MÓDULO 03: MÉTODO DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS

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Prof. Guilherme Vargas Página 1

MÓDULO 03: MÉTODO DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS

PROF. GUILHERME VARGAS

Exercícios de Fixação

Resposta Q1:

B

A destilação é um processo de separação de mistura do tipo líquido-líquido ou sólido-líquido, onde os componentes são separados pela diferença do ponto de ebulição de seus componentes.

Resposta Q2:

A

[I] A decantação é baseada na diferença de densidade de dois líquidos imiscíveis.

[II] A peneiração separa sólidos baseado na diferença de tamanhos de partículas.

[III] A destilação separa dois líquidos miscíveis, de pontos ou temperaturas de ebulição diferentes.

Resposta Q3:

B

Ao filtrarmos o sistema, as partículas de areia ficarão retidas no papel filtro, após a decantação separa-se o óleo que, por apresentar menor densidade, irá flutuar sobre o sistema água + cloreto de sódio. E, por fim, a destilação simples, que pela diferença de temperatura irá separar a água do sal.

Resposta Q4:

B

Teremos:

1) Separação magnética para a retirada dos pregos.

2) Decantação para a separação do óleo comestível da solução aquosa.

3) Destilação simples para a recuperação do sal.

Resposta Q5:

B

[I] Verdadeira. A decantação ocorre por diferença de densidade entre o sólido e o líquido.

[II] Verdadeira. A mistura heterogênea apresenta uma fase sólida (corpo de fundo) e uma líquida.

[III] Falsa. A mistura é heterogênea.

Resposta Q6:

B

O aspirador de pó apresenta uma barreira física (filtro) que retira partículas sólidas existentes no ar.

Resposta Q7:

B

A flotação utiliza a diferença de densidade na separação sólido-líquido. No caso do exercício, as partículas foram recobertas com óleo, que é imiscível com a água e então borbulha-se ar para que o minério pulverizado se liguem as bolhas de ar e se separem do líquido, e então se acumule na superfície.

Exercícios Propostos

Resposta Q8:

D

Para extrair líquidos de uma amostra de madeira utiliza-se a destilação seca, na qual, a partir do aquecimento em temperaturas adequadas, três frações são obtidas: gasosa, líquida e sólida.

Resposta Q9:

E

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Resposta Q10:

C

Como o ponto de ebulição da acetona (56 C) é menor do que o do ácido maleico (202 C), conclui-se que após a destilação, a acetona (substância mais volátil) é recolhida no condensador e que o resíduo sólido é do ácido maleico, ou seja, ele é a substância representada pelo retângulo.

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Conclusão:

Tanto no recipiente M como no recipiente X, estão representadas soluções saturadas de ácido maleico cuja solubilidade diminui com a diminuição da temperatura. A uma determinada temperatura, as concentrações em M e N e em X e Y são iguais. Em diferentes instantes, as moléculas representadas por um retângulo pertencem a um composto que pode estar dissolvido (em solução) ou no estado sólido (corpo de chão).

Resposta Q11:

A

A obtenção da bebida, ao colocar água quente na erva-mate, consiste em um processo de extração, ou seja, substâncias são liberadas devido à presença da água aquecida.

Resposta Q12:

C

Nas estações de tratamento a água que será consumida pela população precisa passar por uma série de etapas que possibilite eliminar todos os seus poluentes.

Uma dessas etapas é a coagulação ou floculação, com o uso de hidróxido de cálcio e sulfato de alumínio, conforme a reação:

2 2 4 3 3 4

3 Ca(OH) A (SO ) 2 A (OH) 3 CaSO

O hidróxido de alumínio



A OH

 

3



obtido, que é uma substância insolúvel em água, permite reter em sua superfície muitas das impurezas presentes na água.

Resposta Q13:

A

Falsa. Uma mistura eutética é aquela que se comporta como substância pura durante a fusão, ou seja, apresenta temperatura de fusão constante.

Verdadeira. O ar atmosférico seco e filtrado se constitui como uma mistura homogênea, formada, principalmente, por nitrogênio ( 80%) e oxigênio

( 20%).

Verdadeira. Ligas metálicas são consideradas misturas homogêneas, também classificadas como soluções metálicas.

Verdadeira. A decantação é um processo de separação de uma mistura do tipo líquido-líquido ou sólido-líquido. Ela se baseia na diferença de densidade e solubilidade entre seus componentes que são imiscíveis entre si.

