Atkins - Princípio de Química

INTRODUÇÃO

A destilação é uma operação unitária que nos permite a separação de misturas de líquidos em seus componentes puros ou aproximados da pureza, por meio da evaporação e condensação dos componentes em questão. Para que a destilação ocorra o calor é o seu principal agente de separação. O processo é baseado nas diferenças de entre os pontos de ebulição das substâncias, é adequadamente explicada pela ideia de que a matéria é formada por partículas que se movimentam e interagem.

Mecanismo da separação → equilíbrio LIQUIDO/VAPOR

É a separação de uma mistura de vários componentes em uma solução, onde esses componentes são notavelmente voláteis, utilizando aumento de temperatura  ou abaixamento de pressão.

A separação dos constituintes de uma solução dependem da distribuição deles entre as fazes líquida e gasosa, permitindo existir todos os  constituintes em ambas as fases. A diferença de composição das duas fazes (L e V) resulta na diferença de volatilidade dos componentes da mistura liquida inicial. Quanto maior for a diferença entre eles maior será a diferença de composição entre a fase líquida e vapor e mais fácil a separação por destilação.

Para que dois componentes possam ser separados apropiadamente por destilação simples é necessário que a diferença entre seus pontos de ebulição sejam altas.

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A destilação diferencial é realizada em batelada, nela aquece o liquido inicial do qual se quer separar o componente, no caso o mais volátil. O vapor produzido passa por um condensador e é transformado em líquido com alta concentração do soluto de interesse. Neste tipo de destilação a concentração varia constantemente.

A carga de líquido é colocada em um recipiente munido de aqueciemento, entrando em ebulição. Os vapores são retirados pelo topo através do condensador, onde são liquefeitos e coletados em outros recipientes.  A medida que prossegue a vaporização, o produto vaporizado torna-se mais volátil e o líquido residual torna-se menos volátil, pois o percentual de componentes leves no líquido residual vai sendo esgotado.

O destilado, que é o vapor condensado, poderá ser coletado em porções separadas denominadas de cortes. Estes podem produzir uma série de produtos destilados com vários graus de pureza.

         Na destilação em batelada ou destilação simples: o primeiro corte: pequeno, contem predominantemente quase toda a substância A (mais volátil); o segundo corte: grande, contem quase toda a substância B (volatilidade média), porém é contaminado com um pouco das substâncias A e C; o líquido residual: seria, praticamente, a substância C pura (menos volátil). Apesar dos três cortes conterem todas as três substâncias, alguma separação teria ocorrido neste processo de destilação.

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Figura 1. Dispositivo para realizar a destilação diferencial

Para que o processo seja considerado como destilação diferencial é necessário que o vapor formado em cada instante deve ser imediatamente retirado, o processo deverá ser bastante lento, o vapor não deverá carrear líquido e nem retornar ao taque, pois, isso fará com que altere o equilíbrio.

Balanço Global                      

   F = D + W                                

Na equação de Rayleigh. F é a carga de concentração xF e W mol de líquido residual de concentração xW.