Exercícios sobre separação de misturas

(UFPR) As restrições de produção do período pandêmico e a alta demanda com o avanço da produção de carros elétricos impulsionaram os preços internacionais do cobre. Uma vez que os minerais possuem baixos teores desse metal, a produção do cobre é realizada a partir de uma série de etapas de enriquecimento, no qual a rocha do mineral é triturada e tratada em tanques de água contendo surfactantes, e, em seguida, essa mistura é submetida à aeração. Desse modo, a espuma gerada carrega as partículas contendo cobre para a superfície, formando uma pasta com maior teor desse metal.

Qual método de separação é descrito nesse processo de enriquecimento do metal?

A) Filtração

B) Flotação

C) Destilação

D) Decantação

E) Centrifugação

(UNB) Desde a chegada dos europeus, os recursos naturais do Brasil têm sido explorados de maneira predatória. Madeira, insumos vegetais, ouro e outros minérios, que, antes, eram embarcados em navios como produtos da colônia, hoje são explorados por empresas e países estrangeiros.

Entre esses recursos naturais, o ferro metálico pode ser obtido de minérios como a siderita (FeCO₃) e a hematita (Fe₂O₃). Em um processo simplificado, a hematita reage com monóxido de carbono para formar a magnetita (Fe₃O₄). Em reações sucessivas, o Fe₃O₄ e o FeO reagem com o CO para produzir o Fe. As equações balanceadas desse processo estão mostradas a seguir, em que ΔH_I, ΔH_II e ΔH_III, representam as variações de entalpia das reações I, II e III, respectivamente.

I 3 Fe₂O₃ + CO → 2 Fe₃O₄ + CO₂                ΔH_I

II 2 Fe₃O₄ + 2 CO → 6 FeO + 2 CO₂             ΔH_II

III FeO + CO → Fe + CO₂                               ΔH_III

Tendo como referência as informações precedentes, julgue o item que se segue.

Considere que, em um processo de garimpo manual, grãos de ouro tenham sido separados em uma bacia onde fora colocada uma porção de solo e rocha moída e que, por meio da introdução de água corrente e movimentos circulares, a terra, a areia e os sólidos menos densos que o ouro tenham arrastados para fora da bacia. Considere, ainda, que o ouro, mais denso, tenha ficado no fundo desse aparato. Com base nessas informações, é correto afirmar que o processo descrito consiste na separação de uma mistura heterogênea e é classificado como levigação.  

(  ) Certo

(  ) Errado

(Unicentro) Os componentes de uma mistura podem ser separados de acordo com suas propriedades físicas e técnicas que fazem parte de uma variedade de processos físicos de análise imediata. Assim, para a separação dos componentes da mistura de areia com serragem de madeira, a melhor técnica é a

A) catação da serragem com pinças especiais.

B) decantação da areia após a adição de óleo seguida de filtração.

C) centrifugação que separa os grãos de areia da serragem de madeira.

D) flotação após adição de água, porque a serragem de madeira é menos densa que a água.

(Vunesp) Dissolução fracionada é uma técnica utilizada para realizar a separação dos componentes de uma mistura entre

A) areia e cascalho.

B) areia e água.

C) água e óleo.

D) enxofre e cloreto de sódio.

E) água e gasolina.

Durante a reciclagem de materiais sólidos urbanos, trabalhadores realizam a separação manual de latinhas de alumínio misturadas com pedaços de ferro e plástico. Sabendo que o ferro é atraído por ímãs e que o alumínio não o é, qual a sequência correta de métodos para otimizar a separação?

A) Catação e levigação.

B) Separação magnética e catação.

C) Flotação e peneiração.

D) Ventilação e filtração.

Em processos artesanais de colheita de grãos, costuma-se lançar os grãos misturados à palha para o alto, aproveitando o vento, que carrega a palha, mais leve. Já no garimpo, usa-se água corrente para separar o ouro da areia. Nesse sentido, assinale a opção que associa corretamente os métodos de separação mencionados.

A) Ventilação e levigação.

B) Catação e peneiração.

C) Decantação e filtração.

D) Sifonação e flotação.

Uma mistura de sal de cozinha, areia e iodo sólido foi tratada com água, dissolvendo-se o sal. Posteriormente, adicionou-se tetracloreto de carbono, que dissolveu o iodo. Considerando os métodos utilizados, a separação exemplifica:

A) Filtração e evaporação.

B) Flotação e destilação simples.

C) Catação e fusão fracionada.

D) Extração por solventes e dissolução fracionada.

Em uma construção civil, areia misturada a pedregulhos é passada por uma malha metálica de abertura controlada, separando-se o material fino do mais grosseiro. Esse método de separação é denominado:

A) Sedimentação

B) Tamisação

C) Levigação

D) Cristalização fracionada

Durante o tratamento de água para consumo, adiciona-se um coagulante que aglomera as impurezas em flocos pesados. Após a formação dos flocos, a água passa por etapas de:

A) Destilação e flotação.

B) Dissolução fracionada e ventilação.

C) Sedimentação e filtração.

D) Fusão fracionada e separação magnética.

No processamento industrial do ar atmosférico para obtenção de oxigênio e nitrogênio puros, realiza-se inicialmente a liquefação do ar sob alta pressão e baixa temperatura, seguida de separação dos gases com base nos diferentes pontos de ebulição. Tal processo denomina-se:

A) Destilação fracionada após liquefação.

B) Extração por solventes.

C) Dissolução fracionada.

D) Peneiração seguida de decantação.

