Relatório processo de separação de misutras andrey e henrique correto

Relatório processo de separação de misutras andrey e henrique correto

CRICIÚMA, SETEMBRO DE 2010

Relatório apresentado ao Curso de Farmácia da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, solicitado na disciplina de Química Experimental, pelo Profo . Msc. Lucas Dominguini.

CRICIÚMA, AGOSTO DE 2010

1 INTRODUÇÃO4
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA5
2.1 Processos de Separação5
2.1.1 Decantação5
2.1.2 Filtração5
2.2Misturas.............................................................................................................................6
2.2.1 Misturas Homogêneas6
2.2.2 Misturas Heterogêneas6
3 OBJETIVO GERAL7
3.1 Objetivos Específicos7
4 MATERIAIS E MÉTODOS8
4.1 Materiais e equipamentos8
4.2 Métodos8
5APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS .......................................................................... .10
5.1 Identificações de misturas10
5.2 Decantação Sólido-Líquido10
5.3 Filtração1
5.4 Comparação entre os métodos de separação1
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS102

1 INTRODUÇÃO

A maioria das substancias produzidas por reações químicas ou extraídas da natureza se encontram em algum tipo de mistura. Seja em solução homogênea ou heterogênea. Nesse contexto, o grande desafio da indústria ,seja ela química alimentícia e farmacêutica,é encontrar meio de identificar e separar as substancia a fim de obter o produto desejado.

Neste trabalho, está descrito o procedimento experimental de caracterização e identificação de misturas homogêneas e heterogêneas quanto ao numero de fases e de componentes. Também descreve os procedimentos experimentais de separação por decantação, filtração comum e filtração a vácuo. Uma breve revisão bibliográfica destaca os principais conceitos utilizados nas técnicas expostas.

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 PROCESSOS DE SEPARAÇÃO

2.1.1 Decantação

A decantação, conforme DOMINGUINI (2010) é um dos processos de separação mais simples. Utilizada para a separação de misturas heterogêneas, sejam misturas heterogêneas sólido-líquido ou misturas heterogêneas líquido-líquido. No caso da decantação de um sólido em um líquido, utilizada no procedimento experimental descrito neste trabalho, o sólido sedimenta no fundo do béquer. Após todo o sólido se depositar no fundo, inclina-se o Becker para remover o líquido sobrenadante. O procedimento experimental é realizado de forma simples que a decantação utilizada na indústria, porém respeita o mesmo princípio.

O processo nada mais é que a deposição dos sólidos por diferença de densidade e pela ação da gravidade. Em outras palavras, o sólido, por ser mais pesado, se assenta no fundo do reservatório. Podem-se utilizar técnicas para acelerar a decantação, tais como: centrifugação e ultra-centrifugação.

óleo) e líquido-gás (vapor e ar)gravidade. Este processo pode ser acelerado por

Utilizada em misturas como sólido-líquido , sólido-gás , líquido-líquido (água e centrifugação ou ultra-centrifugação.

Outra maneira de separar líquidos de sólidos em escala experimental é a filtração. A filtração consiste na separação de um sistema bifásico (sólido-líquidos), fazendo passar a fase líquida (filtrado) através de um meio que retém a fase sólida (precipitado). (DOMINGUINI, 2010).

A filtração é uma operação que, em escala experimental ou industrial, pratica-se com dois objetivos distintos: para isolar e aproveitar os sólidos em suspensão em um líquido ou para obterem filtrados límpidos e altamente clarificados.

Em escala experimental, objeto de nosso estudo, antes de proceder com a filtração com papel filtro, o papel é dobrado ao meio duas vezes, segundo recomendação da técnica.

