Métodos de Separação de Misturas Homogêneas e Heterogêneas
Conhecendo os métodos de separação, misturas homogêneas e heterogêneas podem ser necessárias na indústria, em laboratórios ou mesmo em casa, para usar um ou mais dos componentes que formam tais misturas. Para poder separar as misturas, são necessários um ou mais processos, através dos quais é possível levá-los aos seus componentes originais.
Os métodos adequados para separar os componentes de uma mistura dependerão inteiramente da fase em que ela está localizada (com mais ênfase neste detalhe se a mistura for homogênea), o nível de homogeneidade que ela possui e até mesmo a natureza dos compostos que a mistura possui. formulário
Na natureza existem dois tipos de misturas que podem ser formadas entre duas ou mais substâncias químicas: homogêneas, nas quais os componentes são uniformemente distribuídos; e heterogeas, em que os componentes da mistura n est numa distribuio uniforme, ou possuem regis localizadas com propriedades diferentes.
A maior diferença entre essas misturas é que, enquanto duas amostras de uma solução homogênea serão iguais em sua concentração de componentes, duas amostras de uma heterogênea não serão.
Alguns processos complexos - como destilação, congelamento fracionado e evaporação - nos permitem usar meios mais eficazes do que forças mecânicas para alcançar uma separação total de componentes devido ao seu ponto de fusão, ponto de ebulição e outras propriedades intrínsecas de cada espécie envolvida. .
Métodos de separação de misturas homogêneas
Os métodos de separação utilizados para misturas homogêneas são mais complexos que os usados para separar os heterogêneos.
Isso acontece porque uma aplicação simples de força mecânica não será suficiente para separar partículas, líquidos ou gases ligados a outro líquido ou gás, de modo que outras características individuais que podem ser exploradas devem ser levadas em conta: solubilidade, polaridade e pontos de ebulição e solidificação.
Destilação
A destilação é o método de purificação de líquidos por excelência, que é baseado na separação de componentes de uma mistura líquida por meio de fervura seletiva e condensação.
A destilação pode ser realizada para obter uma separação completa dos componentes ou para obter uma separação parcial que aumenta a concentração de algum componente desejado.
Esta técnica aproveita as diferenças nas volatilidades entre os componentes da mistura para trazer a temperatura do sistema para o menor intervalo de ebulição entre os componentes, separando este primeiro componente da mistura, e assim por diante até que o resultado desejado tenha sido obtido.
Existem numerosos tipos de destilação, entre os quais a destilação simples, fracionada, por vapor, vácuo e outros.
O último é feito quando os compostos têm pontos de ebulição muito altos, então é preferível abaixar a pressão do sistema de modo que este ponto seja mais fácil de alcançar em temperaturas mais baixas.
Cromatografia
A cromatografia é uma técnica usada em laboratórios para a separação de uma mistura. A mistura (ou "analito") se dissolve em um fluido chamado "fase móvel", que tem a função de carregá-lo através de uma estrutura que tem o nome de "fase estacionária".
Como os compostos individuais da mistura viajam a diferentes velocidades através desta fase estacionária, a mistura é separada por componentes durante este processo, tornando possível determinar a proporção de cada componente da mistura (se for essa a intenção) ou simplesmente para purificar o analito.
O cromatograma obtido é utilizado para interpretar os resultados ou o desenvolvimento do processo de separação, observando os padrões plotados nele para reconhecer quais componentes foram separados e em que proporção.
O equipamento utilizado para este processo é chamado de cromatógrafo, e existem técnicas em gases e líquidos, o que implica que ele pode ser feito em colunas ou em forma planar.
Evaporação
A evaporação é uma técnica de vaporização, que ocorre na superfície de um líquido quando passa para a fase gasosa.
Este processo baseia-se na aplicação de energia a uma mistura de líquidos, que é aquecida até atingir o ponto de ebulição do líquido que será extraído (normalmente a água), após o que é possível separar este componente da mistura.
Depois que este componente é liberado da mistura, ele diminuirá na temperatura devido a um efeito chamado resfriamento evaporativo.
Precipitação
Precipitação visa a formação de um sólido em uma solução; de fato, quando partículas sólidas são formadas em uma solução líquida, elas são chamadas de "precipitado".
