unidade3 a 2014_csa_v4_gabarito

Unidade III. Processos de Separação de Misturas

113

Aprenda FazendoAprenda FazendoAprenda FazendoAprenda Fazendo

1. Preencha o quadro com as informações que estão faltando sobre os processos de separação, obtidas a partir da leitura dos textos da apostila da página 97 a 104. e do seu livro.

Quadro 1. Sistematização dos processos de separação.

Nome do processo

Estado físico dos constituintes

Tipo de sistema

Observação

Catação Sólido-sólido Heterogêneo Deve ser empregado com material não

fragmentado (ou seja, não pode ser em pó e pedaços pequenos)

Separação magnética

ou Imantação

Sólido-sólido Heterogêneo O ferro, níquel e/ou cobalto são atraídos pelo imã

Peneiração

ou Tamisação

Sólido-sólido Heterogêneo O instrumento utilizado é a peneira.

Ventilação Sólido-sólido Heterogêneo

Jato de ar separa o menos denso do

mais denso

Flotação Sólido-sólido Sólido-líquido Heterogêneo

Microbolhas de ar arrastam as impurezas em suspensão para a superfície facilitando

a sua remoção.

Levigação Sólido-sólido Heterogêneo

É utilizada, geralmente, água corrente. O sólido mais denso deposita na bateia ou

canaleta, enquanto que o menos denso é arrastado.

Decantação seguida de sifonação

Sólido-líquido Heterogêneo As partículas mais densas se depositam no fundo do recipiente e um sifão tira o

líquido. Centrifugação

Sólido-líquido Heterogêneo Acelera a decantação

Decantação no funil de separação

Líquido-líquido Heterogêneo É utilizado o funil de separação, também

denominado funil de decantação ou funil de bromo.

Decantação em chicana Sólido-gás Heterogêneo É utilizada uma câmara de poeira (ou

chicana) Filtração

Sólido-líquido Heterogêneo Pode ser uma filtração simples ou a vácuo.

Separação magnética: http://www.kademi.com.br/engines/oeds/separacao_de_misturas/separacao_de_misturas.swf

Decantação no funil de separação: http://www.iped.com.br/sie/uploads/15155.swf Filtração: http://www.iped.com.br/sie/uploads/15153.swf


114

Nome do processo

Estado físico dos constituintes

Tipo de sistema

Observação

Dissolução fracionada Sólido-sólido Heterogêneo

Usa-se um solvente que seja capaz de

dissolver somente um dos constituintes.

Extração

Solução líquida (sólido dissolvido em um líquido ou mistura de dois

ou mais líquidos)

Heterogêneo Transferir um material da fase na qual se

encontra para outra fase, empregando um solvente.

Cristalização fracionada

Solução líquida (sólidos

dissolvidos em um líquido)

Homogêneo

O constituinte menos solúvel irá se cristalizar primeiro, enquanto que o

constituinte mais solúvel permanece em solução.

Fusão fracionada

Sólido-sólido (solução sólida)

Homogêneo ou Heterogêneo

O constituinte com menor temperatura de fusão é separado do restante da mistura

durante o aquecimento.

Solidificação fracionada

Líquido-líquido ou sólido-

líquido

Homogêneo ou

Heterogêneo

Ao refrigerar a mistura, o constituinte com maior temperatura de solidificação,

solidifica-se primeiro.

Sublimação Sólido-sólido Heterogêneo Baseia-se na sublimação de um dos constituintes da mistura

Evaporação Sólido-líquido Homogêneo ou heterogêneo

O solvente não é recuperado.

Destilação simples

Sólido-líquido ou líquido-líquido com

grande diferença de TE

Homogêneo (menos

comum em heterogêneo)

O constituinte mais volátil é separado do menos volátil durante o aquecimento da

mistura.

Destilação fracionada Líquido-líquido homogêneo

O constituinte mais volátil é separado do menos volátil durante o aquecimento da

mistura.

Cromatografia Sólido-líquido homogêneo Utiliza-se um solvente para interagir com

um dos constituintes e promover o arraste na coluna

Destilação: http://www.pucrs.br/quimica/professores/arigony/des01.swf

Destilação fracionada do petróleo https://www.youtube.com/watch?v=VQ-x5LOsE6Y Cromatografia: http://farmacognosiaws.no.comunidades.net/index.php?pagina=1807047088_01


115

2. Considerando-se o texto e outros conhecimentos, responda: a) Por que utilizamos a centrifugação para separar os constituintes do sangue?

Para acelerar a decantação, uma vez que a separação dos constituintes do sangue não pode ser demorada, para que a amostra não se perca.

b) Para separar os caroços da laranja do suco, utilizamos uma peneira. Esse

processo de separação se chama tamisação (peneiração)? EXPLIQUE.

É chamado de filtração, pois a semente (um sólido) é separada de um líquido (suco). A peneiração é utilizada para separar componentes sólidos.

c) A filtração pode ser usada para separar uma solução de água com açúcar?

EXPLIQUE.

