Métodos de separação de misturas homogéneas

São métodos de separação de misturas homogéneas: a evaporação, cristalização, destilação simples, destilação fraccionada e análise cromatográfica ou cromatografia, etc.

Evaporação

É um processo físico usado para separar misturas do tipo sólido-líquido, ou seja, separar um sólido dissolvido num líquido. Neste processo a mistura pode ser deixada em repouso até que o líquido evapore por completo restando assim o sólido ou então por aquecimento, aquece-se a mistura até que o líquido ferva e se transforme em vapor. Uma vez que nem todas as substâncias evaporam tão rapidamente, o sólido dissolvido é obtido na forma pura.

Este método é aplicado nas salinas para a obtenção do sal. À medida que a água vai evaporando os cristais do sal vão sendo formados e este processo é denominado de cristalização.

Destilação simples

É um método de separação de misturas homogéneas do tipo sólido-líquido, ou seja,  de sólidos dissolvidos em líquidos por aquecimento do sistema. Por exemplo, quando tem-se uma mistura de água e sal, a mistura é aquecida num balão de vidro até a ebulição. A água por ser mais volátil (por ter o menor ponto de ebulição) que o sal começa a passar para o estado de vapor.

Os vapores que são produzidos passam por um tubo no interior do condensador (onde há circulação na parte externa contínua de água fria) estes vapores são resfriados, consequentemente se condensam e o líquido obtido é recolhido num outro recipiente.

O sal não entra em ebulição por isso permanece no balão de vidro. O líquido obtido, neste caso é uma salmoura, desta maneira o processo é repetido várias vezes até se conseguir a pureza desejada da água.

Destilação fracionada

É um método usado para separar misturas de dois ou mais líquidos miscíveis entre si e baseia-se na diferença dos pontos de ebulição dos componentes. Esta técnica é uma aprimoração da destilação simples pois uma coluna de fracionamento (cheia de bolinhas de porcelana ou cacos de vidro) é colocada entre o balão que contém a mistura e o condensador, assim, quando a mistura é aquecida, os vapores produzidos são obrigados a passar pela coluna de fracionamento e como a coluna está cheia de “obstáculos” somente a componente com menor ponto de ebulição, ou seja, o mais volátil, passa primeiro por esta coluna e chegam ao condensador onde estes vapores são resfriados, consequentemente se condensam e o líquido obtido é recolhido num outro recipiente.

A destilação fracionada é mais eficiente quanto maior for a diferença dos pontos de ebulição entre os componentes da mistura.

Cristalização fracionada

É um método que baseia-se na diferença de solubilidade dos componentes da mistura num certo solvente em determinadas condições de temperatura.

Este método é usado para separar misturas de vários componentes sólidos dissolvidos no mesmo solvente. Assim, quando uma parte do solvente evapora, o componente da mistura de baixa solubilidade cristaliza-se e é separado do resto da mistura e assim sucessivamente.

A cristalização fracionada é usada, por exemplo, nas salinas para a obtenção de sais a partir da água do mar. A evaporação da água permite a cristalização de diferentes sais, sendo que o último a ser obtido é o cloreto de sódio (NaCl), usado na alimentação.

Cromatografia ou análise cromatográfica

É uma técnica de análise química que permite separar, identificar e determinar com exactidão a quantidade de cada um dos componentes de uma mistura de acordo com as diferentes velocidades com que se movem ao ser arrrastados por um solvente específico (fase móvel) através de um meio que serve de suporte à mistura (Fase estacionária).

Portanto, a fase estacionária é aquela que serve de suporte à mistura, ou seja, na qual ocorre a fixação da amostra (mistura) em análise e a fase móvel, na qual os componentes a serem separados são arrastadospor um solvente específico (líquido ou gasoso).

Cromatografia de papel: num papel cromatográfico ou uma tira de papel de filtro (fase estacionária) pinga-se uma pequena gota da solução que se pretende analisar a uma distância de aproximadamente 1 cm da base da tira.

De seguida o papel é imerso num solvente adequado (sem que a mistura em análise entre em contacto com o solvente) e à medida que o solvente vai subindo pelo papel, encontra a amostra, assim os diferentes componentes da amostra em análise são arrastados com velocidades diferentes dependendo da força de suas interacções (afinidade) com o papel ou com o solvente, deste modo os diferentes componentes “percorrem” distâncias diferentes sobre a fase estacionária e é possível identificá-los.

Cromatografia de camada fina: é realizada sobre uma placa de vidro,  plástico ou folha de alumínio revestida com uma fina camada de um material adsorvente (que serve de fase estacionária), no geral, usa-se a sílica gel ou  alumina (Al2O3).

A amostra em análise é pingada na  extremidade da placa de vidro revestida de sílica gel ou alumina, e a placa é então colocada num solvente apropriado (fase móvel) e à medida que o solvente vai subindo, encontra a amostra, assim os diferentes componentes da amostra em análise são arrastados com velocidades diferentes sobre a sílica gel ou alumina.

Deste modo, os componentes menos adsorvidos a sílica gel ou alumina deslocam-se com maior velocidade que os mais adsorvidos e assim os diferentes componentes da mistura são separados da mistura.

Liquefacção fracionada

É um método usado para separar misturas gasosas por meio do processo de liquefação. A mistura é simultaneamente submetida a aumentos de pressão e resfriamento assim a mistura gasosa é liquefeita, ou seja, passa para o estado líquido. A mistura liquefeita é então submetida ao processo de destilação fraccionada para a separações dos seus componentes.

Este método é usado para separar os componentes do ar atmosférico, o Oxigénio, Nitrogénio.