Processos de Separação de Misturas Homogêneas e Heterogêneas

Olá amigo leitor, hoje escrevo sobre um assunto razoavelmente fácil de entender e de extrema importância para a ciência. Procurei resumir ao máximo, mas sem perder os pontos essências do tema abordado; leia com bastante atenção, pois tem muitas informações valiosas. 

Para instigar sua curiosidade a respeito do assunto, responda: se uma solução aquosa de açúcar for adicionada à uma outra mistura
composta de querosene e areia, são vistas claramente as três fases. Como você faria para separar cada componente? Resposta no final da postagem. Mas antes leia o texto para compreender os processos de forma mais ampla.

Sabe-se que as substâncias que são encontradas na natureza, na maioria, são misturas, ou seja, uma mistura é formada pela junção (união) de duas ou mais substâncias, sejam estas simples ou compostas como já explicitei num outro texto.

Quando o profissional da indústria e/ou o químico no laboratório quer obter um determinado produto, para este servir de matéria para a produção de um objeto ou outras substâncias, eles precisam separar os componentes ou substâncias da determinada mistura. Porém, para que consiga separar (ou desdobrar, ou fracionar) os componentes, as vezes, mesmo num laboratório equipado e adequado, não é fácil, e as vezes não se consegui isolar certas substâncias.

Como saber se uma substância realmente foi isolada (separada das outras)?

Bem, seja a substância simples ou composta, elas possuem algumas características particulares como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade. Logo, com o auxílio da substância teste mede-se o seu ponto de ebulição, por exemplo, e depois compara com a valor na literatura desta mesma substância, e caso os valores sejam os mesmo, significa dizer que a substância testada é pura, e portanto, consegui isolá-la.

Caso tenha o interesse de saber mais sobre substância simples, composta, pura e/ou mistura leia este post aqui.

Quais são os processos de separação de misturas usados para desdobrar as substâncias?

Os processos mais usados são: filtração comum e a vácuo, decantação, sedimentação/decantação, destilação simples e fracionada, cristalização, evaporação, sublimação, dissolução fracionada, extração, separação magnética, levigação, peneiração, ventilação e catação.

Para deixar este post de forma mais didática, irei classificar os vários métodos em dois grandes grupos: os que são usados para separar misturas homogêneas e os que são utilizados para separar misturas heterogêneas. Misturas homogêneas e heterogêneas aqui.

Processos principais utilizados para separar componentes de uma mistura homogênea

Destilação Simples é um processo físico que serve para separar soluções de sólidos em  líquidos.

Exemplificar: imagine um sólido dentro de um líquido, a separação ocorre aquecendo a mistura; o líquido é evaporado, condensado e recuperado na forma líquida, enquanto que o sólido fica isolado.

Destilação Fracionada é um processo físico que serve pra separar componentes de uma mistura de dois ou mais líquidos.

Exemplificar: usado em torre de destilação de petróleo e em alambique; como cada líquido possui ponto de ebulição diferente, quando a mistura é aquecida o líquido mais volátil (o de menor ponto de ebulição) é o primeiro a evaporar, depois ele é condensado e recuperado.

Observação: é claro que o exemplo acima não vale para mistura azeotrópica. Neste caso teremos que fazer o processo contrário ao da evaporação, solidificação. 

Misturas azeotrópicas são aquelas que possuem ponto de ebulição/condensação constantes, ou seja, todas as substâncias presentes evaporam ou condensam juntas, porém elas fundem ou solidificam em temperatura diferente. Saiba mais sobre mudanças de temperaturas.

Cristalização é o processo físico que serve para separar e purificar sólidos.

Exemplificar: Em uma salina ocorre a evaporação lenta da água, o sal comum (cloreto de sódio) cristaliza-se antes de outros sais e assim, é separado. Conheça outros sais e seus usos. Ou quem sabe, faça uma experiência em casa sobre isto.

Processos principais utilizados para separar componentes de uma mistura heterogênea

Filtração Comum é um processo mecânico que serve para separar um sólido de um líquido ou de um gás.

Exemplificar: você pode separar, por exemplo, areia da água, com auxílio de um papel de filtro, béquer e funil. Ou ainda, pode-se usar um aspirador de pó, o equipamento consegue através de seu filtro separar o pó (sólido) do ar (mistura gasoso).

