SOLUBILIDADE DE SÓLIDOS EM LÍQUIDOS

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O fenômeno da cristalização pode ser aproveitado para reações de separação ou purificação de sais, porém neste caso ele foi utilizado para que fosse determinada a temperatura de solubilização de determinada quantidade de sal KNO3 puro.

1.5 Hofmeister

A série de Hofmeister foi identificada pela primeira vez em 1888, classificando a influência relativa de íons na solubilidade de proteínas.

A princípio, foi constatada que a influência do íon nas propriedades macromoleculares é causada em parte pela formação ou quebra da estrutura da água. Porém outros estudos mostraram que a água não é o centro do efeito Hofmeister, mas mostraram a dependência da interação direto do íon com a macromolécula, bem como das interações das moléculas de água na primeira camada de hidratação de macromoléculas.

De forma simples, essa precipitação das proteínas pode ser explicada em termos da extensão dos íons que se ligam a água. Assim a concentração eficaz das proteínas aumenta e elas precipitam liberando água superficiais de baixa entropia.

Imagem 1 – Série de Holfmeister

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Fonte: Water structure and Science (6)

2 Curvas de solubilidade

As curvas de solubilidade mostram a variação dos coeficientes de solubilidade de uma substância em função da temperatura a qual se encontram, podendo ser encontradas em três tipos: ascendentes; descendentes e curvas com inflexões.

- Ascendentes: São as curvas de substâncias em que o coeficiente de solubilidade aumenta de acordo com a temperatura. Ex.: KNO3

- Descendentes: São curvas de substâncias onde o coeficiente de solubilidade diminui com a temperatura. Ex.: Esse comportamento pode ser verificado na dissolução de gases em líquidos, onde o gás é mais solúvel com o aumento da pressão e diminui com o aumento da temperatura.

- Curvas com inflexões: Representam as substâncias que sofrem modificações em sua estrutura com a variação da temperatura. Ex.: Na2SO4.

2.1 Técnicas de montagem

A curva de solubilidade pode ser montada manualmente ou por técnicas instrumentais. Manualmente, essa montagem é feita por ensaios de solubilidade separados de diferentes concentrações do sal puro a ser analisado.

Para cada concentração são feitos no mínimo dois ensaios, onde a maneira mais eficaz de se realizar é dissolver completamente a massa do sal na água e baixar a temperatura da solução lentamente, até que se observe a formação dos primeiros cristais. Essa é a temperatura de solubilização.

A próxima etapa é a análise dos dados, colocando em um gráfico a temperatura em que o sal se dissolve em relação à concentração do sal na água (em g/100g de água).

2.2 Por que há variação entre leituras

A variação entre as leituras dizem respeito a limitação dos instrumentos de medida que interferem na precisão do experimento.

2.3 Qual o impacto do íon na solubilidade

Os cátions e o ânion, juntos, vão sofrer algum tipo de interação que vai definir se o sal formado por ambos vai ter determinadas propriedades físico-químicas, como a solubilidade em água.

Como regra geral, todos os nitratos (NO3-) são solúveis, e todos os carbonatos (CO3-) são insolúveis, exceto os formados pelos elementos da família 1A e do NH4+. Abaixo uma tabela geral de solubilidade do sal em função de seus íons constituintes.

Imagem 2 – Solubilidade de sais em água

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Fonte: UFRPE (9)

3. Purificação

3.1 Purificação de sais

A purificação é um importante processo dentro de uma indústria, ou laboratório de análises. Trata-se de eliminar possíveis contaminantes, geralmente conhecidas, a fim de tornar seu composto mais puro.

Para isso, dependendo do tipo de substância que se está trabalhando, grau de pureza necessário e tipo de contaminante deve ser escolhido um dos mais diversos métodos de separação.

Como um exemplo prático, temos a purificação do grão de arroz, antes do cozimento por meio de arraste à água para tirar as pedrinhas e possíveis outros contaminantes que possam estar ali.

A purificação de sais não é muito diferente disso, porém geralmente é necessária uma combinação de processos de separação para a purificação de um sal. Esses processos podem ser baseados em propriedades físicas, como densidade e tamanho das partículas, ou químicas, como solubilidade.

3.2 Minérios

Os minérios são compostos inorgânicos formados por um conjunto de minerais e metais. Sua composição vai depender do tipo de minério que está analisando.

A calcocita (Cu2S), por exemplo, é a maior fonte de cobre; a hematita (Fe2O3), do ferro; a galena (PbS), do chumbo; a calaverita (AuTe2), do ouro e por aí vai.

Porém, muitas vezes a concentração do metal que se deseja no minério é tão pequena que, se não fosse pelos modernos processos de purificação, não poderiam ser aproveitados corretamente.

3.2.1 Extração do ouro

O ouro pode ser encontrado na natureza em ligas metálicas, em geral com mercúrio e prata, ou em minérios, como a calaverita, silvanita, nagiagita e outros minerais próximos aos sulfetos.

Após a extração propriamente dita, isto é, a retirada do minério ou liga da natureza e preparo para o processamento, o ouro tem que passar por vários processos de purificação, que vão depender das condições em que ele se encontra e das condições em que a indústria trabalha.

O tratamento com cianeto é o mais conhecido e consiste basicamente em um banho de cianeto e zinco, que vão reagir entre si, e depois com o ouro, separando-o do minério.

Outro método bastante utilizado é a extração por carbono, onde este se liga ao ouro, separando-o dos outros componentes. As partículas carbono-ouro são colocadas em contato com uma solução de carbono cáustico, separando assim o ouro.

PROCEDIMENTO

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