O documento descreve os processos de tratamento de água para torná-la potável, incluindo a aplicação de cal e coagulante, floculação, decantação, filtração, e adição de cloro, flúor e cal. O objetivo é remover contaminações e microrganismos para que a água esteja de acordo com os padrões de potabilidade.

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Processos de separação
de misturas, ETA e
petróleo
Prof Nicodemos

2. PARA COMEÇAR...
A escolha dos
melhores métodos
para a separação
de misturas exige
um conhecimento
de algumas das
propriedades das
substâncias
presentes.
• Dependendo da complexidade da mistura, será necessário
usar vários processos diferentes em uma sequência baseada
nas propriedades das substâncias presentes na mistura .

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O nosso dia a dia
Alguns exemplos:
Escolha dos grãos de feijão
para uma feijoada do
domingo (catação);
Remoção da casca do
amendoim torrado por
sopro (ventilação);
Separação das moedas em
função de seus tamanhos
nas máquinas dos bancos
(tamisação/peneiração).

4. Métodos de separação de misturas heterogêneas
• SÓLIDO – SÓLIDO:
– Catação
– Ventilação
– Levigação
– Separação magnética
– Cristalização fracionada
– Dissolução fracionada
– Peneiração
– Fusão fracionada
– Sublimação
• SÓLIDO – LÍQUIDO:
– Decantação
– floculação
– Centrifugação
– Filtração simples
– Filtração à vácuo
• LÍQUIDO – LÍQUIDO:
– Decantação
• GÁS – SÓLIDO:
– Decantação
– Filtração

5. Métodos de separação de misturas homogêneas
• SÓLIDO – LÍQUIDO:
– Evaporação
– Destilação simples
• LÍQUIDO – LÍQUIDO:
– Destilação fracionada
• GÁS – GÁS:
– Liquefação fracionada

6. Catação
• É um método de separação
bastante rudimentar, usado para
separação de sistemas sólido-
sólido.
• Baseia-se na identificação visual
dos componentes da mistura e na
separação manual ou com o
auxílio de uma pinça.
• É o método usado na limpeza do
feijão antes do cozimento .

7. Tamisação (peneiração)
• Usada para separar
sólidos constituintes de
partículas de dimensões
diferentes através de
peneiras.
• Industrialmente, usam-
se conjuntos de
peneiras superpostas
que separam as
diferentes granulações.

8. Ventilação
• Método de separação para
sistemas sólido-sólido, no
qual o sólido menos denso
é arrastado por uma
corrente de ar.
• Um bom exemplo é a
separação das cascas de
grãos de arroz, amendoim
torrado, etc.

9. Levigação
• A água corrente arrasta o
componente menos denso
e o mais denso deposita-se
no fundo do recipiente.
• É usada, por exemplo, para
separar areia e ouro: a areia
é menos densa e, por isso, é
arrastada pela água
corrente; o ouro, por ser
mais denso, permanece no
fundo da bateia .

10. Decantação
• Permite a separação de líquidos
imiscíveis (que não se misturam)
ou de um sólido precipitado num
líquido.
• A fase mais densa deposita-se no
fundo do recipiente.
• Pode ser feita de duas formas:
– Verte-se lentamente a mistura
em outro frasco;
– Com o auxílio de um sifão,
transfere-se a fase menos
densa para outro frasco
(sifonação).

11. Decantação
• No laboratório, para misturas de
líquidos imiscíveis, usa-se funil de
decantação ou funil de separação).
• Num sistema formado por água e óleo,
por exemplo, a água, por ser mais
densa, localiza-se na parte inferior do
funil e é escoada abrindo-se a torneira
de modo controlado.
• Pode-se ainda usar-se do princípio da
decantação para a separação de
misturas sólido-gás (câmara de poeira).
• A mistura sólido-gás atravessa um
sistema em ziguezague. O pó, por ser
mais denso, deposita-se durante o
trajeto .

