Mtodos Clssicos de Separao
Analtica V: Analtica V: Aula 8
ATENOATENO SEQUENCIA DAS PRTICAS: SEQUENCIA DAS PRTICAS:
Prof. Rafael SousaDepartamento de Qumica Departamento de Qumica -- [email protected]@ufjf.edu.br
Notas de aula: www.ufjf.br/baccanNotas de aula: www.ufjf.br/baccan
ATENOATENO SEQUENCIA DAS PRTICAS: SEQUENCIA DAS PRTICAS:
Plano de aulaPlano de aula
ImportnciaImportncia dada extraoextrao qumicaqumica nosnos procedimentosprocedimentos dede anliseanlise
EtapasEtapas dede umum processoprocesso dede extraoextrao
OO processoprocesso dede destilaodestilao ee exemplosexemplos parapara substnciassubstncias inorgnicasinorgnicas
AA extraoextrao comcom solventesolvente (extraes(extraes lquidolquido--lquidolquido ee slidoslido--lquido)lquido)
ExemplosExemplos dede reaesreaes dede precipitaoprecipitao ee dede precipitaoprecipitao fracionadafracionada
QuestesQuestes parapara estudoestudo
Mtodos Clssicos de Separao
PrecipitaoPrecipitao ExtraoExtrao
com solventecom solvente
Destilao Destilao EvaporaoEvaporao
Separar Separar umum ou ou mais commais componentes de uma matriz (amostra)ponentes de uma matriz (amostra)
O que extrair ou separar ?
AMOSTRAAMOSTRAUM UM
COMPONENTECOMPONENTEVRIOS VRIOS
COMPONENTESCOMPONENTES
ANALITOANALITO
??
COMPONENTESCOMPONENTES
INTERFERENTEINTERFERENTE
Possibilidades: separar os Possibilidades: separar os ANALITOSANALITOS ou os INTERFERENTESou os INTERFERENTES
prpr--concentraoconcentrao
??
Mas o que interferncia ?
NHNH44++ interfere na determinao de interfere na determinao de KK++ com com cobaltonitritocobaltonitrito
3K3K++ + Co(NO+ Co(NO22))6633-- KK33Co(NOCo(NO22))6 6 (s)(s)
3NH3NH44++ + Co(NO+ Co(NO22))66
33-- (NH(NH44))33Co(NOCo(NO22))6 6 (s) (s) 3NH3NH44 + Co(NO+ Co(NO22))66 (NH(NH44))33Co(NOCo(NO22))6 6 (s) (s)
Se presenteSe presente, , a espcie NHa espcie NH44++ precisa ser eliminada precisa ser eliminada antes do teste com oantes do teste com o
reagente precipitante (reagente precipitante (EVAPORAOEVAPORAO))
Existem casos em que a interferncia pode ser eliminada adicionandoExistem casos em que a interferncia pode ser eliminada adicionando--se um se um agente agente mascarantemascarante
ExEx:: Adio de Adio de POPO4433-- para mascarar para mascarar FeFe3+3+ na determinao espectrofotomtricana determinao espectrofotomtrica
de de MnOMnO44--
parnteses:parnteses:
As etapas da extrao/ separao
PrecipitaoPrecipitao Extrao comExtrao comsolventesolvente
Formao de um Formao de um sistema de DUAS FASESsistema de DUAS FASES
Formao de um slidoFormao de um slido Adio de um solvente Adio de um solvente imiscvel no meioimiscvel no meio
Separao mecnica Separao mecnica das duas fasesdas duas fases
Analisar a FASEAnalisar a FASEde interessede interesse
FiltraoFiltrao Diviso de lquidosDiviso de lquidos(funis de separao)(funis de separao)
As etapas da extrao
DestilaoDestilao EvaporaoEvaporao
Formao de um Formao de um sistema de DUAS FASESsistema de DUAS FASES
Separao fsica de um ouSeparao fsica de um oumais componentesmais componentes
Analise da frao (fase)Analise da frao (fase)que contem o componente que contem o componente
de interessede interesse
Processo de Processo de aquecimentoaquecimento
Processo de Processo de aquecimentoaquecimento
1. Separao por destilao
Definio:Definio: destilao o processo no qual duas ou mais substncias so separadas atravs do aquecimento
Condio:Condio: as substncias apresentem temperaturas de ebulio diferentes
, T1, T1A (l) A(g)
, T2 T2 T1B B B (l) B (g)
Ex: Destilao do petrleoDestilao do petrleo (gasolina, leo diesel, etanol...)
