Métodos de Separação de Misturas: Guia Completo

Métodos de Separação de Misturas

Peneiração

Na peneiração, separam-se grãos menores de maiores com o auxílio de uma peneira (conhecida também como tamis). Os grãos maiores ficam retidos na peneira e os menores passam pela malha.

Exemplo: separação de areia fina da areia grossa.

Levigação

A levigação é um método de separação de sistemas heterogêneos de sólidos. Quando uma mistura é formada por substâncias sólidas de densidades diferentes, pode-se utilizar uma corrente de água para separá-las. É o caso do ouro, que nos garimpos normalmente é encontrado junto a uma porção de terra ou areia. Utiliza-se uma rampa de madeira ou uma bacia em que se passa uma corrente de água que serve para separar essas substâncias.

Exemplo: ouro com terra ou areia.

Decantação

A decantação é um processo de separação que permite separar sistemas heterogêneos. É utilizada principalmente em diversos sistemas bifásicos como sólido-líquido (areia e água), sólido-gás (poeira-gás), líquido-líquido (água e óleo) e líquido-gás (vapor d’água e ar). Por exemplo, ao esperar um tempo, a parte mais densa de uma mistura se sedimenta, ou seja, se deposita no fundo do recipiente, separando-se da fase líquida, que pode, então, ser transferida.

Centrifugação

A centrifugação busca aumentar a velocidade de decantação com um aparelho chamado centrífuga ou centrifugador, que acelera a decantação do sistema contido no tubo. Esta máquina pode ser usada, por exemplo, na separação de glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo ou para separar a nata do leite. Assim, a substância mais densa fica retida na parede, de onde é posteriormente extraída, servindo para separar materiais de densidades diferentes.

Dissolução Fracionada

A dissolução fracionada é uma técnica ou método de processo de separação para separar sistemas heterogêneos de dois ou mais sólidos, quando apenas um dos componentes se dissolve em um dado solvente. Assim, o líquido dissolve esse componente e, por filtração, separa-se o outro componente.

Exemplo: água com areia e sal.

Evaporação

A evaporação é um fenômeno no qual átomos ou moléculas no estado líquido (ou sólido, se a substância sublima) ganham energia suficiente para passar ao estado vapor.

O movimento térmico de uma molécula de líquido deve ser suficiente para vencer a tensão superficial e evaporar, isto é, sua energia cinética deve exceder o trabalho de coesão aplicado pela tensão superficial à superfície do líquido. Por isso, a evaporação acontece mais rapidamente a altas temperaturas, a altas vazões entre as fases líquida e vapor e em líquidos com baixas tensões superficiais (isto é, com pressões de vapor mais elevadas).

Exemplos: suor ou transpiração, e a extração de sal das salinas por meio de evaporação.

Destilação Simples

Para separar a mistura de água e sal e recuperar também a água, emprega-se a destilação simples. A mistura é aquecida e a água entra em ebulição, mas o sal ainda não. O vapor de água passa pelo interior de um condensador, que é resfriado por água corrente. Com esse resfriamento, o vapor condensa-se. A água líquida, isenta de sal, é recolhida no recipiente da direita e, ao final, restará sal sólido no frasco da esquerda.

O líquido purificado que é recolhido no processo de destilação, recebe o nome de destilado.

Exemplo: água e sal.

Destilação Fracionada

Os sistemas homogêneos formados por dois ou mais líquidos oferecem uma razoável dificuldade para sua separação. A técnica da destilação fracionada pode ser usada com sucesso para separar algumas misturas desse tipo. É uma técnica complexa e sobre ela vamos apresentar apenas uma breve noção.

A destilação fracionada é um aprimoramento da destilação simples, na qual uma coluna de vidro cheia de obstáculos é colocada entre o condensador e o balão na qual a mistura é aquecida.

Os obstáculos permitem que o componente de menor ponto de ebulição chegue mais rapidamente ao condensador e destile primeiro. Assim que ele destilar totalmente, destilará o próximo componente líquido da mistura, que é recolhido em outro frasco.

Catação

A catação é um tipo de separação manual de sistemas do tipo "sólido-sólido". As substâncias são separadas manualmente e pode-se utilizar uma pinça, colher, ou outro objeto auxiliador para a separação. É utilizada na separação de grãos bons de feijão dos carunchos e pedrinhas. Também é utilizada na separação dos diferentes tipos de materiais que compõem o lixo, como vidro, metais, borracha, papel e plásticos, que são destinados a diferentes usinas de reciclagem.

