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
|
2,16 | 2,65 |
Solubilidade em água
|
36,0 | 0,90 |
Solubilidade em etanol
|
0,04 | 0,70 |
Solubilidade em hexano
|
0,007 | 0,003 |
Ponto de fusão
|
801 | 1710 |
Ponto de ebulição
|
1465 | 2230 |
Diâmetro médio das partículas sólidas
|
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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