Para uma filtração eficiente, o papel deve se ajustar ao funil de modo que não fique um colchão de ar entre o papel e o funil. Para esse ajuste, usa-se água destilada.

encaixa no filtro de maneira que não ocorram vazamentos

A filtração por sucção, a chamada filtração a pressão reduzida, é utilizada quando se quer acelerar o processo de separação. Nesta variante da filtração, por ser feito a uma pressão reduzida, utiliza-se o funil de Büchner. Nesta filtração, o papel não requer dobras e se

Abaixo seguem descritas as principais variantes do processo de filtração (DOMINGUINI, 2010):

Filtração simples: é realizada em um funil comum, geralmente de vidro, no qual é colocada uma folha de papel de filtro corretamente dobrada. Quando se quer aproveitar o sólido retido usa-se papel filtro liso e quando o objetivo é obter um líquido limpo utiliza-se um papel filtro com pregas. O papel com pregas nos proporciona uma maior superfície de filtração e, portanto temos a velocidade de filtração aumentada.

Filtração a vácuo é um processo bastante utilizado nos laboratórios, pois torna esta operação muito mais rápida uma vez que cria uma maior diferença de pressão nos dois lados do filtro. A técnica consiste em adaptar o filtro a um recipiente apropriado, onde se possa fazer certo vácuo por intermédio de uma bomba de vácuo ou sucção.

2.2 MISTURAS

2.2.1 Mistura homogênea

Mistura homogênea é uma mistura onde as substancias componentes (compostos constituintes da mistura) não podem ser identificadas.As substâncias,ao sofrerem dissolução, produzem apenas uma fase (porção com aspecto uniformemente visível )

2.2.2 Mistura heterogênea

Uma mistura é chamada de quando a união de dois ou mais componentes apresenta duas ou mais fases.Um dos motivos para as substâncias não se misturarem e formarem a mistura heterogênea,é a polaridade das moléculas.Polaridade é um fenômeno eletrônico que ocorre devido a diferença de eletronegatividade das ligações químicas dos compostos.

3 OBJETIVO GERAL

Aplicar as técnicas de separação adequadas para cada tipo de mistura, após a classificação adequada.

3.1 Objetivos Específicos

• Identificar e classificar as misturas em homogênea e heterogênea. • Realizar o processo de decantação de uma mistura sólido-líquido

• Realizar o processo de filtração comum e sob vácuo em uma mistura sólido-líquido.

4 MATERIAIS E MÉTODOS

No desenvolvimento deste procedimento experimental, foram usados os métodos, materiais e equipamentos descritos abaixo.

4.1 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

• Espátula. • Béquer.

• Tubos de ensaio.

• Suporte para tubos de ensaio.

• Pipeta.

• Bastão de vidro.

• Carbonato de cálcio (CaCO3). • Cloreto de sódio (NaCl)

• Etanol (CH3CH2OH) • Água.

• Gelo.

• BaCl2 • Na2CO

4.2 MÉTODOS

A primeira parte do experimento foi efetuar o processo de identificação de misturas homogêneas heterogêneas, onde o primeiro passo foi preparar as misturas conforme tabela proposta por DOMINGINI (2010) e mostrada nos resultados, e deixá-las repousando por cinco minutos. Feito isso, foi analisado cada mistura, determinando assim o seu número de fases e componentes. Na segunda parte do experimento, foi realizada uma decantação sólido-líquido, onde colocou se 20 ml de BaCl2 com 20 mL de Na2CO.Realizada a mistura, deixou-se a amostra em repouso para que o sólido formado na reação precipitasse por decantação.

A parte final do experimento tratava-se de uma filtração onde em um béquer de 100 ml foi colocado 20 ml de solução de cloreto de bário com 20 ml de solução de carbonato de sódio.

Para o processo de filtração a vácuo, foi colocado o papel filtro úmido sobre o funil, e adaptado o Büchner num kitassato. A saída lateral do kitassato foi ligada a uma bomba a vácuo por meio de uma mangueira de borracha. Ao ligar a bomba, o processo foi iniciado.

