Métodos de separação de misturas, parte III.

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. Os métodos aplicáveis a misturas heterogêneas se encontram na parte II (link)

Misturas Homogêneas:

Fusão fracionada: método empregado quando se deseja separar substâncias com diferentes temperaturas de fusão e que não constituem uma mistura eutética. Exemplos: liga de cobre (1083 °C) e níquel (1453 °C), enxofre e areia.

Ilustração da fundição de metais.

Um forno para fundir metais.

"Forno caseiro".

Fundição de metais em escala industrial.

É importante você notar que não é necessário aquecer a milhares de graus Célsius para separar materiais por fusão. Basta apenas que um deles tenha baixa temperatura de fusão e que as duas não sejam separáveis por suas densidades ou solubilidades. Algumas delas podem reagir em caso de contato com a água, por isso a fusão é a alternativa.

Fusão do enxofre para posterior separação, talvez a sifonação ou filtração sejam mais indicáveis.

Evaporação: é o processo indicado quando não se deseja recuperar o solvente em uma mistura homogênea. As salinas são os melhores exemplos disto.

Uma salina é onde se "produz" o sal marinho.

Salinas

Destilação por arraste de vapor: é o processo no qual se aquece uma mistura de solventes (balão A) e os vapores deles preenchem um segundo recipiente (balão B). A presença dos vapores impede uma temperatura elevada o suficiente para destruir a substância de interesse. Os vapores arrastam a substância de interesse até o condensador como em uma destilação qualquer. É um processo usado para extração de óleos essenciais com temperatura de ebulição próxima da temperatura de decomposição.

Versão mais detalhada.

Os óleos essenciais podem ser de canela, jasmim, cravo e tantos outros.

Ilustração de uma destilação por arraste de vapor.

dLiquefação fracionada: é o processo usado na separação de gases. Consiste de aumentar a pressão da mistura e reduzir a temperatura até que o menos volátil condense, ou se liquefaça. Mas na prática é mais complicado um pouco, veja a ilustração com o passo a passo.

Etapas da liquefação.

Com este processo, conseguimos separar todas a substâncias gasosas presentes na atmosfera terrestre.

Nitrogênio líquido armazenado após separado.

Neste método, a substância menos volátil, ao contrário da destilação fracionada, separa primeiro da mistura. Ex: ar, constituído de nitrogênio (-195,8 °C) e oxigênio (-183,0 °C) ou GLP, gás liquefeito de petróleo.

Liofilização ou sublimação fracionada: é o processo no qual reduzimos a temperatura da mistura até que o solvente se solidifique. Em seguida a pressão é reduzida até que o solvente sofra sublimação. Com este processo conseguimos preparar comida desidratada de vários tipos, desde macarrão instantâneo e leite em pó a frutas secas e afins. Basta abrir a embalagem, adicionar água e aquecer por alguns minutos dependendo do caso para voltar ao estado original ou próximo dele.

Ilustração de um liofilizador.

Carne, maçã, morango, banana, cereais e leguminosas.

 
Pode-se liofilizar muitos produtos de gênero alimentício de modo que eles conservem suas propriedades e tenham maior validade para consumo sem a adição de conservantes. Inclusive este processo foi desenvolvido durante a corrida espacial por parte da NASA.

Também separamos o sal de cozinha do iodo sem a necessidade do liofilizador.

Sal e iodo.

Com isso encerramos mais uma parte. Atenção às propriedades do sistema e seu estado físico para determinar o processo correto. Restam agora os processos químicos de separação de misturas. Ficou alguma dúvida? Comente aí... até a próxima.