UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCOCURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICADISCIPLINA: QUÍMICA GERALPROFESSORA: ANDRÉA FERRAZ

RELATÓRIO DE EXPERIMENTO

“SEPARAÇÃO DE MISTURAS E SOLUBILIDADE DAS SUBSTÂNCIAS”

Alunos: Audenor dos Santos Ribeiro Júnior

Bruno Rafael da Silva Santos

Paulo Marcelo Mudo

Turma: Engenharia Elétrica 2012.2

Data: 14/01/2013

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Juazeiro-Bahia

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

É comum em nosso dia a dia misturarmos ingredientes (suco, café com leite,

bolo), por outra via é comum também no universo químico separar “ingredientes”,

mas usual afirmando: substâncias, heterogêneas ou homogêneas, intercalando

estados físicos líquidos, gasosos e sólidos. Dessa maneira faz-se necessário a

obtenção das mesmas em seu estado mais puro possível, para atingir resultados

corretos e eficientes em pesquisas e experiências. Em Química, separações de

misturas são utilizadas para separar substâncias em um sistema qualquer nos dois

ou mais componentes originais. É realizada para as mais diversas finalidades, da

química analítica à engenharia química ou de petróleo. Dentre os métodos, alguns,

por mais que pareçam ter pouca utilidade, são essenciais em processos de

mineração ou análises farmacêuticas. [1]. Diversas técnicas então existem para tal

fim como: Filtração, Peneiração, Decantação, Centrifugação, Evaporação, Catação,

Sublimação, Levigação, Dissolução simples e fracionadas, Destilação Simples e

Fracionada e Separação magnética.

Elementos inexcluiveis de uma mistura simples são: Soluto e Solvente, em

um exemplo bem didático como água com açúcar ou sal, a água é o solvente e o

açúcar é o soluto, observamos que a água permanece em seu estado original liquido

enquanto que o açúcar desaparece perdendo a propriedade sólida formando com a

mesma um aspecto homogêneo, assim solvente é uma substância que solve outra

permanecendo em seu estado físico comum enquanto que o soluto é uma substância

que se dissolve em outra mudando seu estado físico, por fim solubilidade é em tese

uma mistura saturada, ou seja, o máximo que uma substancia se dissolve em outra a

uma certa temperatura. 1. Propriedade do que é solúvel. 2. Propriedade que possui

uma substância de poder dissolver-se noutra. 3. Concentração do soluto presente

em uma solução saturada. [2].

2. OBJETIVOS

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Aprender a utilizar as técnicas mais simples de separação de substâncias e

usar o conceito de solubilidade nelas separadas, verificando e analisando se os

resultados estão compatíveis com o conceito padrão.

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1 Material Utilizado

Vidrarias

1. 2 Béquers de 100 mL.

2. 1 Béquer de 50 mL.

3. Proveta de 50 mL.

4. Vidro de Relógio

5. Bastão de Vidro

Equipamentos

1. Garra para funil

2. Funil

3. Estufa

4. Suporte Universal

5. Chapa de Aquecimento

6. Papel Filtro

7. Pinça Metálica

8. Imã

9. Capsula de Porcelana

10. Banho de Gelo

11. Balança Analítica

Mistura Heterogênea

1. Areia Lavada

2. Limalha de Ferro

3. Cloreto de Sódio

4. Dicromato de Potássio

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Reagente

1. Água Destilada

3.2 Procedimento

A experiência consistia em separar uma mistura heterogênea contendo:

Dicromato de Potássio, Cloreto de Sódio (Sal), Limalha de Ferro e Areia Lavada.

Realizamos a pesagem de todos os materiais uteis aos cálculos, dividimos esse

experimento em seis etapas:

Etapa 1: Dissolução Fracionada

Inicialmente adicionou-se 10 mL de água ao béquer de 100 mL com a

mistura que vamos nomina-lo de béquer 1, aqueceu-se o mesmo até quase a

ebulição, separando assim os Solutos (Cloreto de Sódio e Dicromato de Potássio)

da mistura bruta (Areia Lavada e Limalha de Ferro), também foi aquecido um

béquer de 50 mL contendo 10 mL de água destilada.

