Métodos de Mistura e Separação de Componentes na Química


Mistura heterogênea

Toda mistura que pelo menos apresenta duas fases. Exemplo: água + óleo, areia, granito, sangue, leite, água com gás. Observando as figuras acima, percebe-se visualmente que existe uma diferença entre as misturas. A mistura água e açúcar apresenta um aspecto uniforme e as mesmas características em qualquer ponto de sua extensão. Se retirarmos uma amostra da parte superior, intermediária e inferior sempre terá a mesma composição, portanto apresentando uma única fase, sendo classificada como mistura homogênea. De modo contrário, a mistura água e óleo, não apresenta aspecto uniforme, mas sim, dois aspectos visuais distintos, duas fases, constituindo então uma mistura heterogênea.

Mistura e Separação de Componentes na Química

Mistura homogênea

Toda mistura que apresenta uma única fase. São conhecidas por soluções. Exemplo: água de torneira, ar, vinagre, aguardente, álcool hidratado, gasolina, soro caseiro, ligas metálicas, dentre outros.

A mistura heterogênea deve apresentar no mínimo duas fases. Fase => São as diferentes porções homogêneas constituintes de um sistema heterogêneo. Este aspecto visual contínuo constituindo uma fase (porção homogênea), não se restringe apenas à simples percepção a olho nu, mas exige também a utilização de aparelhos ópticos comuns: os microscópios.

Assim quando observamos o leite a olho nu, apresenta um aspecto homogêneo, porém, quando observado ao microscópio óptico, evidencia-se uma mistura heterogênea, pelas gotículas de gordura dispersas em um líquido branco. É conjunto de processos mecânicos e físicos utilizados na separação de componentes pertencentes a misturas homogêneas e heterogêneas. Um dos componentes sólidos da mistura é dissolvido em um líquido. A separação dos componentes (água salgada + areia) será conseguida utilizando-se outros processos: a filtração separa a areia (fase sólida) da água salgada (fase líquida) e com a evaporação da água obtemos o sal.

Utiliza-se o filtro que retém o componente sólido. Existem dois tipos de filtração: simples e a vácuo. A primeira utiliza-se de funil comum e papel de filtro, sendo bastante lenta, ou seja, não sendo eficiente quanto a velocidade. Já à vácuo utiliza-se uma trompa d’água ou o próprio vácuo proporcionando uma rarefação do ar no interior do kitassato, fazendo com que o líquido atravesse rapidamente, aumentando e muito a velocidade da operação.

É uma maneira de acelerar o processo de decantação, utilizando um aparelho chamado centrífuga. É um processo mecânico que serve para separar misturas heterogêneas de um sólido em um líquido ou de dois líquidos imiscíveis entre si. Com a utilização de um ímã, um dos sólidos na mistura é atraído. É utilizado para separar, por exemplo, ferro de areia. Separar os componentes sólidos com as mãos ou pinças. O ferro pode ser separado da areia com o auxílio de uma imã.

Observação: Um método para separar por meio da decantação (sól-gás) é na indústria: chicana ou câmara de poeira. Os componentes sólidos de menor densidade são separados por uma corrente de ar.

Levigação

É um método natural, onde a solução de repouso, sólido de menor densidade e separado por uma corrente de agua. Exemplo: garimpo, onde a areia (menor densidade) é separada do ouro (mais denso). A mistura é aquecida e o líquido vaporiza, caindo no condensador, resfriando-se, devido a superfície fria provocada pela corrente de água no tubo externo, voltando a ser líquido e sendo recolhido em recipiente próprio. A porção sólida por apresentar maior T.E., não consegue ser separada, ficando no balão de destilação.

Destilação fracionada

É um método eficiente para separar os componentes líquido-líquido, que formam uma solução, apresentando temperaturas de ebulição não muito próximas.
O líquido de menor temperatura de ebulição é separado primeiro, e assim dando sequência até chegar o líquido de maior temperatura. Utiliza-se uma coluna de fracionamento ao aparelho de destilação simples, para que a separação possa ocorrer de forma mais cuidadosa.

Esta coluna é formada por pequenas esferas de vidro ou porcelana, onde os vapores provenientes de líquidos menos voláteis (maior temperatura de ebulição) condensam, não conseguindo ultrapassar a coluna, voltando para o balão. Já aqueles que apresentam maior volatilidade chegam até o condensador onde são separados. Exemplos: derivados do petróleo, alambiques.

Liquefação fracionada

É um método industrial para a separação dos componentes de uma mistura gasosa. Um dos principais exemplos é o ar atmosférico (N2 + 02 principalmente). Esse processo ocorre com diminuição da temperatura e aumento da pressão seguida de uma destilação fracionada dos líquidos.

Destilação

Separar o puro do impuro. Para os Alquimistas, esta era a finalidade da técnica de destilação. E continua sendo, até hoje. Destilação é um dos processos mais comuns nas indústrias químicas – desde as indústrias farmacêuticas aos polos petroquímicos. O petróleo, uma mistura de líquidos orgânicos, é destilado e separado em diversas frações, de onde saem os éteres, gasolina, o piche, e a grande maioria dos compostos aromáticos que usamos no laboratório.

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: