I - INTRODUÇÃO 3II - DESENVOLVIMENTO 3 2.1 Experimento montado de destilação simples 3

2.1.1 Destilação simples 32.1.2 Materiais utilizados 32.1.3 Processo de destilação simples 42.1.4 Técnicas utilizadas na destilação simples

42.1.5 Conhecimentos químicos absolvidos 4

2.2 Experimento montado de destilação fracionada 52.2.1 Destilação fracionada 52.2.2 Materiais utilizados 52.2.3 Processo de destilação fracionada 52.2.4 Técnicas utilizadas na destilação

fracionada 62.2.5 Conhecimentos químicos absolvidos 6

2.3 Experimento realizado 72.3.1 Distinção de material e substância 72.3.2 Experimento com tubo nº 5 e 6 72.3.3 Descrição do processo do experimento 72.3.4 Processo de cálculo de massa (g) de PbI2

retido em filtro 82.4 Pesquisa bibliográfica 9

2.4.1 Principais técnicas de separação utilizadasem laboratórios quimicos 9III - CONCLUSÃO 14IV – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 15

3

I. INTRODUÇÃO:

Este relatório tem como objetivo relatar os2 (dois)

experimentos realizados em laboratório, no dia 05 de

setembro de 2013. E, a pesquisa bibliográfica sobre as

principais técnicas de separação utilizadas em laboratório

químicos.

Assunto: Materiais e Substâncias: Critérios de pureza,

fracionamento de materiais.

Objetivo: Descrever os experimentos realizado em

laboratório (05 Setembro 2013), apresentando e explicando

as reações químicas que ocorreram. Realizar também,

pesquisa bibliográfica sobre as principais técnicas de

separação utilizadas em laboratórios químicos.

II. DESENVOLVIMENTO:

II.1 Experimento montado de destilação simples

2.1.1 Destilação simples

Foi realizado um processo de destilação simples com os

seguintes materiais: sulfato de cobre (CuSO4) + água

4

(H2O). O sulfato de cobre é um sal, solúvel na água. A

mistura dessa experiência é homogênea, ou seja, uma só

fase. Para separar essas substâncias compostas, após

misturadas, foi ulizadoo ponto de ebulição da água, poiso

estado natural dela, em temperatura ambiente é liquida, já

para o sal é no estado sólido. Assim, justifica-se a opção

de escolher a destilação simples, pois a agua entra em

ebulição a 100ºC e o sal fica depositado no balão de

destilação.

2.1.2 Materiais utilizados

a. Balão de destilação

b. Bastão de vidro

c. Condensador

d. Termômetro

e. Aquecedor elétrico

2.1.3 Processo de destilação simples:

a. A mistura ( CuSO4 + H2O) é colocada no balão de

destilação.

b. A mistura é aquecida até encontrar a temperature

de 100ºC que é o ponto de ebulição da água.

c. O vapor d’agua sobe pela coluna de condensação e

registra a temperature no termômetro.

d. O vapor entra no condensador que é um tubo de

vidro que em toda sua volta tem água a

temperatura ambiente, que permite o vapor

5

retornar ao estado liquido e finalmente ser

depositado separadamente em um béquer.

e. O material sólido ( sal) permanece no balão de

destilação.

f. O material por fim é separado.

2.1.4 Técnicas utilizadas na destilação simples

a. Identificar a fase da mistura ( homogênea ou

heterogênea)

b. Conhecer o estado físico dos materiais em

temperatura ambiente.

c. Identificar o material de maior quantidade.

d. Conhecer as propriedades dos materiais ( ponto de

ebulição)

2.1.5 Conhecimentos químicos absolvidos

a. A água, apesar do seu ponto de ebulição ser 100ºC

em qualquer temperatura sai do estado liquido

para gasoso. Exemplo: roupa molhada em processo

de secagem.

b. As ligações químicas do hidrogênio (H) e oxigênio

(O) são ligações super fortes. Ohidrogênio possui

um unico elétron, ou seja, ele necessita de outro

eletron para se estabilizar. O oxigênio é um

elemento muito eletronegativo e contribui para

essa ligação, que são chamadas ligação de

6

hidrogênio que tem características tão fortes,

que já foram chamadas de pontes de hidrogênio.

c. Quando a mistura ( sal + agua) é aquecida, o sal

permanece pois o estado natural dele é sólido. Já

a água ficará agitada com a energia térmica

recebida. Observamos que as moleculas de agua

vaporizam e iniciam o processo de destilação

simples, separando totalmente do sal.

