Qual o método usado para separar água areia e ferro?

Separação de misturas é o processo utilizado para separar duas ou mais substâncias e isolar o componente de interesse.

Lembre-se que mistura é a combinação de duas ou mais substâncias, e ela pode ser homogênea ou heterogênea.

A necessidade de separar essas substâncias surge por diversos motivos. São exemplos, a separação da água do mar para obter sal, a separação de poluentes no tratamento da água e a própria separação de lixo.

Processos de separação de misturas

O processo de separação pode ocorrer de várias formas e o método a ser utilizado depende dos seguintes aspectos:

• Tipo de mistura: homogênea ou heterogênea;
• Natureza das substâncias que formam as misturas;
• Densidade, temperatura e solubilidade dos componentes da mistura.

Separação de misturas homogêneas

As misturas homogêneas são aquelas que têm apenas uma fase. Os principais processos de separação dessas misturas são:

Destilação simples

A destilação simples é a separação entre substâncias sólidas dissolvidas em substâncias líquidas através de seus pontos de ebulição.

Exemplo: a mistura água com sal submetida à temperatura de ebulição da água (100 ºC) evapora este componente com menor ponto de ebulição, sobrando apenas o sal.

Destilação fracionada

A destilação fracionada é a separação entre substâncias líquidas miscíveis através da temperatura de ebulição (TE). Para que esse processo seja possível, os líquidos são separados por partes, iniciando com os de menor ponto de ebulição até que obtenha o líquido que tem o maior ponto de ebulição.

Exemplo: separar água (TE 100 ºC) de acetona (TE 58 ºC).

Vaporização

A vaporização, cujo tipo mais conhecido é a evaporação, consiste em aquecer a mistura sólido-líquido até o líquido passar para o estado gasoso, separando-se do soluto na forma sólida. Nesse caso, o componente líquido é separado lentamente.

Exemplo: processo para obtenção de sal marinho a partir da água do mar.

Liquefação fracionada

A liquefação fracionada é realizada através de equipamento específico, no qual a mistura de gases é resfriada ou se eleva a pressão do sistema até um dos componentes tornar-se líquido. Após isso, passa-se pela destilação fracionada e a separação ocorre conforme o ponto de ebulição.

Exemplo: separação dos componentes do ar atmosférico.

Saiba mais sobre substâncias puras e misturas.

Separação de misturas heterogêneas

As misturas heterogêneas são aquelas que têm pelo menos duas fases. Os principais processos de separação são:

Centrifugação

A centrifugação ocorre através da força centrífuga, a qual separa o componente mais denso do que é menos denso pela rotação do equipamento em alta velocidade.

Exemplo: centrifugação no processo de lavagem de roupas, a qual separa a água das peças de vestuário.

Filtração

A filtração é a separação entre substâncias sólidas insolúveis em uma fase líquida ou gasosa ao fazer a mistura a passar por um filtro.

Exemplo: fazer café utilizando coador. Para obter a bebida, ela é coada separando o pó do líquido.

Decantação

A decantação é a separação entre substâncias que apresentam densidades diferentes. Ela pode ser realizar entre líquido-sólido e líquido-líquido imiscíveis.

Pela ação da gravidade, o componente mais denso fica na parte inferior, ou seja, o sólido ficará depositado no fundo do recipiente. Para esse processo, é utilizado o funil de decantação.

Exemplo: separação de água e areia ou separar água de um líquido menos denso, como o óleo.

Dissolução fracionada

A dissolução fracionada é usada para separação de substâncias sólidas ou sólidas e líquidas. Ela é utilizada quando há na mistura alguma substância solúvel em solventes, como a água, que é adicionado para promover a separação.

Após o método de dissolução, a mistura deve passar por outro método de separação, como a filtração ou destilação.

Exemplo: separação de areia e sal cloreto de sódio (NaCl). A adição de água faz com que o sal solubilize e, assim, a areia seja separada da mistura.

Separação magnética

A separação magnética é a separação de metal de outras substâncias sólidas mediante o uso de ímã.

Exemplo: separar limalha de ferro (metal) de enxofre em pó ou areia.

Ventilação

A ventilação é a separação de substâncias com densidades diferentes utilizando a força de uma corrente de ar. Exemplo: separação de cascas de arroz, amendoim ou cereais, que são mais leves, e que vêm misturadas antes de prepará-los.

Levigação

A levigação é a separação entre substância sólidas mediante a passagem de água pela mistura. É o processo utilizado pelos garimpeiros e que é possível graças à densidade diferente das substâncias.

Exemplo: o ouro separa da areia na água porque o metal é mais denso do que a areia.

Peneiração ou Tamisação

A peneiração é a separação entre substâncias sólidas de diferentes tamanhos através de uma peneira.

Exemplo: peneirar o açúcar para separar grãos maiores para fazer um bolo apenas com o açúcar mais fino. Os sólidos menores passam pela peneira enquanto os maiores ficam retidos.

Veja também: Levigação, Ventilação e Peneiração

Flotação

A flotação é a separação de substâncias sólidas e substâncias líquidas, o que é feito através da adição de substâncias que propiciam a formação de bolhas. As bolhas formam, então, uma espuma, separando as substâncias que se aglutinaram nela.

Exemplo: remoção de gorduras no tratamento de água.

Floculação

A floculação consiste na adição de substâncias coagulantes, como o sulfato de alumínio (Al2(SO4)3), adicionado a água juntamente com óxido de cálcio (CaO). A reação entre essas duas substâncias origina o hidróxido de alumínio (Al(OH)3).

As partículas pequenas em suspensão na água se agregam e unem-se ao hidróxido de alumínio, formando flóculos/flocos maiores, o que permite a decantação.

Esse processo é uma das etapas do tratamento da água. Ele é extremamente importante pois partículas muito pequenas não se sedimentam e ficam em suspensão na água, o que dificulta a retirada.

Catação

A catação é um método simples de separação de misturas. Trata-se de uma operação manual, separando partes sólidas de tamanhos diferentes.

Exemplo: separação dos materiais do lixo ou separação de sujeiras de grãos de feijão.

Leia também sobre transformações químicas.

Exercícios resolvidos sobre separação de misturas

Questão 1

(Enem/2015) Um grupo de pesquisadores desenvolveu um método simples, barato e eficaz de remoção de petróleo contaminante na água, que utiliza um plástico produzido a partir do líquido da castanha-de-caju (LCC). A composição química do LCC é muito parecida com a do petróleo e suas moléculas, por suas características, interagem formando agregados com o petróleo. Para retirar os agregados da água, os pesquisadores misturam ao LCC nanopartículas magnéticas.

KIFFER, D. Novo método para remoção de petróleo usa óleo de mamona e castanha-de-caju. Disponível em: www.faperj.br. Acesso em: 31 jul. 2012 (adaptado).

Essa técnica considera dois processos de separação de misturas, sendo eles, respectivamente:

a) flotação e decantação.
b) decomposição e centrifugação.
c) floculação e separação magnética.
d) destilação fracionada e peneiração.
e) dissolução fracionada e magnetização.

Ver Resposta

Alternativa correta: c) floculação e separação magnética.

a) ERRADA. A decantação é utilizada para separar componentes pela ação da gravidade e a flotação faz com que as partículas que estavam suspensas na água sejam arrastadas com a adição de bolhas de ar e sejam removidas na superfície.

b) ERRADA. A decomposição é uma reação em que uma substância se transforma em outras, por exemplo AB → A + B. A centrifugação utiliza a força centrífuga para separar os componentes de uma mistura.

c) CORRETA. Na floculação o líquido da castanha-de-caju interage com o petróleo por causa da compatibilidade química e formam agregados que podem ser removidos facilmente. A adição de nanopartículas magnéticas ao LCC faz com que seja possível uma separação magnética.

d) ERRADA. A destilação é utilizada para separação de uma mistura homogênea e a peneiração para separar sólidos de tamanhos diferentes.

e) ERRADA. A dissolução fracionada é utilizada para separar sólidos em uma mistura mediante a inserção de um solvente e a magnetização consiste em magnetizar um material que não contém propriedades magnéticas.

