Separação de Misturas por Processos Químicos

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

Para a separação dos componentes de uma mistura, ou seja, para a obtenção individual de cada uma das suas substâncias puras que deram origem à mistura, utiliza-se um conjunto de processos físicos denominados fracionamento de misturas. Esses processos não alteram a composição das substâncias que formam uma dada mistura, uma vez que toda mistura trata-se de um fenômeno físico, independente da mistura possuir natureza homogênea ou heterogênea. A escolha dos melhores métodos para a separação de misturas exige um conhecimento anterior de algumas das propriedades das substâncias inicialmente presentes. Assim, por exemplo, se tivermos uma mistura de açúcar e areia, devemos levar em conta que o açúcar se dissolve na água, enquanto a areia não se dissolve.

A mistura de dois ou mais líquidos (miscíveis entre si) é geralmente separada por destilação fracionada, processo que se baseia nas diferenças entre os pontos de ebulição destes líquidos. Entretanto, existem casos de misturas homogêneas de líquidos que não podem ser separadas por processos físicos, como, por exemplo, a destilação. Isso porque tais misturas destilam em proporções fixas e constantes, de modo que os seus componentes mantém essa proporção, como se a mistura fosse uma substância pura. Essas misturas são denominadas misturas azeotrópicas.

Por exemplo, o álcool etílico forma com a água uma mistura azeotrópica (95,5% de álcool e 4,5% de água) que destila à temperatura de 78,1°C e mantém esta proporção também quando evaporada. Dessa forma, o processo da destilação não é capaz de separar tal mistura, a qual passa a ser conhecida como mistura azeotrópica.

Então, para obtermos o álcool anidrido ou álcool absoluto (álcool puro) utiliza-se de processos químicos. Adiciona-se à mistura azeotrópica de água e álcool, por exemplo, óxido de cálcio (CaO), que reage com a água produzindo hidróxido de cálcio Ca(OH)2. A seguir, submete-se a mistura a uma destilação, pois agora somente o álcool destila, sendo assim recolhido puro em outro sistema.

Na tabela abaixo pode ser visto alguns casos de misturas azeotrópicas, com os respectivos percentuais de seus componentes.

MISTURA AZEOTRÓPICA PONTO DE EBULIÇÃO
álcool etílico (95,5%) + água (4,5%) 78,1° C
acetona (86,5%) + metanol (13,5%) 56° C
álcool etílico (7%) + clorofórmio (93%) 60° C
ácido fórmico (77,5%) + água (22,5%) 107,3° C

O valor de ponto de ebulição apresentado na tabela acima é o da mistura. A separação de cada uma das misturas apresentadas pode ser realizada, mas tornando-se necessários procedimentos químicos específicos, semelhantes ao discutido para a separação do etanol da água.

Referências:
SARDELLA, Antônio; MATEUS, Edegar; Curso de Química: química geral, Ed. Ática, São Paulo/SP – 1995.

Arquivado em: Química