Separação de Misturas e a Sociedade Moderna

As separações de misturas podem ser um pouco abstratas quando analisadas apenas em sua definição, mas elas estão presentes no nosso dia a dia, direta ou indiretamente.

A água que consumimos diariamente passa por três estágios antes de chegar à nossa casa e nesses estágios vários processos de separação de misturas estão presentes. A captação, o tratamento e a distribuição passam através de uma rede de tubulações. O primeiro passo é a captação da água “bruta” para uma estação de tratamento de água. Esta parte é realizada por intermédio de adutoras em mananciais superficiais (lagos, rios e nascentes) ou subterrâneos (poços).

Disponível em: <https://tinyurl.com/frtskpvk>. Acesso em 15 abr. 2021.

Durante o tratamento, que é o segundo estágio, ocorrem vários processos de separação de misturas. Na chegada à estação de tratamento de água, os pedaços de madeira e galhos são removidos por telas que impedem a passagem destes, o que nada mais é do que um tipo de peneiração. Posteriormente, um agente químico, geralmente sulfato de alumínio ou sulfato férrico, é adicionado à água para aglutinar as partículas maiores de sujeira (argila, por exemplo) por meio de um processo denominado coagulação.

Prosseguindo, na etapa de floculação, que ocorre em um tanque de concreto com água em movimento, as partículas se aglutinam em “flocos” maiores. Nos próximos tanques, os de decantação, as partículas grandes de sujeira se encaminham para o fundo por ação da gravidade, formando o “lodo”, que é separado da água. As sujeiras menores são retidas posteriormente no processo de filtração, onde a água passa por filtros compostos por pedaços de rochas de diferentes tamanhos, areia e carvão mineral.

Microrganismos que não foram retidos nos filtros são mortos por meio da utilização de cloro ou ozônio na etapa de desinfecção. Esta parte é necessária para a redução da ocorrência de doenças na população. Depois, é realizada a fluoretação, destinada à prevenção da incidência de cáries e, ao final do processo, faz-se a correção do pH da água com cal hidratada, reduzindo o poder de corrosão da água evitando que as tubulações de distribuição sejam danificadas.

Assim, a água tratada segue para a distribuição, terceiro estágio, sendo enviada para reservatórios em locais mais altos da cidade e, depois, ela segue para as residências através de uma rede de tubulações.

Disponível em: <https://tinyurl.com/yaufdq6s>. Acesso em 15 abr. 2021. (Adaptada)

Tratamento do Esgoto

O esgoto é uma mistura heterogênea formada por água, componentes sólidos (como fezes) e componentes líquidos (como a urina). O esgoto apresenta um elevado potencial para gerar doenças nas pessoas (como hepatite) em razão da presença de fezes e urina. Em virtude do seu grande potencial nocivo, é muito importante realizar o tratamento do esgoto para que ele não seja despejado diretamente nos rios e mares, poluindo e prejudicando ainda mais o meio ambiente e a saúde humana e dos animais desses ambientes aquáticos.

O tratamento de esgoto se divide em algumas etapas, que consistem em remover o excesso de impurezas presente nessa mistura. Há etapas em que são utilizadas a filtração, desaneração (retira areia por decantação), peneiração, aeração entre outros, e, em algumas etapas, há utilização de produtos químicos e microrganismos para auxiliar o processo.

Disponível em <https://tinyurl.com/y8llxt98>. Acesso em 18 abr. 2021. (Adaptado)

Produção de Combustíveis e Medicamentos

Outros exemplos de processos de separação de misturas que podemos citar são a produção de combustíveis a partir do petróleo e a produção de medicamentos.

O petróleo é um líquido viscoso e preto que é feito de uma mistura homogênea de matéria orgânica fóssil, que ficou armazenado na terra por milênios. O principal uso dele na antiguidade era como vedação para embarcações devido o petróleo não se misturar com a água. Após a descoberta dos processos de separação de misturas, o petróleo começou a ser destilado.

Não é possível isolar cada um desses compostos presentes na mistura do petróleo, pois eles têm pontos de ebulição muito próximos. Por isso, o refinamento do petróleo isola frações, ou seja, grupos com menos compostos, de acordo com sua densidade. O petróleo é colocado em um forno conectado a uma torre de destilação ou de refinamento. Nesta torre há várias bandejas que possuem temperaturas diferentes, quanto mais alto, menor a temperatura. Ao aquecer o petróleo, os compostos menos densos sobem e os mais densos ficam na parte inferior. Entre os produtos derivados do petróleo estão os plásticos, o gás de cozinha e os combustíveis como diesel, gasolina e querosene.