Falsa. A destilação fracionada é um processo aplicado para separar componentes de uma mistura homogênea contendo dois ou mais

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líquidos que apresentam temperaturas de ebulição diferentes e que não sejam próximas.

Resposta Q14:

D

Resposta Q15:

B

[A] Incorreta. A filtração separa partículas sólidas da fase líquida e não retém íons metálicos no papel de filtro.

[B] Correta. O procedimento que minimiza a ação da água dura é a desmineralização, ou seja, diminuição da concentração de metais dissociados ionicamente na solução. Existem vários métodos de desmineralização como, por exemplo, a utilização de resinas de troca iônica, que absorvem os íons metálicos e a osmose reversa.

[C] Incorreta. A sublimação é uma mudança de estado de agregação sólido para gasoso e

vice-versa e isto não ocorre com os íons presentes na água dura.

[D] Incorreta. Na decantação a fase sólida é separada da fase líquida pela ação da gravidade e neste caso, a gravidade não “quebra” a ligação dipolo-íon entre os cátions metálicos e a água.

Resposta Q16:

D

Como o H CC₃ já se encontra no estado gasoso a 25 C, deve-se fazer a destilação fracionada dos outros compostos que se encontram no estado líquido.

Composto Ponto de fusão ( C)

Ponto de ebulição ( C)

H CC3 97,4 23,8 (Gasoso a 25 C)

2 2

H CC 96,7 (Líquido a 25 C) 39,6

HCC3 63,5 (Líquido a 25 C) 61,2

CC4 22,9 (Líquido a 25 C) 76,7

Destes compostos, o H CC₂ ₂ apresenta o menor ponto de ebulição



^{39,6 C ,}^



logo será recolhido antes dos outros no processo de separação.

Resposta Q17:

A

A decantação permite a separação de duas fases líquidas.

Exemplo: água + óleo de cozinha

Resposta Q18:

B

Na etapa 1 ocorre a extração da cafeína usando o funil de separação, em seguida (etapa 2), ocorre a destilação simples que irá separar o solvente do sólido que será a cafeína, pela diferença do ponto de ebulição.

Resposta Q19:

E

As etapas envolvidas nas estações de tratamento da água das grandes metrópoles são: floculação, decantação, filtração e cloração.

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Resposta Q20:

C

[I] Feijão e casca: a separação é possível pela ventilação, onde uma corrente de ar, separa o sólido menos denso, no caso a casca, do feijão.

[II] Areia e limalha de ferro: como a limalha de ferro é atraída pelo ímã essa separação ocorre por separação magnética.

[III] Serragem e cascalho: separação ocorre pela peneiração, que separa o cascalho que são partículas maiores da serragem que é menor.

Resposta Q21:

C

Ocorre na etapa II a presença de sulfato de alumínio, formando flocos, que são partículas maiores e mais densas que irão se depositar no fundo do recipiente, ou seja, irá decantar no recipiente III.

Resposta Q22:

B

Resposta Q23:

B

Um químico, familiarizado com as atividades culinárias, relacionaria as linhas:

3 (chá) e 5 (extração). O aquecimento facilita a extração dos princípios ativos do chá.

1 (carne) e 8 (proteína). A carne é rica em proteínas.

2 (açúcar) e 6 (carboidrato). O açúcar é rico em carboidratos.

4 (óleo) e triglicerídeos que não aparecem nas linhas.

Resposta Q24:

A

No processo de flotação utiliza-se um líquido de densidade intermediária para separar fases que apresentam densidades diferentes (observação: o minério de ferro pode ser flotado utilizando-se reagentes aniônicos).

Resposta Q25:

C

[I] Amendoim torrado e suas cascas: pode-se utilizar a ventilação. A porção menos densa é

“arrastada” pelo ar soprado.

[II] Serragem e limalha de ferro: pode-se utilizar a flutuação. A porção menos densa flutua em um líquido, neste caso serragem flutua na água.

[III] Areia e brita: pode-se utilizar a peneiração. As porções são separadas de acordo com o tamanho dos grãos.

Resposta Q26:

C

[A] Incorreta. O funil de bromo, separa dois líquidos imiscíveis.

[B] Incorreta. A destilação é o processo mais indicado para separar misturas miscíveis de

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líquido–líquido ou sólido–líquido.

[C] Correta. A imantação separa dois sólidos, desde que um deles apresente propriedades magnéticas.

[D] Incorreta. Existem vários processos de separação de dois sólidos, como a fusão fracionada ou a imantação, por exemplo.

