ENEM 2020
Em seu laboratório, um técnico em química foi incumbido de tratar um resíduo, evitando seu descarte direto no meio ambiente. Ao encontrar o frasco, observou a seguinte informação: “Resíduo: mistura de acetato de etila e água”.
Considere os dados do acetato de etila:
• Baixa solubilidade em água,
• Massa específica = 0,9 g cm-3;
• Temperatura de fusão = -83 °C;
• Pressão de vapor maior que à da água.
A fim de tratar o resíduo, recuperando o acetato de etila, o técnico deve
evaporar o acetato de etila sem alterar o conteúdo de água.
filtrar a mistura utilizando um funil comum e um papel de filtro.
realizar uma destilação simples para separar a água do acetato de etila.
proceder a uma centrifugação da mistura para remover o acetato de etila.
decantar a mistura separando os dois componentes em um funil adequado.
Resolução
A questão descreve uma mistura de acetato de etila e água e fornece algumas propriedades do acetato de etila. O objetivo é recuperar o acetato de etila dessa mistura.
1. Análise das propriedades da mistura:
- Componentes: Acetato de etila e água.
- Solubilidade: O acetato de etila tem baixa solubilidade em água. Isso significa que eles são líquidos imiscíveis, formando uma mistura heterogênea com duas fases líquidas distintas.
- Densidade: A massa específica (densidade) do acetato de etila é 0,9 g/cm³, que é menor que a densidade da água (aproximadamente 1,0 g/cm³). Portanto, em uma mistura em repouso, o acetato de etila formará a camada superior e a água formará a camada inferior.
- Outras propriedades: A temperatura de fusão não é relevante para a separação de líquidos. A pressão de vapor maior indica que o acetato de etila é mais volátil (tem ponto de ebulição menor) que a água.
2. Escolha do método de separação:
O objetivo é separar dois líquidos imiscíveis com densidades diferentes. Vamos analisar as opções:
- Evaporação (A): A evaporação separaria o componente mais volátil (acetato de etila), mas não permitiria sua recuperação na forma líquida. Além disso, a água também evaporaria, embora mais lentamente.
- Filtração (B): A filtração é usada para separar sólidos de líquidos ou gases. Não é adequada para separar dois líquidos.
- Destilação Simples (C): A destilação separa líquidos com base em seus diferentes pontos de ebulição. Embora o acetato de etila e a água tenham pontos de ebulição diferentes, a destilação é mais comumente usada para líquidos miscíveis ou para separar um líquido de um soluto não volátil. Para líquidos imiscíveis, a decantação é um método mais simples e direto.
- Centrifugação (D): A centrifugação acelera a separação de fases com densidades diferentes, sendo útil para emulsões ou suspensões finas. No entanto, ela apenas acelera a formação das camadas; a separação física ainda requer um método como a decantação. Não é o método principal de separação neste caso.
- Decantação (E): A decantação é o método ideal para separar líquidos imiscíveis com densidades diferentes. A mistura é colocada em um funil de separação (ou funil de decantação), as camadas se separam devido à diferença de densidade, e a camada inferior (água) é drenada pela torneira, deixando a camada superior (acetato de etila) no funil, permitindo sua recuperação.
3. Conclusão:
Dado que a mistura é heterogênea (líquidos imiscíveis) e os componentes têm densidades diferentes, a decantação utilizando um funil adequado (funil de separação) é o método mais apropriado para separar e recuperar o acetato de etila.
Portanto, a alternativa correta é a E.
Dicas
Erros Comuns
Para resolver esta questão, é importante revisar os seguintes conceitos de química:
- Misturas Heterogêneas: São misturas que apresentam duas ou mais fases visíveis. No caso de líquidos, são formadas por substâncias imiscíveis (que não se dissolvem significativamente uma na outra), como óleo e água.
- Densidade (Massa Específica): É a relação entre a massa de uma substância e o volume que ela ocupa (\( d = m/V \)). Em líquidos imiscíveis, o líquido menos denso flutua sobre o mais denso.
- Solubilidade: Capacidade de uma substância (soluto) se dissolver em outra (solvente). Baixa solubilidade indica que as substâncias são imiscíveis.
- Métodos de Separação de Misturas:
- Decantação: Usada para separar misturas heterogêneas, seja sólido-líquido (deixando o sólido sedimentar) ou líquido-líquido (usando um funil de separação para separar líquidos imiscíveis com densidades diferentes).
- Filtração: Separa sólidos insolúveis de líquidos ou gases usando um filtro.
- Destilação Simples: Separa um líquido de um soluto não volátil dissolvido ou líquidos miscíveis com pontos de ebulição bem diferentes. Baseia-se na diferença de volatilidade.
- Evaporação: Separa um soluto dissolvido de um solvente volátil, evaporando o solvente. Não permite recuperar o solvente.
- Centrifugação: Acelera a decantação ou sedimentação usando força centrífuga, útil para separar partículas finas ou emulsões.
Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental.
