A destilação fraccionada é um processo físico, que emula a técnica de destilação simples com base no ponto de ebulição das espécies a ser usado para separar misturas de tipo homogéneo de diversas substâncias presentes na fase líquida ou misturas heterogéneas de tal líquido-sólido não volátil
Nesse sentido, o método de destilação fracionada envolve a evaporação de espécies líquidas, a condensação das espécies mais voláteis em ordem crescente de seu ponto de ebulição e a coleta subsequente da substância inicialmente desejada.
É um método usado há séculos nas civilizações humanas de maneira rudimentar. A eficiência da destilação permite que ele continue sendo usado tanto no campo industrial quanto em laboratórios.
O princípio desta técnica é usado em um grande número de aplicações em diferentes campos da ciência ou da indústria.
Processo
Como indicado acima, a destilação fracionada consiste na separação de uma solução em seus constituintes que está no estado líquido, com base na diferença entre seus pontos de ebulição e aplicada quando essa diferença é inferior a aproximadamente 25 ° C.
Desta forma, quando uma mistura cujos pontos de ebulição diferem consideravelmente é aquecida, quando é atingida uma temperatura de ebulição do componente mais volátil, será formada uma fase de vapor, que conterá principalmente essa substância no início.
Então, à medida que a temperatura continua a subir e com o passar do tempo, ocorrem vários ciclos de evaporação e condensação continuamente (cada ciclo é conhecido como “placa teórica”), até que o componente de ebulição mais baixo primeiro emerge.
Em cada ciclo, a constituição da fase de vapor encontrada na coluna acumula uma quantidade maior do componente de maior volatilidade, pelo que essa substância está essencialmente em seu estado mais puro quando atinge o topo da coluna de fracionamento.
Equipamento de destilação fracionada
Nos laboratórios, é utilizado um dispositivo que consiste primeiro em um balão ou bola de destilação feita de vidro, na qual é colocada a solução colocada diretamente sob aquecimento. Dentro desta bola, algumas pedras ferventes são colocadas para controlar esse processo.
Este balão é acoplado a uma coluna de fracionamento por meio de um conector de três bocas, onde o comprimento da coluna determina o quão completa será a destilação.
Ou seja, quanto maior a coluna, mais eficaz será a separação. Além disso, é necessário um termômetro para registrar a temperatura com o passar do tempo, para que seja possível controlar o processo de destilação.
Da mesma forma, a estrutura interna da coluna é projetada para simular várias destilações simples sucessivas, o que acontece porque o vapor sobe gradualmente através da coluna, condensa temporariamente no topo e sobe repetidamente.
A seguir, a saída desta coluna é conectada a um condensador que causa o resfriamento do vapor da substância separada e purificada.
Isso é armazenado em um recipiente específico para coletá-lo, aumentando novamente a temperatura até atingir o ponto de ebulição do próximo componente, o segundo mais volátil, repetindo o processo descrito, no qual cada componente é armazenado em um recipiente específico para ele.
Aplicações
Sendo um dos métodos mais importantes e usado principalmente na separação de misturas líquidas, essa técnica de separação física tem muitos benefícios que são observados no grande número de aplicações oferecidas na indústria e no laboratório.
– Começando com os usos em escala industrial da destilação fracionada, nas instalações de refino de petróleo é utilizado na separação do petróleo bruto nas frações que o compõem.
Nesse sentido, é utilizado para obter e processar o gás natural extraído nesses processos industriais. Além disso, é usado em plantas químicas e processos petroquímicos para o processamento de substâncias como fenol ou formaldeído.
– É usado em instalações de separação de ar criogênicas para decompor o ar da atmosfera em seus principais constituintes.
– Destilação fracionada é usada para dessalinização da água do mar.
– Em escala de laboratório, é utilizado na purificação de reagentes e produtos, como na obtenção de ciclopentadieno através da destilação de diciclopentadieno comercial.
– É usado para reciclar solventes já utilizados, por purificação através desta técnica.
Destilação fracionada de óleo
No caso do petróleo, a destilação fracionada é realizada em equipamentos de enormes dimensões, denominadas torres de destilação, que emulam colunas de fracionamento e são projetados especificamente para a separação do petróleo em diferentes cortes ou correntes, de acordo com sua faixa fervendo
Esse intervalo de ebulição refere-se ao intervalo de pontos de ebulição de cada fração separada, porque são misturas de hidrocarbonetos com componentes diferentes e, portanto, têm diferentes pontos de ebulição.
Antes de entrar na torre de destilação, o óleo bruto é aquecido a uma temperatura de aproximadamente 400 ° C, para vaporizar essa substância e ser separado na coluna em ordem crescente do seu intervalo de ebulição.
Dessa forma, os cortes mais voláteis, como gases (propano, butano …), gasolina e nafta estão no topo da coluna e, à medida que desce, existem as correntes mais pesadas, como lubrificantes ou componentes residuais.
Algumas frações extraídas da torre (como a gasolina) são adicionadas e melhoradas para posterior comercialização; Outros cortes, como o diesel, são usados como alimento ou combustível para outros processos dentro da indústria.
Outras correntes, como substâncias residuais, são introduzidas em outros processos que as separam novamente em seus constituintes e lhes dão outros usos, ou seu valor comercial é aumentado.
Referências
- Wikipedia (sf). Destilação fracionada Recuperado de en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Química, nona edição. México: McGraw-Hill.
- Britannica, E. (sf). Destilação Obtido em britannica.com
- LibreTexts. (sf). Destilação fracionada Recuperado de chem.libretexts.org
- Kelter, PB, Mosher, MD, e Scott, A. (2008). Química: a ciência prática. Obtido em books.google.co.ve
- BBC (sf). Destilação fracionada Recuperado de bbc.co.uk