Métodos de separação de misturas, parte II.

No que diz respeito a processos físicos de separação de misturas, quatro deles são os mais mencionados e lembrados em exercícios de vestibular: filtração, decantação, centrifugação e destilações simples e fracionada. A abordagem sobre tais métodos se encontra na parte I (link).

A porção restante dos métodos será apresentada de acordo com a classificação da mistura quanto à quantidade de fases e seus respectivos estado físico.

Misturas Heterogêneas:

Catação: uso das mãos diretamente ou de ferramentas (como pinças) para separar objetos visíveis a olho nu.

Coleta de materiais na natureza, de lixo urbano ou preparo de alimentos para posterior cozimento. Por exemplo: arroz e impurezas, feijão e impurezas, joio e trigo, café e impurezas, material destinado a reciclagem. A catação é um tipo de separação manual de sistemas do tipo "sólido-sólido". As substâncias são separadas manualmente e pode utilizar uma pinça, colher, ou outro objeto auxiliador para a separação. É utilizada na separação de grãos bons de feijão dos carunchos e pedrinhas. Também é utilizada na separação dos diferentes tipos de materiais que compõem os resíduos sólidos recicláveis como vidro, metais, papel, plásticos e entre outros. Trabalho desempenhado por catadores de materiais recicláveis que buscam dar uma destinação ambientalmente adequada para estes materiais.

Grãos de arroz, feijão, joio trigo e café.

Separação entre pedras preciosas e não preciosas.

Remoção de parasitas.

Triagem em usinas de reciclagem.

Separar o lixo em casa ou no trabalho é a melhor triagem. Imagem retirada de "Romarco Construtora" (link).

Aeração ou ventilação: jato ou corrente de ar arrastando partículas leves. Ex: fuligem resultante de combustão não ideal.

Pessoa soprando poeira. Imagem retirada de "Gente de Opinião" (link).

Ventilador ou soprador de folhas.

Uma massa de ar soprada constantemente pode separar o amendoim torrado de sua casca.

Atenção para os casos em que a aeração não é usada diretamente como método de separação:

Oxigenação de águas paradas.

Oxigenação de tanques e criadouros de peixes.

Etapa de tratamento da água e do esgoto.

Controle de qualidade de grãos armazenados em silos.

Peneiração ou Tamisação: usada para separar partículas de tamanho inferior ou igual a um específico. Ex: em construção civil, a areia fina, após separada do cascalho, é obtida com o uso de uma peneira.

Tapioca antes de ir ao fogo.

Farinha antes de misturar a outros ingredientes.

Para jardinagem ou construção civil.

Terra como matéria-prima para tijolos.

Sugestão de vídeo: Manual do Mundo, "boravê fábrica de tijolos":

Peneira da terra para tijolos.

Peneiras ou tamis.

Levigação: semelhante à aeração, porém o arraste é provocado por um líquido, na maioria dos casos a água. Ex: areia e ouro.

Observe que não se trata de uma peneira.

Parece mais uma cuia.

Em maior escala, uma espécie de escada com agitador e água corrente.

Versão mais simples do agitador.

Compra-se dele em qualquer marketplace.

Com motor e tudo.

O Maldito hábito do brasileiro de varrer o chão com água.

Separação Magnética: consiste no uso de ímãs naturais ou eletroímãs para separar materiais magnéticos ou ferromagnéticos do restante da mistura. Exemplo: separação de ferro de outros metais em um ferro velho, separação de ferro e areia e beneficiamento de minério de metais ferromagnéticos.

Observação: é comum ocorrer a imantação junto a separação magnética, pois a imantação é a magnetização de materiais que não são magnéticos naturalmente. Cuidado para não confundir os dois fenômenos.

Eletroímã em um ferro velho.

Um eletroímã de 17 toneladas para pesquisas acadêmicas.

O eletroímã gigante instalado.

Beneficiamento do minério.

Separando ferro de areia.

Separando ferro de areia.

