key concepts
Chemistry
Solutions
Miscibility
Polarity
Solubility

Introduction
You probably know some liquids, such as oil and water, do not mix together. Se os colocar no mesmo recipiente, eles irão formar camadas líquidas separadas, uma em cima da outra. Outros líquidos, por exemplo, álcool e água, podem ser misturados entre si. Mas você sabia que uma vez que ambos os líquidos se misturem você pode separá-los novamente em duas camadas diferentes? Como podes fazer isso? A resposta pode surpreendê—lo-com sal! Nesta atividade você vai descobrir como isso funciona.

Background
Quando dois líquidos podem ser misturados, eles são”miscíveis” —eles formam algo chamado de solução homogênea, o que significa que você não pode distinguir os dois líquidos mais. Em contraste, quando eles não podem ser misturados, eles são “imiscíveis”—eles vão formar duas camadas separadas, chamadas de solução heterogênea. Para serem capazes de se misturar, as moléculas de ambos os líquidos têm de ser capazes de se atrair uns aos outros. Moléculas que são polares (o que significa que sua carga elétrica é distribuída desigualmente para que tenham um lado mais positivo e um lado mais negativo) tendem a formar ligações de hidrogênio enquanto moléculas não-polares (que têm um equilíbrio de carga igual) não tendem a formar tais ligações. Como as moléculas de água são polares, qualquer líquido que não tenha moléculas polares—como o óleo—é normalmente imiscível com água.

As moléculas de álcool etílico têm uma parte polar e não-polar, o que significa que são capazes de formar ligações de hidrogénio com água e, portanto, capazes de se misturar com ela. Mas como você pode quebrar essas ligações, a fim de separar os dois líquidos uma vez que eles são misturados? Você tem que adicionar algo à mistura que compete com o álcool na ligação às moléculas de água. Uma substância que pode fazer isso é o sal. O sal é um composto iônico, o que significa que é uma substância formada por moléculas eletricamente carregadas chamadas íons. Quando os compostos iônicos se dissolvem na água, os íons individuais se separam e se cercam por moléculas de água—um processo chamado solvação. Como os íons salgados são carregados, eles se dissolvem muito melhor em um solvente polar, que também é um pouco mais carregado do que um solvente não-Solar. Por esta razão, os íons salinos atraem as moléculas de água muito mais fortemente do que as moléculas de álcool porque o álcool é menos polar do que a água. Isto significa que quando há muito sal, todas as moléculas de água se ligarão aos íons salinos, não deixando nenhum para formar ligações de hidrogênio com as moléculas de álcool. Como resultado, o álcool torna-se imiscível com água e começa a formar uma camada separada. Este processo é chamado de “salga para fora”, ou ” separação de fase induzida pelo sal.historicamente, este método tem sido usado no processo de fabricação de sabão para remover ingredientes que não devem estar no produto final de sabão. A salga também é comumente usada em laboratórios de bioquímica para purificar proteínas, porque diferentes moléculas de proteínas tornam-se imiscíveis em diferentes concentrações de soluções de sal. Químicos usam esta técnica para extrair líquidos de uma solução, que é o que você vai fazer nesta atividade: Você vai separar uma mistura de álcool etílico e água usando apenas uma colher de chá de sal de mesa!

Materiais

• Quatro transparente mini xícaras (duas onças) com tampas
• marcador Permanente
• Torneira de água
• álcool Isopropílico (70% de álcool isopropílico)
• sal
• Conjunto de colheres de medição
• área de Trabalho que pode tolerar derrames
• Etanol ou acetona (pode ser encontrado em lojas de ferragens) (opcional)
• substitutos do Sal, tais como cloreto de potássio ou sal de Epsom (opcional)

Preparação

• Com o marcador permanente rótulo mini cups 1, 2, 3 e 4.adicione uma colher de água e meia às chávenas 1 e 3.adicionar uma colher e meia de álcool etílico às chávenas 2 e 4.

