Destilação simples: processo e exemplos - Ciência - 2023

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o destilação simples É um procedimento no qual os vapores produzidos a partir de um líquido são levados diretamente para um condensador, no qual a temperatura dos vapores cai e ocorre sua condensação.

É usado para separar um componente volátil dos componentes não voláteis presentes em um líquido. Também é usado para a separação de dois líquidos presentes em uma solução com pontos de ebulição muito diferentes.

A destilação simples não é um método eficiente para a separação de dois líquidos voláteis presentes em uma solução. Quando a temperatura dele aumenta com o fornecimento de calor, a energia cinética das moléculas também aumenta, o que permite que elas superem a força de coesão entre elas.

Os líquidos voláteis começam a ferver quando sua pressão de vapor é igual à pressão externa exercida na superfície da solução. Ambos os líquidos contribuem para a composição do vapor formado, sendo maior a presença do líquido mais volátil; ou seja, aquele com o ponto de ebulição mais baixo.


Portanto, o líquido mais volátil constitui a maior parte do destilado formado. O processo é repetido até que a pureza desejada ou a concentração mais alta possível seja alcançada.

Processo de destilação simples

Na destilação simples, a temperatura de uma solução é aumentada até ferver. Nesse momento ocorre a transição do estado líquido para o gasoso. Isso é observado quando um borbulhamento constante começa na solução.

Equipe

O equipamento para destilação simples geralmente consiste em um queimador ou manta térmica (ver imagem); frasco redondo de vidro refratário com boca esmerilada, para permitir seu acoplamento; e algumas contas de vidro (algumas usam uma vara de madeira) para reduzir o tamanho das bolhas formadas.

As contas de vidro funcionam como núcleos formadores de bolhas, que permitem que o líquido ferva lentamente, evitando o superaquecimento que resulta na formação de uma espécie de bolhas gigantes; até mesmo capaz de expulsar uma massa de líquido do frasco de destilação.


Preso à boca do frasco está um adaptador de vidro refratário com três bocas, que são feitas de vidro fosco. Um gargalo é fixado ao balão de destilação, um segundo gargalo é fixado ao condensador e o terceiro gargalo é fechado por meio de uma rolha de borracha.

Na imagem, a montagem não possui este adaptador; em vez disso, o termômetro e um conector direto para o condensador são colocados através da mesma rolha de borracha.

Condensador

O condensador é um dispositivo concebido para cumprir a função que o seu nome indica: condensar o vapor que o atravessa. Pela boca superior é acoplado ao adaptador, e pela boca inferior é conectado a um balão onde são coletados os produtos da destilação.

No caso da imagem, eles usam (embora nem sempre seja correto) um cilindro graduado, para medir o volume destilado de uma vez.

A água que circula pela camisa externa do condensador, entra pela sua parte inferior e sai pela parte superior. Isso garante que a temperatura do condensador seja baixa o suficiente para permitir a condensação dos vapores produzidos no frasco de destilação.


Todas as peças que compõem o aparelho de destilação são fixadas por clipes conectados a um suporte metálico.

Um volume da solução a destilar é colocado no balão redondo de capacidade adequada.

As conexões adequadas são feitas usando grafite ou graxa para garantir uma vedação eficiente e o aquecimento da solução é iniciado. Simultaneamente, começa a passagem da água pelo condensador.

Aquecimento

Conforme o balão de destilação é aquecido, um aumento da temperatura é observado no termômetro, até que é alcançado um ponto em que a temperatura permanece constante. Isso permanece assim mesmo se o aquecimento continuar; a menos que todo o líquido volátil tenha evaporado completamente.

A explicação para esse comportamento é que o ponto de ebulição do componente com menor ponto de ebulição da mistura líquida foi atingido, em que sua pressão de vapor é igual à pressão externa (760 mm Hg).

Nesse ponto, toda a energia térmica é gasta na mudança do estado líquido para o estado gasoso, que envolve a expiração da força de coesão intermolecular do líquido. Portanto, o fornecimento de calor não se traduz em aumento de temperatura.

O produto líquido da destilação é coletado em frascos devidamente rotulados, cujos volumes dependerão do volume originalmente colocado no frasco de destilação.

Exemplos

Destilação de água e álcool

Você tem uma solução aquosa de álcool a 50%. Sabendo que o ponto de ebulição do álcool é 78,4 ° C e o ponto de ebulição da água é de aproximadamente 100 ° C, pode-se obter um álcool puro com uma simples destilação? A resposta é não.

Ao aquecer a mistura álcool-água, o ponto de ebulição do líquido mais volátil é inicialmente atingido; neste caso, álcool. O vapor formado terá uma proporção maior de álcool, mas também haverá uma alta presença de água no vapor, pois os pontos de ebulição são semelhantes.

O líquido coletado da destilação e condensação terá um percentual de álcool superior a 50%. Se esse líquido for submetido a destilações sucessivas, pode-se obter uma solução concentrada de álcool; mas não puro, pois os vapores continuarão a arrastar a água até uma certa composição, formando o que é conhecido como um azeótropo

O produto líquido da fermentação de açúcares possui um percentual de álcool de 10%. Essa concentração pode chegar a 50%, como no caso do Whisky, por destilação simples.

Separação líquido-sólido

Uma solução de sal em água é composta por um líquido que pode ser volatilizado e um composto não volátil, com alto ponto de ebulição: o sal.

Ao destilar a solução, a água pura pode ser obtida no líquido de condensação. Enquanto isso, no fundo do frasco de destilação os sais irão se depositar.

Álcool e glicerina

Existe uma mistura de álcool etílico, com ponto de ebulição de 78,4ºC, e glicerina, com ponto de ebulição de 260ºC. Quando submetido à destilação simples, o vapor formado terá um percentual muito alto de álcool, próximo a 100%.

Portanto, obter-se-á um líquido destilado com uma porcentagem de álcool semelhante à do vapor. Isso ocorre porque os pontos de ebulição dos líquidos são muito diferentes.

Referências

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  2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
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