2.2 Experimento montado de destilação fracionada

2.2.1 Destilação Fracionada

Foi realizado um processo de destilação fracionada com

vinho tinto (vermelho) que tem sua composição de água,

álcool, açúcar, extrato de uva e outros. O objetivo é

separar a água (H2O) do álcool(CH3CH2OH) ou vice versa. O

vinho é uma mistura homogênea, apresenta uma única fase.

Para atingir o objetivo de separar a água do álcool foi

utilizado o ponto de ebulição dessas duas substâncias

compostas, o álcool a 78ºC e a água a 100ºC. Utilizou a

forma de destilação fracionada, pois somente ela consegue

separar duas substâncias no estado liquido misturadas pelo

diferentes pontos de ebulição das substancias.

2.2.2 Materiais utilizados

a. Balão de destilação

b. Bastão de vidro

c. Condensador

7

d. Termômetro

e. Coluna de fracionamento

f. Aquecedor elétrico

2.2.3 Processo de destilação fracionada

a. O vinho é colocado no balão de destilação.

b. A mistura é aquecida até encontrar o ponto de

ebulição mais próximo para iniciar o processo.

Nesse caso, foi o ponto de ebulição do

álcool( 78ºC)

c. Moléculas de álcool entram em ebulição a 78ºC e

começam a ebulição, subir pelo condensador, este

que contribui na separação da água que está

presente no álcool pelo motive da ligação de

hidrogênio (ligação super forte). Esta ligação

atrai moléculas de água e o condensador contribui

para o retorno dessas moléculas de água.

d. O álcool sobe todo o condensador, registra a

temperatura e entra na coluna de fracionamento.

e. A coluna de fracionamento abaixa a temperatura do

álcool voltando este para o estado liquido.

f. O álcool em estado liquido é depositado em um

béquer no final desse processo.

g. Após ebulir todo o álcool a temperatura aumenta

constantemente até encontrar o ponto de ebulição

da água ( 100ºC)

h. E o mesmo processo se repete até que sobre no

balão de destilação materiais no estado sólido,

8

enfim, o objetivo foi concluido, separou o alcool

da água.

i. No intervalo de 78ºC e 100ºC poderia ter

substituido os bequeres para separar a água do

alcool, para finalmente chegar no objetivo do

experimento.

2.2.4 Técnicas utilizadas na destilação fracionada

a. Identificar a fase da mistura ( homogênea ou

heterogênea)

b. Conhecer o estado físico dos materiais em

temperatura ambiente.

c. Identificar os materiais de maior quantidade.

d. Conhecer as propriedades dos materiais ( ponto de

ebulição)

2.2.5 Conhecimentos químicos absolvidos

a. A água, apesar do seu ponto de ebulição ser 100ºC

em qualquer temperatura sai do estado liquido

para gasoso. Exemplo: roupa molhada em processo

de secagem. Ou seja, as ligações de hidrogênio da

água, misturadas ao álcool mesmo na temperatura

de 78ºC, moléculas de água vão literalmente

“penduradas” nas moléculas de vapor de álcool que

estão sendo ebulidas. Pois são atraídas pelo

motivo, pois o H é altamente eletropositivo e o O

é altamente eletronegativo, e no álcool possui

OH- que atrai as moléculas da água.

9

b. Apesar desse ocorrido citado acima, a coluna de

condensação ela diminui a quantidade de moléculas

que vão “penduradas” nas moléculas de água, por

motivo de existir pequenos caminhos, (labirintos)

aquecidos a 78ºC que quando as moléculasencostam-

se a esses caminhos de vidro, o alcool continua

ebulindo e moléculas de água retornam escorrendo

por esta coluna.

c. Esse processo não separa toda a água presente nas

moléculas de álcool. O tamanho da coluna de

condensação influencia na eficiência final da

destilação. Nesse experimento a coluna aparentava

ter aproximadamente 60cm, quanto maior a coluna

maior a eficiência da separação desses materiais.

d. O álcool volta a seu estado liquido quando entra

na coluna de fracionamento que possui um

dispositivo com água a temperatura ambiente que

faz com que a temperatura das moléculas de álcool

de 78ºC para aproximadamente 25ºC.

