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Como separar uma mistura de ferro e areia?

A maioria das separações químicas das misturas dependem das diferenças entre a solubilidade ou as reatividades dos seus ingredientes. No caso do ferro e da areia, o primeiro é um metal reativo, enquanto a areia, que consiste principalmente em dióxido de silício, é um óxido de metaloide que não reage rapidamente. A chave para a sua separação, por conseguinte, encontra-se na identificação de um composto que reagirá com o ferro e irá dissolvê-lo, mas que não reagirá com a areia.

O ferro, como muitos metais, reage com ácidos fortes para a produção de sais ou combinações de metais e não metais, juntamente com o gás hidrogênio. O ácido forte mais prontamente disponível é o ácido muriático, também conhecido como ácido clorídrico, ou HCl, o qual reagirá com o ferro como

Fe + 2 HCl ---> FeCl2 + H2.

A areia, no entanto, não reagirá com o ácido clorídrico. O sal de ferro (II) ou cloreto de FeCl2, se dissolve na água, o que permite uma separação rápida e conveniente da mistura por meio da filtração.

Instruções

A areia contém predominantemente dióxido de silício (sand image by kw-on from Fotolia.com)
  1. Compre o ácido muriático em uma loja de suprimentos para a piscina ou em uma loja de ferragens. Os conta-gotas oculares podem ser adquiridos em drogarias. Os funis podem ser comprados em lojas de ferragens ou de fornecimento automotivo. O papel de filtro é comercializado em lojas de suprimentos científicos na Internet. Os filtros de café podem ser substituídos por papel de filtro, mas devem ser utilizados em camadas de três ou quatro filtros, devido à sua fragilidade.

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  2. Encha um recipiente de vidro com 3 a 4 colheres de sopa da mistura de ferro/areia, em seguida, adicione água suficiente para cobrir a mistura. Adicione ácido muriático concentrado com um conta-gotas até que sejam observadas bolhas. Realize essa operação em uma área bem ventilada e longe de quaisquer fontes potenciais de ignição.

  3. Agite a mistura até que as bolhas de hidrogênio não apareçam mais. Em seguida, adicione 3 a 4 gotas adicionais e agite novamente.

  4. Repita o passo 4 até que as bolhas de hidrogênio não sejam mais observadas. A solução apresentará uma luz azulada devido ao cloreto de ferro dissolvido (II).

  5. Dobre um pedaço de papel de filtro em pedaços e coloque-os dentro do funil. Posicione o funil sobre um recipiente de vidro vazio.

  6. Encha o copo com água para diluir o ácido restante, em seguida, despeje a mistura de ferro/areia sobre o papel de filtro. A areia permanecerá no papel de filtro, enquanto o cloreto de ferro (II) fluirá através do dele, em direção ao vidro vazio. Os dois compostos são, assim, separados. Quando a separação estiver completa, o líquido contendo o ferro (II) e cloreto de ácido muriático devem ser neutralizados com bicarbonato de sódio antes de serem descartados. Adicione bicarbonato de sódio à solução até que as bolhas não sejam mais observadas.

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Aviso

  • O ácido muriático é altamente corrosivo e produz vapores brancos em contato com o ar. Evite o contato com a pele e os olhos e evite também a inalação de emanações. As luvas de borracha e os óculos de segurança são fortemente recomendados. Polvilhe bicarbonato de sódio em qualquer ácido que tenha sido derramado para neutralizá-lo antes de tentar limpá-lo.
  • As bolhas produzidas pelo ácido muriático e o ferro são o gás hidrogênio. O gás hidrogênio é explosivo. Realize essa operação em uma área bem ventilada e longe de quaisquer chamas ou potenciais fontes de ignição, tais como piloto em fogões a gás e fornos.

Referências

Recursos

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