Trabalho - Apresentações

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Resumo de apresentações do professor Édio

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Trabalho - Apresentações

  1. 1. MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS <ul><ul><li>Escola de Educação Básica Francisco Mazzola </li></ul></ul><ul><ul><li>Professor Édio mazera </li></ul></ul><ul><ul><li>Química </li></ul></ul><ul><ul><li>2009 </li></ul></ul>
  2. 2. Equipes <ul><ul><li>Equipe 1 – Identificação de Substâncias </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 2 – Materiais e Substâncias </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 3 – Separação de Materiais </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 4 – Mét. de Separação: FILTRAÇÃO </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 5 – Mét. de Separação: DECANTAÇÃO </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 6 – Mét. de Separação: CENTRIFUGAÇÃO </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 7 – Mét. de Separação: EXTRAÇÃO POR SOLVENTES </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 8 – Mét. de Separação: DESTILAÇÃO </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 9 – Mét. de Separação: CROMATOGRAFIA </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 10 – Aparelhos utilizados para separar misturas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipe 11 – Outros métodos utilizados para separar misturas. </li></ul></ul>
  3. 3. Equipe 1 – Identificação de Substâncias <ul><li>Substâncias diferentes possuem propriedades físicas específicas diferentes. </li></ul><ul><li>Existem mais de trinta propriedades físicas especificas. </li></ul><ul><li>Densidade, TF, TE, Solubilidade, Atvidade ótptica, Indice de refração, etc. </li></ul>Propriedades Físicas Específicas
  4. 4. Propriedades Químicas (1) <ul><li>Podemos diferenciar uma amostra de água de outra de álcool, verificando qual se queima. </li></ul><ul><li>Podemos identificar os gases hidrogênio, oxigênio e dióxido de carbono pelo comportamento perante o fogo: enquanto o hidrogênio explode, o oxigênio aviva uma chama e o dióxido de carbono a apaga. </li></ul><ul><li>A identificação de amido em alimentos pode ser feita adicionando-se iodo: se houver amido, forma-se uma mancha azul-escura. </li></ul>
  5. 5. Propriedades Químicas (2) <ul><li>Os ácidos podem ser identificados por meio de uma reação com o tornassol azul, modificando a sua cor para vermelho </li></ul><ul><li>Várias análises clínicas e patológicas são feitas por meio de reações químicas em que substâncias são identificadas por suas propriedades químicas. </li></ul>
  6. 6. Propriedades constantes? só nos puros. <ul><li>Só possuem propriedades específicas definidas os materiais purificados, ou seja, constituídos quase exclusivamente por um mesmo tipo de matéria. </li></ul><ul><li>Os materiais purificados são denominados substâncias . </li></ul><ul><li>Os materiais em que as propriedades específicas variam não são purificados, ou seja, são formados por mais de um tipo de matéria. </li></ul><ul><li>Por isso, são geralmente denominados misturas . </li></ul>
  7. 7. Veja na tabela abaixo as propriedades específicas de várias substâncias. <ul><li>A caracterização de uma substância não pode ser feita por apenas uma propriedade específica. </li></ul><ul><li>Ela depende da avaliação de um conjunto de propriedades específicas. </li></ul>