A precipitação pode ser realizada adicionando precipitantes à amostra, que promovem a formação de precipitado no fundo da solução. Em outras ocasiões isso ocorre como um efeito colateral de uma reação química entre dois compostos.
No caso dos sólidos, há o envelhecimento térmico dos metais, que é um tratamento que causa a deposição de fases metaestáveis dentro de uma liga. Estes representam impurezas que endurecem o material e previnem defeitos em sua rede cristalina.
Este processo é usado principalmente na produção de pigmentos, na remoção de sal da água, no tratamento de água e em algumas análises inorgânicas qualitativas.
Recristalização
A recristalização é uma técnica de purificação química que permite que um componente indesejado (que é dissolvido em uma pequena quantidade) seja extraído de uma substância desejada, normalmente uma solução líquida.
Esta técnica consiste na dissolução da mistura em questão em um solvente, que gera uma solução saturada. Esta solução é deixada arrefecer, após o que a solubilidade dos compostos em solução diminui.
Finalmente, o composto desejado formará cristais sólidos, deixando para trás as impurezas da solução e pode ser extraído para uso futuro.
A pureza do precipitado cristalino pode ser aumentada passando esta substância através do processo repetidas vezes, removendo mais e mais impurezas e aumentando a concentração dos cristais do composto desejado.
Métodos de separação de misturas heterogêneas
Secagem
Este processo envolve a transferência de massa para remover água ou outro solvente de um sólido ou líquido, e representa um processo comum na indústria antes de armazenar produtos para transporte ou venda.
Ocorre principalmente com o uso de uma fonte de calor e um fluxo de ar ou movimento do sólido úmido para efetivamente separar o líquido do mesmo.
Existem vários métodos de secagem, entre os quais:
- Secagem por contato indireto, o que é feito, por exemplo, através de paredes quentes.
- Secagem direta, por ar e convecção.
- Secagem dielétrica, que usa radiofreqüência ou microondas.
- Liofilização, que faz com que o solvente seja sublimado de uma fase sólida congelada.
- Secagem supercrítica, que usa vapor superaquecido para ferver a água no meio.
A secagem não é realizada apenas pela aplicação de calor, uma vez que também pode ocorrer por passagens de ar quente ou, naturalmente, por transferência de massa.
Este último exemplo explica por que objetos úmidos secam ao sol sem ter que trazê-los à temperatura de ebulição da água.
Extração
A extração é um processo que consiste na separação de uma substância de uma dada fase a outra, podendo ser do tipo sólido-sólido ou líquido-líquido.
Baseia-se na propriedade de miscibilidade e / ou solubilidade relativa, fazendo uso de três substâncias que são feitas para interagir no processo: o soluto, o meio em que o soluto é encontrado (tipicamente água) e um solvente orgânico.
Para realizar o tipo mais comum de extração - ie, a extração líquido-líquido -, você tem uma solução aquosa que se deseja separar, para a qual é usado um solvente orgânico que retém o composto dissolvido na água e Ele captura, dissolvendo-o nessa nova substância e deixando a pobre água em soluto no final do processo.
No caso da extração sólido-sólido, isso geralmente é realizado com base na polaridade do analito, passando um solvente polar que captura o soluto mais polar e o remove do não polar, efetivamente separando a mistura.
Filtração
Representa um processo simples de separação de sólidos de líquidos ou gases. A filtração é um conjunto de operações mecânicas, físicas ou biológicas que adicionam um meio filtrante entre o sólido e o fluido.
Isso permite criar um espaço através do qual somente o fluido pode passar (que agora será chamado de filtragem), enquanto os sólidos ficarão presos no meio para serem usados ou descartados, de acordo com o que os analistas desejarem.
A filtragem é uma operação física e pode ser usada de várias maneiras: são usados filtros de superfície, que são telas sólidas que prendem partículas sólidas com ou sem a ajuda de papel de filtro; ou um filtro de profundidade, que é um leito de material granular que retém as partículas enquanto o líquido ou gás passa através dele.
A vantagem do filtro de superfície é que ele permite que os resíduos sólidos sejam coletados intactos, mas o filtro de profundidade é menos propenso a entupimentos devido à maior área de superfície onde os resíduos são capturados.
