Métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas

Conhecer os métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas pode ser necessário na indústria, em laboratórios ou mesmo em casa, para usar um ou mais dos componentes que compõem essas misturas. Para poder separar as misturas, são necessários um ou mais processos, através dos quais é possível levá-los aos seus componentes originais.

Os métodos adequados para separar os componentes de uma mistura dependerão totalmente da fase em que é encontrada (com mais ênfase nesse detalhe se a mistura for homogênea), do nível de homogeneidade que ela possui e até da natureza dos compostos que a mistura possui. formulário.

Métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas 1

Destilação

Na natureza existem dois tipos de misturas que podem ser formadas entre duas ou mais substâncias químicas: as homogêneas, onde os componentes são distribuídos uniformemente; e os heterogêneos, nos quais os componentes da mistura não estão em uma distribuição uniforme ou possuem regiões localizadas com propriedades diferentes.

A maior diferença entre essas misturas é que, enquanto duas amostras de uma solução homogênea serão iguais em sua concentração de componentes, duas amostras de uma heterogênea não serão.

Alguns processos complexos – como destilação, congelamento fracionado e evaporação – nos permitem usar meios mais eficazes do que as forças mecânicas para obter uma separação total dos componentes pelo ponto de fusão, ebulição e outras propriedades intrínsecas de cada espécie envolvida. .

Métodos de separação de misturas homogêneas

Os métodos de separação utilizados para misturas homogêneas são mais complexos que os utilizados para separar os heterogêneos.

Isso acontece porque uma simples aplicação de força mecânica não será suficiente para liberar partículas, líquidos ou gases presos a outro líquido ou gás; portanto, outras características individuais que podem ser exploradas devem ser levadas em consideração: solubilidade, polaridade e pontos de ebulição e solidificação

Destilação

A destilação é o método de purificação líquida por excelência, que se baseia na separação dos componentes de uma mistura líquida por ebulição e condensação seletivas.

Uma destilação pode ser realizada para obter uma separação completa dos componentes ou para obter uma separação parcial que aumenta a concentração de algum componente desejado.

Essa técnica aproveita as diferenças de volatilidade entre os componentes da mistura para trazer a temperatura do sistema para o menor intervalo de ebulição entre os componentes, separando esse primeiro componente da mistura e assim sucessivamente até que o resultado desejado seja obtido.

Existem vários tipos de destilação, entre os quais a destilação fracionada simples, por arrastamento a vapor, vácuo e outros.

O último é feito quando os compostos têm pontos de ebulição muito altos, por isso é preferível diminuir a pressão do sistema para que esse ponto seja mais fácil de atingir em temperaturas mais baixas.

Cromatografia

A cromatografia é uma técnica usada em laboratórios para a separação de uma mistura. A mistura (ou “analito”) se dissolve em um fluido chamado “fase móvel”, que tem a função de transportá-lo através de uma estrutura que possui o nome “fase estacionária”.

Como os compostos individuais da mistura viajam em velocidades diferentes através dessa fase estacionária, a mistura é separada por componentes durante esse processo, possibilitando determinar a proporção de cada componente da mistura (se for essa a intenção) ou simplesmente para purificar o analito.

O cromatograma obtido é utilizado para interpretar os resultados ou o desenvolvimento do processo de separação, observando os padrões traçados nele para reconhecer quais componentes foram separados e em que proporção.

O equipamento usado para esse processo é chamado de cromatógrafo, e existem técnicas em gases e líquidos, o que implica que ele pode ser feito em colunas ou em forma plana.

Evaporação

A evaporação é uma técnica de vaporização, que ocorre na superfície de um líquido à medida que passa para a fase gasosa.

Esse processo é baseado na aplicação de energia a uma mistura de líquidos, que é aquecida até atingir o ponto de ebulição do líquido que será extraído (geralmente água), após o qual é possível separar esse componente da mistura.

Depois que esse componente é liberado da mistura, ele diminui de temperatura devido a um efeito chamado resfriamento evaporativo.

Precipitação

A precipitação visa a formação de um sólido em uma solução; de fato, quando partículas sólidas são formadas em uma solução líquida, elas são chamadas de “precipitado”.

A precipitação pode ser realizada adicionando precipitantes à amostra, que promovem a formação de precipitado no fundo da solução. Em outras ocasiões, isso ocorre como efeito colateral de uma reação química entre dois compostos.

No caso dos sólidos, ocorre o envelhecimento térmico dos metais, um tratamento que causa a deposição de fases metaestáveis ​​dentro de uma liga. Eles representam impurezas que endurecem o material e evitam defeitos em sua rede cristalina.

Esse processo é usado principalmente na preparação de pigmentos, na remoção de sal da água, no tratamento de água e em algumas análises qualitativas inorgânicas.

Recristalização

A recristalização é uma técnica de purificação química que permite que um componente indesejado (que é dissolvido em pequenas quantidades) seja extraído de uma substância desejada, normalmente uma solução líquida.

Esta técnica consiste em dissolver a mistura em questão em um solvente, o que gera uma solução saturada. Deixa-se arrefecer esta solução, após o que a solubilidade dos compostos em solução diminuirá.

Finalmente, o composto desejado formará cristais sólidos, deixando para trás as impurezas da solução e pode ser extraído para uso futuro.

A pureza do precipitado cristalino pode ser aumentada passando essa substância repetidamente pelo processo, removendo mais e mais impurezas e aumentando a concentração dos cristais do composto desejado.

Métodos de separação de misturas heterogêneas

Secagem

Esse processo envolve a transferência de massa para remover água ou outro solvente de um sólido ou líquido e representa um processo comum na indústria antes de armazenar produtos para transporte ou venda.

Ocorre principalmente com o uso de uma fonte de calor e uma corrente de ar ou movimento do sólido úmido para separar efetivamente o líquido dele.

Existem vários métodos de secagem, entre os quais:

– Secagem por contato indireto, feito, por exemplo, através de paredes quentes.

– Secagem direta, por ar e convecção.

– Secagem dielétrica, que utiliza radiofreqüência ou microondas.

– Liofilização, que faz com que o solvente seja sublimado a partir de uma fase sólida congelada.

– Secagem supercrítica, que utiliza vapor superaquecido para ferver a água do meio.

A secagem não é feita apenas por aplicação de calor, pois também pode ocorrer por passagens de ar quente ou naturalmente por transferência de massa.

Este último exemplo explica por que objetos molhados secam ao sol sem precisar trazê-los para a temperatura de ebulição da água.

Extração

A extração é um processo que envolve a separação de uma substância de uma dada fase para outra e pode ser do tipo sólido-sólido ou líquido-líquido.

Baseia-se na propriedade de miscibilidade e / ou solubilidade relativa, utilizando três substâncias feitas para interagir no processo: o soluto, o meio em que o soluto é encontrado (normalmente água) e um solvente orgânico.

Para realizar o tipo mais comum de extração – ou seja, extração líquido-líquido – é desejável uma solução aquosa que se deseja separar, para a qual é usado um solvente orgânico que retém o composto dissolvido em água e captura, dissolvendo-a nesta nova substância e deixando a água pobre em soluto no final do processo.

No caso da extração sólido-sólido, isso geralmente é realizado com base na polaridade do analito, passando um solvente polar que captura o soluto mais polar e o remove do não-polar, separando efetivamente a mistura.

Filtragem

Representa um processo simples de separação de sólidos de líquidos ou gases. A filtragem é um conjunto de operações mecânicas, físicas ou biológicas que adicionam um meio de filtro entre o sólido e o fluido.

Isso permite criar um espaço através do qual apenas o fluido pode passar (que agora será chamado de filtragem), enquanto os sólidos serão presos no meio a ser aproveitado ou descartado, de acordo com o que os analistas desejam.

A filtragem é uma operação física e pode ser usada de inúmeras maneiras: são utilizados filtros de superfície, que são peneiras sólidas que retêm partículas sólidas com ou sem a ajuda do papel de filtro; ou um filtro de profundidade, que é um leito de material granular que retém as partículas enquanto o líquido ou gás passa por ele.

A vantagem do filtro de superfície é que ele permite que os resíduos sólidos sejam coletados intactos, mas o filtro de profundidade é menos propenso a entupimentos devido à maior área de superfície onde os resíduos são capturados.

Referências

  1. Wikipedia (sf). Processo de separação Recuperado de wikipedia.org
  2. ThoughtCo. (sf). A diferença entre misturas heterogêneas e homogêneas. Obtido em thoughtco.com
  3. BBC (sf). Misturas de separação. Recuperado de bbc.co.uk
  4. Lumen (sf). Métodos para separar misturas. Obtido em cursos.lumenlearning.com
  5. PDA (sf). Propriedades de misturas heterogêneas e misturas homogêneas. Recuperado de fl-pda.org

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