Em indústrias de tratamento de efluentes, aplica-se bolhas para remover óleos e gorduras da água, enquanto substâncias tóxicas são capturadas utilizando-se carvão ativado. Os métodos empregados são, respectivamente:

A) Destilação simples e filtração.

B) Centrifugação e dissolução fracionada.

C) Flotação e adsorção.

D) Separação magnética e ventilação.

Um laboratório deseja separar uma mistura de dois sólidos: um que se funde em 30 ºC e outro que se funde em 120 ºC. Em outro experimento, dissolve-se dois sais diferentes em água e promove-se o resfriamento para cristalizar o menos solúvel primeiro. Quais métodos foram aplicados, respectivamente?

A) Dissolução fracionada e tamisação.

B) Separação magnética e flotação.

C) Ventilação e levigação.

D) Fusão fracionada e cristalização fracionada.

Alternativa B.

O método em questão envolve a separação de misturas utilizando surfactantes e aeração, em que partículas hidrofóbicas se prendem a bolhas de ar e flutuam até a superfície. Tal método é conhecido como flotação, muito comum no beneficiamento de minérios e no tratamento de efluentes.

Certo.

O enunciado descreve um processo em que materiais de diferentes densidades são separados pela ação da água corrente, cujo princípio básico consiste na água arrastar os materiais menos densos (como areia e terra), enquanto o ouro, muito mais denso, permanece no fundo da bacia. Diante disso, o método utilizado é denominado levigação, técnica de separação de misturas heterogêneas sólido-sólido que explora justamente a diferença de densidade entre os componentes. Sendo assim, a afirmativa está certa.

Alternativa D.

Na mistura de areia com serragem, a principal diferença entre elas é a densidade em relação à água, porquanto a serragem, sendo menos densa, flutua, enquanto a areia, mais densa, afunda. Diante disso, a técnica mais adequada é a flotação após adição de água, pois permite que a serragem se separe naturalmente ao boiar, facilitando sua remoção. As demais alternativas, como catação, decantação com óleo e centrifugação, embora possíveis em outros contextos, não são as mais práticas nem eficientes aqui.

Alternativa D.

Primeiramente, é necessário entender que a dissolução fracionada é uma técnica aplicada para separar dois ou mais sólidos misturados, em que apenas um deles é solúvel em determinado solvente, enquanto o outro permanece insolúvel. Assim, vamos analisar cada alternativa:

A) Errado - Embora ambos sejam sólidos, nenhum dos dois se dissolve em água ou solventes comuns. A separação mais apropriada seria a catação ou a peneiração, conforme o tamanho dos grãos.

B) Errado - Trata-se de uma mistura heterogênea entre sólido e líquido, e aqui se aplicaria a filtração, não a dissolução fracionada.

C) Errado - É uma mistura de dois líquidos imiscíveis, separada por um funil de separação, e não por dissolução.

D) Certo - O cloreto de sódio (sal de cozinha) é solúvel em água, enquanto o enxofre não se dissolve. Sendo assim, adicionando água, o sal se dissolve, e o enxofre pode ser separado por filtração, caracterizando um processo de dissolução fracionada.

E) Errado - Trata-se novamente de dois líquidos imiscíveis, separados por decantação, e não por dissolução fracionada.

Alternativa B.

A separação magnética remove o ferro inicialmente, depois a catação separa o alumínio do plástico usando a diferença visual e de propriedades físicas.

Alternativa A.

O primeiro método é a ventilação, a qual aproveita o vento para separar substâncias de densidades diferentes, e o segundo é a levigação, que usa corrente de água para o mesmo fim.

Alternativa D.

Vamos analisar em partes: a água dissolveu o sal contido numa mistura de três sólidos; logo, ocorreu uma dissolução fracionada. Por sua vez, o tetracloreto de carbono extraiu o iodo, caracterizando uma extração por solventes, separando-se, desse modo, três sólidos com métodos apropriados.

Alternativa B.

Tamisação ou simplesmente: peneiração é o processo mecânico de separação baseado no tamanho das partículas, exatamente como descrito na questão.

Alternativa C.

Aqui é importante imaginar um tanque cheio de água com os flocos formados. Nesse caso teremos duas coisas acontecendo: a sedimentação, com os flocos pesados decantando, e, em seguida, a filtração remove partículas ainda em suspensão.

Alternativa A.

Nesse processo, primeiro o ar é liquefeito e, posteriormente, separado por destilação fracionada, aproveitando os diferentes pontos de ebulição dos gases.

Alternativa C.

É importante lembrar que o método físico-químico que utiliza bolhas de ar para arrastar partículas sólidas ou líquidas, como óleos e gorduras, para a superfície da água é a flotação. Nesse processo, é formada uma espuma que pode ser removida mecanicamente. Já o processo no qual moléculas de poluentes, como metais pesados e compostos orgânicos, aderem à superfície do carvão ativado é conhecido como adsorção, devido à sua alta porosidade e área superficial.

Alternativa D.

Diante do primeiro caso dado, a mistura é aquecida gradualmente e o sólido com menor ponto de fusão (30 ºC) derrete primeiro, enquanto o outro (120 ºC) permanece sólido, caracterizando uma fusão fracionada. Assim, o líquido resultante pode ser separado por decantação ou filtração. Já no segundo caso, os sais são dissolvidos em água quente, em que ambos são solúveis. Ao resfriar a solução, o sal menos solúvel cristaliza primeiramente e pode ser filtrado, enquanto o mais solúvel permanece em solução, sendo, portanto, um processo de cristalização fracionada.