  8. 8. CONCLUSÃO <ul><li>Por meio de várias propriedades, o químico pode identificar, por exemplo, a presença de substâncias poluentes. </li></ul><ul><li>Com à Química, é possível, portanto, identificar as substâncias que causam problemas ambientais. </li></ul><ul><li>O mineral pirita e conhecido como “ouro-de-tolo”, por seu brilho amarelo característico. Para dlferencia-lo do ouro basta pingar umas gotas do ácido e observar se ocorre reação ( a pirita contém sulfeto de ferro, que reage com ácido clorídrico). </li></ul>
  9. 9. Equipe 2 – Materiais e Substâncias <ul><li>Os materiais como a terra, as rochas, o ar, os plásticos, as tintas, os medicamentos, os refrigerantes, etc., não são SUBSTÂNCIAS, mas MISTURAS DE SUBSTÂNCIAS. </li></ul><ul><li>As substâncias são extraidas dos materiais </li></ul><ul><li>A esse processo chamamos de purificação do material (reduzi-lo a uma substância pura). </li></ul><ul><li>PURO = uma só substância </li></ul>
  10. 10. O que é Pureza ? <ul><li>O conceito de pureza é um conceito ideal </li></ul><ul><li>É possível obter graus de pureza maiores do que 99,99%, mas nunca teremos 100% de pureza. </li></ul><ul><li>No cotidiano utiliza-se o termo “puro“ como sendo um material que não foi alterado ou falsificado. </li></ul><ul><li>Utiliza-se o termo “substância“ quando um material tem um grau de pureza adequado para aos parâmetros experimentais em questão. </li></ul>
  11. 11. Materiais homogêneos e Heterogêneos <ul><li>HOMOGÊNEOS: apresentam aspecto unifirme em toda a sua extensão. (uma só fase) </li></ul><ul><li>HETEROGÊNEOS: são multiformes de ponto a ponto (maisde uma fases). </li></ul><ul><li>FASE: porção de um sistema que apresenta as mesmas propriedades em toda a sua extensão. </li></ul>
  12. 12. Conclusão <ul><li>Uma substância geralmente se apresenta como monofásica. </li></ul><ul><li>Em alguns casos ela se apresenta com mais de uma fase, como num compo com água (fase líquida)e gelo (fase sólida). </li></ul><ul><li>Muitos materias que são identificados como puros são na verdade misturas de várias substâncias. (ex. Mél puro, banha pura, café descafeinado, etc.) </li></ul>
  13. 13. Equipe 3 – Separação de Materiais <ul><li>Na natureza os materiais são encontrados na forma de misturas. </li></ul><ul><li>Para a produção de materiais que tenham aplicação tecnológica é preciso separa-los e obter substãncias puras. </li></ul><ul><li>Para obter substãncias puras pode-se utiliza dois processos: Síntese ou Extração. </li></ul>
  14. 14. Síntese <ul><li>Desenvolvida em reatores químicos. </li></ul><ul><li>Os reagentes transformam-se em novas substâncias. </li></ul><ul><li>Ex: </li></ul><ul><li>Fermentação (produção de bebidas). </li></ul><ul><li>Produção de sabão. </li></ul><ul><li>Industria petroquímica (polímeros). </li></ul>
  15. 15. Extração <ul><li>Extração de essências vegetais para a produção de perfumes. </li></ul><ul><li>Extração de de substâncias medicamentosas de plantas e animais. </li></ul><ul><li>Extração de corantes vegetais. </li></ul><ul><li>Extração de Latex da Seringueira </li></ul><ul><li>Extração de minérios, etc. </li></ul>
  16. 16. Processos de separação <ul><li>Após a extração ou síntese, muitas vezes é necessário purificar em laboratório ou industria. </li></ul><ul><li>Entre os processos de separação de substâncias muitos são utilizados no dia a dia: Coar o café, catar feijão, centrifugar a roupa, aspirar o pó, peneirar areia, fazer coleta seletiva de lixo, etc. </li></ul>
