. 

Observe que o componente líquido é perdido para a atmosfera, pois não envolve nenhuma aparelhagem artificial que possa fazer a água evaporada condensar e ser recuperada.

Exemplo: na realidade, a produção de sal marinho é feita pela evaporação porque é mais barato que a ebulição!

Destilação por arraste

Esse método utiliza o calor do vapor de água e é ele quem vai passar por uma mistura e fazer algum de seus componentes evaporar junto.

Exemplo:

Se colocamos folhas de eucalipto sobre a saída de vapor quente da sauna, logo o ar fica “refrescante”. Isso ocorre porque o calor do vapor “arrasta” consigo uma determinada substância da folha.

Liquefação fracionada

A liquefação fracionada costuma ser aplicada em gases e consiste em resfriar a mistura de forma gradual até os gases tornarem-se líquidos. Após isso, passam pela destilação fracionada e são separados conforme os seus pontos de ebulição.

Exemplo: separação dos componentes do ar atmosférico.

Fusão fracionada

A fusão fracionada costuma ser aplicada em misturas formadas apenas por sólidos de diferentes pontos de fusão. A mistura é aquecida até atingir o menor ponto de fusão, então um dos sólidos irá se liquefazer. Depois, basta passar por um filtro ou peneira e teremos as duas substâncias separadas.

Exemplo: separação dos componentes do ouro 18 quilates.

Solidificação fracionada

A solidificação fracionada se aplica a líquidos miscíveis com diferentes pontos de fusão.  A diferença aqui é que iremos fazer o resfriamento deles. Assim, a temperatura é diminuída até o menor ponto de fusão e apenas um dos componentes é transformado em sólido

Exemplo: separar a parafina dos resíduos do petróleo.

Como separar uma mistura heterogênea? (Exemplos)

Para misturas heterogêneas, aquelas que possuem duas ou mais fases, é mais comum se utilizar os seguintes processos:

Catação

Na catação, separamos os sólidos usando a propriedade de tamanhos diferentes. Também é possível fazer isso quando se trata de um sólido em um líquido, visto que é para misturas heterogêneas.

Podemos usar recursos como as mãos, uma pinça, um pegador, etc.

Exemplo: catar pedras dentre os grãos de feijão.

Levigação

A levigação é usada para separar sólidos que possuem diferentes densidades. Isso é feito quando fazemos a água correr por entre os sólidos e o menos denso é levado pela corrente enquanto o mais denso fica onde está.

Exemplo: separar o cascalho do ouro. Muito usado pelos garimpeiros à beira do rio.

Ventilação

A ventilação também é usada para separar sólidos que possuem diferentes densidades, mas isso é feito utilizando uma rajada de ar. Quando o vento passa, leva consigo a substância menos densa.

Exemplo: soprar para separar a casca do amendoim.

Filtração

A filtração é o método que usamos para separar substâncias sólidas de gases ou sólidas não dissolvidas em líquidos. Para isso, um filtro retém o componente sólido de uma mistura.

Exemplo: coar café ou usar a água do filtro de casa.

Existe uma modalidade chamada filtração à vácuo, em que a velocidade da filtração é acelerada. Isto ocorre porque o líquido filtrado não apresenta a resistência do ar ao cair dentro do recipiente. Exemplo: separar areia da água ou uma mistura pastosa.

Decantação

A decantação é um processo que acontece naturalmente e com o tempo, utilizado a diferença de densidades. Pode ser observado entre dois líquidos não miscíveis ou entre um sólido não dissolvido em líquido.

Naturalmente o componente menos denso da mistura é posicionado em cima do componente mais denso, devido a ação da gravidade. 

Exemplo: separar água de óleo ou água de areia.

Centrifugação

A centrifugação é um método que acelera o fenômeno da decantação por meio de movimentos circulares. Isso acontece quando a mistura é colocada na centrífuga, um aparelho que rotaciona e acelera a translação dos componentes. 

Exemplos: máquina de lavar retira excesso de água da roupa ou no laboratório para separar os elementos do sangue.

Separação magnética

Como o próprio nome aponta, esse método precisa de um ímã para retirar o componente metálico ferromagnético que está em meio a uma mistura de sólidos. 

Exemplo: separar a limalha de ferro da areia.

Atenção: nem todos os metais são magnéticos (atraídos por imã), tome cuidado com as pegadinhas!

Flotação

Na flotação um líquido é adicionado a uma mistura formada por dois sólidos de diferentes densidades. Assim, quando estiverem em meio líquido, um irá flutuar (menos denso) e o outro não (mais denso). Depois, basta fazer uma decantação e filtração.

Exemplo: adicionar água em uma mistura formada por areia e isopor.

Sifonação

A sifonação é um método no qual usamos mangueira, pipeta, canudo, seringa ou qualquer objeto do tipo. Isso é feito para retirar o líquido mais denso ou menos denso de uma mistura formada por apenas líquidos. 

Exemplo: Separar os componentes da mistura formada por água e óleo.

Coagulação e Floculação

A coagulação é um método no qual uma substância é adicionada a uma mistura para que ela se una aos componentes sólidos que estejam em suspensão em um líquido. Essa substância irá “atrair” quimicamente os sólidos e aglomera-los na superfície.

Exemplo: adicionar sulfato de alumínio na água em uma estação de tratamento de água.

A floculação é um método que complementa a coagulação, já que nele a mistura é agitada para favorecer a ação do coagulante.

Tamisação ou Peneiração

A peneiração é o método em que usamos uma peneira para separar os sólidos de tamanhos diferentes

Exemplo: peneirar uma mistura de farinha e arroz para separar os grãos.

Dissolução fracionada

A dissolução é o método no qual um líquido é adicionado a uma mistura formada por dois sólidos com o objetivo de dissolver apenas um deles. Depois que um dos sólidos estiver diluído na parte líquida, basta aplicar qualquer método para separar líquidos de sólidos.

Exemplo: adicionar água em uma mistura formada por sal e areia e depois realizar filtração ou decantação.

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