[O1. Atomística] [01. Matéria] 01. Separação de misturas

Question 1

Substâncias heterogêneas: quais são e como funcionam os métodos de separação sólido-sólido (8)?

Answer 1

• Catação;
• Peneiração;
• Separação magnética;
• Flotação;
• Levigação;
• Ventilação;
• Dissolução fracionada;
• Fusão fracionada.

Question 2

Catação: como funciona?

Answer 2

• Sólidos de tamanhos diferentes e com pequena quantidade daquele de maior tamanho.
• Ex: poucas pedras na areia.

Question 3

Peneiração: como funciona?

Answer 3

• Ou tamisação: processo utilizado na separação de sólidos de tamanhos diferentes, através do auxílio de uma peneira.

Question 4

Separação magnética: como funciona?

Answer 4

• Ou imantação: é o método que utiliza a força de atração dos ímãs para separar materiais metálicos ferromagnéticos dos demais;
• Apenas ferro, níquel e cobre são atraídos pelo ímã.

Question 5

Flotação: como funciona?

Answer 5

• Consiste em separar sólidos de densidades diferentes através de um líquido com densidade intermediária, de forma que um sólido flutue e o outro não.

Question 6

Levigação: como funciona?

Answer 6

• Quando os sólidos, componentes da mistura, têm densidades diferentes, usa-se uma corrente de água, que arrasta o componente menos denso.

Question 7

Ventilação: como funciona?

Answer 7

• Esse método utiliza corrente de ar para separar um sólido mais leve de outro mais pesado.

Question 8

Dissolução fracionada: como funciona?

Answer 8

• Quando um dos componentes sólidos se solubiliza, aplica-se um solvente;
• Daí, aplica-se um filtro separando a solução do outro componente sólido.

Question 9

Fusão fracionada: como funciona?

Answer 9

• Quando o ponto de fusão dos sólidos é diferente, aquece-se a mistura
• Um componente fica líquido e o outro, sólido;
• Daí, separa-se os componentes.

Question 10

Substâncias heterogêneas: quais são os métodos de separação sólido-líquido (3)?

Answer 10

• Filtração;
• Decantação;
• Centrifugação.

Question 11

Filtração: como funciona?

Answer 11

• A mistura sólido-líquido é despejada sobre um filtro, no qual o sólido não dissolvido fica retido e a fase líquida passa livremente.

Question 12

Decantação: como funciona?

Answer 12

• Quando deixada em repouso, por determinado tempo, têm sua parte sólida (não solúvel) depositada no fundo do recipiente separando-se da fase líquida. Isso acontece porque o sólido, sendo mais denso, sedimenta-se.

Question 13

Centrifugação: como funciona?

Answer 13

• É uma forma de acelerar o processo de decantação;

- A força centrífuga empurra o sólido para fora da trajetória do movimento circular, ou seja, o fundo do recipiente.

Question 14

Substâncias heterogêneas: quais são os métodos de separação líquido-líquido (1)?

Answer 14

• Decantação fracionada.

Question 15

Decantação fracionada: como funciona?

Answer 15

• Com o auxílio do funil de decantação, podemos separar dois líquidos de densidades diferentes. Ex: água e óleo.

Question 16

Substâncias homogêneas: quais são os métodos de separação (6)?

Answer 16

• Evaporação;
• Destilação simples;
• Destilação fracionada;
• Fusão fracionada;
• Liquefação fracionada;
• Extração por solventes.

Question 17

Evaporação: como funciona?

Answer 17

• Também conhecida como cristalização, no caso do sal;
• Quando se deseja obter o sólido e pode perder o líquido e os componentes possuem ponto de ebulição diferentes;
• Aquece-se a solução, o líquido evapora e o sólido fica.

Question 18

Destilação simples: como funciona?

Answer 18

• Evapora-se o líquido e fica o sólido;

- No balão fica o sólido, o gás é condensado no condensador e o líquido resultante vai para o erlenmeyer.

Question 19

Destilação fracionada: como funciona?

Answer 19

• Separa dois líquidos de uma mistura homogênea quando há pequena diferença de PEs;
• A diferença para a destilação simples é que a fracionada possui uma coluna de fracionamento (é um obstáculo à passagem das moléculas);
• A substância de PE mais baixo evapora e passa pela coluna de fracionamento; a outra, não.