2.3 Experimentos realizados

2.3.1 Distinção de material e substância.

Foi realizada a distinção de material e substâncias dos

tubos de ensaios separados e colocados na bancada do

laboratório. Concluímos o seguinte:

Tubo nº 1 – Enxofre ( S8): substância simples 1 fase.

Tubo nº 2 – Vinho ( CH3CH2OH + H2O): substância simples 1 10

fase.

Tubo nº 3 – Álcool ( CH3CH2OH): substância composta 1 fase.

Tubo nº 4 – Iodeto de chumbo ( PbI2 +H2O): mistura

heterogênea 2 fases.

Tubo nº 5 – Iodeto de potássio ( KI + H2O): mistura

homogênea 1 fase.

Tubo nº 6 – Nitrato de chumbo ( Pb(NO3)2 + H2O): mistura

homogênea 1 fase.

Tubo nº 7 – Substância desconhecida.

Tubo nº 8 – Substância desconhecida.

2.3.2 Experimento com Tubo nº 5 e nº 6 ( Iodeto de

potássio e nitrato de chumbo)

Foi executado a mistura do tubo nº 5 e 6 cujo seu

resultado foi uma substância heterogênea

amarelada.

2.3.3 Descrição do processo do experimento

a. Pegar o tubo de ensaio nº 5 e despejar em um

béquer de 100ml.

b. Pegar o tubo de ensaio nº 6 e despejar no

mesmo béquer.

c. Resultado iodeto de potássio + nitrato de

chumbo. Essa mistura ficou amarelada por

características do chumbo.

OBS: Duas substâncias homogêneas, transparentes,

após a mistura o resultado foi uma substância

heterogênea e amarelada.

11

d. Separação do resultante que foi uma mistura

heterogênea.

OBS: Sempre que for separar algum tipo de mistura

faz necessário conhecer as propriedades físicas e

químicas de seus componentes, tais como a

quantidade de fases. Nesse caso, notamos que a

mistura é heterogênea. ( duas fases). O iodeto de

chumbo quando precipitado não é soluvel em água.

Nesse caso, optamos para o processo de filtração

desse material.

e. Foi realizado o processo de filtração, pegamos

um funil e um filtro, bem semelhante a um de

café, dobramos e colocamos o filtro no funil.

Colocamos o funil apoiado e um bequer para

receber o material liquid que passa pelo

filtro.

f. O iodeto de chumbo ficou retido no filtro.

OBS: o iodeto de chumbo que ficou retido no

filtro com certeza se encontra úmido, ou seja,

moléculas de KNO3 ficaram no filtro. Faz necessário

lavar literalmente o filtro para que essas

moléculas saia totalmente do filtro. Foi

recomendado pelo professor lavar 3 vezes, visto que

a agua não influenciará em nada pois tem

característica de solvente universal e transpõe o

filtro com facilidade.

12

g. O professor questionou e explicou a forma de

se calcular à massa (g) da amostra que ficou

retido no filtro.

h. Resultado da mistura:

Pb(NO3)2 + 2KI PbI2 + 2KNO3

2.3.4 Processo de cálculo da massa (g) de PbI2 retido

em filtro

- Na formula da reação química acima possui os

coeficientes estequiométricos que independente da

unidade de medida a proporção sempre é a mesma, seja

kilo, tonelada, litros, mililitro etc.

- Verifica o volume (ml) dos tubos de ensaios 5 e

6, respectivamente Nitrato de chumbo e iodeto de

potássio na reação química acima. Ou seja, a proporção

de moléculas de Pb(NO3)2 é a mesma proporção de

moléculas de PbI2.