procedimento

• adicione uma colher de chá de sal à água no copo 1. O que acontece ao sal? Dissolve-se na água? coloque a tampa e agite o copo durante cerca de 20 a 30 segundos. Como é a mistura? repetir os dois passos anteriores utilizando o copo 2 (com álcool etílico). O que acontece com o sal desta vez? A mistura parece diferente da mistura água-sal? retire a tampa do marcador permanente e rode a ponta na água do copo 3 durante cerca de 10 segundos. Põe a tampa no copo e agita-o durante cinco segundos. A tinta dissolve-se na água? Qual é o aspecto da solução depois de tremer? repetir o passo anterior com o copo 4 (álcool etílico). A mistura resultante parece diferente? Em caso afirmativo, qual é a diferença? Pode explicar as diferenças? em seguida, coloque o álcool do copo 4 na água do copo 3. Volte a colocar a tampa e rode a mistura durante cinco segundos. O álcool mistura-se com a água? O que acontece com a cor da mistura? Vês camadas separadas a formarem-se? adicione uma colher de chá de sal à mistura no copo 3. Coloque a tampa no copo e agite-o durante 20 a 30 segundos. O que acontece quando você adiciona o sal à mistura? A mistura parece diferente antes e depois de tremer? Em caso afirmativo, qual é a diferença? Pode explicar os seus resultados? De que cor é a mistura? Extra: pode separar outras misturas líquidas utilizando sal? E etanol, água, acetona e água? Tente diferentes misturas líquidas para descobrir!
• Extra: Existem outros sais-por exemplo cloreto de potássio, um substituto de sal, ou sal de Epsom—que você poderia usar para separar líquidos? Repita o teste, mas desta vez use um sal diferente do sal de mesa. Ainda vês os mesmos resultados? Se não—como seus resultados são diferentes? Extra: de quanto sal precisa para separar o álcool etílico e a água? Descubra variando as quantidades de sal que adiciona ao álcool etílico e à mistura de água.

observações e resultados
você deve ter visto que o sal facilmente dissolvido na água no copo 1. (Depois de agitar o sal parecia desaparecer.) Lembre-se que isso ocorre porque as moléculas de sal iônicas se ligam facilmente às moléculas de água polar. O sal, no entanto, não se dissolveu tão facilmente no álcool de fricção no copo 2. (Mesmo depois de agitá-lo você ainda será capaz de ver o sal. Isto ocorre porque as moléculas de álcool são menos polares do que a água, de modo que os íons salinos não se ligam com eles tão facilmente.com a tinta marcador permanente, devia ter observado o fenómeno exactamente oposto. A tinta não se dissolve bem na água, mas fá-lo facilmente no álcool, dando ao último muito mais cor. Isso é devido ao fato de que o álcool fricativo também tem uma porção de sua molécula que não tem cargas, e é não-Solar. Esta porção é mais compatível com moléculas não-polares como a tinta marcador.quando se mistura o álcool etílico com água, as moléculas deste último formam ligações de hidrogénio com as moléculas de água. O álcool dissolve-se na água para formar uma solução homogénea, pelo que já não se pode distinguir o álcool e a água. Se você adicionar sal à mistura, no entanto, o sal quer dissolver-se na água e compete com o álcool para as moléculas de água. Como existem menos moléculas de água disponíveis para fazer ligações de hidrogênio com as moléculas de álcool, o álcool torna–se menos solúvel na mistura água-álcool, eventualmente formando uma camada separada sobre a água. Ambas as camadas devem ter uma cor diferente, com a água principalmente clara e o álcool mais colorido. Isto ocorre porque a tinta marcador é mais solúvel no álcool de fricção.lave todas as suas misturas na pia com muita água fria. Lave as mãos e limpe a área de trabalho.

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esta actividade trouxe – lhe em parceria com os Science Buddies