Question 20

Fusão fracionada: como funciona?

Answer 20

• Mistura homogênea de sólidos (ligas metálicas);
• É a passagem do estado sólido para o líquido por meio de aquecimento. Como há diferença de PF, um funde e os demais, não;
• Misturas eutéticas não podem ser separadas por fusão fracionada.

Question 21

Liquefação fracionada: como funciona?

Answer 21

• Mistura homogênea de gases. É a passagem do estado gasoso para o líquido por meio da aplicação de uma pressão. Uma vez liquefeitos, aplica-se a destilação fracionada.

Question 22

Extração por solventes: como funciona?

Answer 22

• Adiciona-se água à solução a fim de se obter um de seus líquidos;
• Por exemplo, uma mistura com gasolina e álcool pode ser separada ao se adicionar água, pois o álcool se solubiliza na água e a gasolina não. Assim, separa-se inicialmente a gasolina. Depois, se quiser separar a água do álcool é só fazer a destilação fracionada.

Question 23

Água: caracterize-a quimicamente

Answer 23

• A água apresenta temperaturas de fusão e ebulição elevadas (Tfusão = 0ºC, Tebulição = 100ºC – isto a 1,0 atm) e uma alta capacidade calorífica (1,0 cal/ g . ºC);
• Estas propriedades são derivadas de suas interações intermoleculares chamadas de pontes ou ligações de hidrogênio (fortes);
• Devido a estas características, a água possui grande capacidade de dissolver compostos iônicos (p.ex.: sais) e também substâncias polares como ela.

Question 24

Água: defina o seu comportamento anômalo

Answer 24

• A grande maioria das substâncias sofrem um processo de dilatação (aumento de volume) com o aumento da temperatura e uma contração (diminuição do volume ), com a diminuição da temperatura. Desta forma, a densidade da fase sólida é maior quando comparada com a densidade da fase líquida.
  + ↑ temperatura → ↑ volume, ↓ densidade
  + ↓ temperatura → ↓ volume, ↑ densidade
• A água não é diferente. Porém, num intervalo pequeno de temperatura, de 0 a 4ºC, a água sofre uma dilatação. Assim sendo, a densidade da fase sólida é menor quando comparada à densidade da fase líquida;
  + 0ºC < Temperatura < 4ºC
  * d (sólido) < d (líquido)
  * ou ainda * d (gelo) < d (água líquida)

Question 25

Água: explique quimicamente o comportamento anômalo da água

Answer 25

• Quimicamente a água é uma substância polar que realiza interações entre suas moléculas chamadas de ligações ou pontes de hidrogênio;
• Devido as ligações de hidrogênio, a água assume um arranjo tridimensional organizado e quando se inicia o processo de solidificação cada molécula precisa assumir um espaço em relação a outra e o que acarreta na formação de cavidades abertas entre as moléculas, aumentando o volume (dilatação) da fase sólida.

Question 26

Água: como mensuramos a sua qualidade?

Answer 26

• Um dos padrões importante de qualidade da água é a quantificação de oxigênio dissolvido;
• A 1,0 atm de pressão e a 20ºC, a saturação máxima de oxigênio na água é equivalente a 9 ppm, ou seja, uma quantidade equivalente a 9 mg de oxigênio dissolvido em 1 L de água.

Question 27

Água: como se dá a poluição?

Answer 27

• Quando uma certa quantidade de matéria orgânica é adicionada a um corpo d’água (esgoto, por exemplo) os micro-organismos a degradam. Essa degradação pode se dar de duas formas:
  + Aeróbica: com consumo do oxigênio dissolvido;
  + Anaeróbica: sem oxigênio, gerando CH4, NH3 e H2S (cheiro de ovo podre).

Question 28

Água: quais as formas e funcionamento de dessalinização?

Answer 28

• Filtração por osmose reversa;

- Destilação.

Question 29

Água: onde é realizado o seu tratamento?

Answer 29

• Na Estação de Tratamento de Água (ETA).

Question 30

Água: quais as etapas de tratamento?