12. Floculação
• é o processo onde a água recebe uma substância
química chamada de sulfato de alumínio. Este
produto faz com que as impurezas se aglutinem
formando flocos para serem facilmente removidos.

13. Filtração
• É um método de separação muito
presente no laboratório químico e
também no cotidiano.
• É usado para separar um sólido de um
líquido ou sólido de um gás, mesmo
que o sólido se apresente em
suspensão.
• A mistura atravessa um filtro poroso,
onde o material particulado fica
retido.
• A preparação do café, o uso de o
aspirador de pó são exemplos de
filtração .

14. Evaporação
• Método de separação de
misturas sólido-líquido por
evaporação do solvente,
também conhecido como
cristalização.
• Em recipiente aberto,
simplesmente, permite-se
que o solvente evapore,
deixando-se o sólido.
• Nas salinas, o sal é obtido a
partir da água do mar
através desse processo .

15. Centrifugação
• Usado para separação de
mistura de sólidos e líquidos
quando a dimensão das
partículas sólidas é tão
pequenas que provoca
obstrução dos poros do filtro e
faz com que sejam retidas pelo
líquido.
• Tubos de ensaio contendo a
mistura são colocados em uma
centrífuga, que os faz girar em
posição quase horizontal à
grande velocidade, aumentando
assim a rapidez de depósito do
sólido no fundo do tubo.
Estado Inicial Estado Final
Centrifugação
Líquido Portador
Líquido Flutuante
Base
Constituinte (líquido ou sólido)
Esquema do Princípio da Centrifugação

16. Sublimação
• Usado quando apenas um dos sólidos
sublima (passa para o estado gasoso)
quando aquecido.
• São substâncias que podem ser
separadas por sublimação: iodo, enxofre
e naftaleno (naftalina).
• Mais recentemente, tal propriedade
passou a ser usada na impressão de
camisetas.
• Com uma impressora especial é
preparado um desenho em uma folha de
papel e, através de uma prensa térmica, a
tinta sublima e se transfere para o tecido.
• Tem a vantagem de não desbotar,
mantendo a tonalidade original .

17. Destilação Simples
• Método usado quando se deseja
separar a substância sólida
dissolvida do solvente e não se
deseja perder este último (como
ocorre no processo de
evaporação).
• Desta forma, o solvente é
resfriado (condensado), sendo
recolhido em outro frasco.
• Aquece-se a mistura até atingir o
ponto de ebulição do solvente.
• Não existe necessidade de
controle de temperatura, pois o
ponto de ebulição do sólido é
muito mais elevado que o do
solvente .

18. Destilação Fracionada
• Método usado para separação
de mistura de líquidos.
• Quanto mais distantes os
pontos de ebulição dos
componentes, mais eficiente
será o processo de destilação.
• A aparelhagem usada é a
mesma de uma destilação
simples, com o acréscimo de
uma coluna de fracionamento,
destilação ou retificação.
• A separação ocorre na ordem
crescente dos pontos de
ebulição (PE).

19. Destilação Fracionada
• Esse processo é muito usado, principalmente em indústrias petroquímicas,
para separação dos diferentes derivados do petróleo. Neste caso, as
colunas de fracionamento são divididas em bandejas ou pratos.
• Esse processo também é muito usado no processo de obtenção de bebidas
alcoólicas (alambique).

20. Separação Magnética
• Também chamado de Imantação,
nesse método de separação, um
dos sólidos é atraído por um ímã.
• Esse processo é usado em larga
escala para separar alguns
minérios de ferro de suas
impurezas, como, por exemplo,
separar do lixo objetos de metal
que serão reciclados.
• Outro exemplo simples é a
separação de linha e agulha
através de um imã.
Imagem: Oguraclutch/ GNU Free Documentation License.
Imagem: Palmer, Alfred T. / Public Domain.