Filtração a Vácuo tem igual significado que a filtração comum. Porém, durante o processo é usado um kitassato e um funil adequado (funil de buchner). Conheça os materiais usados no laboratório de química e seus usos. Este processo se utiliza de diferença entre pressão e uma desvantagem dele é o gasto de água para fazer a sucção do ar de dentro do kitassato.

Decantação/sedimentação é o processo mecânico que serve para separar um líquido de um sólido ou separar dois líquidos imiscíveis. Líquidos imiscíveis são líquidos que não torna uma solução, ou seja, mesmo misturado, podemos vê-los em fases diferentes.

Exemplificar: Um copo com areia em suspensão na água vai, lentamente, se depositando no fundo do recipiente (sedimentação); depois de toda areia depositada no fundo do copo, devido ser mais densa (pesada) que a água, pode-se inclinar o copo cuidadosamente para retirar a água (decantação), ou ainda retirar o líquido com o auxílio de sifão, mangueira (sifonação).

No segundo caso, separar dois líquido imiscíveis, pode-se desdobrar água do óleo usando um instrumento de laboratório adequado, o funil de decantação.

Sublimação se aplica quando apenas um dos componentes da mistura é sublimável.

Exemplificar: quando aquece iodo sólido impuro, contido num recipiente fechado, o sólido sublima (passa de sólido para vapor) e, quando o vapor entra em contato com a tampa do recipiente que estar mais fria, o iodo agora puro é ressublimado (passa de vapor para sólido). Separando assim, o iodo da impureza. Saiba mais sobre substância pura e impura.

Dissolução Fracionada é aplicado para separar um dos componentes de uma mistura quando este é solúvel num dado líquido.

Exemplificar: imagine que você queira separar areia e sal de cozinha, o que fazer? O procedimento neste propósito é adicionar água, pois ela irá dissolver o sal, e depois através da decantação ou sedimentação você consegue separar a areia da água salgada; e ainda se você quiser separar a água do sal, pode se valer da destilação comum ou da evaporação.

Extração é o processo que se utiliza de um líquido para conseguir “retirar” (reagir) um outro componente da mistura.

Exemplificar: ocorre quando coloca-se água quente para extrair as substância do pó do café ou chá. Tem-se também a “água de bromo” (água + bromo) quando adicionada ao clorofórmio em seguida agitá-la, forma duas fases distintas, uma de bromo + clorofórmio e outra de água, passivas de serem separadas por um funil de decantação.  O bromo é único elemento líquido não-metal da Tabela Periódica.

Separação Magnética é usado para separar um componente da mistura, sendo ele magnético.

Exemplificar: este processo serve para separar, por exemplo, prego de dentro da farinha; usando um imã, ele atrai o prego, separando-o da farinha.

Ventilação é o processo usado para separar dois componentes através da diferença de densidade.

Exemplificar: usar a força do vendo para separar a palha do arroz ou do feijão, pois ela é mais leve que o grão.

Levigação é o processo que serve para separar dois ou mais sólido através de dissolução de um deles.

Exemplificar: usado principalmente em garimpo de pedras (metais) preciosas; a água é usado para dissolver o barro e sobrar apenas os calcários que podem ter “metais preciosos".

Catação é o processo que serve para separar diferentes tipos de sólidos.

Exemplificar: quando escolhe pedras ou palhas do feijão.

Peneiração é o processo usado para separar misturas de grãos de tamanhos diversos.

Exemplificar: usado para separar pedras, cacos de telhas e tijolos da areia para preparar o cimento.

Respostas da pergunta que fizemos no início deste texto:

Depois de uma explicação extensa, mas precisa, vou explicar de fato como proceder para separar uma mistura de açúcar, água, querosene e areia. Veja os procedimentos: primeiro faz-se a filtração comum para retirar a areia, depois deixa-se em repouso para que o querosene e a solução de açúcar se separe; usa-se a sifonação ou decantação para retirar o querosene e por fim, através da destilação simples se consegui separar a água do açúcar. Assim, obtêm-se separados a água, o açúcar, o querosene e o sal.

É isso amigo leitor, espero que você tenha aproveitado e extraído todas as informações aqui condensadas.

Vou deixar um desafio para você, responder:

Descreva com quais procedimentos é possível separar uma mistura composta por sal de cozinha e pequeninas pedras(do tamanho dos grãos de sal)? Essa mistura é homogênea ou heterogênea?


Muito obrigado a todos pela participação.

As imagens, exceto a primeira, foram extraídas do google para mera ilustração.