Mais comum para separar Mais comum para separar substncias orgnicassubstncias orgnicas
Exemplos para substncias inorgnicas:Exemplos para substncias inorgnicas:
Alguns metaisAlguns metais ((SbSb e Sn), e Sn), AsAs, , CC, , NN, , SS e os e os halognioshalognios(formam compostos volteis aps reaes especficas)(formam compostos volteis aps reaes especficas)
Separao por destilao
Funo:Funo: purificar e separar substnciaspurificar e separar substncias
EtapasEtapas:: evaporao ,(condensao) e coleta da frao separada evaporao ,(condensao) e coleta da frao separada
Tipos:Tipos: simples, simples, fracionadafracionada e a vcuoe a vcuohttp://ciencia.hsw.uol.com.br/refinohttp://ciencia.hsw.uol.com.br/refino--dede--petroleo4.htmpetroleo4.htm
Limitaes:Limitaes: separao de azetropos (difcil)separao de azetropos (difcil)
Separao por destilaoSeparao por destilao
Halognios em sol. aquosas Halognios em sol. aquosas forma elementar ou compostos volteisforma elementar ou compostos volteis
Oxidao seletiva seguida de destilaoOxidao seletiva seguida de destilao
SiOSiO22ExEx: F: F-- + HClO+ HClO44 HH22SiFSiF66.H.H22O O (g)(g)
c. hexafluorsilcico
Enxofre Enxofre HH22S a partir de reao com cidosS a partir de reao com cidos
ExEx: S: S22-- + 2 H+ 2 H++ HH22S S (g)(g)
Nitrognio Nitrognio NHNH44
++ volatiliza como NHvolatiliza como NH33 em sol. alcalinasem sol. alcalinasNONO33
-- pode ser convertido NHpode ser convertido NH33 (liga de Devarda: ABNT NBR 7126)
Separao por destilaoSeparao por destilao
Carbono de carbonatos Carbono de carbonatos forma COforma CO2 (g)2 (g) aps reao com cidosaps reao com cidos
ExEx: CO: CO3322-- + 2H+ 2H++ H22O + COO + CO22 (g)(g)
Alguns metaisAlguns metais ((SbSb e Sn), e Sn), AsAs
VolatilizamVolatilizam--se como cloretosse como cloretos(Podem ser separados de outros elementos e entre si)
HH++
As (III) + 3Cl- Cl3As (g)(g)
EXERC 1:EXERC 1:
Descreva um procedimento para a eliminao de NH4+
em uma soluo de amostra, empregando soluo de NaOH. Justifique sua resposta com reaes.
2. Extrao com solvente(Extrao lquido-lquido)
Baseada na diferena de solubilidade entre duas substncias em relaoBaseada na diferena de solubilidade entre duas substncias em relaoA DOIS SOLVENTES, geralmente A DOIS SOLVENTES, geralmente guagua e um e um solvente orgnicosolvente orgnico
OCORRE transferncia de um soluto de uma fase para a outraOCORRE transferncia de um soluto de uma fase para a outra
-- Tcnica simplesTcnica simples-- Temperatura ambienteTemperatura ambiente-- A substncia separada ainda pode ser tratada (purificada, prA substncia separada ainda pode ser tratada (purificada, pr--concentrada, concentrada, etcetc))
funil de separaofunil de separao
Sistema DESCONTNUO(batelada)
UsoUso:: separao e purificao de substnciasseparao e purificao de substncias
Substncias mais Substncias mais polares ou inicas polares ou inicas fase aquosafase aquosaSubstncias Substncias mais apolares mais apolares fase orgnicafase orgnica
Coeficiente de partio Coeficiente de partio (Coeficiente de distribuio, K(Coeficiente de distribuio, KDD) )
a constante de equilbrio para a solubilidade de um composto em um a constante de equilbrio para a solubilidade de um composto em um solvente 1 em relao a um solvente 2:
KD= C1/C2
CC11 e Ce C22 so as solubilidades, NO EQUILBRIO, do composto nos solventes 1 e 2
Nmero alto de KNmero alto de KDD::grande parte do soluto ir ser transferida para o solvente 1
Na 7 prtica Na 7 prtica
Calcular o Calcular o KKDD para o para o II22 entre:entre:
gua / tergua / tergua / tergua / tergua/ gua/ diclometanodiclometanogua / gua / tetracloretotetracloreto de carbonode carbono
OBJETIVO: mostrar se identifica o melhor solvente OBJETIVO: mostrar se identifica o melhor solvente (maior valor de K(maior valor de KDD))
Eficincia da extrao (KEficincia da extrao (KDD): Lei da distribuio de ): Lei da distribuio de NernstNernst
Mesmo em casos onde KMesmo em casos onde KDD bastante alto bastante alto, , mais eficiente mais eficiente se realizar sucessivasse realizar sucessivas
extraes usando extraes usando volumes pequenosvolumes pequenos, em vez de uma nica extrao, em vez de uma nica extrao
com um volume maiorcom um volume maior
Na prtica de hojeNa prtica de hoje (comparao entre solventes diferentes):(comparao entre solventes diferentes):
Trabalhar de forma padronizada:Trabalhar de forma padronizada:
MESMO VOLUME DE AMOSTRA MESMO VOLUME DE AMOSTRA (5 mL)(5 mL)
++MESMO VOLUME DE SOLVENTE MESMO VOLUME DE SOLVENTE (10 mL)(10 mL)
Extrao Extrao lquidolquido--lquido de espcies inorgnicas (metais)lquido de espcies inorgnicas (metais)
Formao de Formao de quelatosquelatos metlicosmetlicos(atentar para o pH do meio durante extrao)
Exemplos de aplicaesExemplos de aplicaes
Extrao de vrios metais (Al, Be, Ce, Co(III), Ga, In, Fe...)AcetilcetonaAcetilcetona (quelante) ++ CClCCl4 4 (solvente)
Extrao de Ni e PdDimetilglioximaDimetilglioxima (quelante) ++ HCClHCCl3 3 (solvente)
Vrios outros quelantes::CupferronCupferron, , difeniltiocarbazonadifeniltiocarbazona, , dietilditiocarbamatodietilditiocarbamato de sdiode sdio......
SlidoSlido--lquidolquido para substncias orgnicas no slidopara substncias orgnicas no slidoSlidoSlido--lquido lquido parapara substncias inorgnicas no slido (mais efetiva)substncias inorgnicas no slido (mais efetiva)
Uma das fases um Uma das fases um slidoslido, aonde se encontra o soluto, aonde se encontra o solutoUma ou mais substncias vo passar para a fas