- Calculamos o numero de mols pela formula: nº de

mols = massa molar da amostra dividido pela massa da

amostra do reagent de mesma proporção que queremos, no

caso Pb(NO3)2, assim temos o numero de mols da formula

do Pb(NO3)2 e PbI2.

- Com essa informação conseguimos achar a massa

(g) do PbI2, pois conseguimos a informação do numero

de mols do reagent de mesma proporção ( Pb(NO3)2.

Utilizando a mesma forma: nºmols=Massa molar de PbI2

13

dividido por uma variável que é a informação que

queremos.

- Por fim, há necessidade de saber a eficiência

da massa da amostra. Utilizando apenas o processo de

secagem do filtro até que ele obtenha o mesmo peso diversas

vezes, a diferença dos pesos inicial do filtro até começar

a se repetir é a PbI2 que permaneceu no filtro, isso é a

eficiência da informação de massa (g) daquela amostra de

PbI2.

2.4 Pesquisa bibliográfica

2.4.1 Principais técnicas de separação utilizadas em

laboratórios químicos

Peneiração

Na peneiração separam-se grãos menores de maiores com

o auxílio de uma peneira (conhecido também como tamis). Os

grãos maiores ficam retidos na peneira e os menores passam

pela malha.

Ex. areia fina da areia grossa

Levigação

Levigação é um método de separação de sistemas

heterogêneos de sólidos. Quando uma mistura se forma por

substâncias sólidas de densidades diferentes, pode-se

utilizar uma corrente de água para separá-las. É o caso do

ouro, que nos garimpos normalmente é encontrado junto a uma

porção de terra ou areia.Usa-se uma rampa de madeira ou uma

14

bacia em que se passa uma corrente de água que serve para

separar essas substâncias.

Ex: ouro com terra ou areia, e a água e o sal.

Centrifugação

Através da centrifugação se busca aumentar a

solubilidade de decantação com um aparelho chamada

centrífugaou centrifugador (que faz com que o sistema contido

no tubo decante seja mais rápido). Esta máquina pode ser

usada, por exemplo, na separação de glóbulos vermelhos do

plasma sanguíneo ou para separar a nata do leite. Então a

separação fica muito densa. Assim a substância fica retida

na parede onde após é extraída e serve para separar

materiais de densidades diferentes.

Decantação

A decantação é um processo de separação que permite

separar sistemas heterogêneos. É utilizada principalmente

em diversos sistemas bifásicos como sólido-água (areia e

água), sólido-gás (poeira-gás), líquido-líquido (água e

óleo) e líquido-gás (vapor d’água e ar). Exemplo: temos uma

mistura A e ao esperar um tempo vimos que a parte mais

densa se sedimentou, ou seja, se depositou no fundo do

recipiente, separando-se da fase líquida, que pode, então,

ser transferida.

Dissolução fracionada

Dissolução fracionada é uma técnica ou método de

processo de separação para separar sistemas heterogêneos de

15

dois ou mais sólidos, quando apenas um dos componentes se

dissolve em um dado solvente. Pois, assim, o líquido

dissolve esse componente e, por filtração, separa-se o

outro componente; como exemplo, água com areia e sal.

Evaporação

A evaporação é um fenômeno no quais átomos ou

moléculas no estado líquido (ou sólido, se a substância

sublima) ganham energia suficiente para passar ao estado

vapor.

O movimento térmico de uma molécula de líquido deve ser

suficiente para vencer a tensão superficial e evaporar,

isto é, sua energia cinética deve exceder o trabalho de

coesão aplicado pela tensão superficial à superfície do

líquido. Por isso, a evaporação acontece mais rapidamente a

altas temperaturas, a altas vazões entre as fases líquida e

vapor e em líquidos com baixas tensões superficiais (isto

é, com pressões de vapor mais elevado).

Exemplos: suor ou transpiração e sal de onde é extraído das

salinas, por meio de evaporação

Destilação simples

Para separar a mistura de água e sal e recuperar

também a água, emprega-se a destilação simples. A mistura é

aquecida e a água entra em ebulição, mas o sal ainda não. O

vapor de água passa pelo interior de um condensador, que é

resfriado por água corrente. Com esse resfriamento, o vapor

condensa-se. A água liquida, isenta de sal, é recolhida no

16

recipiente da direita e, ao final, restará sal sólido no

frasco da esquerda.