Não pode ser usada a filtração para separar o açúcar que está dissolvido na água, uma vez que o sistema é homogêneo. No entanto, a filtração pode ser utilizada para separar o corpo de fundo de uma solução saturada de açúcar com corpo de fundo.

3. (FUVEST/2011) Os confeitos de chocolate de determinada marca são apresentados

em seis cores. Com eles, foi feito o seguinte experimento, destinado a separar os corantes utilizados em sua fabricação: Confeitos de cada uma das seis diferentes cores foram umedecidos com água e pressionados contra uma folha de papel especial, de modo a deixar amostras dos corantes em pontos igualmente espaçados, sempre a 2 cm da base da folha. A seguir, a folha foi colocada em um recipiente com água, de forma a mergulhar somente a base da folha de papel na água, sem que o líquido tocasse os pontos coloridos. Após algum tempo, quando a água havia atingido o topo da folha, observou-se a formação de


116

manchas de diferentes cores, aqui simbolizadas por diferentes formas e tamanhos:

Os confeitos em cuja fabricação é empregado um corante amarelo são os de cor A) vermelha, amarela e marrom. B) amarela, verde e laranja. C) verde, azul e marrom. D) vermelha, amarela e verde. E) vermelha, laranja e marrom.

4. O quadro abaixo mostra as propriedades de três substâncias sólidas:

substância solubilidade em água solubilidade em querosene

A insolúvel solúvel B solúvel solúvel C insolúvel insolúvel

FAÇA um fluxograma para os processos de separação das substâncias A, B e C de um sistema formado pelas três juntas.

ou

A+B+C

A+C B+ÁGUA

A+QUEROSENE

A

C B

DISSOLUÇÃO FRACIONADA C/ÁGUA + FILTRAÇÃO

DISSOLUÇÃO FRACIONADA C/QUEROSENE + FILTRAÇÃO

DESTILAÇÃO

EVAPORAÇÃO

QUEROSENE


117

A+B+C

A

DISSOLUÇÃO FRACIONADA C/QUEROSENE + FILTRAÇÃO

DISSOLUÇÃO FRACIONADA C/ÁGUA + FILTRAÇÃO

EVAPORAÇÃO

DESTILAÇÃO

A+B + QUEROSENE

B + ÁGUA

B

C

A+B QUEROSENE


126

Aprenda FazendoAprenda FazendoAprenda FazendoAprenda Fazendo

1. Considere o esquema abaixo:

a) CLASSIFIQUE o sistema 1 como homogêneo ou heterogêneo:

HETEROGÊNEO

b) INDIQUE os nomes dos processos 1 e 2:

1-FILTRAÇÃO 2-DESTILAÇÃO

c) O líquido B é uma mistura ou uma substância? JUSTIFIQUE.

UMA MISTURA PORQUE, A PARTIR DO LÍQUIDO B SÃO OBTIDAS DUAS SUBSTÂNCIAS: SÓLIDO C E LÍQUIDO D.

d) O sólido A é uma substância ou uma mistura? JUSTIFIQUE.

O SÓLIDO A É UMA SUBSTÂNCIA PORQUE APRESENTA TEMPERATURAS DE FUSÃO E EBULIÇÃO CONSTANTES.

e) O sólido C é um material puro? JUSTIFIQUE.

O SÓLIDO C NÃO É PURO PORQUE APRESENTA UMA FAIXA DE TEMPERATURA PARA A FUSÃO.

f) O líquido D é uma substância ou uma mistura? JUSTIFIQUE.

O LÍQUIDO D É UMA SUBSTÂNCIA PORQUE APRESENTA TEMPERATURAS DE FUSÃO E EBULIÇÃO CONSTANTES.

Sistema 1 (bifásico)

Processo 1

Sólido A TF = 242ºC TE = 560ºC

Líquido B

Processo 2

Sólido C TF = 920ºC a 930ºC

Líquido D TF = 0ºC

TE = 100ºC


127

2. Alguns metais sofrem risco de escassez na natureza, e por isso apresentam um alto valor agregado. A recuperação dos metais de resíduos industriais e de laboratórios torna-se importante porque associa dois fatores: o econômico e a redução do impacto ambiental, causado pelo descarte dos metais diretamente na natureza.

A figura ao lado representa um fluxograma para recuperação dos metais Al, Mg e Cu, de 88,0 kg de resíduo de uma liga metálica utilizada na aviação. Na recuperação dos metais desse resíduo, considera-se que a dissolução alcalina é empregada para dissolver somente o alumínio, não reagindo com os outros dois metais, e a dissolução ácida, para dissolver o magnésio. Sabe-se que o resíduo da liga contém somente Al, Mg e Cu e que não há perda de massa durante o processo. Além disso, os processos empregados são os que consomem menos energia. Considerando-se as informações e a análise do fluxograma, é CORRETO afirmar que A) os processos 1 e 2 são denominados, respectivamente, destilação simples e

fusão fracionada. B) a solução resultante do processo 2 é uma mistura homogênea contendo cobre. C) a porcentagem em massa de magnésio recuperada é de 16%.. D) a massa do metal alumínio obtida no final dos processos é 7,92g.