5 APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS

5.1 Identificação de misturas

Tabela 1 – Resultado das observações visuais dos sistemas (misturas). SISTEMA COMPONENTES FASES COMPONENTE CLASSIFICAÇÃO

Tubo 01 3 mL de água + 1 mL de álcool 1 2 Homogênea

Tubo 02 3 mL de água + 1 g de NaCl 2 2 Heterogênea Tubo 03 3 mL de água + 5 g de NaCl 2 2 Heterogênea

Tubo 04 3 mL de água + 5 g de

CaCO3 2 2 Heterogênea

Béquer 20 mL de água + 10 mL de álcool + 01 gelo + 5 g de

NaCl + 10 g de CaCO3 2 4 Heterogênea

A tabela 1 mostra os resultados das observações visuais realizadas nas amostras preparadas segundo a proposta da disciplina. Note que o número mínimo de componentes para haver uma mistura é dois. Apenas a primeira amostra (Tubo 01) apresentou uma mistura homogênea.

5.2 Decantação Sólido-Líquido

O processo de decantação foi observado após a mistura de dois reagentes ( BaCl2 (aq) + Na2CO3(aq)) e a posterior formação de precipitado. Abaixo segue a reação ocorrida:

Produtos: cloreto de sódio (solução aquosa) + carbonato de bário (precipitado)

Então, como esperado, ocorreu a precipitação do Carbonato de Bário (BaCO3) no fundo do Becker.

5.3 Filtração

As filtrações simples e sob pressão reduzida foram conduzidas com o propósito de separar o precipitado formado na reação anterior.

Desta forma, notou-se que fica retido no papel filtro o carbonato de bário, pois formou um precipitado. A solução que atravessa o filtro é a solução de Cloreto de Sódio.

A diferença observada neste experimento (sem controle rigoroso) para as filtrações simples e a vácuo foi simplesmente a velocidade de operação.

5.4 Comparação entre os métodos de separação

Embora um experimento ideal para se obter os parâmetros reais para as operações de separação precise ser mais detalhado quanto as variáveis observadas, e quantidades de matéria e energia envolvidas,neste experimento rudimentar pudemos observar algumas particularidades de cada método de separação que por si só os caracterizam. A tabela 2, mostra os processos utilizados neste experimento e os tipos de mistura a que se aplicam.

Tabela 2 – Processos utilizados quanto ao tipo de mistura.

Processo Utilizado / Tipo

Mistura

Sólido + Líquido

Líquido + Líquido

Sólido + Sólido

Filtração Simples Sim Não Não

Filtração a Pressão Reduzida Sim Não Não

Decantação Sim Sim Não Fonte: Elaboração dos autores

Pela tabela 2, podemos observar que para a mistura sólido-líquido, que foi desenvolvida neste experimento, todos os três métodos são aplicáveis para separar as fases.

Assim,cabe aos responsáveis pelo projeto,seja ele em grande ou pequena escala,selecionar o método mais adequado a suas necessidades.Enquanto a decantação é um processo lento e requer um tempo que talvez não seja disponível,a filtração com pressão reduzida é um processo mais veloz do ponto de vista da produtividade,porém com um custo de energia.

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os procedimentos experimentais não foram conduzidos rigorosamente em se tratando de precisão de medidas, temperatura, entre outras propriedades importantes no dimensionamento das técnicas. O objetivo da aplicação das técnicas foi obter um contato inicial com as operações clássicas de separação de sólidos de líquidos.

Ainda em relação a afirmação acima, pode-se notar a importância de consultar as tabelas de solubilidade e as curvas de equilíbrio de cada composto,dados de entalpia,balanços de massa e energia e outras situações.Apenas realizando o dimensionamento adequado da operação se pode obter o máximo de produtividade em relação a energia requerida no processo.

Entretanto este experimento foi de grande valor educacional visto que pôs os acadêmicos em contato com uma operação industrial de grande interesse da indústria químico-farmacêutica.

13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. A composição da matéria. In:Química geral.

DOMINGUINI. L. Aula 06 – Processos de Separação de Misturas. Apostila de Aulas Práticas. Laboratório de Química Farmácia/UNESC. Criciúma, Agosto, 2010.

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