PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS Prof. Dr. Marcos Roberto Bet Separação ou fracionamento de Misturas A separação dos componentes de uma mistura geralmente é feita, iniciando, geralmente, a separação dos componentes que se encontram em fases distintas, ou seja, o processo deve-se iniciar separando os componentes que formam o sistema heterogêneo. I) Pricipais processos utilizados para separação dos componentes de uma mistura heterogênea 1. Filtração : Separar um sólido de um líquido, por meio de uma superfície porosa, como por exemplo água e areia. Também serve para separar sólido de um gás. Existem dois tipos de filtração: a filtração comum (ou simples) e a filtração a vácuo. A diferença entre elas esta no custo e no tempo de filtração, enquanto a filtração simples não requer instrumentação de alto custo, a filtração á vácuo se utiliza de uma aparelhagem mais sofisticada e de custo mais elevado, porém esta última é bem mais rápida do que a primeira. FILTRAÇÃO COMUM OU SIMPLES FILTRAÇÃO A VÁCUO 2. Decantação com funil de separação (ou funil de bromo): esse método é, principalmente, utilizado quando se tem líquidos com densidades diferentes e que são imiscíveis (que não se misturam), como por exemplo, água e óleo. Neste caso, deixa-se repousar no funil de separação esses líquidos, assim o líquido mais denso concentra-se no fundo do funil e o menos denso ficará na parte superior, abrindo-se a torneira do funil, o líquido que se encontra na parte inferior será retirado com cuidado. 3. Separação magnética: Quando uma das substâncias que se deseja separar é atraída por um imã, como por exemplo, a separação do ferro da areia. Observe a figura a esquerda. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS Prof. Dr. Marcos Roberto Bet 4. Dissolução Fracionada : Quando certo líquido tem a propriedade de dissolução de determinado sólido e não de outros. Nesse tipo de método, é sempre necessária a utilização de outros métodos complementares, como por exemplo, a filtração, a decantação, entre outros, para finalizar o processo de separação. Observe o exemplo abaixo: “Deseja-se separar uma mistura contendo sal de cozinha (solúvel em água) e areia” Inicialmente, faz-se a DISSOLUÇÃO FRACIONADA, adicionando-se água a mistura, neste momento a água irá dissolver somente o sal, após esta etapa, faz-se a FILTRAÇÃO da mistura resultante, separando assim a areia do sal que se encontra dissolvido na água. Para separar a água do sal, basta submeter a solução ao processo de EVAPORAÇÃO, neste caso a água evapora, restando somente o sal no recipiente. → OUTROS PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS HETEROGÊNEAS 5. Catação : Utilizada para separar os componentes de uma mistura de dois ou mais sólidos, de modo manual ou usando uma pinça. Um exemplo de aplicação deste método é a separação do lixo doméstico em reciclável e não reciclável. 6. Peneiração : Separação de componentes de uma mistura constituída de dois ou mais sólidos com certa diferença de tamanho dos mesmos. Exemplo: Separar areia de cascalho. 7. Ventilação : Utilizada na separação de um sólido do outro tendo-se um deles muito mais leve do que seu concorrente. Exemplo: Separação de cascas de arroz em máquinas de beneficiamento. 8. Flotação : Neste tipo de método, utiliza-se um líquido de densidade intermediária para separar sólidos de densidades diferentes. Observe alguns exemplos abaixo: 9. Para separar uma mistura de areia e pó de serra, coloca-se a mistura numa vasilha e junta-se água. A parte menos densa da mistura (o pó de serra) flutua, enquanto a parte mais densa (a areia) fica no fundo da vasilha. Na mineração para separar os minérios de suas impurezas, tritura-se a rocha e adiciona-se óleo. As partículas de minério vão se fixar no óleo. Juntando-se água ao conjunto, as partículas fixadas no óleo vão para a superfície e as impurezas ficam no fundo da vasilha. No tratamento de esgoto, é injetada a microbolha (ar + água) de baixo para cima fazendo com que os flocos (material orgânico separado por reação química) dispersos no canal de tratamento fiquem na superfície podendo ser removidos através de pás raspadoras, que são muito úteis para a retirada de outras misturas Centrifugação: Esse método se utiliza da força centrípeta que surge durante o movimento de rotação do rotor de uma centrífuga, durante a rotação, ocorre à deposição das partículas sólidas de maior densidade no fundo do recipiente, as quais podem posteriormente, ser separadas facilmente da parte líquida. Outro exemplo de utilização da centrifugação são as máquinas de lavarroupas. 10. Câmara de Poeira : Processo utilizado industrialmente para separar gases de sólidos. A mistura é forçada a passar por um tubo com barreira físicas (Filtros) onde os sólidos vão sendo depositados. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS Prof. Dr. Marcos Roberto Bet II) Pricipais processos utilizados para separação dos componentes de uma mistura homogêna. 1. Destilação Simples: Esse tipo de processo é utilizado para separar misturas homogêneas do tipo sólido-líquido, como por exemplo, água + sal de cozinha. A temperatura do sistema é elevada de maneira que o líquido sofre ebulição. O líquido é posteriormente condensado sendo posteriormente recuperado. Observe a figura ao lado, onde está representada a aparelhagem do processo de destilação, comumente utilizada em um laboratório. 2. Destilação Fracionada: Esse tipo de processo é utilizado na separação de misturas homogêneas de dois ou mais líquidos. Aquece-se o sistema. O primeiro líquido a ser destilado é o que possuí menor ponto de ebulição. Após isso a temperatura volta a elevar-se alcançando o ponto de ebulição do próximo líquido. Ocorrendo uma condensação dos líquidos evaporados. Um exemplo de destilação que remonta à antiguidade é a destilação de bebidas alcoólicas. A bebida é feita pela condensação dos vapores de álcool que escapam mediante o aquecimento de um mosto fermentado. Como o ponto de ebulição do álcool é menor que o da água presente no mosto, o álcool evapora, dando-se assim a separação da água e o álcool. Um exemplo disto também é a aguardente, com compostos de cana de açúcar, possibilitando a separação devido aos diferentes pontos de ebulição. Outros exemplos são o vinho, whisky, conhaque e etc... O vapor que escapa da mistura aquecida é capturado por uma serpentina refrigerada que o devolve ao estado líquido. O petróleo é um exemplo moderno de mistura que deve passar por várias etapas de destilação antes de resultar em produtos realmente úteis ao homem: gases (um exemplo é o gás liquefeito de petróleo ou GLP), gasolina, óleo diesel, querosene, asfalto e outros. APARELHAGEM DA DESTILAÇÃO FRACIONADA ESQUEMA DE UMA REFINARIA DE PETRÓLEO