Etapa 2: Filtração A

Durante o aquecimento preparamos a estrutura para a Filtração A, fixando o

funil e introduzindo o papel filtro, com a mistura aquecida realizamos a primeira

filtração transferindo a mistura para outro béquer de 100 mL, o béquer 2, utilizamos

os 10 mL de água destilada aquecidos ao béquer 1 para ser utilizado o máximo da

mistura, pesamos a mesma e anotamos o resultado. A primeira filtração resultou na

separação do Dicromato de Potássio com o Cloreto de Sódio da Areia com a

Limalha de Ferro.

Etapa 3: Separação Magnética

Retiramos o papel filtro apoiamos sobre o vidro de relógio e colocamos para

secar, após a secagem pesamos o conjunto e realizamos a separação magnética.

Separando assim a Limalha de Ferro da Areia Lavada, realizamos as pesagens e

anotamos o resultado.

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OBS: Após a etapa 3 continuaramos o relatório como se tivesse ocorrido, ou seja o que esperaríamos que

acontecesse, foi utilizado uma quantidade superior a indicada para o Dicromato de Potássio não

possibilitando o termino da experiência.

Etapa 4: Precipitação

Pesamos o Béquer 2 contendo o Dicromato de Potássio e o Cloreto de Sódio

e o colocamos em banho gelo e esperamos precipitar.

Etapa 5: Filtração B

Após a precipitação, filtramos novamente a mistura contendo agora somente

o Dicromato de Potássio e o Cloreto de Sódio, transferindo-a para o béquer 1 de 100

mL já lavado, utilizando outro papel filtro, apoiamos o mesmo no vidro de re lógio e

colocamos para secar na estufa, após a secagem transferimos o Dicromato de

Potássio para a capsula de Porcelana, fez-se a pesagem e anoutou-se o resultado.

Etapa 6: Evaporação

Por fim tínhamos agora o Cloreto de Sódio e a água que estavam no béquer 1,

para separar o mesmo foi aquecido e esperamos a água evaporar, restando apenas o

Cloreto de Sódio, Pesamos o mesmo e anotamos o resultado.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A solubilidade como já foi mencionado é o máximo que uma substância se

dissolve em outra a uma dada temperatura, nosso intuito então além de separar a

mistura é o de medir essa solubilidade em comparação a padrão, assim inicialmente

faz-se necessário à quantificação de todas as substâncias da mistura e a pesagem dos

materiais utilizados. Apresentamos então as massas dos mesmos.

Tabela 1: Massa dos materiais.

Nº MATERIAL MASSA (g)

1 Béquer 1 de 100 mL com a Mistura 47,6751 g

2 Béquer 2 vazio 34,9537 g

3 Capsula de Porcelana 92,8938 g

4 Vidro de Relógio 28,8917 g

5

5 Papel de Filtro 1 0,8873 g

6 Papel de Filtro 2 0,8981 g

A necessidade da eficiência e a realização dos cálculos conduzem também a

termos os valores em gramas de cada substância utilizada na mistura.

Tabela 2: Massa das Substâncias das Misturas.

Nº SUBSTÂNCIA MASSA (g)

1 Areia Lavada 5,0 g

2 Limalha de Ferro 1,0 g

3 Cloreto de Sódio (NaCl) 1,0 g

4 Dicromato de Potássio ( ) 1,0 g

Como já foi mencionado acima não foi possível concluir o experimento,

não obtendo então a separação do Dicromato de Potássio com o Cloreto de

Sódio, dessa maneira não podemos realizar os cálculos que seriam comparados

com o padrão que seriam:

Gráfico 1: Densidade e Solubilidade dos Solventes.

Densidade do Cloreto de Sódio: 2,165 g/cm³ - Solubilidade do Cloreto de Sódio: 35,6 g/100 mL(25ºC)

Densidade do Dicromato de Potássio: 2,676 g/cm³ - Solubilidade do Dicromato de Potássio: 4,9 g/100 mL(25ºC)

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Observando o gráfico e os dados concluímos que o Cloreto de Sódio (NaCl)

tem densidade menor e solubilidade maior que a do Dicromato de Potássio (

).

Concluindo-se essa discussão, o que se pode calcular são os rendimentos das

substâncias utilizadas na mistura que foram separadas, esses cálculos são

importantes e fundamentais para obter os resultados da solubilidade que iriamos

obter. Assim fizeram-se os cálculos das massas restantes, subtraindo-se a massa dos

mateiras com a substância separada da massa do material vazio, após calculamos o

rendimento dessa tal substancia pela seguinte fórmula:

[ R = MR x 100% ] MI

( R : Rendimento / MR : Massa Restante / MI : Massa Inicial)

As subtrações realizadas estão apresentadas na tabela 3.