3. A fenolftaleína apresenta propriedades catárticas (favorece a eliminação das fezes) e por isso era usada, em mistura com α-lactose monoidratada, na proporção de 1:4 em peso (ou seja, 20% em massa de fenolftaleína), na formulação de certo laxante.

Considere algumas propriedades das substâncias.

Substância cor Temperatura (oC) de Solubilidade em

fusão ebulição Água etanol

Fenolftaleína branca 262,5 Não há, pois se

decompõe.

Praticamente insolúvel

6,7 g/100 mL a 25ºC

α-lactose monoidratada

branca 201,5 Não há, pois se

decompõe.

25 g/100 mL a 25ºC 95 g/100 mL a 80ºC

Praticamente insolúvel

Etanol incolor -114,3 78,4 Miscível ----

Deseja-se separar e purificar essas duas substâncias, em uma amostra de 100 g da mistura. Com base nas informações do quadro, foi proposto o procedimento representado no fluxograma:


128

É INCORRETO afirmar que A) Após a adição de 100mL de água a 80°C forma-se uma solução com corpo

de fundo. B) O filtrado A é constituído por uma solução de fenolftaleína e o filtrado B por uma

solução de lactose. C) A quantidade de lactose obtida no final foi de 55g e a de fenolftaleína 20 g. D) A quantidade de etanol é suficiente para dissolver toda a fenolftaleína. E) O filtrado C é uma solução de água e álcool.

4. (UnB-DF – adaptada) A cafeína é encontrada em diversos tipos de chá. O químico pode determinar o teor de cafeína presente em um chá por meio de um processo de separação de misturas que consiste das seguintes etapas:

I. Aquecimento, em um béquer com água, de uma massa predeterminada de folhas

de chá em banho-maria, obtendo-se uma mistura contendo cafeína solubilizada em água;

II. Resfriamento da mistura até a temperatura ambiente, seguido de filtração para obtenção da solução aquosa de cafeína;

III. Adição de clorofórmio (fórmula - CHCl3 e densidade igual a 1,48 g/mL) á solução aquosa, levando à formação de duas fases (fase aquosa e fase do clorofórmio) e posterior agitação;

IV. Separação das fases, seguida do descarte da fase aquosa; V. Destilação da fase com clorofórmio até a secagem completa do balão de

destilação; VI. Pesagem do material sólido que ficou no balão de destilação; VII. Cálculo do teor de cafeína no chá.

Considerando-se as etapas do processo e outros conhecimentos, responda ao que se pede:


129

a) REPRESENTE um modelo molecular para o sistema final da etapa III (após a agitação e repouso).

Atenção

• Represente o sistema macroscópico no instrumento abaixo e faça um “zoom” na interface das fases, para representar o sistema em termos microscópico.

• O “zoom” deve ser totalmente preenchido. • Considere em sua representação a disposição e a constituição das fases. • Faça uma legenda em termos atômicos. • Represente a molécula do clorofórmio sabendo que o átomo de carbono é o

central. Os átomos de hidrogênio e todos os átomos de cloro estão ligados ao carbono.

• Utilize esta esfera para representar a molécula de cafeína.


130

b) CITE os nomes dos processos de separação usados nas etapas III e IV.

Etapa III: Etapa IV:

5. Leia o texto:

A respeito dos materiais citados no texto, é CORRETO afirmar que A) o sulfato de cálcio e carbonato de cálcio possuem em comum a substância cálcio. B) o cloreto de sódio é obtido nas salinas a partir da ebulição da água do mar. C) a água do mar é uma substância composta. D) a água do mar, filtrada, é uma solução aquosa. E) a substância sulfato de magnésio é constituída por seis elementos químicos.

AnotaçõesAnotaçõesAnotaçõesAnotações

Água do Mar Sem ignorar a importância da pesca e a indústria dela derivada, podemos

dizer que o principal produto obtido da água do mar é o cloreto de sódio (NaCl), chamado usualmente de sal marinho, sal comum ou sal de cozinha. No Brasil, sua obtenção é feita, em geral, em salinas, que são tanques de grande superfície e pequena profundidade, onde a água do mar é colocada. Pela ação do calor solar e do vento, a água passa para a fase gasosa, restando o NaCl misturado com pequenas quantidades de outros sais, como cloreto de magnésio (MgCl2), sulfato de magnésio (MgSO4), sulfato de cálcio (CaSO4), carbonato de cálcio (CaCO3) etc. A seguir, o sal é empilhado e, após alguns dias, a própria umidade residual que escorre dos montes de sal arrasta consigo algumas dessas impurezas, especialmente os sais de magnésio.

Texto adaptado de FELTRE, R.Química Geral. 5ª ed. São Paulo: Moderna, p. 494.

EXTRAÇÃO

DECANTAÇÃO NO FUNIL DE BROMO

unidade3 a 2014_csa_v4_gabarito

Documents