Aula 5 - Separação de misturas

Escrito por Fernando Garcia e Juliano

Separação de misturas

Agora que estamos mais familiarizados com o laboratório com seus equipamentos e vidrarias, podemos avançar para processos mais aprofundados que utilizam essas vidrarias mostradas anteriormente. Um tipo de processo bastante usado por químicos em laboratório é a separação de misturas. Desse modo, neste material, vamos analisar alguns métodos de separação para misturas com as seguintes características: Sólido - sólido, sólido - líquido, líquido - líquido e gás - gás. Contudo, antes de começarmos a destrinchar cada método, precisamos entender os tipos de separação de misturas que existem.

Tipos de separação de misturas

Quando temos em nossas mãos uma mistura para que seja feita a sua separação, podemos pensar em cerca de 3 tipos de processos diferentes para isso. Podemos ter uma separação usando processos mecânicos, físicos ou químicos. Claro que isso depende muito do tipo de mistura que temos (homogênea ou heterogênea), mas vale a pena ver a diferença entre esses métodos.

Separação por processos mecânicos: É aquela que ocorre sem nenhum fenômeno químico ou físico acontecer para que haja a separação dessa mistura. Geralmente é bem mais usada em casos de misturas heterogêneas, tendo como bom exemplo a catação.
Separação por processos físicos: Como o nome já sugere, é aquela separação em que temos que submeter os componentes da mistura a um fenômeno físico (ebulição por exemplo) para que haja a separação. Um belo exemplo seria uma destilação simples.
Separação por processos químicos: Muito parecida com a anterior, a única diferença é que, neste caso, utilizaremos um processo químico, ou seja, uma reação, para que possamos separar os componentes desejados da nossa mistura.

A maioria que estudaremos neste material tratará dos casos em que envolvem separação por meios físicos e mecânicos. As separações que envolvem métodos químicos serão vistas com maior detalhe em uma próxima oportunidade. Agora sim, vamos começar a analisar melhor cada método de separação de misturas.

Misturas sólido - sólido

Aqui vamos abordar métodos de separação de misturas sólido - sólido que são eficazes quando estas misturas são de caráter heterogêneo. Isso será feito pois para separar misturas homogêneas entre sólidos geralmente usamos métodos químicos, o que não é muito focado para o nível OBQjr. Dito isto, vamos começar a brincadeira.

Catação: Já foi citada aqui e é conhecidamente um dos métodos de separação de mistura mais fáceis que existem. Ela é um processo de caráter mecânico e consiste em literalmente catar os pedaços de uma substância e separarmos de outra. Perceba que para isso, geralmente temos estruturas macroscópicas, ou seja, usamos para separar pedrinhas de grãos de feijão por exemplo.
Peneiração ou tamisação: Como o nome já sugere, é literalmente uma peneiração simples. Ela é um processo mecânico e serve para separarmos misturas com base no tamanho das partículas. Um exemplo seria a separação de uma mistura de pedrinhas com grãos de areia.
Ventilação: Processo mecânico onde separamos dois sólidos com o auxílio de uma corrente de ar. Devido a diferente densidade entre as substâncias que formam a mistura, eles são arrastados de maneira diferente pelo ar, resultando na separação da mistura.
Levigação: Muito usada no processo do garimpo, esse método também é considerado um processo mecânico. Semelhantemente à ventilação, esse processo também se baseia na diferença de densidade entre as substâncias sólidas que compõem a mistura. A única diferença marcante para a ventilação é que, ao invés de usar ar, a levigação usa água.
Flotação: Basicamente adicionamos água na nossa querida mistura heterogênea de sólidos e começamos a borbulhar algumas bolhas de ar. Com isso, conseguimos separar um sólido do outro, haja visto que um ficará embaixo e outro em cima dessa solução. É um processo mecânico.
Dissolução seletiva: Adicionamos um solvente líquido em uma mistura de dois sólidos. Acontece que um se dissolve nesse solvente e o outro não. Após isso, realizamos uma filtração e separamos os dois componentes sólidos que formavam a mistura em questão. Note que esse é um processo físico, haja visto que ocorre a dissolução de um solvente neste método.
Fusão fracionada: Como o nome já bem sugere, neste processo aquecemos a mistura até uma certa temperatura em que um dos sólidos que compõem a mistura funda e o outro não. Após isso, realizamos uma filtração e temos uma mistura separada. Este é um processo físico, haja visto que houve a fusão de um componente.
Sublimação seletiva: Mesma ideia da fusão fracionada, com a diferença que agora lidamos com sublimação. Após a sublimação de um dos sólidos da mistura podemos obtê-lo puramente por uma recristalização. Esse é um processo físico e é bastante útil para purificar misturas contendo iodo sólido, haja visto que ele é conhecido por sublimar.
Separação magnética: Separamos um sólido do outro com um imã. Perceba que é fundamental que um dos sólidos seja plenamente atraído por imãs para que esse método funcione. Este é um processo de caráter mecânico.