Flotação

A flotação consiste em separar sistemas heterogêneos sólidos com densidades diferentes através de uma densidade intermediária, nesse caso o mais comum e mais utilizado, é a água. A flotação é um método de separação de misturas. Trata-se de uma técnica de separação muito usada na indústria de minerais, na remoção de tinta de papel e no tratamento de esgoto, entre outras utilizações. A técnica utiliza diferenças nas propriedades superficiais de partículas diferentes para as separar. As partículas a serem flotadas são tornadas hidrofóbicas pela adição de produtos químicos apropriados. Então, fazem-se passar bolhas de ar através da mistura e as partículas que se pretende recolher ligam-se ao ar e deslocam-se para a superfície, onde se acumulam sob a forma de espuma. Resumindo, a flotação é um processo de separação sólido-líquido, que anexa o sólido à superfície de bolhas de gás fazendo com que ele se separe do líquido.

Ventilação

A ventilação é um processo de separação de substâncias sólidas heterogêneas através de vento. O sólido menos denso é separado por uma corrente de ar.

Fusão Fracionada

A fusão fracionada é a técnica de separação de sistemas que se baseia nos diferentes pontos de fusão das substâncias.

Ou seja, o sistema é aquecido até que um de seus componentes passe para o estado líquido, podendo assim ser separado do resto da mistura. Esse procedimento é repetido várias vezes, até que todas as substâncias da mistura estejam separadas.

As ligas metálicas são formadas pela mistura de vários elementos. Como cada elemento tem um ponto de fusão diferente, quando a liga é aquecida cada um irá derreter e se separar em um momento diferente.

Sublimação

A sublimação é a mudança do estado sólido para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. O ponto de sublimação, assim como o ponto de ebulição e o ponto de fusão, é definido como o ponto no qual a pressão de vapor do sólido se iguala à pressão aplicada.

Também é chamado de ressublimação a passagem do estado gasoso para o sólido, se considerar que a sublimação seja apenas a passagem do estado sólido para o gasoso. Mas muitos químicos consideram que sublimação é o nome de ambos os processos e desconsideram o substantivo ressublimação. Em certos livros também se fala de deposição, já que as moléculas do gás se depositam espontaneamente para a formação do sólido. A naftalina, assim como o iodo, são bons exemplos de substâncias sublimáveis.

Separação Magnética

A separação magnética é um método de separação específico para sistemas com um componente ferromagnético como o cobalto, o níquel e, principalmente, o ferro. Campos magnéticos são aplicados à mistura para reter as suas partículas ou para desviar a sua queda. É chamado também de imantação.

É utilizado, por exemplo, para separar do lixo objetos de metal que serão reciclados. Outro exemplo: supondo que temos um recipiente com pó de ferro e sal misturados, é óbvio que não vamos separá-los manualmente. Usamos o processo de atração magnética; passando um ímã por cima do recipiente, só virá o sólido atraído por ímã (pó de ferro) e ficará o outro (sal).

Separação por Solução e Filtragem

Para separar um sistema sólido, pode-se recorrer a um solvente seletivo e, portanto, à separação por solução. Às vezes é possível encontrar um bom solvente para um dos componentes da mistura que, no entanto, não dissolve o outro ou os outros componentes, obtendo-se uma suspensão.

Quando uma mistura passa através de um papel de filtro, as suas partículas sólidas ficam retidas se o diâmetro da malha que forma o papel for suficientemente pequeno.

No caso das partículas sólidas serem muito pequenas, pode-se recorrer a um filtro de porcelana porosa. O mais correto é o filtro de papel, que se dobra em quatro partes, formando-se um cone que se adapta à forma do funil. Existem também filtros de areia, argila e carvão.

Sifonação

A sifonação é um processo de transporte de um líquido de um nível alto para outro mais baixo. Ocorre através de um sifão, e o líquido é passado para outro recipiente. Só é possível se o sifão estiver completamente preenchido pelo líquido. É muito utilizado para esvaziar aquários e piscinas, e também para transferir combustível de um recipiente a outro.

Exemplo: esvaziar aquários ou transferir combustível de um recipiente para outro.

Sistemas Homogêneos

Sistemas homogêneos são aqueles em que os componentes são diluídos de modo a apresentarem apenas uma fase.

Exemplo: água e sal.

Sistemas Heterogêneos

Sistemas heterogêneos são aqueles em que os componentes apresentam duas ou mais fases visíveis.

Exemplo: água e areia.

Fases

Há dois sentidos para o termo "fases":

• 1º sentido: É aquela onde não podemos distinguir os componentes que nela estão presentes.

Exemplo: a mistura da água e do sal, que é uma mistura homogênea.

• 2º sentido: São os componentes que podemos distinguir em uma mistura.

Exemplo: água + óleo + areia = uma mistura trifásica, na qual todas as fases são perceptíveis.

Já em uma mistura de sal e açúcar, temos dois componentes (açúcar e sal), e, como não é possível distinguir um componente do outro, forma apenas uma fase ("pó" branco resultante).

Outro exemplo: se misturarmos sal, açúcar e serragem, teríamos uma mistura com 3 componentes. No entanto, não conseguimos distinguir o sal do açúcar, mas conseguimos distingui-los da serragem. Assim, é uma mistura bifásica.