Métodos de separação de mistura homogêneas, tratamento de água e esgoto em Química

Nesta aula iremos descrever os diversos processos de separação das misturas homogêneas. Esses processos também são de grande importância e largamente empregados nas indústrias químicas.

Processos de separação das misturas homogêneas

Evaporação

A evaporação é utilizada para a separação de mistura homogêneas onde temos pelo menos uma fase líquida e uma fase sólida e a fase sólida é a de interesse. Por exemplo, o sal de cozinha é extraído da água do mar por evaporação. A água do mar é represada em grandes tanques, de pequena profundidade, construídos na areia, chamados de salinas. Sob a ação do sol e dos ventos a água do mar represada nas salinas sofre evaporação e o sal de cozinha e outros componentes sólidos vão se depositando no fundo dos tanques.

Destilação simples

Ocorre de acordo com a diferença nos pontos de ebulição do solvente e soluto. Por aquecimento, em aparelhagem apropriada com um condensador, apenas o líquido entra em ebulição, passando para o estado gasoso, o qual é condensado e recolhido. Por exemplo: separação da mistura de sal e água.

Destilação fracionada

Usada na separação quando os componentes da mistura são líquidos e tem o ponto de ebulição muito próximos. A técnica e a aparelhagem utilizadas na destilação fracionada são as mesmas empregadas na destilação simples, com exceção de um aparelho adicional chamado coluna de fracionamento.
Por exemplo: separação da mistura dos componentes do petróleo em que, a cada temperatura alcançada, é recolhido um componente.

Atenção!
A destilação fracionada é o método de separação utilizado para o separação das frações do petróleo.

Fusão fracionada

Esse processo é baseado nas diferenças nos pontos de fusão dos componentes de uma mistura. A mistura sólida é aquecida até que um dos componentes se funda(liquefazer) completamente. Por exemplo: separação em cada metal que compõe uma liga metálica.

Liquefação fracionada

É o processo de separação de uma mistura gasosa. Resfria-se a mistura até que os gases componentes atinjam seu ponto de ebulição, passando assim para o estado líquido.
Por exemplo: separação do ar atmosférico, sabendo-se que o gás nitrogênio passa para o estado líquido antes do gás oxigênio.

Cromatografia

Nesse processo, os componentes de uma mistura são separados pela sua interação com o solvente(fase movél), que ao passar pela mistura interage com seus componentes carreando-ss com diferentes intensidades e assim os separando.

Tratamento de água

A água que chega as nossas casas é submetida a uma série de tratamentos para reduzir a concentração de poluentes até praticamente não apresentar riscos para a saúde humana. Esse tratamento é dividido em 7 etapas, são elas em sequência:

1. Coagulação: É quando a água bruta recebe, logo ao entrar na estação de tratamento, uma dosagem de sulfato de alumínio. Este elemento faz com que as partículas de sujeira iniciem um processo de união.
2. Floculação: Quando, em tanques, continua o processo de união das impurezas, na água em movimento. As partículas se transformam em flocos de sujeira.
3. Decantação: As impurezas, que se aglutinaram e formaram flocos, vão se separar da água pela ação da gravidade, indo para o fundo dos tanques ou ficando presas em suas paredes.
4. Filtração: A água passa por grandes filtros com granulações diversas e carvão antracitoso (carvão mineral). Aí ficarão retidas as impurezas que passaram pelas fases anteriores.
5. Desinfecção: É a cloração, para eliminar germes nocivos à saúde e garantir a qualidade da água até a torneira do consumidor. Nesse processo pode ser usado o hipoclorito de sódio, cloro gasoso ou dióxido de cloro.
6. Fluoretação: É quando será adicionado fluossilicato de sódio ou ácido fluorssilícico em dosagens adequadas. A função disso é prevenir e reduzir a incidência de cárie dentária, especialmente nos consumidores de zero a 14 anos de idade, período de formação dos dentes.
7. Correção: É a correção de pH, quando é adicionado carbonato de sódio para uma neutralização adequada à proteção da tubulação da rede e da residência dos usuários e não haver corrosões.

Tratamento de esgoto

Como a água proveniente do tratamento do esgoto não é destinada ao consumo humano, o tratamento é mais simples e menos criterioso, mas as especificações da água na saída da estação devem obedecer às normas ambientais, dependendo do corpo hídrico em que o efluente for descartado. Esta água pode ser reutilizada em sistemas de arrefecimento (resfriamento) e para geração de vapor nas indústrias.
O principal método de tratamento de esgoto e efluentes é o do lodo ativado, que consiste na degradação dos materiais orgânicos por bactérias aeróbias.

• Peneiramento ou gradeamento
O esgoto passa por grades ou peneiras para retenção de sólidos grandes;

• Caixa de areia
Aqui as areias, mais densas, são separadas do esgoto por decantação;

• Decantação primária
Em um decantador primário ocorre a sedimentação das outras partículas sólidas presentes;

• Aeração
Nos tanques de aeração, é inserido ar próximo à entrada de esgoto, fazendo multiplicar os micro-organismos presentes no esgoto, para que degradem o material orgânico através de seu metabolismo natural;

• Decantação secundária
Após a aeração, o efluente tratado é separado do lodo ativado, que é coagulado e decantado para o fundo do tanque. Parte deste lodo é retornado ao tanque de aeração para contribuir com a degradação das impurezas e o restante é separado para secagem e descarte apropriado. A água resultante pode ser descartada em um corpo hídrico ou reutilizada.