  17. 17. Principais Metodos de Separação <ul><li>Peneiração; </li></ul><ul><li>Ventilação; </li></ul><ul><li>Levigação; </li></ul><ul><li>Flotação; </li></ul><ul><li>Dissolução Fracionada; </li></ul><ul><li>Filtração liquido-solido / Filtração – gas-solido </li></ul><ul><li>Decantação sólido-liquido / liquido-liquido </li></ul><ul><li>Centrifugação </li></ul><ul><li>Aquecimento </li></ul><ul><li>Evaporação </li></ul><ul><li>Destilação / Destilação fracionada </li></ul><ul><li>Liquefação fracionada. </li></ul>
  18. 18. 1. Peneiração (sólidos) <ul><li>Método para separação de sólidos de apresentam grãos de diferentes tamanhos (diferentes granulometrias) </li></ul><ul><li>São utilizados peneiras com malhas de diferentes tamanhos, dispostas umas sobre as outras, da maior para a menor. </li></ul><ul><li>Aplicações: industria de fertilizantes, construção civil, etc. </li></ul>
  19. 19. 2. Ventilação (sólidos) <ul><li>Método empregado em misturas que apresentam componentes com densidades muito diferentes aproveitando a corrente de ar. </li></ul><ul><li>Aplicações: no beneficiamento de cereais na separação das cascas dos grãos. </li></ul>
  20. 20. 3. Levigação (sólidos) <ul><li>Apresenta o mesmo principio da ventilação, mas em vez de corrente de ar, utiliza-se uma corrente de água. </li></ul><ul><li>Aplicação: é empregado em garimpos, para separar a areia, menos densa, do ouro (cascalho) muito mais denso. </li></ul>
  21. 21. 4. Flotação <ul><li>Método que também se baseia na diferença de densidades. </li></ul><ul><li>É empregado na separação de certos minérios que absorvem óleo. </li></ul><ul><li>A misturas é banhada em óleo e lançada na água. </li></ul><ul><li>Agita-se fortemente a suspensão com uma corrente de ar comprimido e as particulas que absorvem o óleo flutuam na água enquanto que suas impurezas (carga) se depositam no fundo do recipiente. </li></ul>
  22. 22. 5. Dissolução Fracionada <ul><li>Método que se baseia na solubilidade. </li></ul><ul><li>É utilizado em misturas com um componente solúvel e os demais insolúveis. </li></ul><ul><li>Aplicação: Ex: para separar o Sal da Areia, . </li></ul>
  23. 23. 6. Filtração ( sólido-liquido ) (1) <ul><li>Método utilizado para separar sólidos não solúveis no líquido. </li></ul><ul><li>A mistura passa por uma superfície porosa que permite a passagem do líquido, mas retém o sólido em sua suerfície. Aplicações: </li></ul><ul><li>Preparação do café; </li></ul><ul><li>Separação do soro do queijo; </li></ul><ul><li>Água filtrada </li></ul><ul><li>Este processo pode ser acelerado por meio da filtração a vácuo. </li></ul>
  24. 24. 6. Filtração (sólido-gas) (2) <ul><li>Uma corrente de ar gerada por um motor, mistura-se com o pó. </li></ul><ul><li>Ao passar por um filtro de pano ou papel, o pó fica retido no filtro e o ar filtrado retorna ao meio ambiente. </li></ul><ul><li>Aplicações: Aspirador de Pó </li></ul>
  25. 25. 7. Decantação (sólido-liquido ) (1) <ul><li>Utilização de liquidos com densidades intermediárias. </li></ul><ul><li>Quando a diferença de densidade entre os componentes da mistura é grande, utiliza-se um liquido que não dissolva e que apresente densidade intermediária entre os valores de densidade dos sólidos da mistura. </li></ul><ul><li>Aplicação: na separação do caruncho do feijão </li></ul>
  26. 26. <ul><li>Também na diferença de solubilidade e densidade. </li></ul><ul><li>A mistura é deixada em repouso para que o sólido insolúvel e mais denso que o líquido se deposite no fundo do recipiente pela ação da gravidade. </li></ul><ul><li>Aplicações: preparação de café árabe, Tratamento de água </li></ul>7. Decantação (sólido-liquido ) (2)
