Química dos ensinos fundamental e médio · Grades 1–12
3Separar misturas
Depois de uma tempestade, as poças da rua ficam marrons: água da chuva misturada com terra, areia e pedacinhos de folhas. Mesmo assim, a água que sai da torneira da cozinha é límpida, e ela também já foi chuva, antes de correr para um rio. Como deixar a água barrenta limpa de novo? O que foi misturado pode ser separado. Este capítulo mostra como, um método de cada vez.
O que você já sabe
Misturar é juntar coisas diferentes. Um sólido como o açúcar ou o sal se dissolve na água: ele some da vista, e o líquido límpido é uma solução. Um sólido dissolvido continua lá: quando a água seca, o sólido fica para trás. A areia e a terra não se dissolvem (Capítulo 2).
3.1 Separar com a mão e peneirar
Quando os pedaços de uma mistura são grandes o bastante para serem vistos e pegos, o jeito mais simples de separá-los é com a mão: dá para tirar as passas da granola uma por uma. Quando os pedaços são muitos, uma peneira faz a separação por nós.
Definição 3.1 (Peneiração)
A peneiração é a separação dos pedaços de uma mistura pelo tamanho, com uma peneira: uma tela ou uma placa cheia de furos. Os pedaços pequenos passam pelos furos; os pedaços grandes ficam na peneira.
Exemplo 3.2 (Cascalho e areia)
Um pedreiro sacode uma mistura de cascalho e areia em cima de uma peneira. A areia fina passa e forma um monte embaixo; o cascalho fica na tela.
3.2 Deixar depositar e decantar
Definição 3.3 (Sedimentação e decantação)
Uma mistura de água com um sólido que não se dissolve pode ser deixada em repouso: o sólido desce devagar até o fundo. Isso se chama sedimentação. Depois que o sólido se depositou, a água límpida de cima pode ser despejada com cuidado em outro recipiente, deixando o sólido para trás: isso é a decantação.
Observação 3.4 (A sedimentação leva tempo)
Os grãos grandes e pesados se depositam em poucos minutos; uma argila bem fina pode levar um dia ou mais, e enquanto isso a água continua um pouco turva. A decantação nunca tira todos os grãos: um pouco da turvação vai embora junto com a água.
3.3 Filtrar
Definição 3.5 (Filtração e filtrado)
A filtração consiste em despejar uma mistura através de um filtro: uma folha de papel, um pano ou uma camada de areia com furos pequenos demais para deixar passar os pedaços sólidos. O sólido fica no filtro; o líquido límpido que passa se chama filtrado.
No laboratório — Filtrar água barrenta
O professor dobra uma folha redonda de papel de filtro em forma de cone e a coloca num funil de vidro, em cima de um béquer. A água barrenta é despejada no cone aos poucos, nunca acima da borda do papel. Uma água límpida pinga no béquer; a terra forma uma camada marrom no papel. Se o filtrado sai turvo, é porque o papel rasgou ou a água passou por cima da borda.
Proposição 3.6 (Um filtro não segura o que está dissolvido)
Um filtro segura os pedaços sólidos que não estão dissolvidos. Ele não segura o que está dissolvido: a água salgada despejada num filtro sai tão salgada quanto entrou, e o chá adoçado, tão doce quanto antes.
3.4 Fazer a água evaporar
Definição 3.7 (Evaporação)
Para recuperar um sólido dissolvido na água, deixamos a água secar, no sol ou num aquecimento suave: isso é a evaporação. A água vai para o ar; o sólido fica no recipiente.
Exemplo 3.8 (Sal a partir de água salgada)
Um pouco de água salgada é despejado num pratinho raso, deixado no parapeito de uma janela ensolarada. Dias depois não sobra água nenhuma, só uma crosta branca de sal: o sal que estava dissolvido.
3.5 Que método para que mistura?
Método 3.9 (Escolher uma separação)
Para separar uma mistura, pergunte:
- Os pedaços são grandes e de tamanhos diferentes? Separe com a mão, ou peneire.
- Há um sólido que não se dissolve, dentro de um líquido? Deixe-o depositar e decante, ou filtre para ter uma água mais límpida.
- Há um sólido dissolvido no líquido? Faça o líquido evaporar: o sólido fica.
Muitas vezes são necessárias várias etapas, uma depois da outra.