Questão 2

(Enem/2013) 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) flotação.
b) levigação.
c) ventilação.
d) peneiração.
e) centrifugação.

Ver Resposta

Alternativa correta: a) flotação.

A floculação consiste na adição de substâncias coagulantes, como o sulfato de alumínio, para remover impurezas no tratamento da água.

O sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) em meio básico forma o composto hidróxido de alumínio (Al(OH)3), ao qual as impurezas aderem. Essas partículas então se juntam e sedimentam por gravidade.

Em seguida, com a utilização da flotação, as impurezas no líquido são suspensas por uma corrente de ar e direcionadas para a superfície, para efetuar a remoção.

b) ERRADA. A levigação é a separação entre substância sólidas mediante a passagem de água pela mistura.

c) ERRADA. A ventilação utilizada uma corrente de ar para separar a mistura.

d) ERRADA. A peneiração é baseada na diferença do tamanho dos sólidos para fazer a separação.

e) ERRADA. A centrifugação separa os componentos de acordo com a diferença de densidade.

Questão 3

(Mackenzie/2007) O processo inadequado para separar uma mistura heterogênea sólido-liquido é:

a) filtração.
b) decantação.
c) centrifugação.
d) destilação.
e) sifonação

Ver Resposta

Alternativa correta: d) destilação.

O processo de destilação é utilizado para separação de misturas homogêneas de líquidos ou de sólido dissolvido em líquido de acordo com as temperaturas de ebulição.

a) ERRADA. A mistura pode passar por um meio filtrante e reter os sólidos da mistura heterogênea com um líquido.

b) ERRADA. O sólido da mistura com o líquido pode decantar e ser removido no fundo do recipiente.

c) ERRADA. O sólido da mistura com o líquido pode ser separado do líquido em que estava suspenso pela aplicação da força centrífuga e migrarem para o fundo do recipiente.

e) ERRADA. O sólido da mistura com o líquido pode decantar e o líquido ser removido com o auxílio de um sifão.

Veja também: Misturas homogêneas e heterogêneas

Questão 4

(Mackenzie/2004) Um documentário transmitido pela TV mostrou como nativos africanos “purificam” água retirada de poças quase secas e “imundas”, para matar a sede. Molhando, nas poças, feixes de gramíneas muito enraizadas e colocando-os em posição vertical, a água escorre limpa. Esse procedimento pode ser comparado com o processo de separação chamado de:

a) ventilação.
b) destilação.
c) catação.
d) filtração.
e) sifonação.

Ver Resposta

Alternativa correta: d) filtração.

As gramíneas enraizadas funcionam como um meio filtrante, que retém os sólidos e permite a passagem da água.

a) ERRADA. A ventilação é um método de separação baseado na passagem de ar.

b) ERRADA. A destilação é um método de separação baseado no ponto de ebulição.

c) ERRADA. A catação é um método de separação manual de sólidos.

e) ERRADA. A sifonação é um método de separação que utiliza um sifão para remover líquido mais denso.

Veja também:

• Exercícios sobre separação de misturas
• Exercícios sobre misturas homogêneas e heterogêneas
• Exercícios sobre propriedades da matéria

Referências Bibliográficas

BROWN, T. L.; LEMAY JR., H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química a ciência central. 9ª ed. Pearson Prentice Hall do Brasil, 2008.

USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química Geral. 12ª.ed. São Paulo: Saraiva, 2006.

RUSSEL. J. B. Química Geral. vol. 1. Makron, 1996.

Carolina Batista

Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).

Qual o método para separar água areia é ferro?

Quais os processos utilizados para separar as substâncias água é areia é sucatas de ferro é alumínio?

Qual deve ser o método utilizado quando se deseja separar o pó de ferro da areia?

Quais são os métodos mais indicados para separar os componentes das misturas abaixo areia é ferro na forma de lâmina água é óleo?