quinta-feira, 15 de março de 2012

Métodos de Separação de Misturas I

Desde quando o ser humano fez suas primeiras ferramentas, também desenvolveu métodos rudimentares de seleção para "fabricá-las". A capacidade de produzir o próprio fogo contribuiu no processo.

A seleção de qual pedra lascar para criar a superfície cortante ou qual madeira para iniciar o atrito que origina o fogo são um processo de separação chamado hoje de catação. 

À medida que o ser humano evoluiu a tecnologia à sua disposição, ocorreu uma melhoria e surgimento de novos métodos de separação. Muitos deles praticados até hoje, mas com objetivos diferentes, como veremos a seguir.

Ao invés de apresentar um monte de métodos e figurinhas exemplificando-os, começarei por um diagrama a partir do qual determinaremos qual método utilizar, explicando-o então. Observe:


É evidente que não são apenas quatro, mas são os principais, falemos do mecanismo para escolhê-los. Uma vez que já sabemos como distinguir uma mistura homogênea de uma heterogênea, resta-nos determinar os estados físicos dos componentes.

Todo sistema heterogêneo formado por um sólido e um líquido é separável por filtração.


Observe que o sólido é incapaz de passar pelos poros do papel de filtro, encontrando-se retido, portanto. O mesmo não acontece com o líquido e qualquer substância nele solúvel. Dia após dia milhões de pessoas preparam café com este processo em uma de suas etapas.

Um caso de filtração pouco lembrado é a separação de partículas sólidas do ar. Aspirador de pó, ar condicionado e veículos dependem de filtro para retirar tais partículas e estas não comprometerem o desempenho de seus motores.


Note a sujeira acumulada no filtro após certo tempo.

Caso o sólido seja solúvel no líquido, o sistema pode apresentar-se como homogêneo e o método será a destilação simples.


Na destilação simples o objetivo é retirar a maior quantidade possível de solvente da mistura que, aquecida, perde volume por evaporação de solvente e este retorna ao estado líquido no condensador, gotejando no erlenmeyer. A água destilada é obtida por este método.

Garimpeiros conscientes de que o mercúrio polui o meio ambiente  usam a retorta para recuperar o metal líquido evaporado e que dissolve o ouro.


Todo sistema formado por dois líquidos que não se misturam, chamados assim de imiscíveis, é heterogêneo. E a decantação é o método da vez.


Nesse procedimento utiliza-se um funil conhecido por funil de bromo ou funil de decantação. É importante observar que o líquido mais denso é retirado primeiro, por ficar na parte inferior e mais próximo, portanto, do orifício. Uma caixa de gordura é uma aplicação deste método.

Imagem retirada deste link

No canto superior direito é a entrada da mistura vinda da cozinha de uma casa, a saída da caixa é contornada por uma "barreira" que se estende até quase o fundo dela, assim, só o líquido mais denso, no caso a água, sai da caixa. Isso significa que, vez ou outra, é necessário limpar a caixa de gordura.

Anexo de 17/02/2014: Passeando pelo youtube encontrei um vídeo com a aplicação do método, interessados cliquem aqui.

Um outro detalhe relevante é a necessidade de se acelerar o processo de decantação por conta de a mistura estragar ou apodrecer antes que separe. Para tal, existe a centrifugação.


Imagem retirada deste link

A aceleração da gravidade recebe uma "ajudinha" da aceleração centrífuga. Tornando a separação muito mais rápida e eficiente. Todos as etapas relacionadas a análise de sangue para doação ou determinar doenças dependem disso, como mostra o diagrama abaixo, no qual separou-se as plaquetas por centrifugação.


Caso o sistema formado por dois ou mais líquidos seja homogêneo o método indicado será a destilação fracionada.


Note que a diferença para a destilação simples é a presença de uma coluna contendo bolinhas de porcelanas. Em alguns livros e apostilas, esta peça é chama de coluna de fracionamento ou coluna de vigreaux (leia vigrô).

O objetivo é que o líquido mais volátil, ou seja, de menor temperatura de ebulição, separe primeiro. Isto acontece justamente pelo fato de o vapor do líquido menos volátil condensar-se nas bolinhas de porcelana, enquanto o outro passa em maior quantidade sem condensar-se.

Desde a descoberta do potencial do petróleo como fonte de matéria para combustão, primeiro o querosene em lampiões, depois a gasolina em motores de combustão interna, o refino do óleo negro consiste de um processo de destilação com muito mais que dois componentes.


As técnicas de separação restantes serão vistas na parte II deste tópico. De momento, observem que, pela quantidade de exemplos, estes são o métodos mais lembrados pelas bancas responsáveis por formular questões em ENEM e vestibulares.


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