O líquido purificado que é recolhido no processo de

destilação, recebe o nome de destilado.

Ex: água e sal.

Destilação fracionada

Os sistemas homogêneos formados por dois ou mais

líquidos oferecem uma razoável dificuldade para sua

separação. A técnica da destilação fracionada pode ser

usada com sucesso para separar algumas misturas desse tipo.

É uma técnica complexa e sobre ela vamos apresentar apenas

uma breve noção.

A destilação fracionada é um aprimoramento da

destilação simples, na qual uma coluna de vidro cheia de

obstáculos é colocada entre o condensador e o balão na qual

a mistura é aquecida.

Os obstáculos permitem que o componente de menor ponto de

ebulição chegue mais rapidamente ao condensador e destile

primeiro. Assim que ele destilar totalmente, destilará o

próximo componente líquido da mistura, que é recolhido em

outro frasco.

Catação

A catação é um tipo de separação manual de sistemas do

tipo "sólido-sólido". As substâncias são separadas

manualmente e pode utilizar uma pinça, colher, ou outro

objeto auxiliador para a separação. É utilizada na

separação de grãos bons de feijão dos carunchos e

pedrinhas. Também é utilizada na separação dos diferentes

17

tipos de materiais que compõem o lixo como vidro, metais,

borracha, papel, plásticos que para serem destinados a

diferentes usinas de reciclagem.

Flotação

A flotação consta em separar sistemas heterogêneos

sólidas com densidades diferentes através de uma densidade

intermediária, nesse caso o mais comum e mais utilizado, é

a água. A flotação é um método de separação de misturas.

Trata-se de uma técnica de separação muito usada na

indústria de minerais, na remoção de tinta de papel e no

tratamento de esgoto, entre outras utilizações. A técnica

utiliza diferenças nas propriedades superficiais de

partículas diferentes para as separar. As partículas a

serem flotadas são tornadas hidrofóbicas pela adição dos

produtos químicos apropriados. Então, fazem-se passar

bolhas de ar através da mistura e as partículas que se

pretende recolher ligam-se ao ar e deslocam-se para a

superfície, onde se acumulam sob a forma de espuma.

Resumindo, a flotação é um processo de separação de sólido-

líquido, que anexa o sólido à superfície de bolhas de gás

fazendo com que ele se separe do líquido do sólido.

Ventilação

Ventilação é um processo de separação de substâncias

sólidas heterogêneas através de vento. O sólido menos denso

é separado por uma corrente de ar. Também conhecido como

tamisação, este método é também usado na separação de

sistemas sólido-sólido, onde um dos dois componentes

18

apresente granulometria que permita que o mesmo fique preso

nas malhas de uma peneira.

Fusão fracionada

Fusão fracionada é a técnica de separação de sistemas

se baseia nos diferentes pontos de fusão das matérias.

Ou seja, o sistema é aquecido até que um de seus

componentes passe para o estado líquido, podendo assim ser

separado do resto da mistura. Esse procedimento é repetido

várias vezes, até que todas as substâncias da mistura

estejam separadas.

As ligas metálicas são formadas pela mistura de vários

elementos. Como cada elemento tem um ponto de fusão

diferente, quando a liga é aquecida cada um irá derreter e

se separar em um momento diferente.

Sublimação

A sublimação é a mudança do estado sólido para o

estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. O ponto de

sublimação, assim como o ponto de ebulição e o ponto de

fusão, é definido como o ponto no qual a pressão de vapor

do sólido se iguala a pressão aplicada[1].

Também é chamado de ressublimação a passagem do estado

gasoso para o sólido se considerar que a sublimação seja

apenas a passagem do estado sólido para o gasoso. Mas

muitos químicos consideram que sublimação é o nome de ambos

os processos e desconsideram o substantivo ressublimação.

Em certos livros também se fala de deposição já que as

moléculas do gás se depositam espontaneamente para a

19

formação do sólido.A naftalina, assim como o iodo são bons

exemplos de substâncias sublimáveis.

