Destilação simples: processo e exemplos

A simples destilação é um processo no qual os vapores produzidos a partir de um líquido é apresentado directamente para um condensador, no qual o vapor de baixa temperatura ocorre e 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.

Destilação simples: processo e exemplos 1

Montagem básica de uma destilação simples. Fonte: Pixabay

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

Líquidos voláteis começam a ferver quando a 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; isto é, aquele com o menor ponto de ebulição.

Portanto, o líquido mais volátil compõe a maior parte do destilado formado. O processo é repetido até atingir a pureza desejada ou a concentração máxima possível.

Processo simples de destilação

Na destilação simples, a temperatura de uma solução é aumentada até ferver. Nesse momento, ocorre a transição entre os estados líquido e gasoso. Isso é observado quando começa a borbulhar constante na solução.

Equipa

O equipamento para destilação simples geralmente consiste em um isqueiro ou um cobertor de aquecimento (veja a imagem); um balão de vidro refratário redondo com uma boca de vidro fosco, para permitir o acoplamento; e algumas contas de vidro (algumas usam uma vara de madeira) para reduzir o tamanho das bolhas formadas.

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As esferas de vidro servem 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; capaz de expelir uma massa de líquido do balão de destilação.

Anexado à boca do balão, é colocado um adaptador de vidro refratário com três bocas, feito de vidro fosco. Uma boca é acoplada ao balão de destilação, uma segunda boca é acoplada ao condensador e a terceira boca é fechada usando uma rolha de borracha.

Na figura, a montagem não possui esse adaptador; em vez disso, o termômetro e um conector direto ao condensador são colocados através da mesma tampa de borracha.

Condensador

O condensador é um dispositivo projetado para cumprir a função que indica seu nome: condensar o vapor que viaja para dentro. Sua boca superior é acoplada ao adaptador e sua boca inferior é conectada a um balão onde são coletados os produtos da destilação.

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

A água que circula pela capa externa do condensador entra na 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 balão de destilação.

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

Um volume da solução a ser submetida a destilação é colocado no balão redondo com capacidade adequada.

As conexões apropriadas são feitas usando grafite ou graxa para garantir que a vedação seja eficiente e o aquecimento da solução seja iniciado. Simultaneamente, começa a passagem da água através do condensador.

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Aquecendo

À medida que o balão de destilação se aquece, é observado um aumento na temperatura no termômetro, até que seja alcançado um ponto em que a temperatura permanece constante. Isso permanece assim mesmo se o aquecimento for continuado; a menos que todo o líquido volátil tenha evaporado completamente.

A explicação para esse comportamento é que foi atingido o ponto de ebulição do componente com o ponto de ebulição mais baixo da mistura líquida, no qual sua pressão de vapor é igual à pressão externa (760 mm Hg).

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

O líquido produzido por destilação é coletado em frascos rotulados adequadamente, cujos volumes dependem do volume originalmente colocado no frasco de destilação.

Exemplos

Destilação de água e álcool

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

Quando a mistura álcool-água é aquecida, o ponto de ebulição do líquido mais volátil é alcançado inicialmente; Nesse 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 uma porcentagem de álcool superior a 50%. Se este líquido for submetido a destilações sucessivas, uma solução concentrada de álcool pode ser alcançada; mas não puro, uma vez que os vapores continuarão a arrastar a água para uma determinada composição, formando o que é conhecido como azeótropo

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

Separação líquido-sólido

Uma solução de sal na água é formada por um líquido que pode ser volatizado e um composto não volátil, com alto ponto de ebulição: sal.

Quando a solução é destilada, é possível obter água pura no líquido de condensação. Enquanto isso, no fundo do balão de destilação, os sais se depositam.

Álcool e glicerina

Existe uma mistura de álcool etílico, com um ponto de ebulição de 78,4 ° C, e glicerina, com um ponto de ebulição de 260 ° C. Quando submetido a uma destilação simples, o vapor formado terá uma porcentagem muito alta de álcool, perto de 100%.

Então você obterá um líquido destilado com uma porcentagem de álcool, semelhante à do vapor. Isso acontece porque os pontos de ebulição dos líquidos são muito diferentes.

Referências

  1. Claude Yoder (2019). Destilação Química com fio Recuperado de: wiredchemist.com
  2. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
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  5. Dr. Welder (sf). Destilação Simples Recuperado de: dartmouth.edu
  6. Universidade de Barcelona (sf). Destilação Recuperado de: ub.edu

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