Destilação simples

Destilação simples

Universidade Santa Cecília

Destilação Simples

Nomes: Nº

Jéssica 72800

Vinicius 72807

Odair 73044

Renan 72744

Thais 72873

Relatório Científico para a Disciplina de Química Básica III

Relatório I

Setembro 2009

Índice

Introdução

Características do Processo

Procedimento

Resultado

Conclusões

Bibliografia

Anexos

Introdução:

A destilação é a separação de uma mistura líquida nos seus componentes por meio de fervura seguida da condensação do vapor. Os vários componentes condensam a diferentes temperaturas, o que permite que sejam separados uns dos outros.

Característica do Processo:

A destilação simples é uma técnica usada na separação de um líquido volátil de uma substância não volátil. Não é uma forma muito eficiente para separar líquidos com diferença de pontos de ebulição próximos.

Quando uma substância pura é destilada à pressão constante, a temperatura do vapor permanece constante durante toda a destilação. O mesmo comportamento é observado com misturas contendo um líquido e uma impureza não volátil, uma vez que o material condensado não está contaminado pela impureza.

No caso de misturas líquidas homogêneas (soluções ideais), a pressão total do vapor, a uma determinada temperatura, é igual à soma das pressões parciais de todos os componentes (Lei de Raoult), a composição de vapor da mistura em relação a cada componente depende também das pressões parciais, segundo a Lei de Dalton, revela que, para uma mistura ideal, o componente mais volátil tem maior fração molar na fase vapor do que na fase líquida em qualquer temperatura.

Para uma solução ideal, o ponto de ebulição da mistura é definido como a temperatura na qual a soma das pressões parciais dos componentes é igual à pressão atmosférica. Como a pressão de vapor total da mistura é intermediária entre as pressões de vapor dos componentes puros, o ponto de ebulição da mistura também será intermediário entre os pontos de ebulição das substâncias puras.

O aquecimento da massa líquida poderia resultar em ebulição tumultuosa, que deve ser evitada, adicionando-se a mistura ainda fria algumas pedras porosas.

Neste caso bolhas de ar contidas nas pedras são eliminadas pelo aquecimento, as quais devido a um aumento de pressão interna vencem a pressão da coluna do líquido sendo expelidas com o rompimento da tensão superficial.

Uma distribuição homogênea de calor na massa líquida deve ocorre também para evitar a ebulição tumultuosa, com formação de bolhas de vapor por todas as partes ao mesmo tempo impede o superaquecimento.

Informações secundárias

Lei de Raoult é dedicada a François-Marie Raoult (1830-1901) e afirma que a pressão parcial de cada componente em uma solução ideal é dependente da pressão de vapor dos componentes individuais e da fração molar dos mesmos componentes.

Uma vez alcançado o equilíbrio na solução, a pressão de vapor total da solução é:

e a pressão de vapor individual ou pressão parcial de cada componente é

Onde:

(P­i) puro ou Pi é a pressão de vapor do componente puro; Xi é a fração molar do componente na solução.

Como conseqüência, com o aumento do número de componentes em uma solução, a contribuição individual de cada componente na pressão de vapor diminui, já que a fração molar de cada componente diminui a cada acréscimo de um novo componente. Se um soluto puro tem pressão de vapor zero (isto é, não evapora) e é dissolvido em um solvente, a pressão de vapor da solução final (solvente-soluto) será menor que o do solvente puro.

Esta lei é válida estritamente apenas se a ligação entre, por exemplo, as moléculas de diferentes líquidos em uma mistura for qualitativamente igual à ligação entre moléculas dos próprios líquidos individualmente (que é a condição de uma solução ideal).

Portanto, a comparação entre valores de pressões de vapor reais e valores preditos pela lei de Raoult permite obter informações sobre a força relativa da ligação entre os líquidos presentes na mistura estudada.

Por exemplo, se o valor real for menor que o valor esperado, é porque menos moléculas escaparam da solução líquida para a fase vapor, isto pode ser explicado ao afirmar que a força de ligação entre as moléculas dos diferentes líquidos é mais forte do que a ligação dentro dos próprios líquidos individualmente, de forma que menos moléculas têm energia suficiente para escapar à fase vapor. Se, porém, o valor real é maior que o valor esperado, é porque mais moléculas escaparam para a fase vapor devido à ligação mais fraca entre as diferentes moléculas da mistura.

A partir da Lei de Raoult também é possível observar que em uma solução ideal de dois líquidos voláteis, a pressão de vapor total (em uma dada temperatura) varia linearmente com a composição da solução de P2* a P1* quando X1 varia de 0 à 1, como pode ser observado na figura a baixo.

Experimento

Objetivo:

Separar misturas de líquidos com partes de ebulição distantes.

Aplicar a Lei de Raoult.

Procedimento:

1. Montar a aparelhagem característica da destilação simples;

2. Introduzir 120 mL de mistura Álcool/Água em um balão de fundo redondo;

3. Ligar a manta de aquecimento, não esquecendo de colocar em circulação água de resfriamento no condensador;

4. Recolher o destilado em um cilindro graduado, anotando a partir da primeira gota (instante zero), de 5mL em 5mL , a temperatura dos vapores do balão até recolher 60mL de destilado;

5. Desligar a manta de aquecimento e depois interromper a circulação de água de resfriamento;

6. Determinar a densidade e temperatura do destilado e do resíduo.

Tabela de Volume x Temperatura x Tempo (1ª gota à 60 mL)

( mL)

T ( ºC )

t (s)

1ª gota

81

0

5 mL

81

54

10 mL

81

124

15 mL

81

268

20 mL

82

338

25 mL

82

392

30 mL

82

410

35 mL

82

484

40 mL

82

560

45 mL

82

633

50 mL

83

710

55 mL

83

791

60 mL

83

871

Tabela de valores dos líquidos (inicial, destilado e resíduo)

Frações

T(ºC)

d(g/mL)

Mistura inicial

19

0,925

Destilado

19

0,850

Resíduo

21

0,965

( Espaço reservado para os cálculos)

Conclusão

A destilação simples consiste na vaporização de um líquido por aquecimento, seguida da condensação do vapor e recolhimento do condensado num frasco apropriado.

O condensador permite que a mistura seja aquecida na temperatura de ebulição do solvente, sem que esta seja perdida para a atmosfera.

O ponto de ebulição é a temperatura em que o vapor e o líquido estão em equilíbrio a uma dada pressão. O ponto de ebulição das misturas varia dentro de um intervalo de temperatura que depende da natureza e das proporções dos seus constituintes.

O aumento de calor de um líquido em ebulição não produzirá elevação do seu ponto de ebulição, pois o calor absorvido é todo consumido em formas de bolhas de vapor, o que resulta num aumento da velocidade da destilação.

A destilação simples tem aplicação para separar um líquido de impurezas não voláteis (em solução no líquido) de um solvente usado numa extração, ou excepcionalmente, para separar líquidos de ponto de ebulição afastados.

Bibliografia

> http://www.ebah.com.br/destilacao-simples-e-fracionada-pdf-a15499.html

> Teresa S. Simões e outros– Técnicas Laboratoriais de Química

> Dicionário Ilustrado do Conhecimento Essencial- Selecções do Reader’s Digest

Anexos

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