PRINCIPAIS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
SEPARAÇÃO DAS FASES DE UMA MISTURA HETEROGÊNEA
Separação de Fases Sólidas
CATAÇÃO
Processo mecânico que pode ser realizado manualmente ou com uma pinça. Esse procedimento só é possível quando a visualização das diferentes fases é bem definida como, por exemplo, a separação de pedras que costumam vir misturadas aos grãos de feijão.
PENEIRAÇÃO
Processo que se baseia em uma possível diferença de diâmetro entre as partículas, para fazer-se o uso de uma peneira. Quando queremos aumentar a precisão desse processo, fazemos uso de um tipo especial de peneira denominada “tamise”. A necessidade de usar uma areia refinada, obriga que seja feita a sua peneiração para separar o cascalho que apresenta um diâmetro médio de sua partícula superior aos grãos de areia.
VENTILAÇÃO
Processo que se baseia na passagem de uma corrente de vento pela mistura. A separação se faz quando temos uma das fases com densidade menor do que a densidade do ar. Esse processo é muito utilizado no beneficiamento de cereais, como a remoção da casca dos grãos de arroz.
FLOTAÇÃO
O principio básico da Flotação é a adição de um líquido que apresenta um valor de densidade intermediário às densidades dos sólidos. Esse procedimento é muito empregado na separação de minérios de suas impurezas. Por exemplo, a separação do pó de minério de ferro de sua impureza, denominada de Ganga, faz-se com a adição de uma mistura líquida contendo água, óleo e detergente. O óleo presente nessa mistura líquida absorve o minério de ferro e, com a injeção de ar, passa a ter a sua densidade diminuída, permitindo que a mesma possa flutuar se separando da Ganga.
LEVIGAÇÃO
Neste processo, usa-se uma corrente líquida, geralmente água, capaz de arrastar uma determinada fase em relação à outra. Esse processo é realizado em áreas de extração de minério, como o ouro. O ouro, ao ser extraído, vem acompanhado de areia, e esta é removida, colocando-se a mistura num equipamento denominado “Bateia”. A bateia apresenta a forma de uma peneira, porém seu corpo é totalmente vedado, contendo apenas um pequeno orifício em sua região central. A mistura colocada na bateia é submetida a uma forte corrente de água. Essa corrente é capaz de fragmentar a areia, e a mistura turva de areia e água passa pelo orifício central. O ouro não sofre esse tipo de fragmentação, o que permite a sua visualização, devido ao seu brilho e recolhimento do fundo da bateia.
IMANTAÇÃO OU SEPARAÇÃO MAGNÉTICA
Mistura que apresenta metais em pó, como a limalha de ferro, pode ser separada de outros sólidos que também se apresentam finamente fragmentados, pela passagem de um ímã pela mistura. Esse processo é usado em alta escala na indústria de reciclagem de metais.
DISSOLUÇÃO FRACIONADA
A dissolução fracionada é uma técnica amplamente usada para separar parcialmente uma mistura. Isso se dá por seu princípio de aplicação: “duas ou mais substâncias em mistura, cujas solubilidades forem diferentes em um mesmo solvente, são separadas ao se dissolver a mistura sólida, em que um dos sólidos se dissolve, e os demais permanecem insolúveis como corpo de fundo.”
Quando realizamos a dissolução fracionada em uma mistura, o principal objetivo é dissolver um dos componentes da mistura para, em seguida, completarmos a separação total dos componentes por meio de outros métodos.
(fonte: https://www.manualdaquimica.com/quimica-geral/dissolucao-fracionada.htm)
Suponha uma mistura formada por areia, óleo e cloreto de sódio (NaC𝓁, sal de cozinha). Para iniciarmos a separação desses componentes, por exemplo, a dissolução fracionada é o método mais simples e indicado, visto que é possível adicionar água (dissolvendo o sal de cozinha) e separar a areia (corpo de fundo) do óleo (menos denso que a água).
Para completar a separação, deve-se ainda filtrar a areia, decantar a água com sal do óleo, e por fim cristalizar o sal.
FASES SÓLIDAS INSOLÚVEIS EM FASE LÍQUIDA
DECANTAÇÃO
Geralmente, os sólidos apresentam um valor de densidade superior ao valor da densidade dos líquidos. Sendo insolúvel, o sólido tende a se depositar no fundo do recipiente que contém a mistura, esse fenômeno é denominado de precipitação ou sedimentação. A Decantação é um processo de separação que se baseia no fato de aguardar que esse fenômeno ocorra. Em seguida, a fase líquida pode ser removida por transvasamento.
