Separação de misturas

A separação de misturas é um processo que permite a separação dos componentes de uma mistura. É fundamental para purificação, reciclagem ou análise de substâncias, por isso, existem diversos métodos de separação de misturas, utilizados com base nas propriedades físicas e químicas dos componentes envolvidos. Sendo assim, eles são essenciais para identificar e isolar os diferentes elementos presentes em uma mistura, seja homogênea, seja heterogênea. Por meio desses processos, é possível obter substâncias puras e estudar suas características de forma mais precisa.

Leia também: Qual a diferença entre substâncias puras e misturas?

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre separação de misturas
• 2 - Aspectos que influenciam no processo de separação de misturas
• 3 - Quais são os métodos de separação de mistura?
  • → Métodos de separação de misturas homogêneas
  • → Métodos de separação de misturas heterogêneas
• 4 - Importância dos métodos de separação de misturas
• 5 - Exercícios resolvidos sobre separação de misturas

Resumo sobre separação de misturas

• A separação de misturas é um processo que permite a separação dos componentes de uma mistura.
• Alguns aspectos que podem influenciá-la: natureza da mistura, tamanho das partículas, diferença de densidade, diferença de solubilidade, temperatura e pressão, forças intermoleculares, meio ambiente, e custo e disponibilidade.
• Seus métodos são utilizados para separar os componentes de misturas para purificação, reciclagem ou análise.
• Os principais métodos de separação de mistura são: decantação, filtração, destilação, cristalização, centrifugação, cromatografia, sublimação, peneiração, evaporação, flotação e magnetismo.
• Existem métodos físicos, como filtração, decantação e destilação, e métodos químicos, como cromatografia.
• Os principais métodos de separação de misturas homogêneas são: destilação simples, cromatografia, filtração, centrifugação, evaporação, sublimação, destilação fracionada, cristalização, e liquefação fracionada.
• Os principais métodos de separação de mistura heterogêneas são: decantação, filtração, peneiração, imantação, flotação, levigação, centrifugação, e catação.
• Os métodos de separação são importantes na indústria, na medicina, na agricultura e em várias outras áreas da vida cotidiana.
• Eles desempenham um papel fundamental na purificação de substâncias, na reciclagem de materiais, no tratamento de água e efluentes, entre outras aplicações.

Aspectos que influenciam no processo de separação de misturas

A separação de misturas é um processo que permite a separação dos componentes de uma mistura. Vários aspectos podem influenciar um método de separação de misturas. Diante disso, neste tópico sintetizamos os principais deles e como eles influenciam tais processos:

Quais são os métodos de separação de mistura?

Existem vários métodos de separação de misturas, cada um adequado para diferentes tipos de situações. Neste tópico, vamos falar um pouco sobre cada um deles:

• Decantação: utilizada para separar líquidos imiscíveis ou um líquido de um sólido sedimentável. A diferença de densidade faz com que os componentes se separem naturalmente em camadas. Ex.: separar água e óleo.
• Filtração: usada para separar sólidos insolúveis de líquidos ou gases. O líquido ou gás é passado através de um meio poroso (filtro), retendo as partículas sólidas. Ex.: filtrar a borra do café.
• Destilação: utilizada para separar misturas de líquidos com diferentes pontos de ebulição. A mistura é aquecida até que um dos componentes evapore e, em seguida, seja condensado de volta ao estado líquido. Ex.: obtenção de álcool com base em uma mistura de água e álcool.
• Cristalização: utilizada para separar sólidos dissolvidos em líquidos. A solução é aquecida para evaporar o líquido, deixando os cristais sólidos. Ex.: obtenção de sal de água salgada.
• Centrifugação: usada para separar componentes de uma mistura com base em diferenças de densidade. A mistura é colocada em um tubo de centrífuga e girada rapidamente, fazendo com que os componentes se separem por densidade. Ex.: separar glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo.
• Cromatografia: usada para separar os componentes de uma mistura com base em suas diferentes capacidades de adsorção em um material sólido ou de dissolução em um líquido móvel. Ex.: análise de pigmentos em uma folha de planta.
• Sublimação: utilizada para separar um sólido que sublima diretamente para o estado gasoso dos outros componentes da mistura. O sólido é aquecido, passando diretamente para o estado gasoso, e depois é resfriado e coletado novamente no estado sólido. Ex.: purificação de iodo.
• Peneiração: utilizada para separar sólidos com diferentes tamanhos de partículas. A mistura é passada por uma peneira, que retém as partículas maiores, permitindo que as menores passem. Ex.: separar pedras de diferentes tamanhos.
• Evaporação: usada para separar um soluto de um solvente em uma solução. O solvente é evaporado, deixando o soluto na forma sólida. Ex.: obtenção de sal de água salgada.
• Flotação: utilizada para separar sólidos de diferentes densidades. A mistura é agitada em um líquido no qual um dos sólidos é menos denso e, portanto, flutua, enquanto o outro afunda. Ex.: separação de minerais na indústria de mineração.
• Magnetismo: usado para separar materiais magnéticos de não magnéticos. Um ímã é usado para atrair os materiais magnéticos, separando-os dos não magnéticos. Ex.: separação de limalhas de ferro de outros resíduos.

