Você tem uma solução sólida constituída por dois sólidos (A e B) e necessita recuperá-los. A tabela abaixo demonstra as diferenças nas propriedades físicoquímicas desses sólidos. (a) Descreva detalhadamente um método simples para realizar a separação dos constituintes, descrevendo o aparato experimental; (b) quais cuidados são necessários para se obter um alto rendimento de recuperação?
Sólido A Sólido B
Densidade a 25^circ C(g / cm^3) 2,16 2,65
Solubilidade em água (H2 O)(g / 100 g) 36,0 0,90
Solubilidade em etanol (CH3 CH2 OH)(g / 100 g) 0,04 0,70
Solubilidade em hexano (C6 H12)(g / 100 g) 0,007 0,003
Ponto de fusão ( ^circ C) 801 1710
Ponto de ebulição ( ^circ C) 1465 2230
Diâmetro médio das partículas sólidas (10^-6 m) 700 800

Passo 1

Bom, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma mistura de dois sólidos, A e B, com propriedades físico-químicas diferentes. O objetivo é separar esses dois sólidos e depois garantir que a recuperação seja eficiente. Para isso, vamos precisar usar conceitos de solubilidade e densidade, além de equipamentos básicos de laboratório para realizar a separação.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para a solubilidade dos sólidos em diferentes solventes. O sólido A é muito mais solúvel em água (36,0 g/100 g) comparado ao sólido B (0,90 g/100 g). Por outro lado, em etanol, A tem baixa solubilidade (0,04 g/100 g) enquanto B é um pouco mais solúvel (0,70 g/100 g). Isso sugere que podemos usar água para dissolver o sólido A e deixar o sólido B intacto.

Passo 3

Então, o método que vamos usar é a diferença de solubilidade. A ideia é adicionar água à mistura sólida. O sólido A vai se dissolver na água, enquanto o sólido B permanecerá sólido. Para isso, vamos precisar de um béquer, água destilada, e um agitador para misturar bem a solução.

Passo 4

Depois de adicionar água e agitar, filtramos a mistura usando um funil e papel de filtro. O sólido B ficará no filtro, e a solução contendo o sólido A passará pelo filtro. Assim, separamos fisicamente os dois componentes com base na solubilidade deles em água.

Passo 5

Para recuperar o sólido A, que está dissolvido na água, precisamos cristalizá-lo. Isso pode ser feito aquecendo a solução até a evaporação da água, deixando os cristais de A se formarem novamente. Aqui, usamos um evaporador ou simplesmente deixamos a água evaporar em um ambiente controlado.

Passo 6

Agora, para garantir que o rendimento da recuperação seja alto, temos que tomar alguns cuidados:
  • Controle da temperatura: Evitar superaquecer ou resfriar demais durante a cristalização para que todos os cristais de A se formem sem perdas.
  • Filtragem cuidadosa: Garantir que todo o sólido B seja retido no filtro e que não haja passagem para a solução.
  • Evaporação gradual: Deixar a água evaporar de forma controlada para evitar que o sólido A se decompõe ou que ocorram impurezas.

Resposta

Usando a diferença de solubilidade em água, dissolvemos o sólido A em água, filtramos para separar o sólido B, e então cristalizamos o sólido A a partir da solução aquosa. Para um alto rendimento, controlamos a temperatura, realizamos uma filtragem cuidadosa e evaporamos a água de forma gradual e controlada.

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