Introducao Tecnicas De Separacao

INTRODUÇÃO

Na natureza, raramente encontramos substâncias puras. Em função disso, é necessário utilizarmos métodos de separação se quisermos isolar alguma substância de uma mistura.

Mistura é a união de duas ou mais substâncias sem que haja interações entre elas, onde se mantêm as propriedades de cada substância envolvida.

As misturas podem ser divididas em:

Homogênea: é uma mistura em que as moléculas ou íons das substâncias estão bem dispersas, tendo a mesma composição em toda a amostra. Apresenta apenas uma fase.

Heterogênea: é uma mistura em que se pode reconhecer seus componentes com a ajuda de um microscópio ou mesmo a olho nu. Apresenta duas ou mais fases.

Eutética: comporta-se como se fosse substância pura no processo de fusão, tem como característica manter a temperatura inalterada do início ao fim da fusão.

Azeotrópica: comporta-se como se fosse substância pura em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição.

Quando duas moléculas de alguma mistura se aproximam, há uma interação de seus campos magnéticos, o que faz surgir uma força entre elas. É o que chamamos de força intermolecular. Essas forças variam de intensidade, dependendo do tipo da molécula (polar ou apolar) e, no caso das polares, de quão polares elas são.

Elas podem ser forças do tipo:

Dipolo-induzido: é uma força de atração que aparece nas substâncias formadas por moléculas apolares, no estado sólido ou líquido. A nuvem eletrônica nas moléculas apolares é uniforme, não aparecendo cargas. Essa nuvem pode sofrer deformação por ação externa, como aumento de pressão e diminuição de temperatura, provocando, então, uma distribuição desigual de cargas, o que faz com que surja um dipolo. O dipolo induzido induz a polarização da molécula vizinha, resultando uma atração fraca entre elas

Dipolo-dipolo: Na molécula polar, na parte mais eletronegativa forma-se um dipolo elétrico permanente. Com a diferença de eletronegatividade, existe uma concentração de carga negativa no átomo mais eletronegativo deixando o átomo menos eletronegativo no lado positivo da molécula. Assim, a extremidade positiva de uma molécula atrai a extremidade negativa da outra molécula, e assim por diante, gerando a interação.

Existem dois tipos de ponte de hidrogenio: a intramolecular e a intermolecular. A ligação intramolecular se faz na mesma molécula e a intermolecular se faz entre duas moléculas.

Um dos principais solventes que faz ligações do tipo pontes de hidrogênio é a água. Ela é usada em um processo de separação de misturas muito comum: a dissolução fracionada, destilação simples, pode ser usada em filtrações, decantaçoes, entre outras.

A escolha dos melhores métodos para a separação de misturas exige um conhecimento anterior de algumas das propriedades das substâncias presentes. Assim, se tivermos uma mistura de açúcar e areia, devemos saber que o açúcar se dissolve na água, enquanto a areia não se dissolve.

Muitas vezes, dependendo da complexidade da mistura, é necessário usar vários processos diferentes, numa seqüência que se baseia nas propriedades das substâncias presentes na mistura.

Existem diversas técnicas e algumas delas foram realizadas durante a prática do dia 23 de março de 2009. As quais são:

Filtração: A filtração é uma operação unitária que consiste na separação de uma fase sólida de uma fase fluída (líquida ou gasosa), passando esta última através de um meio permeável e poroso, denominado filtro o qual retém o resíduo sólido. Pode ser realizada por duas técnicas: filtração simples e filtração a vácuo.

Filtração simples: A filtração é uma operação simples que consiste em separar líquidos e sólidos, aonde a fase solida é retida no papel de filtro.

Filtração a vácuo: é mais rápida que a filtração simples devido à sucção provocada pelo vácuo. Deixa a menor quantidade de impurezas do sólido no solvente.

Decantação: neste processo deve ser usado apenas misturas heterogêneas de líquido-líquido, pois, este processo se baseia em diferenças de densidade e solubilidade. Durante o escoamento do líquido do funil de decantação a torneira deve ser manuseada de acordo com que se possa controlar o fluxo do escoamento com maior facilidade e, é válido lembrar também que a solução deve ser escoada até a interface que separa o líquido mais denso do menos denso.

Destilação: A destilação é o método de separação baseado no fenômeno de equilíbrio líquido-vapor de misturas. Em termos práticos, quando temos duas ou mais substâncias formando uma mistura líquida, a destilação pode ser um método adequado para purificá-las: basta que tenham volatilidades razoavelmente diferentes entre si. Existem dois tipos de destilação: a simples e a fracionada, sendo que na prática foi realizada apenas a simples.

Destilação simples: Quando os componentes da mistura apresentam pontos de ebulição relativamente distantes usa-se a destilação simples para separá-los. A destilação simples emprega um balão em aquecimento, no qual é colocada a mistura. Em conexão com o balão está um tubo de vidro, ligando-o a um recipiente. O tubo de vidro possui um condensador, que servirá para condensar os líquidos, que então serão recolhidos em recipientes separados. Na extremidade superior do tubo ligado ao balão está um termômetro para se poder controlar as temperaturas obtidas.

Destilação fracionada: Quando os componentes da mistura apresentam pontos de ebulição muito próximos, o mais leve excesso de aquecimento é suficiente para evaporá-los juntos. Recorre-se então, à destilação fracionada: nesse caso, o tubo de vidro é substituído por uma coluna de fracionamento. Seu princípio básico é fazer com que os vapores percorram o trajeto mais difícil e longo possível. Dessa maneira, o vapor do líquido menos volátil condensa-se com maior facilidade em contato com as paredes frias da coluna, retornando ao balão. Enquanto isso, o líquido mais volátil é completamente destilado.

Dissolução fracionada: quando existem duas substâncias sólidas misturadas em uma mesma fase, podemos usar esse método para separá-las. Sabendo as características de solubilidade de cada sólido, podemos usar um solvente que dilua apenas um deles. Uma vez diluído, podemos usar o método da filtração para separar a fase sólida da líquida.

Centrifugação: é um processo de separação em que a força centrífuga relativa gerada pela rotação