Esses são apenas alguns dos métodos de separação de misturas mais comuns. Cada um tem suas próprias aplicações e é escolhido com base na natureza da mistura a ser separada.

→ Métodos de separação de misturas homogêneas

Misturas homogêneas são aquelas em que os componentes estão distribuídos de forma uniforme e não é possível distinguir visualmente os diferentes componentes. Em outras palavras, a composição e as propriedades da mistura são uniformes em toda a sua extensão. Diante disso, no contexto da Química, essas misturas também são chamadas de soluções e estão bastante presentes no nosso dia a dia. Vejamos alguns exemplos:

• Quando o sal (NaCl) é dissolvido na água, forma-se uma mistura homogênea na qual os íons de sódio e cloreto estão uniformemente distribuídos.
• Outro exemplo é o ar atmosférico que respiramos, uma mistura homogênea de gases como oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono, entre outros.
• Outro exemplo são as ligas metálicas como o bronze (cobre e estanho) e o aço (ferro e carbono), que são misturas homogêneas de metais e exibem propriedades únicas e diferentes das dos seus componentes individuais.

Nesse contexto, segue abaixo um quadro com os principais métodos de separação de misturas homogêneas e suas características:

Para saber mais detalhes sobre a separação de misturas homogêneas, clique aqui.

→ Métodos de separação de misturas heterogêneas

Misturas heterogêneas são aquelas em que os componentes não estão uniformemente distribuídos e podem ser distinguidos visual ou fisicamente. Isso significa que a composição e as propriedades da mistura podem variar em diferentes partes da amostra. Como exemplos disso, temos:

• Uma rocha composta por minerais como quartzo, feldspato e mica, em que os diferentes minerais podem ser distintamente identificados.
• Uma mistura de óleo e água, em que o óleo flutua sobre a água devido à diferença de densidade.
• Uma mistura de areia e água, em que a areia se deposita no fundo, mostrando uma separação física dos componentes.

Diante disso, listamos no quadro abaixo os principais métodos de separação misturas heterogêneas.

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Importância dos métodos de separação de misturas

Os métodos de separação de misturas são extremamente importantes para a purificação de substâncias, permitindo que os componentes de misturas complexas se separem e purifiquem. Isso ajuda no desenvolvimento de novos materiais e medicamentos, pois, uma vez que se consegue separar substâncias de interesse, é possível explorar novos produtos. Dessa forma, são fundamentais em processos industriais, laboratoriais e de reciclagem, garantindo a qualidade e a utilidade dos materiais.

Além disso, os diferentes métodos de separação ajudam a garantir proteção ambiental e na saúde pública, pois é devido a essas aplicações que é possível realizar o tratamento de água e efluentes, permitindo a remoção de impurezas e contaminantes, garantindo a disponibilidade de água limpa e segura para consumo e uso industrial.

Exercícios resolvidos sobre separação de misturas

Questão 1

(Uerj) Em um dispositivo, é inserida uma mistura heterogênea de água e óleo. A mistura passa por um processo de separação e, com o auxílio de uma torneira, regula-se a saída do líquido de maior densidade, conforme ilustrado abaixo.

Tal processo de separação é denominado:

A) Filtração.

B) Decantação.

C) Destilação.

D) Sublimação.

Resolução:

Alternativa B

A decantação é usada para separar líquidos imiscíveis, como a água e o óleo (ou um líquido e um sólido insolúvel), que apresentam diferença de densidade.

Questão 2

(Facisb) Analise o quadro em que são fornecidas quatro misturas com os respectivos processos de separação ao qual foram submetidas.

Levando-se em conta essas misturas, os processos corretos de separação foram empregados somente em:

A) 1, 2 e 3.

B) 2, 3 e 4.

C) 2 e 3.

D) 1 e 3.

E) 1 e 4.

Resolução:

Alternativa C

A água e o azeite são dois líquidos imiscíveis, e, devido à diferença de densidade entre eles, é possível separá-los por decantação. Por outro lado, água e acetona são miscíveis, formando uma mistura homogênea (solução), podendo ser separadas por destilação fracionada, em que o aquecimento da mistura promoverá a ebulição do componente com menor ponto de ebulição, neste caso, acetona.

Fontes

FELTRE, R. Processos de separação de misturas. In: Química Geral. 6ª ed. São Paulo: Moderna, 2004. v. 1, p. 31–36.

HOUCK, M. M.; SIEGEL, J. A. Separation Methods. In: Fundamentals of Forensic Science. [s.l: s.n.].

REIS, M. Processos mecânicos de separação de misturas. In: Química 1 - Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: Editora Ática, 2013. v. 1, p. 76.

SANTOS, C. M. B. C. DA S. Desenvolvimento de um processo de desmembramento e separação de cápsulas de café. [s.l.] Universidade Nova de Lisboa, 2011.