Exercícios sobre separação de misturas

Resposta correta: I.B; II.C. e III.A.

I.B: A decantação é um processo de separação de misturas heterogêneas, onde ocorre a separação natural por meio da densidade dos componentes imiscíveis de uma mistura sólido-líquido ou líquido-líquido.

Por exemplo, em um tanque de tratamento de água, os materiais sólidos decantam e se depositam no fundo, pois são mais densos.

II.C: A destilação é um processo de separação de misturas, cujos componentes apresentam diferentes temperaturas de ebulição.

Por exemplo, um componente de uma mistura que apresenta baixo ponto de ebulição tende a passar primeiro para o estado gasoso e, assim, é separado dos demais. O componente separado pode então ser condensado (voltar ao estado líquido) e recolhido.

III.A: A extração por solvente é realizada de acordo com a solubilidade dos compostos em uma mistura.

Por exemplo, quando preparamos o café passamos a água quente no pó, que arrasta os compostos solúveis consigo. Isso acontece porque o café possui substâncias que são solúveis em água quente.

Resposta correta: V; F; V.

(V) Na filtração o sólido e o líquido são separados pela diferença do tamanho das partículas.

As partículas sólidas são separadas em uma mistura sólido-líquido por ficarem retidas no meio filtrante, já que possuem tamanhos maiores e não conseguem ultrapassar os poros do filtro.

(F) A centrifugação é um processo de decantação acelerado pela força da gravidade.

A centrifugação é realizada pela ação da força centrífuga, que acelera o processo de decantação pelo movimento circular, fazendo com que o material mais denso se deposite no fundo do recipiente.

(V) A separação na cromatografia é realizada pela interação dos componentes da mistura com a fase móvel e a fase estacionária.

No método da cromatografia a mistura de componentes é inserida na fase estacionária, um material capaz de reter as substâncias a serem separadas. Quando a fase móvel passa pelos compostos consegue arrastá-los pela fase estacionária ao interagir com eles. Quanto maior a interação da fase móvel com um componente da mistura maior será a migração dele pela fase estacionária.

Alternativa correta: d) extração e filtração.

a) ERRADA. A destilação separa dois líquidos misturados de acordo com o ponto de ebulição. A decantação é a separação de uma mistura de sólido e líquido pela ação da gravidade.

b) ERRADA. A filtração utiliza um meio filtrante para reter os sólidos e a destilação separa os líquidos de acordo com o ponto de ebulição.

c) ERRADA. A destilação é utilizada para separar uma mistura homogênea de líquidos. Coação é a forma popular de chamar a filtração do café, que utiliza um coador.

d) CORRETA. A extração por solvente é realizada com a água que, ao ter contato com o café, solubiliza os componentes que estavam no sólido e os arrasta. O pó fica retido no coador, que representa o meio filtrante da filtração.

e) ERRADA. Embora a extração seja representada pela utilização da água quente como solvente, a decantação não faz parte desse processo.

Alternativa correta: a) filtração, decantação e destilação.

A mistura composta pelos componentes gasolina, água, serragem e sal de cozinha apresentam 3 fases:

a) CORRETA. A filtração separa a fase 2 das demais fases, pois a serragem, partículas sólidas, ficam retidas no meio filtrante.

A decantação separa a fase 1 da fase 3, pois os líquidos possuem densidades diferentes e devido às suas características químicas não se misturam, pois a água é polar e a gasolina é apolar.

A destilação promove a evaporação do solvente, a água, e o sólido que estava dissolvido, o sal de cozinha, volta a se cristalizar.

b) ERRADA. A catação corresponde à separação de sólidos com diferentes granulometrias, que não é o caso apresentado na questão. A decantação só é capaz de separar os componentes água e gasolina.

c) ERRADA. A sublimação não é um processo de separação de misturas, mas sim uma mudança de estado físico, que corresponde a passagem do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo estado líquido. A destilação só é capaz de separar os componentes água e sal de cozinha.

d) ERRADA. A prensagem corresponde à uma operação física de comprimir um objeto, o que não se aplica ao caso apresentado na questão. A decantação só é capaz de separar os componentes água e gasolina.

e) ERRADA. A destilação separa o sal de cozinha da água, que é evaporada no processo. A decantação retira a gasolina pela diferença de densidade com a água. Entretanto, só as duas operações não são suficientes para separar todos os componentes, pois ainda faltaria a serragem.

Alternativa correta: d) 3 - 5 - 4 - 2 - 1.

Destilação separa álcool e água (3), pois os dois componentes possuem temperaturas de ebulição diferentes.

Filtração separa ar e poeira (5), pois pelo tamanho das partículas a poeira fica retida em um filtro.

Separação magnética separa ferro e enxofre (4), pois o ferro tem propriedade magnética e é atraído por um ímã.

Decantação separa óleo e água (2), pois os dois componentes da mistura possuem densidades diferentes e não são miscíveis.

Liquefação separa oxigênio e nitrogênio (1), pois os dois gases criam uma mistura homogênea. Nesse processo, o ar é resfriado até se tornar líquido. Após isso, a mistura é aquecida e os componentes são separados pelo ponto de ebulição em uma coluna de destilação.