Observação: Existem processos químicos que produzem resíduos sólidos que apresentam valor de densidade inferior à da fase líquida. Nesse caso, denominamos esse processo de Floculação. A Floculação é usada na remoção de impurezas sólidas durante o tratamento de água. Adiciona-se na água a ser tratada uma mistura de solução aquosa de Sulfato de Alumínio, Al2(SO4)3 com outra solução aquosa de Hidróxido de Sódio, NaOH. A reação entre as substâncias produz o Sulfato de Sódio, Na2SO4, que é solúvel em água, e o Hidróxido de Alumínio, Aℓ(OH)3, que é um sólido gelatinoso. Esse composto é capaz de se agregar às pequenas partículas de areia contida na água e flutuar na forma de flóculos.
Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) → 3Na2SO4(aq) + 2Al(OH)3(s)
CENTRIFUGAÇÃO
Existem misturas heterogêneas que são classificadas como coloides ou soluções coloidais. Nessas misturas, o valor da densidade da fase sólida não é tão superior ao da fase líquida, esse fato acarreta uma demora do processo de decantação. Para que essa separação possa ocorrer mais rapidamente, usa-se a Centrifugação. A centrifugação lança mão da Centrífuga ou Centrifugador, um aparelho que se baseia no princípio mecânico da força centrífuga, que empurra para o fundo do recipiente a partícula sólida forçando a sedimentação.
FILTRAÇÃO
Quando passamos uma mistura heterogênea que contém uma fase sólida e uma fase líquida por uma barreira de papel, pano ou porcelana, a fase sólida, devido ao maior diâmetro médio de sua partícula, fica retida, enquanto a fase líquida consegue ultrapassar pelos seus pequenos poros. Esse procedimento é denominado “Filtração”.
Quando desejamos acelerar o procedimento, fazemos uso da Filtração à Vácuo.
LÍQUIDOS IMISCÍVEIS
DECANTAÇÃO VIA FUNIL (OU PERA, OU AMPOLA) DE DECANTAÇÃO
A mistura deve ser colocada num funil ou pera de decantação, aparelho que apresenta uma pequena torneira em sua parte inferior, e deixada em repouso. Em seguida, verificamos a separação visual das fases. A abertura da torneira permite a retirada da fase que apresenta um maior valor de sua densidade.
Observação:
EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
Quando temos um sólido A dissolvido num determinado líquido B, mas a sua solubilidade num outro líquido C for maior, se B e C forem imiscíveis, é possível utilizar C como solvente extrator do sólido A.
Por exemplo, o iodo é um sólido que apresenta maior solubilidade em benzeno do que em água. Desta forma, podemos extrair o iodo de uma mistura com água usando o benzeno como solvente extrator.
A extração por solvente pode ser verificada em procedimentos domésticos como a feitura de bebidas como o café e o chá.
FASE SÓLIDA COM FASE GASOSA
FILTRAÇÃO
Os melhores exemplos que explicam o processo é o funcionamento do aspirador de pó e do ar condicionado caseiro. Neles, o motor aspira o ar contendo partículas sólidas que passa por um filtro feito de felpo, no caso do aspirador de pó, e uma fina tela, no caso do ar condicionado. No primeiro, o filtro também serve como depósito de poeira.
DECANTAÇÃO COM USO DA CÂMARA DE POEIRA
A Câmara de Poeira consiste num tubo cilíndrico em que o ar, contendo partículas sólidas, para sair do mesmo, precisará fazer um movimento cuja trajetória é em zig-zag devido à presença de obstáculos no seu interior. Esse movimento força a deposição de partículas sólidas que são mais densas.
FASE LÍQUIDA COM FASE GASOSA
A solubilidade de um gás num líquido geralmente é muito pequena e o seu valor é diretamente proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura. Desta forma, para “expulsar” uma fase gasosa de outra fase líquida são comuns os seguintes procedimentos:
DIMINUIÇÃO DA PRESSÃO
Este procedimento pode ser realizado ao se remover a tampa do recipiente.
AUMENTO DA TEMPERATURA
Este procedimento pode ser realizado através de agitação do recipiente ou até o seu aquecimento.
(https://www.vix.com)
SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE UMA MISTURA HOMOGÊNEA
LIGAS METÁLICAS (MISTURAS ENTRE SÓLIDOS)
FUSÃO FRACIONADA
Para se realizar a separação de metais que compõem uma liga metálica, é necessário o aquecimento da mesma a elevados valores de temperatura para que o componente de menor temperatura de fusão passe para o estado líquido e possa ser removido por derramamento. Esse procedimento não é eficaz em ligas metálicas cuja composição dos componentes nos leve a um comportamento eutético.
É usada para separar sólidos por meio de seus pontos de fusão.
(https://www.estudopratico.com.br)