A produção de medicamentos também utiliza processos de separação de misturas, como dissolução fracionada, cromatografia e outros. O processo de produção de um novo medicamento tem algumas etapas, como a identificação da matéria prima, como por exemplo uma planta que tenha algum efeito medicinal. Após isso, é necessário isolar cada composto presente na matéria prima, para isso normalmente se usa cromatografia, e em alguns casos a dissolução fracionada.

Quando tudo está isolado, iniciam-se os testes para saber exatamente qual composto é o medicamento e então pode se produzir sinteticamente essa substância.

O estudo e o avanço da ciência permitem que sempre o futuro da vida e da sociedade humana seja possível, e sem a ciência não estaríamos nem perto do que somos hoje, pois o desenvolvimento de tecnologias, formas de produção de novos materiais, motores, tecidos e praticamente tudo que está ao nosso redor se deve ao conhecimento científico.

Quer saber mais sobre a destilação fracionada do petróleo? Assista, se possível, ao vídeo

Responda as atividades em seu caderno.

1. Agora que você conhece o processo de separação de misturas, comente sobre a importância desse conhecimento para o tratamento de água.

2. Sobre os métodos de separação de misturas do petróleo, complete as frases a seguir.

a)   Quando o petróleo é extraído, ele vem cheio de ______________, que são então separadas por meio de processos____________. O primeiro método utilizado para isso é a ____________ fracionada.

b)   Quando o petróleo é ___________ na fornalha, seus componentes vão passando para o estado __________, sendo que os mais pesados (de maior massa molar) não sobem, mas ficam líquidos na parte ____________ e são separados.

3. A fluoretação é o acréscimo controlado de um composto de flúor à água de abastecimento público, sendo uma das principais e mais importantes medidas de saúde pública, com a finalidade

(A) de esterilizar a água potável.

(B) de atuar no controle da cárie dentária.

(C) de garantir a pureza, odor e cristalinidade da água.

(D) de eliminar microrganismos remanescentes na água.

4. Considerando as etapas no tratamento da água, relacione a segunda coluna com a primeira:

5. Quais dos processos a seguir são utilizados no processo de tratamento de esgoto?

(A) Catação, evaporação, cromatografia e peneiração.

(B) Decantação, peneiração, filtração e aeração.

(C) Ventilação, catação, magnetização e levigação.

(D) Filtração, levigação, centrifugação e cromatografia.

6. A cromatografia é um processo de separação de misturas utilizado na fabricação de medicamentos, podendo contribuir de forma significativa na simplificação do processo de purificação e separação. A descoberta, desenvolvimento e fabricação de medicamentos é um processo caro e trabalhoso e pode demandar anos de pesquisa e investimento.

Assinale a alternativa que indica o conceito de cromatografia:

(A) Método que usa algum líquido para extrair um ou mais componentes da mistura.

(B) Técnica é baseada na migração dos compostos da mistura, os quais apresentam diferentes interações através de duas fases.

(C) Procedimento em que há a aproximação de um ímã magnético a uma mistura que contém alguma substância que é atraída pelo ímã.

(D) Processo utilizado para separar sólidos de diferentes tamanhos, geralmente passando por uma peneira, sendo que os sólidos menores passam por sua malha.

7. Observe as afirmações a seguir e indique V para as verdadeiras e F para as falsas:

I. (__) Na indústria farmacêutica, a peneiração tem uma importante aplicação, pois é necessária a separação de porções com precisão dos componentes de uma mistura.

II. (__) A cromatografia não é utilizada na fabricação de medicamentos, pois influencia de forma significativa a toxidade do medicamento ao invés de purificação.

III. (__) A cromatografia é um método de separação de misturas fundamentado na migração diferencial dos componentes de uma mistura.

8. Sobre as etapas do tratamento de esgoto, faça a correta associação entre a primeira e a segunda coluna:

9. Uma substância bastante utilizada em nossas residências na preparação de alimentos é o sal de cozinha, extraído da água do mar. Agora que você conhece os processos de separação de misturas, explique como ocorre essa obtenção do sal para nossa utilização.

10. Associe as atividades listadas a seguir com as etapas do tratamento da água: