Misturas e Soluções: Tipos e Métodos de Separação

Misturas

Misturas: são combinações de várias substâncias puras que não interagem quimicamente entre si. A proporção entre as diferentes substâncias pode ser muito diversa, mas cada uma delas mantém a sua composição e propriedades.

Em misturas homogêneas, os compostos estão uniformemente disseminados; qualquer porção da mistura tem a mesma composição química e propriedades idênticas. Neste caso, diz-se que a mistura tem uma única fase.

Em misturas heterogêneas, os diferentes componentes da mistura não estão uniformemente dispersos e podem distinguir-se à primeira vista ou com instrumentos ópticos. Cada fase da mistura apresenta composição e propriedades diferentes.

Soluções

Uma solução é uma mistura de duas ou mais substâncias. O componente majoritário é o solvente e o minoritário é chamado de soluto. Embora o soluto e o solvente possam ter qualquer estado físico, a solução apresenta sempre o estado físico do solvente. Segundo este estado físico, as soluções podem ser classificadas como gasosas, líquidas ou sólidas.

Tipos de soluções (soluto / solvente):

• Sólido: ligas metálicas, amálgama de Hg em Au, hidrogênio em paládio.
• Líquido: etanol em água, oxigênio na água.
• Gasoso: açúcar ou iodo sublimado no ar, vapor de água no ar, o ar atmosférico.

Solubilidade

A solubilidade de um soluto em um solvente é definida como a quantidade máxima de soluto que pode se dissolver em uma dada quantidade de solvente a uma certa temperatura. A solubilidade depende das características do soluto e do solvente, além da temperatura.

Geralmente, no caso de uma dissolução de um sólido em um líquido, quanto maior a temperatura, maior é a solubilidade. A representação da solubilidade de uma substância é baseada na curva de solubilidade. A curva indica a quantidade máxima de substância dissolvida em cada temperatura.

No caso dos gases dissolvidos em líquidos, a solubilidade depende da pressão sobre o gás e da temperatura do líquido. A solubilidade de um gás em um líquido diminui com o aumento da temperatura.

A solução pode ser classificada como:

• Diluída: se contém baixa proporção de soluto.
• Concentrada: se contém uma grande proporção de soluto.
• Saturada: se o solvente não suporta uma maior quantidade de soluto a uma dada temperatura.
• Não saturada (Insaturada): se ainda suporta uma quantidade maior de soluto dissolvido.
• Hipersaturada (Supersaturada): se contém mais soluto dissolvido do que na saturação correspondente. Neste caso, a mistura é muito instável.

Separação de Compostos em Misturas

Quando uma substância precisa ser estudada, há a necessidade de estar em um estado de pureza; portanto, a separação dos componentes de uma mistura é uma tarefa comum para laboratórios e indústrias químicas. Para separar os componentes de uma mistura, deve-se ter em mente que cada componente tem determinadas propriedades que o distinguem dos outros. Ao tirar proveito dessas diferenças, é possível conceber um processo de separação que, dependendo da complexidade da mistura, pode ser composto por uma série de etapas. Distinguiremos entre os componentes de misturas homogêneas e misturas heterogêneas.

• Misturas heterogêneas: filtração, decantação, sedimentação, centrifugação.
• Misturas homogêneas: evaporação, destilação, extração líquido-líquido, extração sólido-líquido, cristalização, cromatografia líquida.

Exercícios

Areia e Vidro (Sand Glass):

• Copo de água com açúcar e areia: decantação da areia; para o açúcar dissolvido na água, utiliza-se a evaporação da água.
• Sal e Enxofre: enxofre + etanol.
• Areia e iodo em etanol: evaporação.
• Água, iodo, areia e etanol.
• Sal: evaporação de água salgada.
• Arquivamentos (Limalha), registros, areia e ferro (fé): uso de ímã e filtração do ferro (Fe).
• Acetona e Água: destilação da acetona e da água.
• Areia e água: destilação da água.
• Sal e Areia: areia, sal e álcool; filtração, destilação do álcool e evaporação da água salgada.
• Água e Água Salgada.
• Água e Ferro (Fe).
• Gasolina e Água: filtração de água da gasolina.
• Água salgada: extração de sal da evaporação da gasolina; ferro de água salgada e sal.
• Cinzas (Ash), potassa e potássio: água em evaporação; água de carvão.