- Um sistema heterogêneo bifásico é formado por três líquidos diferentes
e C . Sabe-se que:
- A e B são miscíveis entre si;
- C é imiscível com A e com B;
- A é mais volátil que B.
Com base nessas informações, os métodos mais adequados para separar os três líquidos são:
(A) centrifugação e decantação.
(B) decantação e fusão fracionada.
(C) filtração e centrifugação.
(D) filtração e destilação fracionada.
(E) decantação e destilação fracionada.
(A) centrifugação e decantação.
(B) decantação e fusão fracionada.
(C) filtração e centrifugação.
(D) filtração e destilação fracionada.
(E) decantação e destilação fracionada.
Passo 1
O enunciado pede que escolhamos os métodos mais adequados para separar três líquidos num sistema heterogêneo bifásico. As informações dadas são:
-
e são miscíveis entre si; -
é imiscível com e com ; -
é mais volátil que .
O objetivo é separar os três líquidos usando métodos apropriados.
Passo 2
Entendendo o problema em termos práticos (sem resolver ainda): como
e
são miscíveis, eles formam uma única fase líquida entre si;
, sendo imiscível, forma uma outra fase (gotas ou camada separada). Logo, a separação natural se divide em duas etapas práticas:
- separar a fase que contém
da fase que contém e ; - separar
de dentro da fase miscível – .
Vou explicar as técnicas possíveis para cada etapa de modo didático.
Passo 3
Sobre a separação da fase que contém
: quando dois líquidos são imiscíveis (como
com
e
), eles tendem a formar camadas separadas por diferença de densidade. O método clássico e mais usado é a decantação (ou funil de separação): deixa-se o sistema em repouso, as camadas se formam e então se drena a camada inferior pelo bico do funil, separando-as. Explicando a técnica em detalhe:
- Coloca-se a mistura em um funil separador (ou deixa-se em repouso em um recipiente).
- Aguarda-se até formação de duas camadas bem definidas.
- Abre-se a torneirinha do funil para escoar a camada inferior e separá‑la da superior.
Se a mistura formar emulsão persistente (não separam bem), pode-se: - usar centrifugação para acelerar a separação das fases (a centrifuga acelera a decantação por forçar a separação por densidade), ou
- adicionar sal/um agente separador conforme o caso (mas isso foge da questão prática rápida).
Portanto, para separar
da mistura
–
a decantação é o método direto e adequado; a centrifugação é alternativa quando a decantação lenta não funciona por emulsão, mas não substitui a etapa seguinte (separar
e
).
Passo 4
Sobre a separação de
e
: eles são miscíveis, ou seja, formam solução homogênea entre si. Para separar dois líquidos miscíveis usa‑se distilação, em especial destilação fracionada quando os pontos de ebulição são diferentes mas próximos. Vou explicar o princípio físico de forma simples e prática:
- “Mais volátil” significa que, à mesma pressão, o líquido tem ponto de ebulição menor. Assim,
tem ponto de ebulição menor que : . - Na destilação fracionada, a mistura é aquecida; o vapor que se forma é mais rico no componente mais volátil (
). Esse vapor sobe por uma coluna de fracionamento, onde há múltiplos equilíbrios vapor‑líquido que tornam o vapor cada vez mais rico em . Ao condensar, obtém‑se uma fração com alta concentração de . Depois aquece‑se o que resta para obter .
Um exemplo numérico ilustrativo (apenas para fixar a ideia): see , ao aquecer a mistura a temperaturas próximas a você primeiro destila uma fração rica em ; depois, aumentando a temperatura, destila . É por isso que a destilação fracionada é o método certo para separar líquidos miscíveis com volatilidades diferentes.
Passo 5
Analisando as opções dadas, com base no que expliquei:
- (A) centrifugação e decantação: ambas servem para separar fases imiscíveis ou suspensões, portanto separam
de – mas não separam de (que são miscíveis). Falha na etapa 2. - (B) decantação e fusão fracionada: decantação é boa para separar
, mas fusão fracionada (fusão fracionada = separação por diferença nos pontos de fusão) é técnica para sólidos ou misturas sólidas, não para líquidos miscíveis. Incorreto. - (C) filtração e centrifugação: filtração é para separar sólidos de líquidos; aqui temos apenas líquidos, logo filtração não é adequada. Centrifugação sozinha não resolve
vs . - (D) filtração e destilação fracionada: destilação fracionada resolve
e , mas filtração não resolve a separação vs – (filtração é para sólidos). Incorreto. - (E) decantação e destilação fracionada: decantação separa
(fase imiscível) da mistura – ; destilação fracionada separa e porque é mais volátil. Essa combinação atende corretamente as duas etapas.
Passo 6
Conclusão lógica e prática: primeiro separa‑se
por decantação (funil separador); depois separa‑se
e
por destilação fracionada, aproveitando que
é mais volátil. Essa sequência é a mais adequada e é exatamente a opção
.