Misturas sólido - líquido

Aqui vamos tratar tanto das que têm caráter homogêneo, quanto heterogêneo. Começando pelas que possuem caráter heterogêneo:

Decantação: Apenas deixamos a mistura parada em um recipiente e deixamos a gravidade trabalhar. Com o passar do tempo o sólido deve descer até o fundo do recipiente onde poderá ser retirado posteriormente. Trata-se de um processo mecânico.
Centrifugação: Basicamente é uma decantação turbinada, ou seja, que faz as coisas mais rápidas. Isso ocorre pois ela gira em alta velocidade, fazendo com que a velocidade com que as partículas sólidas decantem seja bem mais rápida. Com ela conseguimos separar até misturas coloidais e vale o adendo de que ela é um processo mecânico.
Filtração simples: Pegamos a nossa querida mistura e passamos por um filtro, geralmente de papel, para retermos o sólido e obtermos apenas o líquido. Esse também é um processo mecânico.
Filtração à vácuo: É a mesma ideia da filtração simples, contudo usamos alguns aparelhos diferentes, como kitassato, funil de buchner e bomba de vácuo. Ela torna o processo de filtração consideravelmente mais rápido e eficiente. É considerado um processo mecânico.

Para misturas desse tipo que possuem caráter homogêneo, temos a possibilidade de utilizar o seguinte método:

Destilação: A destilação é empregada quando temos casos de misturas sólido - líquido que são de caráter homogêneo. Ela é basicamente um processo em que evaporamos o líquido para obtê-lo em outro recipiente, deixando apenas o sólido no recipiente inicial. Devido a termos que evaporar o líquido presente, este é também um processo físico.

Misturas líquido - líquido

Temos dois tipos de processos para separar essas misturas, tudo depende se a mistura é homogênea (líquidos miscíveis) ou heterogênea (líquidos imiscíveis) . Esses processos são a decantação, destilação fracionada e sifonação.

Decantação: É literalmente a mesma ideia que foi usada para separação de misturas do tipo sólido - líquido quando eram heterogêneas. A única diferença é que geralmente fazemos isso usando uma vidraria chamada de funil de bromo. Este é um processo mecânico.
Destilação fracionada: Trabalhamos com esse método quando temos uma mistura homogênea. Ele consiste basicamente em uma destilação comum, só que adicionada de uma coluna de fracionamento, que é uma coluna vertical cheia de bolinhas de vidro, para que ocorra a separação das substâncias de ponto de ebulição diferente. Obviamente, obteremos no final o recipiente original com a substância de maior ponto de ebulição e no de coleta, teremos o de menor ponto de ebulição. Note que assim como a destilação comum este é um processo físico.
Sifonação: Separa líquidos com densidades diferentes por meio de um dispositivo chamado de sifão, o qual gera um fluxo de sucção mediante uma diferença de pressão, transferindo o líquido menos ou mais denso (depende de em qual o líquido o sifão foi colocado) para outro recipiente.

Misturas gás - gás

Temos vários meios de separar uma mistura gasosa, contudo aqui abordaremos apenas o caso de liquefação fracionada. Vale o adendo de que toda mistura de componentes gasosos é homogênea. Desse modo, o que acontece é que primeiro liquefazem todos os gases e depois efetuamos uma destilação fracionada com eles. Note que por isso, temos um processo físico.

Conclusão

Aqui falamos de vários casos de separação de misturas. Creio que todas são bem úteis para realização de provas e até para pegar uma base em química geral. Dito isto, não esqueça de realizar exercícios e bons estudos!