Separação magnética

Separação magnética é um método de separação

específico dos sistemas com um componente ferromagnético

como o cobalto, o níquel e, principalmente, o ferro. Campos

magnéticos são aplicados à mistura para reter as suas

partículas ou para desviar a sua queda. É chamado também de

imantação.É utilizado, por exemplo, para separar do lixo

objetos de metal que serão reciclados. Outro exemplo:

supondo que temos um recipiente com pó de ferro e sal

misturados, é óbvio que não vamos separá-los manualmente,

usamos o processo de atração magnética; passando um imã por

cima do recipiente, só virá o sólido atraído por imã (pó de

ferro) e ficará o outro (sal).

Separação por solução e filtragem

Para separar um sistema sólido, pode recorrer-se a um

solvente selectivo e, portanto, à separação por solução. Às

vezes é possível encontrar um bom solvente para um dos

componentes da mistura que, no entanto, não dissolve o

outro ou os outros componentes, obtendo-se uma suspensão.

Quando uma suspensão passa através de um papel de filtro,

as suas partículas ficam retidas se o diâmetro da malha que

forma o papel for suficientemente pequeno.

No caso das partículas sólidas serem muito pequenas pode

recorrer-se a um filtro de porcelana porosa. O mais correto

20

é o filtro de papel, que se dobra em quatro partes,

formando-se um cone que se adapta à forma do funil. Existem

também filtro de areia, argila e carvão.

Sifonação:

Sifonação é um processo de transporte de um líquido de um

nível alto para outro mais baixo. Ocorre através de um

sifão, e a substância menos densa é passada para outro

recipiente. Só é possível se o sifão estiver completamente

preenchido pelo líquido. É muito utilizado para esvaziar

aquários e piscina, e também para transferir combustível de

um recipiente a outro.

Exemplo: água + óleo; mistura os dois em um mesmo

recipiente, e com a ajuda de um sifão retira-se apenas o

óleo.

III - CONCLUSÃO

Com os resultados na aula de laboratório de química

geral, expandimos nossos conhecimentos, e aprimoramos

vários conceitos completos a respeito das reações químicas

e métodos de separações, que como já foi explicado

anteriormente é uma transformação da matéria na qual

ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma

ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais

produtos, isso para reações químicas. Já as misturas podem

ser separadas por diferentes métodos de separação de

misturas. Ao se escolher o método de separação, deve-se

21

considerar o estado físico dos constituintes da mistura o

numero de fase da mistura e as propriedades das substancias

que compõem a mistura. O ser humano separa em seus

constituintes as misturas existentes na natureza e prepara

outras com as características necessárias para seus

produtos, por meio de transformações. Para separar misturas

homogêneas podemos usar os métodos da Destilação simples

(sólido-líquido), Destilação fracionada (líquido-líquido),

Quando pelo menos uma das fases não é sólida podemos

utilizar a Sedimentação, Decantação, Funil de decantação

(líquido-líquido), Filtração, Centrifugação, Câmara de

poeira, Sublimação. Na mistura não há reação química, por

isso, podemos separar o sistema utilizando um processo

físico.

Então além dos processos de reações e separação química e

de misturas podemos observar ainda os cálculos matemáticos

necessários para que se de veracidade aos experimentos

químicos, obtendo assim um modelo matemático onde a partir

daquele experimento pode-se modelar algo genérico a ser

aplicado em outras ocasiões onde se espera mesmas

transformações só que em quantidades diferentes, sendo

assim a química geral mostra que obstáculos são fáceis de

ser transcendidos desde que busque utilizar da química para

fazer se analises correta e testes fazendo assim uma melhor

conclusão sobre o produto estudado. E estes produtos são

variáveis desde aplicações em engenharia civil até

aplicações no campo abrangendo assim um grande leque em

toda sociedade.

22

IV - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

FELTRE, R. Química: Química Geral. Vol1. 6 ed. São Paulo:

Moderna, 2004 Pg. 31 à 36.

NÓBREGA, O. S., et all. Química. Volume único. 1 ed. São

Paulo: Ática, 2005.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Separa

%C3%A7%C3%A3o_de_misturas

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABR_IAD/relatorio-

destilacao-simples-andrey-henrique-correto?part=2

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