[E] Incorreta. A filtração a vácuo assim como a filtração comum, separa substâncias imiscíveis, do tipo, sólido–líquido.

Resposta Q27:

E

[A] Incorreta. Levigação é um método de separação de misturas de sistemas heterogêneos. A levigação é usada, por exemplo, no garimpo, 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.

[B] Incorreta. Na dissolução fracionada um dos componentes sólidos da mistura é dissolvido em um líquido. Por exemplo, a mistura sal + areia. Colocando-se a mistura em um recipiente com água, o sal irá se dissolver e a areia se depositar no fundo do recipiente.

[C] Incorreta. As misturas eutéticas podem ser separadas apenas por destilação fracionada, pois durante a fusão apresentam temperatura constante.

[D] Incorreta. Catação, flotação e centrifugação são processos de separação de misturas heterogêneas.

[E] Correta. A destilação simples é um processo de separação de uma mistura homogênea entre componentes sólidos e líquidos.

Resposta Q28:

A

[A] Correta. A floculação é uma etapa do tratamento de água onde um composto químico, no caso o sulfato de alumínio, aglutina os flocos de sujeira para promover a decantação e então ser removido.

[B] Incorreta. A filtração embora retenha pequenas partículas que tenham passado da fase da decantação, existem ainda impurezas, como micro-organismos patogênicos que somente a etapa de desinfecção é capaz de eliminar.

[C] Incorreta. O sulfato de alumínio é formado a partir de uma base fraca e de um ácido forte, sendo, portanto, um sal com caráter ácido.

[D] Incorreta. A função do fluoretação é ajudar na prevenção de cáries dentárias.

[E] Incorreta. Depois da filtração a água ainda passa por outras etapas, dentre elas a cloração

que é responsável eliminar micro-organismos patogênicos presentes e a fluoretação.

Resposta Q29:

B

Operação 1: pode ser uma filtração ou decantação.

Operação 2: destilação simples.

Sistema heterogêneo (G): separação em duas fases, uma sólida (sólido (J), marrom) e outra líquida (L).

Conclusão: um componente sólido (J).

Líquido verde claro (L): separação em duas outras fases, um sólido verde (M) e um líquido incolor (Q).

A temperatura de ebulição variou entre 115 C e 130 C, ou seja, não foi constante.

Conclusão: o sólido verde é constituído por um componente e o líquido incolor pode ser constituído por dois componentes.

Conclusão final: o sistema heterogêneo G poderia ser constituído por quatro componentes.

Resposta Q30:

A

Separação do petróleo misturado com água e pedaços de rochas: faz-se a sedimentação (decantação) e posterior filtração (separação da fase sólida da líquida).

Resposta Q31:

E

[A] Incorreta. Apesar de água e óleo serem uma mistura heterogênea, o papel filtro não irá reter o óleo, durante um processo de filtração.

[B] Incorreta. O agente coagulante, que facilita a floculação das partículas suspensas, fazendo com que elas se aglutinem e se deposite no fundo do recipiente por decantação, formando assim, uma mistura heterogênea.

[C] Incorreta. A catação é um processo manual que separa misturas heterogêneas.

[D] Incorreta. A separação magnética necessita que um dos componentes da mistura tenha propriedades magnéticas e seja atraída por um ímã.

[E] Correta. Tanto a decantação, quanto a separação magnética e a centrifugação são processos de separação de misturas heterogêneas.

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Resposta Q32:

B

A destilação simples é um procedimento muito utilizado em laboratório para separar misturas homogêneas: sólido + líquido, como no caso de água e sal.

O processo consiste em aquecer a mistura até que a água passe do estado líquido para o gasoso. O vapor gerado irá passar por um condensador onde será resfriado e, novamente, voltará ao estado líquido que será recolhido em outro recipiente. O sólido, no caso o sal, permanecerá sólido dentro do balão de destilação.

Resposta Q33:

D

Antes de chegar às torneiras, a água passa por diferentes processos físico-químicos, afim de eliminar as impurezas e os agentes patogênicos.

Essas etapas consistem em:

- Coagulação: adiciona-se produtos químicos como sulfato de alumínio, para aglutinar ou aglomerar as sujidades;

- Floculação: etapa onde a água é movimentada para que ocorra a aglutinação dos flocos e ganhem peso para decantarem.

- Decantação: é o processo onde as partículas agora aglomeradas, são depositadas no fundo do tanque.

- Filtração: processo que separa os sólidos presentes.

- Desinfecção: nessa etapa usa-se cloro para eliminar micro-organismos patogênicos.

- Fluoretação: como última etapa do processo o flúor é adicionado a fim de evitar cáries dentárias.

Resposta Q34:

E

Na decantação a fase menos densa (petróleo) se separa da fase mais densa (água do mar).

Resposta Q35:

E

Tem-se uma mistura heterogênea constituída de limalha de ferro, cloreto de sódio e água.

Esta mistura é submetida a um processo de filtração e destilação simples.

Resposta Q36:

B

[A] Incorreta. O sólido 1 corresponde a substância C, pois somente essa substância é miscível em hexano (composto orgânico);

[B] Correta. Após se separar do hexano, as substâncias A e B, são colocadas em contato com água fria, onde ocorre a solubilização somente da substância A, separando da substância B que é insolúvel na água fria.

[C] Incorreta. O sólido 3 corresponde à substância A, insolúvel em água fria.

[D] Incorreta. Os processos II e IV correspondem à separação por decantação.

[E] Incorreta. Os processos III e VI correspondem à separação por destilação, a fim de separar 2 substâncias miscíveis.

Resposta Q37:

A

A levigação é o processo que separa misturas heterogêneas (sólido-sólido) de densidades diferentes, como o descrito no texto.

Exercícios ENEM

Resposta Q38:

D

Desenvolvimento de novos processos nas estações de tratamento de efluentes pode minimizar a permanência desses contaminantes nos recursos hídricos diminuindo a ocorrência de fármacos residuais no meio ambiente.

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Resposta Q39:

E

Resposta Q40:

B

A temperatura de ebulição da mistura conhecida como água doce é menor do que a temperatura de ebulição da mistura conhecida como água do mar.

Resposta Q41:

C

Na etapa de decantação as fases imiscíveis e que apresentam densidades diferentes são separadas pela ação da gravidade.

Resposta Q42:

C

Extração por arraste, ou seja, o vapor de água arrasta as substâncias responsáveis pelo aroma presente na sauna.

Resposta Q43:

B

Como um sólido volumoso de textura gelatinosa é formado, das alternativas fornecidas, a filtração seria o processo utilizado, já que separaria fase sólida de fase líquida.

Resposta Q44:

C

Os agregados formados pelo plástico produzido a partir do líquido da castanha de caju (LCC) e pelo petróleo não se misturam à água, ou seja, ocorre floculação.

As nanopartículas magnéticas são atraídas por imãs, ou seja, ocorre separação magnética.

Resposta Q45:

A

Visando eliminar da água o clorofórmio e outras moléculas orgânicas, o tratamento adequado é a filtração, com o uso de filtros de carvão ativo ou ativado que absorve o clorofórmio e outras moléculas orgânicas devido a sua alta porosidade.

Resposta Q46:

A

Nas estações de tratamento a água que será consumida pela população precisa passar por uma série de etapas que possibilite eliminar todos os seus poluentes.

Uma dessas etapas é a coagulação ou floculação, com o uso de hidróxido de cálcio, conforme a reação:

2 2 4 3 3 4

3Ca(OH) A (SO ) 2A (OH) 3CaSO

O hidróxido de alumínio (A (OH) ) ₃ obtido, que é uma substância insolúvel em água, permite reter em sua superfície muitas das impurezas presentes na água (floculação). O método de separação comumente usado para retirar o sulfato de alumínio com as impurezas aderidas é a flotação (faz-se uma agitação no sistema e as impurezas retidas sobem à superfície da mistura heterogênea).

Resposta Q47:

B

O procedimento adequado para tratar a água dos rios, a fim de atenuar os problemas de saúde causados por microrganismos a essas populações ribeirinhas é a cloração. Nesta etapa de tratamento substâncias como o hipoclorito de

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sódio (NaC O ) são adicionadas à água para eliminar micro-organismos.

Resposta Q48:

C

Foram realizadas as seguintes operações físicas de separação de materiais:

Separação magnética: um dos sólidos é atraído por um ímã. Esse processo é utilizado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas impurezas.

Extração: a cana é esmagada para a retirada do caldo.

Filtração simples: a fase sólida é separada com o auxílio de filtro de material adequado.

Resposta Q49:

D

A afirmação mais plausível é a de que a água passa por passa por decantação (o material mais denso é aglutinado e separado), filtração (partículas aglutinadas são retidas), cloração (micro-organismos são eliminados) e, em alguns casos, por fluoretação (adição de um sal de flúor), retomando aos consumidores.