Dissolução fracionada ou extração por solvente: usamos quando temos dois sólidos formando uma mistura heterogênea e um deles é solúvel em água e o outro não. Exemplo: sal de cozinha e areia.

=

Sistema constituído de pedras, areia e sal de cozinha.

A um sistema como o acima, basta acrescentar água, retirar as pedras por catação, filtrar o sistema e esperar que a água evapore e deixe o sal para trás.

Sal de cozinha e açúcar.

E se a mistura for de sal de cozinha com açúcar, como separar usando este método? Pense a respeito.

Flutuação: quando os sólidos são igualmente insolúveis em água, mas possuem massas específicas distintas em relação à água, o acréscimo desta faz um flutuar e o outro permanece no fundo do recipiente. Exemplo: serragem e areia, isopor e alumínio, serragem e cacos de vidro.

Separação da serragem e da areia.

Isopor triturado e limalha alumínio são separado da mesma forma.

Mistura de limalhas de ferro e de ósmio.

E se nos depararmos com uma mistura de limalhas de ferro e ósmio, dois metais atraídos facilmente por ímãs, como separá-los da maneira mais simples possível? Pense a respeito.

Flotação: usa o mesmo princípio da flutuação, mas o sistema recebe a adição de alguma substância que se adere a um dos componentes, tornando-o menos denso. Só então a mistura é separada. Em alguns casos a agitação mecânica é empregada. Exemplo: tratamentos de água e esgoto e purificação de minério.

Tratamento de esgoto.

Remoção de impurezas do minério.

Rotor que promove a agitação mecânica durante a flotação.

Sifonação: é um caso particular da decantação, mas por tratar do princípio de vasos comunicantes e de sólidos com líquidos, prefiro apresentá-la nesta parte.

Sifonação

Princípio dos vasos comunicantes, mas isto é perigoso.

Modo seguro de retirar o combustível do tanque.

Floculação: é muito semelhante à flotação, com a diferença de que a substância adicionada se combina com o material disperso e forma algo mais denso que o líquido. Exemplos: tratamentos de água e esgoto e limpeza de piscina.

Diagrama ilustrando o princípio da floculação.

Ilustração microscópica do processo de floculação.

Tratamento de esgoto, etapa de floculação.

Ilustração em laboratório.

Ilustração em laboratório.

Floculação na limpeza de uma piscina.

Uma das substâncias responsáveis por formar os flocos mais densos que a água é o sulfato de alumínio. Note a necessidade de a substância ter uma solubilidade limitada em água.

Adsorção: é o processo no qual partículas de uma substância se aderem a um material sólido e ficam presas à superfície desse material até que ele seja "limpo". Exemplos: reações químicas catalisadas por materiais adsorventes e filtração da água com carvão ativado.

Princípio físico da adsorção.

Carvão ativo ou ativado.

Vela para filtro com material poroso e carvão ativado.

O carvão vegetal remove mal odor da geladeira. 

Caso se deixe algo estragar dentro da geladeira, principalmente se tiver proteína animal envolvida, é comum um forte odor fétido. Um pedaço de carvão já basta para eliminar este cheiro. Depois é só colocá-lo sob o sol e ele pode ser usado para esta finalidade novamente.

Cromatografia: é uma técnica moderna que nos permite separar, identificar e quantificar substâncias em níveis absurdamente pequenos. O nome remete a misturas de substâncias arrastadas por um solvente em um papel, deixando rastro colorido.

Cromatografia em papel.

Existe uma disputa entre o papel e o solvente pelo soluto durante a corrida cromatográfica. Se o papel vence, o rastro é pequeno, se o solvente vence, o rastro é grande.

Cromatógrafo a gás automatizado.

Imagine uma amostra de urina de atleta de alto desempenho passando por exame antidoping. A técnica e o equipamento têm de ser altamente precisos e confiáveis em seus resultados. É o caso da cromatografia em estado gasoso.

Termina aqui a parte dos métodos para misturas heterogêneas, na próxima veremos os métodos para separação de misturas homogêneas. Ficou alguma dúvida? Comente aí... até a próxima.