Exemplo 3.10 (Areia, sal e água)
Um pote tem água com areia e sal. O sal se dissolveu; a areia, não.
- Filtre: a areia fica no papel.
- O filtrado é límpido, mas é água salgada. Faça-o evaporar: o sal fica no recipiente.
Dois métodos, um depois do outro, devolvem a areia e o sal.
Exemplo 3.11 (Água limpa a partir de um rio)
Uma estação de tratamento de água deixa a água do rio boa para beber em várias etapas:
- a água do rio passa por grades, grandes telas que seguram galhos, folhas e plásticos: uma espécie de peneiração;
- ela descansa em tanques grandes, onde a lama se deposita no fundo;
- ela é filtrada por camadas grossas de areia que seguram os grãos mais finos;
- é acrescentada uma quantidade bem pequena de um produto que mata os micróbios, para que a água continue segura nos canos.
Observação 3.12 (Límpido nem sempre quer dizer limpo)
Uma água filtrada pode parecer perfeitamente límpida e ainda conter substâncias dissolvidas, e micróbios pequenos demais para serem vistos. É por isso que ninguém bebe a água de uma poça ou de um riacho, mesmo depois de filtrá-la.
3.6 Exercícios
Exercício 3.1 ★
Que método você usaria para separar ervilhas de grãos de arroz?
Solução
Solução de Exercício 3.1.
Peneiração: os grãos de arroz são menores que as ervilhas e passam por uma peneira com os furos certos. (Separar com a mão também funciona, mas devagar.)
Exercício 3.2 ★
Um copo de água barrenta fica uma hora em cima de uma mesa. O que acontece com a terra? Como isso se chama?
Solução
Solução de Exercício 3.2.
A terra desce devagar e forma uma camada no fundo; a água de cima fica mais límpida. Isso é a sedimentação.
Exercício 3.3 ★
O que é um filtrado? Diga qual é o filtrado quando se passa um café.
Exercício 3.4 ★
Água salgada é despejada num papel de filtro. O filtrado é salgado? Explique.
Solução
Solução de Exercício 3.4.
Sim. O sal está dissolvido, e um filtro não segura o que está dissolvido: o sal passa junto com a água.
Exercício 3.5 ★
Como recuperar o açúcar de um copo de água com açúcar?
Solução
Solução de Exercício 3.5.
Fazendo a água evaporar: no sol, ou com um aquecimento suave, a água vai para o ar e o açúcar fica no recipiente.
Exercício 3.6 ★
Olhe a figura da peneira. Que pedaços ficam na peneira? Por que os outros passam?
Solução
Solução de Exercício 3.6.
O cascalho fica na peneira. Os grãos de areia são menores que os furos, então eles passam.
Exercício 3.7 ★
Ligue cada mistura a um método — peneiração, filtração ou evaporação: (a) areia e pedrinhas; (b) pó de giz na água; (c) sal na água.
Solução
Solução de Exercício 3.7.
(a) Peneiração. (b) Filtração (ou sedimentação e decantação). (c) Evaporação.
Exercício 3.8 ★
Olhe a figura da estação de tratamento de água. Por quantas etapas a água passa? Que etapa retira a lama?
Solução
Solução de Exercício 3.8.
Quatro etapas: grades, tanques de sedimentação, filtros de areia, eliminação dos micróbios. Os tanques de sedimentação retiram a lama.
Exercício 3.9 ★
Ponha estas etapas em ordem para recuperar a areia e o sal de um pote de areia, sal e água: fazer o filtrado evaporar; filtrar; recolher a areia do papel.
Solução
Solução de Exercício 3.9.
Filtrar; recolher a areia do papel; fazer o filtrado evaporar para obter o sal.
Exercício 3.10 ★★
Um filtro consegue deixar a água do mar boa para beber? Explique por que não.
Solução
Solução de Exercício 3.10.
Não. O sal da água do mar está dissolvido, e um filtro não segura o que está dissolvido: o filtrado continua sendo água salgada.
Exercício 3.11 ★★
Folhas de chá ficaram num bule cheio de chá. Dê dois métodos, vistos neste capítulo, que separam o chá das folhas.
Solução
Solução de Exercício 3.11.
Despejar o chá com cuidado depois que as folhas se depositaram (decantação), ou passá-lo por um coador ou por um filtro (peneiração ou filtração).