Alternativa correta: b) sedimentação.

a) ERRADA. Essa operação realiza a separação de sólidos suspensos em líquido com um papel de filtro, que retém as partículas enquanto a mistura passa por ele.

b) CORRETA. Essa operação, por ação da gravidade, faz com que as partículas mais densas cheguem ao fundo do tanque e sedimentem quando a água está em repouso.

c) ERRADA. Essa operação corresponde ao transporte de um líquido de um nível superior para um inferior, ou seja, o líquido escorre para o recipiente que está mais baixo.

d) ERRADA. Essa operação faz com que a separação de uma mistura ocorra pela aplicação da força centrífuga adquirida pelas rotações do aparelho.

e) ERRADA. Essa operação realiza a separação de sólido e líquido pela evaporação do solvente. O sólido que estava dissolvido volta a ser cristalizado.

Alternativa correta: e) destilação.

a) ERRADA. A centrifugação separa sólidos suspensos em um líquido.

b) ERRADA. A sifonação faz o transporte do líquido de um ponto mais alto para outro mais baixo.

c) ERRADA. A decantação separa componentes com densidades diferentes pela força da gravidade.

d) ERRADA. A filtração retém partículas sólidas suspensas em um líquido utilizando um meio filtrante.

e) CORRETA. A destilação é capaz de evaporar o solvente B e o sólido A é cristalizado.

1) ERRADO. A evaporação é uma mudança de estado físico, que corresponde à passagem do estado líquido para o estado gasoso. Se os dois líquidos são bastante voláteis, então eles tem pontos de ebulição muito próximos, o que dificulta a separação.

2) CORRETO. Os líquidos são separados pelos diferentes pontos de ebulição. O líquido com menor ponto de ebulição é retirado primeiro do sistema.

3) CORRETO. O petróleo é uma mistura complexa de hidrocarbonetos que possuem diferentes propriedades físicas e químicas. As torres de destilação separam os componentes da mistura de acordo com a sua volatilidade, pois os pontos de ebulição variam com o tamanho da cadeia carbônica.

4) ERRADO. Está fundamentado nos diferentes pontos de ebulição dos componentes da mistura.

Alternativa correta: e) decantação e destilação fracionada.

De acordo com os dados do enunciado, o sistema apresentada duas fases:

a) ERRADA. A centrifugação não pode ser utilizada, pois é adequada para separar partículas suspensas em um líquido.

b) ERRADA. A fusão fracionada não pode ser utilizada, pois é adequada para separar sólidos com pontos de fusão diferentes.

c) ERRADA. A filtração não pode ser utilizada, pois é adequada para separar sólidos em líquidos. Da mesma forma, a centrifugação não é útil já que é um processo acelerado de separação sólido-líquido.

d) ERRADA. A filtração não pode ser utilizada, pois é útil na separação de sistemas heterogêneos sólido-líquido.

e) CORRETA. A decantação promove a separação da fase 1 com os componentes A e B da fase 2, que corresponde ao componente C pela diferença de densidade.

A destilação promove a separação de A e B de acordo com o ponto de ebulição das substâncias. A mistura é aquecida e o componente de menor ponto de ebulição é evaporado primeiro e recolhido em outro recipiente.

Alternativas corretas: a, b, c, f.

a) CORRETA. O sólido A foi separado do sistema B, pois não estava dissolvido nele. A filtração retém as partículas sólidas, que ficam no papel de filtro, enquanto o líquido que passou pelo funil é recolhido em outro recipiente.

b) CORRETA. O aquecimento fez com que ocorresse uma reação química. Nela, novas substâncias foram formadas pela decomposição do carbonato de cálcio (CaCO₃).

CaCO₃ CO_2(g) + CaO_(s)

c) CORRETA. Como a mistura é composta por líquidos imiscíveis, a separação ocorreu pela diferença de densidade. Na decantação, utilizando um funil de bromo, espontaneamente os componentes se separam.

d) ERRADA. Se o sistema é monofásico, ele apresenta apenas uma fase e pode ser uma mistura homogênea ou uma substância pura.

e) ERRADA. O sistema D é uma mistura homogênea dos componentes água e carbonato de cálcio (CaCO₃).

f) CORRETA. Como o sistema D é homogêneo, composto por líquido e sólido, através da destilação o líquido pode ser evaporado e, posteriormente, condensado para ser recolhido em outro recipiente.

g) ERRADA. A água destilada é uma substância, pois possui propriedades fixas e invariáveis em toda a sua extensão.

Alternativa correta: c) C.

O hexano possui densidade menor que a da água, por isso é o componente que está na parte superior do funil de decantação.

Quando colocamos sal em água, os íons se dissociam, como demonstra a equação química:

Por se tratar de um composto iônico e solúvel em água, o cloreto de sódio sofre uma alteração, rompendo-se em seus íons, sendo assim, água e sal representam uma fase no sistema.

O resultado é um produto com densidade intermediária entre a da água e do sal, que é 2,16 g/cm³. Isso ocorre porque a água deixou de ser uma substância pura e se tornou uma mistura.

Alternativa correta: a) Coar café, um processo de separação de materiais, é um fenômeno físico.

a) CORRETA. Coar o café é o mesmo que filtrá-lo. Por isso, é um fenômeno físico.

b) ERRADA. A fase corresponde à região do sistema que apresenta os mesmo aspectos em toda a sua extensão.

c) ERRADA. O processo frequentemente usado é a evaporação. A água, que tem ponto de ebulição menor que o do sal, é separada primeiro.

d) ERRADA. A mudança de estado físico representa uma transformação física. A reação química ocorre quando novas substâncias são formadas.

e) ERRADA. A destilação fracionada é frequentemente usada para separar componentes líquidos de uma mistura homogênea, ou seja, as substâncias são miscíveis. Por isso, a destilação separa de acordo com os diferentes pontos de ebulição.