Tabela 3: Massa das Substâncias.

Nº MATERIAL MASSA DO MATERIAL COM A MISTURA (g)

-- MASSA DO MATERIAL (g)R (g)

1Limalha

de Ferro

Béquer 1+Limalha de Ferro – Béquer 11,0361

39,7311 – 38,6950

2Areia

Lavada

Papel Filtro 1+Areia+Vidro – Papel Filtro 1–Vidro5,3791

35,1581 - 29,7790

Gráfico 2: Rendimento X Massa Restante.

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A tabelas e o gráfico nos mostram que os rendimentos foram acima do

esperado, não positivos, esperava-se ou sempre espera-se que o rendimento seja

inferior a 100 %, contrariamente o rendimento da limalha de ferro foi de 107,582 %

e o da areia lavada foi de 103,61, e massas respectivamente 5,3791 g e 1,0361 g,

para tal fato inusitado subtende-se que a pesagem dos materiais e substâncias ou

quantidade inicial das substancias estavam incertos.

5. CONCLUSÕES

Concluímos e provamos que é possível realizar a separação de substâncias

sejam elas heterogêneas ou homogêneas, separando solido-solido ou solido-

liquido, utilizando técnicas mais simples, a água como solvente universal

auxiliou particularmente essa experiência por ter essa característica

possibilitando a separação dos solutos das demais substâncias existentes, por não

termos concluído o experimento não significa que ele é impossível, o motivo já

foi explicado anteriormente, a temperatura também é um fator fundamental para

as etapas do experimento, pois ela é necessária, dependendo da substância que

queira separar, para a conclusão do experimento. Não foi possível realizar o

cálculo da solubilidade dos solutos, onde faríamos uma comparação com a

solubilidade real, porém nosso trabalho não foi em vão, realizamos o rendimento

da massa da areia e da limalha de ferro, que por sinal não foi o que realmente se

esperava, mas também não foi distante do ideal, por fim em análise geral a

experiência resultou na ampliação de nossos conhecimentos sobre solubilidade

de substâncias e maior habilidade prática nas técnicas de separação.

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6. REFERËNCIAS

[1] Separação de Misturas, Wikipédia: Enciclopédia Livre. Disponível em:

<http://pt.wikipedia.org/wiki/Separa%C3%A7%C3%A3o_de_misturas

Acessado em: 14 jan. 1993.

[2] HOUAISS, Dicionário Online da Língua Portuguesa. Disponível em:

<http://200.241.192.6/cgibin/houaissnetb.dll/frame?palavra=solubilidad>

Acessado em: 14 jan. 1993.

7. QUESTÕES

1) Não, nenhuma substância tem o grau de pureza de 100%.

2) O primeiro método utilizado foi o da Dissolução Fracionada, esse método é

utilizado para separar sistemas heterogêneos de dois ou mais sólidos, quando

apenas um dos componentes se dissolve em um dado solvente.com um dos

componentes dissolvido, é possível separar-se o outro componente.

Esse método apresenta alta eficiência, porém, não pode ser utilizado se todos

os componentes da mistura forem solúveis no solvente utilizado; o segundo

método foi à Separação Magnética, em que se utiliza um campo magnético

para separar duas substâncias, esse método apresenta também bom

rendimento, com o pesar de que só pode ser utilizado para separar uma

substância metálica de uma não metálica; a Filtração, que é utilizada para

separar um sólido de um fluido, tem uma boa eficiência como método de

separação, um dos pesares desse método é a perda de uma pequena parte do

resíduo da filtração, no caso em particular a areia, que fica no material usado

como filtro, no caso o papel de filtro. E por fim a Evaporação, nesse processo

o líquido é aquecido até evaporar, deixando assim o soluto, seu grande

inconveniente é a perda da parte líquida.

3) Coeficiente de solubilidade pode ser definido como a quantidade de um

soluto necessário para saturar um solvente a uma determinada temperatura.

Os coeficientes de solubilidade do cloreto de sódio e do dicromato de

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potássio em água a 0°C são respectivamente, 35,6g/100 ml e 4,9/100ml,

como o coeficiente de solubilidade aumenta conforme aumenta a

temperatura, ao se resfriar a solução aquosa de dicromato de potássio e

cloreto de sódio, era esperado o aparecimento de corpo de fundo do

dicromato de potássio, visto que esse possui coeficiente de solubilidade

menor que o cloreto de sódio.

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