Answer 30

1. Coagulação;
2. Floculação;
3. Decantação;
4. Filtração;
5. Desinfecção;
6. Fluoretação;
7. Correção de pH.

Question 31

Tratamento da água: Explique a coagulação

Answer 31

• A adição de sulfato de alumínio (agente coagulante) à água ioniza e depois forma hidróxido de alumínio (base insolúvel que ajuda na aglomeração) e íons H+ (torna a solução ácida):
  Al2(SO4)3 -> Al3+ + (SO4)2-
  Al3+ + HOH → AL(OH)3 + 3H+

Question 32

Tratamento da água: Explique a floculação

Answer 32

• Após a coagulação, agita-se lentamente (nos floculadores - hélices) a água para que ocorram choques entre as impurezas e a consequente aglomeração (flocos).

Question 33

Tratamento da água: Explique a flotação

Answer 33

• Puxa as impurezas que não decantaram para cima por meio da adição de bolhas de ar.

Question 34

Tratamento da água: Explique a decantação

Answer 34

• Após a floculação, onde os flocos adquiriram tamanho e peso suficientes, eles sedimentam e são separados da água.
• A decantação é um processo físico.

Question 35

Tratamento da água: Explique a filtração

Answer 35

• Após decantada, a água é encaminhada aos filtros para reter as partículas que não foram removidas na decantação.

Question 36

Tratamento da água: Explique o filtro de carvão ativo

Answer 36

• Tem a função de eliminar as moléculas que deixam mal cheiro na água por meio da adsorção (moléculas gasosas acopladas nos poros do carvão ativo).

Question 37

Tratamento da água: Explique a desinfecção

Answer 37

• Serve para eliminar os germes patogênicos (nocivos à saúde) e garantir a qualidade da água;
• Pode ser utilizado o cloro líquido ou gasoso, o ozônio, dentre outros.
  Cl2 + HOH → HCl + HClO (desinfetante)

Question 38

Tratamento da água: Explique a fluoretação

Answer 38

• Adiciona-se flúor à água a fim de reduzir a incidência de cáries dentárias, especialmente em crianças.

Question 39

Tratamento da água: correção de pH

Answer 39

• Como o meio fica ácido, pode se adicionar cal virgem (base) para neutralizar e corrigir o pH.

Question 40

Laboratório: quais os principais equipamentos (11) e para que servem?

Answer 40

• Erlenmeyer; balão de fundo chato; béquer; funil; tubo de ensaio; condensador; bastão de vidro; pipeta; bunsen; bureta; balança.

Question 41

Petróleo: o que é?

Answer 41

• O petróleo é uma mistura homogênea de várias substâncias (hidrocarbonetos).

Question 42

Petróleo: quais os tipos e suas características?

Answer 42

• Parafínicos: geram gasolina de octanagem baixa;
• Naftênicos: obtenção de polímeros sintéticos;
• Mistos: meio termo entre paranífico e naftênico;
• Aromáticos: petróleo raro, boa octanagem e obtenção de solventes apolares.

Question 43

Petróleo: quais os principais produtos?

Answer 43

• GLP: é uma mistura de propano e butano;
• Gasolina: é uma mistura de hidrocarbonetos de 5 a 10 carbonos;
• Querosena;
• Óleo combustível;
• Óleo lubrificante;
• Resíduos (parafina, asfalto).

Question 44

Petróleo: como se obtém seus produtos?

Answer 44

• A obtenção dos produtos derivados do petróleo se dá por meio da destilação, que é um processo físico, pois separa as frações (substâncias) por suas diferenças de volatilidade (PE).

Question 45

Petróleo: explique o craqueamento da gasolina

Answer 45

• A gasolina representa entre 7 e 15% do petróleo bruto. Isso não dá conta da demanda mundial. É necessário aumentar essa porcentagem, que se dá pelo craqueamento;
• O craqueamento é a quebra de moléculas maiores em menores, por meio do aquecimento. Trata-se de um processo químico;
• Ex.:: C12H26 → C8H18 + 2C2H4

Question 46

Octanagem: o que é?

Answer 46

• É a capacidade que o combustível tem de resistir, em mistura com o ar, ao aumento de pressão e de temperatura sem detonar;
• Quanto maior a compressão, mais força, mais velocidade;
• Hidrocarbonetos ramificados são mais resistentes à compressão.