Vídeo Aula #157: Separação de Misturas (Parte 2)

Vídeo Aula #155: Misturas - Homogêneas e Heterogêneas

Misturas Homogêneas e Heterogêneas

Mistura é um material que reúne duas ou mais substâncias, sem que ocorram alterações nelas, mantendo-se portanto, as características e propriedades das substâncias envolvidas.

As misturas podem ser divididas em:
Mistura homogênea – é aquela que apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte da sua extensão, apresenta apenas uma fase, é portanto, monofásica.
Exemplo: água + álcool;
Mistura heterogênea – é aquela que não apresenta as mesmas propriedades em todas as partes de sua extensão. Apresentam duas ou mais fases, podendo ser: bifásica, trifásica ou polifásica.
Exemplo: água + óleo, bifásica;


Misturas homogêneas 

Evaporação: separa líquido do sólido. Quando exposta ao ar e sob temperatura ambiente, a parte líquida da mistura evapora-se, enquanto a parte sólida fica depositada. Destilação: também separa líquido do sólido. A mistura é aquecida em um balão A até a ebulição, o componente líquido desprende-se do sistema na forma de vapor, este passando pelas paredes frias do condensador volta ao estado líquido e vai gotejar em um balão B. Assim a parte sólida fica retida no balão A enquanto a líquida vai para o B.
Destilação fracionada: vários líquidos cujos pontos de ebulição sejam diferentes. O aparelho é o mesmo da destilação simples, contendo apenas um termômetro a mais. A mistura é aquecida e os líquidos vão destilando na ordem crescente de seus pontos de ebulição.
Solidificação fracionada: baseia-se no ponto de solidificação das substâncias, quando as duas estão dissolvidas num mesmo líquido.
Fusão fracionada: usada para separar substâncias contidas numa mistura sólida, baseia-se no de que o ponto de fusão é uma temperatura característica de cada sólido.
Sublimação: aplica-se a substâncias que passam diretamente do estado sólido para o estado de vapor. Recolhe-se os seus vapores e depois os mesmos são sublimados, separando-se do restante da mistura.
Liquefação e vaporização fracionada: misturas constituídas por vários gases. Em aparelhagem especial a solução gasosa é continuamente resfriada e à medida que os pontos de liquefação dos componentes vão sendo atingidos os mesmos vão passando ao estado líquido. A seguir são submetidos à evaporação fracionada, separando-se dessa maneira os vários gases.

Misturas heterogêneas Catação: separar sólidos. Consiste em separar com uma pinça ou simplesmente com a mão, os fragmentos quando estes forem grandes e diferentes.
Ventilação: separar os sólidos. Consiste na separação de uma das fases submetendo a mistura a uma corrente de ar; só pode se usada quando uma das fases é muito leve em relação a outra, ou seja possuem densidades diferentes.
Levigação: separação de sólidos. A mistura é submetida a uma corrente líquida (água). Um dos componentes sendo muito mais leve que o outro é arrastado pela correnteza e o outro fica.
Flotação: substâncias sólidas de densidades diferentes. Coloca-se um líquido de densidade intermediária na mistura. Isso faz com que o líquido separe as substâncias: a de menor densidade fica na superfície do líquido e a de maior densidade abaixo.
Peneiração ou tamização: pode ser usado quando as fases do sistema se reduzem a grãos de diferentes tamanhos quando o sistema é triturado; por meio de uma série de peneiras cujas malhas são gradativamente menores pode-se separar os componentes.

Fonte: http://www.coladaweb.com/quimica/quimica-geral/misturas

Mistura de Soluções Sem Reações Químicas

Quando se misturam soluções sem reações com mesmo soluto ou com solutos diferentes, a massa e o volume permanecem os mesmos.

Em misturas de soluções sem a ocorrência de reação química, a massa dos solutos permanece inalterada

Quando se misturam duas soluções, sejam elas diferentes ou não, é necessário analisar primeiramente se ocorre reação ou não entre elas. Por exemplo, se misturarmos uma solução de água com açúcar (solução aquosa de sacarose) com uma solução de água com sal (salmoura), obteremos uma mistura de soluções sem reações químicas.