  27. 27. 7. Decantação (liquido-liquido) (3) <ul><li>Numa mistura de líquidos imicíveis, o mais denso permanece na parte inferior e o menos denso fica sobre ele. </li></ul><ul><li>Utiliza-se um funil de separação ou decantação. </li></ul><ul><li>Aplicações: </li></ul><ul><li>Mistura de Água e Óleo </li></ul><ul><li>Mistura de Éter e Água, etc. </li></ul>
  28. 28. 8. Centrifugação <ul><li>Decantação acelerada pelo uso de centrífuga. </li></ul><ul><li>Com rotação de 1.000 a 45.000 rpm faz com que o sólido se separe do líquido. </li></ul><ul><li>Utilizado quando o sólido forma suspernsão com o líquido. </li></ul><ul><li>Aplicações: análises clínicas. </li></ul>
  29. 29. 9. Aquecimento (líquido-gás) <ul><li>Para separar os gases dissolvidos no líquido. </li></ul><ul><li>Aplicações: </li></ul><ul><li>Purificação da água. (ao ferver a água elimina-se o ar dissolvido nela) </li></ul>
  30. 30. 10 – Evaporação (sólido-líquido) <ul><li>Baseia-se na diferença de temperatura de ebulição entre os componentes da mistura. </li></ul><ul><li>Aplicações: </li></ul><ul><li>Utilizado na obtenção do Sal comum </li></ul><ul><li>Na fabricação do café solúvel. </li></ul>
  31. 31. 11 - Destilação simples (1) <ul><li>Os componentes da mistura devem apresentar temperaturas de ebulição bem diferentes. </li></ul><ul><li>Um dos componentes é eveporado e depois condensado. </li></ul>
  32. 32. 11 - Destilação fracionada (2) <ul><li>É uma destilação simples repetida diversas veses. </li></ul><ul><li>Utilizada na destilação do petróleo e na purificação de solventes industriais, etc. </li></ul>
  33. 33. <ul><li>Destilaria de perfume: </li></ul>
  34. 34. <ul><li>Refinaria </li></ul><ul><li>Torres de fracionamento </li></ul>
  35. 35. Liquefação fracionada (gases) <ul><li>Diminuindo a temperatura e aumentando a pressão pode-se liquefazer separadamente gases que apresentam TE diferentes. </li></ul><ul><li>Utilizado parta separar gases do ar atmosférico. </li></ul><ul><li>Visão geral de uma fábrica da White Martins, que produz nitrogênio e oxigênio </li></ul>
  36. 36. Conclusão <ul><li>As misturas podem ser separadas por diferentes métodos. </li></ul><ul><li>Ao se escolher o método, deve-se considerar o estasdo físico da mistura, o número de fases, e principalmente, as propriedades das substâncias que compõe a mistura. </li></ul>
  37. 37. Equipe 4 – FILTRAÇÃO <ul><li>Desenvolvimento obtido até a situação atual </li></ul><ul><li>Informações básicas importantes </li></ul><ul><li>Previsões originais que não se concretizaram </li></ul><ul><li>Previsões originais que acabaram se concretizando </li></ul>
  38. 40. Conclusão
  39. 41. Equipe 5 – DECANTAÇÃO <ul><li>Especifique as estratégias alternativas </li></ul><ul><li>Liste os prós e contras de cada estratégia </li></ul><ul><li>Apresente uma previsão dos custos </li></ul>
  40. 42. Equipe 6 – CENTRIFUGAÇÃO <ul><li>Recomende uma ou várias estratégias </li></ul><ul><li>Apresente um resumo dos resultados esperados </li></ul><ul><li>Cite os próximos passos a serem tomados </li></ul><ul><li>Delegue as diversas tarefas </li></ul>
  41. 43. Equipe 7 – EXTRAÇÃO POR SOLVENTES <ul><li>MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS </li></ul><ul><li>Visão Geral </li></ul><ul><li>Meta a longo prazo </li></ul><ul><li>A Situação atual </li></ul><ul><li>Desenvolvimento até o momento </li></ul><ul><li>Alternativas possíveis </li></ul><ul><li>Recomendação </li></ul>
  42. 44. Equipe 8 – DESTILAÇÃO
  43. 45. Equipe 9 – CROMATOGRAFIA <ul><li>DEFINIÇÃO : é uma técnica usada para separação dos componentes de uma amostra, os quais se distribuem em duas fazes, uma estacionária e a outra móvel. A fase estacionária pode ser um sólido, um líquido retido sobre um sólido ou um gel. A fase móvel pode ser líquida ou gasosa. </li></ul><ul><li>Ela está fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase estacionária. </li></ul>
  44. 46. HISTÓRICO <ul><li>O termo cromatografia foi primeiramente empregado em 1906 e sua utilização é atribuída a um botânico russo ao descrever suas experiências na separação dos componentes de extratos de folhas. </li></ul><ul><li>Nesse estudo, a passagem de éter de petróleo (fase móvel) através de uma coluna de vidro preenchida com carbonato de cálcio (fase estacionária), à qual se adicionou o extrato, levou à separação dos componentes em faixas coloridas. </li></ul><ul><li>Esse é provavelmente o motivo pelo qual a técnica é conhecida como cromatografia (chrom = cor e graphie = escrita), podendo levar à errônea idéia de que o processo seja dependente da cor. </li></ul>
  45. 47. As diferentes formas de cromatografia podem ser classificadas considerando-se diversos critérios: <ul><li>1. Classificação pela forma física do sistema cromatográfico: cromatografia em coluna e cromatografia planar; </li></ul><ul><li>2. Classificação pela fase móvel empregada: a cromatografia gasosa, a cromatografia líquida e a cromatografia supercrítica (CSC). </li></ul><ul><li>3. Classificação pela fase estacionária utilizada: fases estacionárias sólidas, líquidas e quimicamente ligadas; </li></ul><ul><li>4. Classificação pelo modo de separação : adsorção, partição, troca iônica e exclusão. </li></ul>
  46. 48. Tipos de cromatografia
  47. 49. Cromatografia planar Cromatografia em papel (CP) <ul><li>É uma técnica de partição líquido–líquido, estando um deles fixado a um suporte sólido. </li></ul><ul><li>Baseia-se na diferença de solubilidade das substâncias em questão entre duas fases imiscíveis, sendo geralmente a água um dos líquidos. </li></ul><ul><li>Este método é muito útil para a separação de compostos polares, sendo largamente usado em bioquímica. </li></ul>
  48. 50. <ul><li>É uma técnica de adsorção líquido–sólido, onde a separação se dá pela diferença de afinidade dos componentes de uma mistura pela fase estacionária. </li></ul><ul><li>Normalmente as placas utilizadas são de vidro e a sílica gel é a fase estacionária mais utilizada. </li></ul>cromatografia em camada delgada (CCD)
  49. 51. <ul><li>Esta técnica é muito utilizada para isolamento de produtos naturais e purificação de produtos de reações químicas. </li></ul><ul><li>As fases estacionárias mais utilizadas são sílica e alumina. </li></ul>Cromatografia em coluna Cromatografia líquida clássica
  50. 52. Cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) <ul><li>utiliza suportes com partículas diminutas responsáveis pela alta eficiência, e uso de bombas de alta pressão para a eluição da fase móvel, devido a sua baixa permeabilidade. </li></ul>
  51. 53. Cromatograma <ul><li>A versatilidade dessa técnica reside no grande número de fases estacionárias existentes, as quais possibilitam análises e separações de uma ampla gama de compostos com alta eficiência </li></ul>
  52. 54. Cromatografia gasosa de alta resolução (CGAR) <ul><li>O mecanismo de separação da cromatografia gasosa está baseado na partição dos componentes de uma amostra entre a fase móvel gasosa e a fase estacionária líquida. </li></ul><ul><li>É uma das técnicas analíticas mais utilizadas. </li></ul><ul><li>Atualmente, espectrômetros de massa têm sido acoplados a equipamentos de cromatografia gasosa, possibilitando a identificação imediata das substâncias presentes na amostra. </li></ul>
  53. 55. Componentes básicos de um cromatógrafo gasoso. <ul><li>a) cilindro do gás de arraste mantido sob alta pressão; </li></ul><ul><li>b) injetor; </li></ul><ul><li>c) coluna; </li></ul><ul><li>d) detector; </li></ul><ul><li>e) registrador. </li></ul>
  54. 56. Conclusão <ul><li>A cromatografia foi praticamente ignorada até a década de 30, quando foi redescoberta. </li></ul><ul><li>Diversos trabalhos na área em conjunto com os avanços tecnológicos, levaram-na a um elevado grau de sofisticação, o qual resultou no seu grande potencial de aplicação em muitas áreas. </li></ul><ul><li>A cromatografia pode ser utilizada para a identificação de compostos, por comparação com padrões previamente existentes, para a purificação de compostos, separando-se as substâncias indesejáveis e para a separação dos componentes de uma mistura. </li></ul>
  55. 57. Equipe 10 – Aparelhos mais utilizados. <ul><li>Funciona a gás e serve para o aquecimento de materias não-inflamáveis. </li></ul><ul><li>Quando a janela, em sua parte inferior, está cmpletamente aberta a temperatura máxima é cerca de 1.100 oC. </li></ul>Bico de Busen
  56. 58. <ul><li>Servem par a montagem e sustentação dos aparelhos de laboratório. </li></ul>Suporte, garras e argola.
  57. 59. Utensílios de vidro (1) <ul><li>Balão volumétrico, pipeta graduada e volumétrica: </li></ul>
  58. 60. Utensílios de vidro (2) <ul><li>Bureta e Trompa de vácuo: </li></ul>
  59. 61. Utensílios de vidro (3) <ul><li>Tubo de ensaio, vídro de relógio e Erlemmeyer: </li></ul>
  60. 62. Utensílios de vidro (4) <ul><li>Balão de fundo chato, de fundo redondo e proveta: </li></ul>
  61. 63. Cadinho, triângulo, cápsula e almofariz com pistilo.
  62. 64. Filtro Lento (1)
  63. 65. Filtro a vácuo (2)
  64. 66. Aparelharem para decantação (Sólido-liquido)
  65. 67. Câmaras de poeira <ul><li>Em zig-zag (as partículas sólidas perdem velocidade e se depositam) </li></ul>
  66. 68. Funil de bromo ( liquido-liquido) (separação ou decantação) <ul><li>Feito de vidro. </li></ul><ul><li>Utilizado para separar líquidos imicíveis de densidades diferentes. </li></ul><ul><li>Após a separação espontânea, abre-se a torneira e escoa-se apenas o líquido mais denso. </li></ul>
  67. 69. Aparelhagem para sublimação
  68. 70. Centrifuga
  69. 71. Destilador
  70. 72. Conclusão <ul><li>Existem uma infinidades de equipamentos utilizados em lasboratório. </li></ul><ul><li>O aparelho mais adequado para separar uma mistura depende das propriedades dessa mistura. </li></ul><ul><li>Muitos aparelhos são montagens com equipamentos de vidro, ferro e porcelana.. </li></ul><ul><li>Muitos desses equipamentos podem ser usados para diversas montagens diferentes. </li></ul>
  71. 73. Equipe 11 – Outros métodos utilizados para separar misturas. <ul><li>Muitos outros métodos de separação de misturas são encontrados no laboratório e na industria. </li></ul><ul><li>Muitos deles são desenvolvidos e utilizados para fins específicos. </li></ul><ul><li>Uma pesquisa na Internete e em livros de Orgânica mostrará uma variedade de montagens. </li></ul>
  72. 74. FIM <ul><li>Bibliografia: </li></ul><ul><li>1. </li></ul><ul><li>2. </li></ul><ul><li>3. </li></ul><ul><li>4. </li></ul><ul><li>5. </li></ul>

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