Destilações

1 – OBJETIVO

Separar os componentes de uma mistura através dos diversos métodos da destilação.

2 – INTRODUÇÃO

Separar o puro do impuro. A destilação é um processo que se caracteriza pela evaporação e posterior condensação de um líquido. Tem como objetivo separar, por ação da energia calorífica, substâncias voláteis de outras que não são, ou são menos voláteis, e visa a separação de uma mistura de líquidos com pontos de ebulição diferentes. O ponto de ebulição de um líquido pode ser definido como a temperatura na qual sua pressão de vapor é igual pressão externa, exercida em qualquer ponto, sobre sua superfície. O líquido entra em ebulição e “ferve”, ou seja, é vaporizado por bolhas formadas no seio do líquido. Com líquidos de pontos de ebulição muito próximos, o destilado será uma mistura destes líquidos com composição e ponto de ebulição variável, contendo um excesso do componente mais volátil (menor ponto de ebulição) no final da separação. Para evitar a ebulição tumultuosa de um líquido durante a destilação sob pressão atmosférica, adiciona-se algumas “pérolas de vidro”. Estas liberam pequenas quantidades de ar e promovem uma ebulição mais regular. Os tipos mais comuns de destilação são: destilação simples, destilação fracionada e destilação por arraste de vapor.

● Destilação Simples:

Destilação Simples é um processo que permite a separação de um líquido de uma substância não volátil, ou de outro líquido que possui uma diferença no ponto de ebulição.

O condensador permite que a mistura seja aquecida na temperatura de ebulição do solvente para que não seja perdida para a atmosfera. O ponto de ebulição é a temperatura em que o vapor e o líquido estão em equilíbrio a uma pressão. O ponto de ebulição das misturas varia dentro de um intervalo de temperatura que depende da natureza e das quantidades dos seus reagentes. O aumento de calor de um líquido em ebulição não irá produzir elevação no seu ponto de ebulição, pois o calor absorvido é todo consumido em formas de bolhas de vapor.

Figura 1: Sistema de Destilação Simples

● Destilação Fracionada:

Destilação fracionada é o processo de separação onde se utiliza uma coluna de fracionamento, na qual é possível realizar a separação de diferentes componentes que apresentam pontos de ebulição variados, presentes em uma mistura. Destilação fracionada é o processo de separação onde se utiliza uma coluna de fracionamento, na qual é possível realizar a separação de diferentes componentes que apresentam pontos de ebulição variados, presentes em uma mistura. Ela é um processo de rejuvenescimento, separação e loteamento dos produtos da mistura e é empregada quando os pontos de ebulição dos componentes de uma mistura são próximos e não é possível realizar uma destilação simples. Neste processo existe uma coluna de fracionamento que cria várias regiões de equilíbrio líquido-vapor, levando a uma série de micro destilações sucessivas, enriquecendo a fração dos componentes mais volátil da mistura na fase de vaporização.

Figura 2: Sistema de destilação fracionada.

● Destilação por arraste de vapor:

Empregada para destilar substâncias que se decompõem nas proximidades de seus pontos de ebulição e que são insolúveis em água ou nos seus vapores de arraste. Esta operação baseia-se no fato de que, numa mistura de líquidos imiscíveis, o ponto de ebulição será a temperatura na qual a soma das pressões parciais dos vapores é igual à da atmosfera, o que constitui uma decorrência da lei das pressões parciais de Dalton. Se, em geral, o arraste se faz com vapor d’água, a destilação, à pressão atmosférica, resultará na separação do componente de ponto de ebulição mais alto, a uma temperatura inferior a 100ºC. Por outro lado, quando uma mistura de dois líquidos imiscíveis é destilada, o ponto de ebulição da mistura permanece constante até que um dos componentes tenha sido separado, já que a pressão total do vapor independe das quantidades relativas dos componentes. O ponto de ebulição, a partir daí, eleva-se rapidamente, até atingir o do líquido remanescente. O vapor que se separa de tal mistura contém os componentes na mesma proporção, em volume, que suas pressões de vapor relativas. Por meio de cálculos simples e aplicando as leis dos gases, podemos estabelecer a proporção dos vapores em função de seus pesos moleculares e das suas pressões parciais.

Figura 3: Sistema de Destilação por Arraste de Vapor

● Destilação contínua:

É um processo utilizado na indústria para compostos químicos separados, onde um processo constante verifica a produção de um fluxo contínuo. Funciona utilizando os princípios da destilação, mas é particularmente útil para lidar com grandes volumes de produtos químicos industriais, permitindo que o processo possa ocorrer sem interrupção. O método é especialmente importante na indústria do petróleo, onde é utilizado para refinar petróleo em sua forma bruta. É impossível, no entanto, separar apenas um composto químico através de destilação contínua. Em vez disso, uma série de produtos químicos dentro de um intervalo específico de ebulição é separado em cada fase da coluna, de acordo com ajustes pré-determinados. Estes grupos químicos são conhecidos como frações, e o processo de produção deles é conhecido como destilação fracionada. Quando o óleo bruto é refinado, por exemplo, várias frações são produzidas, o nafta, cujo produto é extremamente volátil, tem o intervalo de ebulição mais baixo, seguido pelo querosene, óleo diesel, e outros produtos mais pesados na parte inferior. Cada um destes elementos é, em seguida, ainda mais refinado após a separação, até se tornar adequado para utilização.

Figura 4: Sistema de Destilação Contínua

3 – PARTE EXPERIMENTAL

3.1 – Primeira técnica: Destilação Simples do Sulfato de