O mesmo ocorre se misturarmos duas soluções de cloreto de sódio (NaCl), com concentrações diferentes. Nesse caso também não ocorrerá reação. Podemos, então, definir esse exemplo como uma mistura de soluções de mesmo soluto, sem ocorrência de reação química, em que o primeiro exemplo é uma mistura de soluções de solutos diferentes, sem ocorrência de reação química.

Em ambos os casos, a constituição química dos componentes das soluções não mudará, no entanto, alguns aspectos quantitativos terão que ser recalculados.

Para entender como poderíamos determinar a concentração molar (Molaridade) e a concentração comum de uma mistura de soluções sem ocorrência de reação, vejamos a resolução dos dois casos citados:

1º) Mistura de soluções de mesmo soluto, sem ocorrência de reação química:

Imagine que misturamos duas soluções de cloreto de sódio, uma com a concentração de 2,0 g/L em 60,0 mL de solução e a outra com 2,5 g/L em 80 mL de volume de solução.

Visto que não ocorre reação nenhuma, tanto a massa quanto o volume são apenas a soma das massas e volumes iniciais:

m (solução) = m₁ (NaCl) + m₂ (NaCl)

m₁ (NaCl) = v . C                             m₂ (NaCl) = v . C
m₁ (NaCl) = 0,06L . 2,0g/L               m₂ (NaCl) = 0,08L . 2,5 g/L
m₁ (NaCl) =0,1 g                            m₂ (NaCl) =0,2 g

m (solução) = 0,1 g + 0,2 g
m (solução) =0,3 g

v (solução) = v₁ (NaCl) + v₂ (NaCl)
v (solução) = (60 + 80) mL
v (solução) =140 mL = 0,14 L

A concentração pode então ser obtida por meio desses dados:

C (solução) = m(solução)
                    v(solução)

C (solução) = 0,3  g
                    0,14L

C (solução) ≈ 2,14 g/L

2º) Mistura de soluções de solutos diferentes, sem ocorrência de reação química:

Tomemos por exemplo a mistura entre 500 mL de uma solução aquosa de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) que tinha inicialmente a concentração de 18,0 g/L, com 1 L da solução de água com sal (solução aquosa de cloreto de sódio – NaCl) com 100,0 g/L de concentração.

Depois da mistura, qual passou a ser a molaridade, a concentração comum, a massa e o volume da solução resultante da mistura?

Visto que não houve reação química, as massas de C₁₂H₂₂O₁₁ e NaCl permanecem inalteradas. E os valores das massas iniciais podem ser conseguidos por meio de regra de três simples usando as concentrações das reações.

             18,0 g ------ 1 L
m (C12H22O11) ----0,5L
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 9,0  g

m (NaCl)-----100,0 g

A massa também pode ser conseguida pela fórmula:

m = v . C
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 0,5 L . 18g/L
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 9,0 g

m (NaCl) = 1 L . 100,0 g/L
m (NaCl) = 100,0 g

Assim, a massa total da solução é a soma das duas massas:

m (solução) = m (C₁₂H₂₂O₁₁) + m (NaCl)
m (solução) = 109,0 g

O volume é simplesmente a soma dos volumes iniciais, assim temos:

v (solução final) = v (C₁₂H₂₂O₁₁) + v (NaCl)
v (solução final) = (0,5 + 1)L
v (solução final) = 1,5L

A concentração final é conseguida calculando-se separadamente as concentrações de cada um dos solutos. Visto que eles não reagem entre si e suas massas não mudam, podemos usar a seguinte fórmula da concentração:

C = m
      v

Cinicial = m_inicial                     Cfinal = m_final
             v_inicial                                  v_final

m_inicial = m_final

C (C₁₂H₂₂O₁₁) =?
C_inicial . v_inicial = C_final . v_final
18,0 g/L . 0,5 L = C_final .1,5 L
C (C₁₂H₂₂O₁₁) _final = 6,0 g/L

C (NaCl)=?
C_inicial . v_inicial = C_final . v_final
100,0 g/L . 1 L = Cfinal .1,5 L
C (NaCl)_final = 66,67 g/L

A relação feita para essa fórmula da concentração comum pode ser feita também para calcular a molaridade (M_i . v_i = M_f . v_f) e para a concentração em massa por massa (Título - T_i . v_i = T_f . v_f).

Vídeo Aula #1 : Elementos, Substâncias e Misturas