Separação das Misturas

Vimos , que é muito comum as substâncias aparecerem misturas. Em consequência, torna-se frequentemente necessário, separar as substâncias existentes na mistura, até ficarmos com cada substância totalmente isolada das demais (substância pura). Esta separação, também chamada análise imediata, equivale a isolar as várias moléculas (ou aglomerados iônicos) que diferem entre si.

No final da separação, devemos verificar se as substâncias foram realmente bem separadas. (é bom entender que uma separação absoluta é totalmente impossível, na prática). Para tanto, usamos as constantes físicas, que caracterizam cada substância, como já foi explicado; No nosso exemplo, se água ficou realmente pura, ela deverá congelar a 0º C, ferver a 100º C ao nível do mar,etc.

Evidentemente, a separação é tanto mais difícil quanto mais "perfeita" for a mistura. Uma mistura heterogênea é, em geral , desdobrada por processos mais simples, como são os processos mecânicos, que só envolvem operações mecânicas como: catação, peneiração, decantação, filtração, etc. Já uma mistura homogênea, será desdobrada por processos mais perfeitos, como os processos físicos, que envolvem transformações físicas, como por exemplo, evaporação, destilação, liquefação, etc.

Logicamente, uma substância pura não será mais desdobrada por esses processos mecânicos e físicos de análise imediata.

Dentre os processos de separação, os mais usados nos laboratórios e nas indústrias químicas são:

1) Filtração

É um processo mecânico, que serve para separar misturas heterogêneas de um sólido disperso num líquido ou num gás:

O filtro d'água retém as partículas de terra que vêm suspensas n'água

O aspirador de pó filtra a poeira existente no ar, que é aspirado.

O coador de café retém as partículas sólidas do café.

Em laboratório, a filtração mais simples é feita com um funil do tipo comum, em geral de vidro, no qual é colocada uma folhar de "papel de filtro", convenientemente dobrada.

Há casos em que a filtração é muito demorada. Para apressá-la, usa-se filtração a vácuo:

2) Decantação

É também, um processo mecânico que serve para separar misturas heterogêneas de um sólido num líquido ou de dois líquidos imiscíveis entre si:

A areia que está "em suspensão" na água vai , lentamente, se depositando no fundo do recipiente.

Em certas indústrias químicas, são usadas "câmaras de poeira", num circuito em zigue-zague , as partículas sólidas perdem velocidade e se depositam.

Nos laboratórios, são usados os funis de separação ou de decantação ou de bromo para líquidos miscíveis de densidades diferentes.

3) Destilação

É um processo físico, que serve para separar misturas homogêneas, ou soluções de sólidos em líquidos ou soluções de dois ou mais líquidos.

Um alambique para fabricação de pinga é um dos exemplos mais comuns de aparelhos de destilação.

Em laboratório, o parelho habitualmente usado é:

A separação é possível, porque o componente mais volátil das misturas inicial irá "destilar" em primeiro lugar. Entretanto, devemos avisar que existem certas misturas - chamadas "misturas azeotrópicas" - que destilam integralmente, neste caso, a separação por destilação torna-se impossível; é o que acontece com uma mistura de aproximadamente 96% de álcool comum e 4% de água que destila inalterada a 78,1º C.

4) Cristalização

É um processo físico, que serve para separar e purificar sólidos.

A água do mar contém vários sais. Entretanto, numa salina, com a evaporação lenta da água, o sal comum (cloreto de sódio) cristaliza-se antes é separado dos outros sais.

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Misturas

Uma mistura é constituída por duas ou mais substâncias puras, sejam elas simples ou compostas. As proporções entre os constituintes de uma mistura podem ser alterados por processos químicos, como a destilação. Todas as substâncias que compartilham um mesmo sistema, portanto, constituem uma mistura. não se pode, entretanto, confundir mistura com dissolver.

Água (H2O) e óleo, por exemplo, misturam-se mas não se dissolvem. Isso torna o sistema água + óleo uma mistura, não uma solução.

Existem três tipos fundamentais de misturas: as homogêneas (homo: igual), as heterogêneas (hétero: diferente) e as coloidais.

1) Misturas homogêneas 

E importante notar o seguinte: muitas vezes, nós não enxergamos (nem ao microscópio) cada uma das substâncias que estão misturadas. Dizemos então, que a mistura é uma mistura homogênea ou sistema homogêneo ou solução.

Por exemplo:

Neste exemplo, a água (H2O) é o solvente e o açúcar (C12H22O11), o soluto. Generalizando, "solvente é o que dissolve" e "soluto é o que está dissolvido".

2) Mistura Heterogêneas

Outras vezes, podemos ver (a olho nú ou com microscópios) as substâncias que formam a mistura, temos então, uma mistura heterogênea ou sistema heterogêneo:

Evidentemente, à medida que são construídos microscópios cada vez melhores, iremos notando que muitas misturas que nos pareciam homogêneas são, na realidade, heterogêneas.

Numa mistura heterogênea, cada porção homogênea é denominada fase. No exemplo "água e óleo", temos duas fases - é uma mistura bifásica. Evidentemente, cada fase pode ser uma substância pura ou uma mistura homogênea.

Ao contrário das substâncias puras, as misturas:

A) Não têm composição constante:

- Podemos juntar sal (NaCL), em quantidade maior ou menos, a um copo de água.

B) Não têm propriedades características e bem definidas

- Enquanto a água pura congela sempre a 0ºC, a mistura de água e sal (NaCL) congelará abaixo de 0ºC, numa temperatura que dependerá da quantidade de sal que foi adicionada à água.

As misturas homogêneas apresentam propriedades constantes, em toda sua extensão. Nas misturas heterogêneas, as propriedades variam ao se passar de uma fase para outra.

Exemplo prático: - Você mesmo pode fazer e observar o seguinte: despeje um pouco de sal num copo com água; o sal vai ao fundo e você estará vendo uma mistura heterogênea (uma fase é o sal, outra é a água); agite o sistema com uma colher; depois de um certo tempo, todo sal terá se dissolvido e você irá ver, agora, uma mistura homogênea ou solução (há uma única fase que é a água salgada). Juntando mais sal à água, você poderá repetir suas observações. No entanto, após algumas adições, o sal não irá mais se dissolver, por mais que o sistema seja agitado; diremos, então, que a solução está "saturada" em sal.

3) Mistura Coloidais

Nas misturas coloidais, os componentes da mistura consegue distinguir-se pequenas partículas a olho nu, contudo se usarmos um instrumento de ampliação, como um microscópio, conseguir-se-ia distinguir muito melhor os diferentes componentes da mistura.

Por exemplo:

No exemplo do granito, temos três fases - o conjunto dos pontos brilhantes, o conjunto dos pontos escuros e a massa cinzenta que constitui a pedra - o granito é, pois uma Mistura trifásica. Evidente, cada fase pode ser uma substância pura ou uma mistura homogênea. 

O granito ampliado em um microscópio

Então concluímos desta forma a classificação da mistura:

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