Funil de separação: características, para que serve e exemplos - Ciência - 2023

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o funil, pêra ou frasco separador é um material de vidro usado em extrações e separações de líquidos. É reconhecido por sua peculiar forma de cone invertido. Nos laboratórios permanece em repouso sobre anéis de ferro presos ao suporte universal.

Por se tratar de um funil de decantação, por definição deve ser capaz de permitir a separação por efeito da gravidade e sem que o resto da mistura seja lavado. Para conseguir isso, necessariamente (normalmente) deve haver um sistema de duas fases líquido; isto é, aquele formado por dois líquidos imiscíveis e de densidades diferentes.

Por exemplo, na imagem acima há um funil de separação sustentado por um anel de ferro cujas bordas são cobertas por uma borracha. Dentro dele contém uma mistura bifásica de dois líquidos amarelos; embora a cor seja mais intensa na fase inferior do que na fase superior.

Graças a este funil, é possível extrair alguns solutos ou analitos de amostras de água, ou de soluções de amostras de interesse (solos, cinzas, massas vegetais, combustíveis, etc.). Da mesma forma, serve para explicar o conceito de distribuição de soluto entre a interface formada entre dois solventes imiscíveis.

Separando recursos de funil

A imagem acima sozinha mostra as características mais importantes do funil de separação. Observe que o volume da mistura líquida é muito menor do que a capacidade do funil. Na verdade, é sempre recomendável que as extrações não cubram volumes maiores que a metade do volume total do funil.

Percorrendo o funil com mais detalhes, no fundo temos a torneira (fio azulado), que permite que o líquido escorra pelo gargalo de vidro. Acima, temos a boca do funil lacrada por um tampão plástico; no entanto, a rolha também pode ser de vidro com uma vedação à terra.

Tanto a torneira quanto a tampa podem ser engraxadas para garantir a operação adequada. A chave deve girar sem muita dificuldade e também garantir que quando fechada não permita a passagem do líquido inferior. Enquanto isso, a tampa deve selar hermeticamente, bem o suficiente para que quando o funil for sacudido, o líquido não escape de cima.

A vantagem de ter o anel de ferro coberto por uma borracha é evitar que ele arranhe o vidro do funil ao segurá-lo.

Para que serve?

O funil de separação é usado, em princípio, para apenas dois propósitos: para extrair solutos de amostras sem carregar outros solutos indesejados, ou diretamente para separar líquidos imiscíveis.

A metodologia de ambos os processos é em si a mesma: uma mistura líquida, previamente obtida da amostra, é colocada no funil de separação e um ou dois solventes são adicionados. Isso para criar um sistema de duas fases fácil de separar.

Em seguida, separando os dois líquidos, e sabendo que nosso soluto ou analito é mais solúvel em uma das duas fases (inferior ou superior), uma é coletada enquanto a outra é descartada. A fase inferior tem maior densidade, por isso é extraída abrindo a torneira; enquanto a fase superior é obtida pela boca do funil retirando a tampa.

Em seguida, com a fase de interesse, alíquotas são retiradas para realizar análises cromatográficas ou espectroscópicas, acidificações, reações de precipitação, ou simplesmente submetidas a aquecimento para evaporar o solvente e recuperar o sólido remanescente: o soluto (impuro).

Modo de uso

Agitando o funil

Embora a metodologia exata varie dependendo da análise, da amostra, do tipo de analito e dos solventes usados, a forma como o funil de separação é usado é quase sempre a mesma.

Mantendo o funil cuidadosamente encaixado no anel de ferro, e certificando-se de que a torneira está fechada, procedemos ao enchimento com a mistura à qual foram adicionados os solventes de extração. É tapado e agitado para garantir que o soluto da mistura interage com o solvente que queremos decantar posteriormente.

Durante a agitação, que geralmente é feita dentro de um capuz e inclinando repetidamente o funil para longe do corpo, é importante abrir a torneira para permitir que a pressão de vapor interna seja liberada.

Essa pressão de vapor se deve em parte ao fato de que as extrações geralmente são realizadas com solventes muito voláteis, de modo que as altas pressões de seus vapores podem romper o vidro do funil e ferir quem o manipula.

Extração de fase

O funil pode descansar até que duas fases bem definidas apareçam. Se estivermos interessados na fase inferior, abrimos a torneira e coletamos em um recipiente. Colocamos mais solvente no funil e repetimos as agitações para extrair novamente. Desta forma, garantimos que a maior quantidade de soluto é extraída.

Enquanto isso, se estivermos interessados na fase superior, descartamos a fase inferior abrindo a torneira, e a fase superior é decantada pela boca do funil. A fase inferior é retornada ao funil e mais solvente é adicionado novamente para repetir várias extrações.

Resumindo: é mexido, liberamos a pressão do vapor, fica em repouso e decantamos. Na fase de interesse teremos o soluto que foi extraído da amostra. Recomenda-se realizar várias extrações com pouco volume de solvente.

O vídeo a seguir mostra um experimento usando um funil de separação:

Exemplos de uso

Alguns exemplos gerais do uso do funil de separação serão mencionados abaixo:

-Extrações de compostos orgânicos dissolvidos na água pela adição de solventes orgânicos e apolares, que são de grande relevância para avaliar a qualidade da água ou detectar uma fonte de contaminação

-Extrações de analitos de materiais vegetais finamente moídos, de forma que alguns sejam mais solúveis na fase superior e outros na fase inferior.

-Separar dois líquidos imiscíveis em quantidades suficientes para que sejam definidas duas fases, e também adicionar uma espécie para desestabilizar as emulsões formadas

-Extrações aquosas de iodo com diclorometano, sendo esta uma das práticas mais comuns em laboratórios de ensino

-Extrações de essências ou óleos para remover ao mesmo tempo seu teor de sais e outros compostos solúveis na fase aquosa (que geralmente é a fase inferior devido à sua densidade mais elevada)

Referências

Funil de separação: Preparação para usar o funil de separação. Recuperado de: dept.harpercollege.edu
Elsevier B.V. (2020). Funil separador. ScienceDirect. Recuperado de: sciencedirect.com
K. Gable. (2020). Uso de funil de separação. Oregon State University. Recuperado de: sites.science.oregonstate.edu
Wikipedia. (2020). Funil separador. Recuperado de: en.wikipedia.org
Yuraima Register. (2018). Ampola de decantação. Recuperado de: iquimicas.com