Destilação Fracionada

Destilação Fracionada

DESTILAÇÃO FRACIONADA

1-Introdução

Destilação é um processo caracterizado por uma dupla mudança de estado físico, em que uma substância, inicialmente no estado líquido, é aquecida até atingir a temperatura de ebulição, transformando-se em vapor, e novamente resfriada até que toda a massa retorne ao estado líquido. O processo tem sido utilizado desde a antiguidade para a purificação de substâncias e fabricação de essências e óleos. No caso da chuva, a vaporização se dá não por ebulição, mas por evaporação a baixa temperatura. A maioria dos métodos utilizados durante o processo de purificação de misturas homogêneas baseia-se na destilação simples, que consiste na evaporação parcial da mistura líquida, a fim de separar seus componentes. As substâncias mais voláteis, isto é, com menor ponto de ebulição, vaporizam primeiro; ao passarem por um condensador, se liquefazem, sendo finalmente recolhidas em um tanque. Esse procedimento é válido para a purificação de líquidos com impurezas voláteis dissolvidas e para a separação de misturas cujos componentes apresentam pontos de ebulição bem diferenciados. Quando os pontos de ebulição dos componentes de uma mistura são muito próximos, a destilação simples não permite uma boa separação, sendo necessário repetir o processo várias vezes. Esse procedimento, denominado destilação fracionada, é muito utilizado no controle do teor alcoólico de bebidas tipo aguardente, como uísque, rum, gim e cachaça. Além disso, constitui o processo fundamental do refino de petróleo, para obtenção de gasolina, querosene e demais derivados. A destilação pode, também, ser realizada a seco, ou em ausência de vapor d'água, para a produção de alcatrão e carvão vegetal a partir da madeira ou da hulha. A obtenção de nitrogênio e oxigênio gasosos a partir do ar atmosférico realiza-se por meio de destilação atmosférica. Nesse processo, o ar atmosférico é resfriado progressivamente até a formação de uma fase líquida rica em oxigênio, que se condensa a uma temperatura superior à do nitrogênio. A seguir, essa fase é levada à ebulição, através de um aquecimento gradual com pressão constante, sendo o vapor assim obtido proporcionalmente mais rico em nitrogênio que a mistura inicial. Se, durante a evaporação da fase líquida, a quantidade de vapor em contato com essa fase for aumentada, impedindo que o equilíbrio entre as duas fases seja atingido, a temperatura de ebulição cresce progressivamente, enquanto o líquido se torna cada vez mais pobre em nitrogênio. Repetindo essa operação algumas vezes, é possível obter-se um resíduo constituído de oxigênio praticamente puro.

1.1- Destilação fracionada

Quando os componentes da mistura apresentam pontos de ebulição muito próximos, o mais leve excesso de aquecimento é suficiente para evaporá-los juntos.

Recorre-se então, à destilação fracionada: nesse caso, o tubo de vidro é substituído por uma coluna de fracionamento. Seu princípio básico é fazer com que os vapores percorram o trajeto mais difícil e longo possível. A coluna aumenta a superfície de contato fazendo com que parte do vapor do líquido menos volátil volte a se condensar aumentado sua concentração no interior do balão. Dessa maneira, o vapor do líquido menos volátil condensa-se com maior facilidade em contato com as paredes frias da coluna, retornando ao balão. Enquanto isso, o líquido mais volátil é completamente destilado.

Na realidade, a função da coluna é possibilitar uma série de evaporações e condensações sucessivas, em operações que são favorecidas pela troca de calor entre o vapor quente que sobe e o líquido mais frio que desce. Uma coluna será tanto mais eficiente quanto maior a superfície interna de contato que oferecer entre líquido e vapor. Quanto menor a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos, maior deverá ser a altura coluna ou a área de contato. Com esta finalidade existe a coluna de Vigreux, constituído por um tubo de vidro com reentrâncias. Existem vários tipos de coluna de fracionamento, com anéis de vidro, em espiral etc.

Em caso de dúvida quanto ao uso da destilação fracionada, tomou-se como regra que ela deve ser usada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos compostos a separar é menor que 80°C, pois abaixo deste valor a destilação simples geralmente não é eficiente.

2 – Objetivo

Separar os dois compostos de uma mistura através do método de destilação fracionada obtendo-se seus respectivos pontos de fusão. Para posterior identificação dos compostos.

3 – Materiais

- balão de fundo redondo;

- coluna de fracionamento;

- cabeça de destilação;

- condensador de tubo reto;

- funil comum;

- garras e mufas;

- mangueiras de látex;

- erlenmeyer;

- termômetro;

4 – Métodos

Primeiramente foram adicionados 30mL de amostra ao balão de destilação seguido da abertura da entrada de água para o condensador. Depois , com todos os cuidados, a chama do bico de Bunsen foi acesa. Quando a temperatura alcançou 77ºC caiu a primeira gota de composto A. E a partir daí a temperatura ficou relativamente constante. Depois de destilar toda o composto A, a temperatura caiu voltando a aumentar depois de um certo tempo. Quando ela atingiu 98ºC começou a destilação do composto B.

Após a destilação os produtos A e B foram medidos e pesados apresentando os seguintes resultados:

- Produto A: 2,3g e 2,6mL

- Produto B: 1,9g e 2,6mL

5 – Resultados e Conclusões

A partir da experiência realizada obtivemos uma amostra A com ponto de ebulição em torno de 77ºC e com densidade de 0,88g/mL. E uma amostra B que possui ponto de ebulição em torno de 98ºC e densidade aproximadamente 0,73g/mL.

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