Métodos comuns de purificação de substâncias

A química sempre teve como desafio obter substâncias puras por meio de misturas, já que a grande parte dos materiais existentes na natureza é constituído por mistura de substâncias. É possível identificar se um tipo de matéria é uma mistura ou substância pura através do estudo de suas características específicas.

Se o resultado dos estudos mostrar que é uma mistura de substancias e o químico decidir separar estas que a formam, será preciso escolher um procedimento apropriado de purificação.

Existem diversos procedimentos de purificação de misturas, e a escolha vai depender:

1) das situações econômicas e materiais;

2) da espécie de mistura que quer separar;

3) do tempo necessário para a separação.

Métodos de separação de misturas heterogêneas

Para fazer a separação de misturas heterogêneas, o primeiro a fazer é categorizá-las com relação ao estado físico dos seus elementos. Assim, as misturas heterogêneas podem ser de quadro modelos:

1- sólido-sólido

2- sólido-líquido

3- líquido-líquido

4- sólido-gasoso

Misturas sólido-sólido

Catação: processo usado apenas quando os fragmentos da misturas estão soltos e evidentes, podendo ser fracionados com pinças ou com as mãos.

Peneiração: usado em misturas cujos elementos apresentam tamanhos diferentes de granulação.

Separação magnética: aplicada em mistura de sólidos quando um dos elementos é magnético.

Ventilação: usada quando uma corrente de ar tem a capacidade de arrastar os elementos menos pesado, sem arrastar o mais pesado.

Levigação: procedimento usado quando existe uma diferença muito grande de densidade entre os elementos de uma mistura. Baseia-se na passagem de água em cima da mistura. A água arrasta a etapa de menor densidade.

Dissolução fracionada: usado quando apenas um elemento da mistura é solúvel em certo tipo de líquido. Esse procedimento tem como objetivo separar os elementos solúveis e insolúveis.

Flotação: método usado no fracionamento de dois sólidos de diferentes densidades com a aplicação de um líquido de densidade média, e que não dilua nenhum sólido.

Misturas sólido-líquido

Decantação: baseia-se em conservar a mistura em descanso, até que o elemento sólido se conserve devido à gravidade.

Centrifugação: se o fracionamento das etapas de uma mistura heterogênea perante a ação da gravidade seja muito devagar, ela pode ser acelerada expondo a mistura a uma enérgica rotação, denominada centrifugação. Ela é feita em aparelhos conhecidos como centrífugas.

Filtração: procedimento usado para fracionar sólidos de líquidos.

Misturas líquido-líquido

Decantação: esse método é usado para fracionar líquidos imiscíveis expondo-os a uma decantação em um funil especializado, denominado de funil de bromo, funil de separação ou funil de decantação. Quando se abre a torneira do funil, o liquido mais pesado, que está posicionado embaixo, passa e é colhido em um reservatório. Já o outro líquido fica preso no funil. Dessa maneira, ocorre o fracionamento dos dois líquidos.

Sifonação: procedimento parecido com a decantação, isto é, utilizado para fracionar líquidos imiscíveis. Contudo, utiliza-se um sifão para que os líquidos possam ser fracionados.

Misturas sólido-gasoso

Filtração

Câmara de Poeira: fracionamento do ar, que consiste em uma mistura gasosa, da poeira, que é formada de retículos sólidos, com a ajuda de uma câmara de poeira, que é formada por vários compartimentos associados, porém separados por barragens verticais. Conforme o ar vai percorrendo os compartimentos, os retículos de poeira vão se chocando com as barragens, perdendo velocidade e concentrando-se no fundo.

Decantação: procedimento natural de acumulo dos retículos sólidos que ficam no ar em cima de certos objetos.

Métodos de separação de misturas homogêneas

Para fazer a separação de misturas homogêneas, consideram-se quatro modelos de misturas:

1- sólido-líquido

2- sólido-sólido

3- líquido-líquido

4- gasoso-gasoso

Misturas sólido-líquido

Evaporação: acontece quando a mistura é colocada em contato com o ar, fazendo a parte líquida evaporar, sobrando, dessa forma, a parte sólida.

Destilação simples: usada quando existe interesse nas duas etapas, sólida e líquida, ou somente na etapa líquida.

Misturas sólido-sólido

Fusão fracionada: utilizada para fracionar sólidos de pontos de fusão diferentes, como por exemplo, as ligas metálicas.

Cristalização fracionada: a mistura dos sólidos se dissolve em água e a solução é exposta a evaporação. Quando a solução estiver saturada com relação a um elemento, o avanço da evaporação do solvente provocará a cristalização progressiva do elemento, que irá se separar da solução. A solução comportando o elemento que a saturação não foi alcançada fica em cima dos cristais do outro e é conhecida como água-mãe de cristalização. O elemento menos solúvel é o primeiro a cristalizar, deixando os demais elementos na solução. Por monitoramento da temperatura é, muitas vezes, possível tirar os elementos, um por um.

Misturas líquido-líquido

Destilação fracionada: misturas homogêneas que são formadas por dois ou mais líquidos, apresentam uma dificuldade para o seu fracionamento. O método de destilação fracionada pode ser utilizado para separar certas misturas desse tipo. Esse procedimento também é usado para os gases que formam o ar atmosférico.

Misturas gasoso-gasoso

Liquefação fracionada: procedimento de separação realizado para fracionar gases de uma mistura homogênea. Primeiro se resfria a mistura, fazendo os gases se liquefeita. Depois, observando que cada um tempo um ponto de ebulição especifico, eles são exposto a uma destilação fracionada.

Efusão: refere-se ao vazamento de moléculas de gás por um pequeno buraco, que vai depender da densidade das moléculas, isto é, as com menor densidade apresentam velocidade de escoamento maior, o que possibilita o seu fracionamento.