21. Dissolução Fracionada
• Também é conhecido como extração por solvente, é usada quando
apenas um dos componentes apresenta solubilidade num dado
solvente.
• A mistura areia + sal é um bom exemplo de aplicação para este
método.
• Adicionando-se água, obtém-se a solubilização do sal.
• Após uma filtração, a areia é separada, bastando realizar uma
destilação simples ou evaporação para se separar o sal da água .
sal + areia
Adição
de água
Filtração Vaporização
areia
água + sal
sal

22. Exercícios
1 - Associe as atividades diárias
contidas na primeira coluna com
as operações básicas de
laboratório e fenômenos
contidos na segunda coluna.
Os números da segunda coluna,
lidos de cima para baixo, são:
a) 3, 2, 5, 4, 1
b) 1, 3, 4, 5, 2
c) 4, 3, 2, 1, 5
d) 3, 2, 4, 5, 1
e) 4, 1, 5, 3, 2
(1) Preparar um refresco de cajá a
partir do suco concentrado.
(2) Adoçar o leite.
(3) Preparar chá de canela.
(4) Usar naftalina na gaveta.
(5) Coar a nata do leite.
( ) sublimação
( ) diluição
( ) filtração
( ) extração
( ) dissolução
4
1
5
3
2

23. Exercícios
2 - Têm-se os seguintes sistemas:
I. areia e água
II. álcool (etanol) e água
III. sal de cozinha (NaCl) dissolvido
em água.
Cada um desses sistemas foi
submetido a uma filtração em funil
com papel e, em seguida, o líquido
resultante (filtrado) foi aquecido até
sua total evaporação. Pergunta-se:
a) Qual sistema deixou um resíduo
sólido no papel após a filtração? O
que era esse resíduo?
b) Em qual caso apareceu um
resíduo sólido após a evaporação
do líquido? O que era esse resíduo?
a) Sistema I
A areia seria o resíduo sólido que
seria retido pelo papel de filtro.
b) Sistema III
Após a evaporação da água,
restaria apenas o NaCl no fundo de
recipiente.
Pedra de sal cristalizado

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Tratamento de água
E suas separações de
mistura

25. Definição
• Tratamento de Água é um conjunto de procedimentos físicos
e químicos que são aplicados na água para que estas fique em
condições adequadas para o consumo, ou seja, para que a
água se torne potável. O processo de tratamento de água a
livra de qualquer tipo de contaminação, evitando a
transmissão de doenças.

26. a) Padrões de potabilidade
A água própria para o consumo, ou água potável, deve
obedecer certos requisitos na seguinte ordem:
organolética: não possui odor e sabor objetáveis;
física: ser de aspecto agradável; não ter cor e
turbidez acima do padrão de potabilidade;
química: não conter substâncias nocivas ou tóxicas
acima dos limites de tolerância para o homem;
biológica:não conter germes patogênicos.

28. Tratamento de água
Etapas do Tratamento de água
1) Aplicação de cal e coagulante: na chegada à estação de tratamento,
a água bruta recebe, quando necessário, a aplicação de cal para a
correção do pH. Aplica-se o coagulante ( Sulfato de alumínio) ao
passar na calha parshall, que provoca a mistura rápida do
coagulante à água, e faz-se a medição da água que está entrando na
ETA( Estação de Tratamento de Água ).

29. 2) Floculação - Após a mistura rápida ou a
coagulação, a água segue para os
tanques de floculação, onde a água vai
ser ligeiramente agitada estimulando a
produção dos flocos
3) Decantação - Logo depois de
passar pelos floculadores, a água
floculada entra nos tanques
decantadores, onde os flocos, por
serem mais pesados que a água,
depositam-se no fundo e a água é
recolhida na superfície.

30. 4) Filtração - Depois da
decantação, a água passa
pelos filtros. Os filtros são
compostos por camadas de
carvão mineral e areia de
várias espessuras para a
retirada das partículas de
sujeira ou mesmo
microrganismos maiores
que se encontram na água.

31. Após esta seqüência, são adicionados os seguintes produtos
químicos:
Cloro - É usado para desinfecção da água eliminando os
microrganismos que podem prejudicar a saúde.
Flúor - Atua na prevenção das cáries dentárias na faixa etária de 0 a 14
anos.
Cal - Produto químico específico que funciona para eliminar a acidez da
água devido aos produtos adicionados anteriormente.
A partir destes processos a água estará tratada e própria para
consumo.
A água, depois de utilizada pela população, torna-se esgoto. E
este, em sua maioria, é líquido pois é composto de águas servidas
resultantes de lavagem de pisos, roupas, utensílios de cozinha, banho,
etc.

32. Etapas do tratamento
• Laboratório : cada ETA possui um laboratório que processa
análises e exames físico-químicos e bacteriológicos destinados
à avaliação da qualidade da água desde o manancial até o
sistema de distribuição. Além disso, existe um laboratório
central que faz a aferição de todos os sistemas e também
realiza exames especiais como: identificação de resíduos de
pesticidas, metais pesados e plâncton. Esses exames são
feitos na água bruta, durante o tratamento e em pontos da
rede de distribuição, de acordo com o que estabelece a
legislação em vigor.

34. Tempo de
Decomposição

36. Formação do Petróleo
O petróleo se formou há milhões de anos, quando a matéria orgânica
derivada de organismos marinhos e terrestres e depositada em
ambientes sedimentares se maturou pela ação de micróbios, calor e
pressão. Assim, os tipos de compostos presentes refletem a fonte de
matéria-prima.
Como resultado, a natureza do petróleo varia com a sua localização
geográfica, fonte da matéria-prima, e história geológica.
O petróleo é considerado uma fonte de energia não renovável, de
origem fóssil e é matéria prima da indústria petrolífera e petroquímica

37. PETRÓLEO BRUTO CONTÉM EM MÉDIA:
Carbono - 84%
Hidrogênio - 14%
Enxofre - de 1 a 3% (sulfeto de hidrogênio, sulfetos,
dissulfetos, enxofre elementar)
Nitrogênio - menos de 1% (compostos básicos com
grupos amina)
Oxigênio - menos de 1% (encontrado em compostos
orgânicos como o dióxido de carbono, fenóis, cetonas
e ácidos carboxílicos)
Metais - menos de 1% (níquel, ferro, vanádio, cobre,
arsênio)
Sais - menos de 1% (cloreto de sódio, cloreto de
magnésio, cloreto de cálcio)

38. O petróleo bruto possui em sua composição uma
cadeia de hidrocarbonetos, cujas frações leves
formam os gases e as frações pesadas o óleo cru.
A distribuição destes percentuais de hidrocarbonetos
é que define os diversos tipos de petróleo existentes no
mundo.

39. Os produtos que podem ser obtidos a partir de um barril de óleo cru
típico, que contém 42 galões ou 159 litros, são mostrados abaixo:

40. O petróleo bruto, tal como sai do poço, não tem
aplicação direta. Para utilizá-lo, é preciso fracioná-
lo em seus diversos componentes, processo que é
chamado de refino ou destilação fracionada.
Para isso, aproveitam-se os diferentes pontos de
ebulição das substâncias que compõem o óleo,
separando-as para que sejam convertidas em
produtos finais
REFINO DO PETRÓLEO

41. O processo de refino
A primeira etapa do refino, consiste na destilação fracionada que é feita
na Unidade de Destilação Atmosférica, por onde passa todo o óleo cru a
ser refinado. O óleo pré-aquecido penetra na coluna ou torre de
fracionamento que possui uma série de pratos. O petróleo aquecido sobe
pela coluna e à medida que vai passando pelos pratos sofre
condensação, separando-se em diversas frações

43. As frações e seus pontos de ebulição

44. Esquema completo

45. A indústria petroquímica é definida basicamente, em função de
suas matérias-primas, com a indústria orgânica sintética, que
obtém seus produtos a partir de frações do petróleo e do gás
natural.
A petroquímica engloba mais de 1.000 produtos individuais,
produzidos em gerações sucessivas que interligam as
matérias-primas petrolíferas com as indústrias de
transformação, produtos de bens de consumo final
A indústria petroquímica: conceituação

46. Podem ser distinguidos três gerações industriais na cadeia
produtiva da atividade petroquímica:
Indústrias de 1ª geração
Fornecem os insumos petroquímicos brutos, tais como eteno, propeno,
butadieno, etc;
Indústrias de 2ª geração
Transformam os insumos petroquímicos brutos nos chamados insumos
petroquímicos finais, como polivinilcloreto (PVC), poliésteres, óxido de
etileno, resinas poliéster, etc;
Indústrias de 3ª geração
Transformam os insumos petroquímicos finais em produtos
quimicamente modificados que serão fornecidos como produtos de
consumo. São subdivididas em 5 segmentos básicos, conforme os
tipos de produtos e os mercados atingidos. São eles:
-Fertilizantes
-Plásticos
-Fibras
-Elastômeros
-Detergentes

47. NAFTA
É uma fração líquida e incolor do refino do petróleo, ou do próprio gás natural
tratado, os sofisticados processos petroquímicos são capazes de quebrar,
recombinar e transformar as moléculas originais dos hidrocarbonetos presentes
no petróleo ou no gás, gerando, em grande escala, uma diversidade de produtos,
os quais, por sua vez, irão constituir a base química dos mais diferentes
segmentos da indústria em geral. É a matéria-prima básica para a produção do
plástico.
A Petrobras é a única produtora de nafta petroquímica no Brasil, atendendo à
demanda nacional com produção própria e por importações.
INSUMOS PARA A PETROQUÍMICA

50. PRÉ-SAL

51. Entenda o que é a camada pré-sal
A chamada camada pré-sal é uma faixa que se
estende ao longo de 800 quilômetros entre os Estados
do Espírito Santo e Santa Catarina, abaixo do leito do
mar, e engloba três bacias sedimentares (Espírito
Santo, Campos e Santos). O petróleo encontrado
nesta área está a profundidades que superam os 7 mil
metros, abaixo de uma extensa camada de sal que,
segundo geólogos, conservam a qualidade do
petróleo (veja figura abaixo).
Vários campos e poços de petróleo já foram
descobertos no pré-sal, entre eles o de Tupi, o
principal. Há também os nomeados Guará, Bem-Te-Vi,
Carioca, Júpiter e Iara, entre outros.

52. Um comunicado, em novembro do ano passado, de que Tupi
tem reservas gigantes, fez com que os olhos do mundo se
voltassem para o Brasil e ampliassem o debate acerca da
camada pré-sal. À época do anúncio, a ministra Dilma Rousseff
(Casa Civil) chegou a dizer que o Brasil tem condições de se
tornar exportador de petróleo com esse óleo.
Tupi tem uma reserva estimada pela Petrobras entre 5 bilhões
e 8 bilhões de barris de petróleo, sendo considerado uma das
maiores descobertas do mundo dos últimos sete anos.
Para termos de comparação, as reservas provadas de petróleo e
gás natural da Petrobras no Brasil ficaram em 13,920 bilhões
(barris de óleo equivalente) em 2007, segundo o critério adotado
pela ANP (Agência Nacional do Petróleo). Ou seja, se a nova
estimativa estiver correta, Tupi tem potencial para até dobrar o
volume de óleo e gás que poderá ser extraído do subsolo
brasileiro.
Estimativas apontam que a camada, no total, pode abrigar algo
próximo de 100 bilhões de boe (barris de óleo equivalente) em
reservas, o que colocaria o Brasil entre os dez maiores produtores
do mundo.

54. A Petrobras planeja instalar um projeto-piloto para a exploração da área de Tupi entre 2010
e 2011; a exploração comercial está prevista para 2013. Inicialmente, a unidade produzirá
100.000 barris diários de óleo, mas ainda não está definido o verdadeiro potencial comercial
da jazida. Analistas estimam que os poços poderiam gerar cinco vezes mais.