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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