A tecnologia de separação de misturas

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

TIAGO HENRIQUE TRESOLDI E LEONARDO CIABATI SILVA

MODO DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS QUÍMICAS: DESTILAÇÃO E DECANTAÇÃO

ITUIUTABA MG

NOVEMBRO DE 2013

ÍNDICE

1. Introdução.......................................................................................3

2. Destilação Simples.....................................................................................4

3. Destilação Fracionada....................................................................................6

4. Destilação por Arraste..........................................................................................8

5. Decantação.....................................................................................9

6. Conclusão .......................................................................................14

7. Bibliografia......................................................................................15

INTRODUÇÃO

Em Química, separações de misturas são utilizadas para isolar substâncias (ou outras misturas) em um sistema qualquer nos dois ou mais componentes originais. É realizada para as mais diversas finalidades, da química analítica à engenharia química ou de petróleo. Dentre o vários processos os mais utilizados industrialmente são os vários tipos de destilação e decantação. A destilação é um processo de separação mais amplamente usado na indústria química. Esse assunto tem grande aplicação na sociedade atual na extração de petróleo, essências, óleos e bebidas. A criação e aperfeiçoamento desta técnica de separação vem para otimizar esse processo, principalmente em escala industrial. Já a decantação é muito importante no uso da área farmacêutica em técnicas de dosagem dos alcaloides existentes nas drogas vegetais, em processos de purificação e extração de substâncias.

DESENVOLVIMENTO

Destilação Simples: Separa um sólido e um líquido de uma mistura homogênea. Ela consiste em separar o líquido em forma de vapor e esse vapor depois é condensado através de um aparelho chamado condensador. É mais comum nos laboratórios e nas indústrias químicas, onde muitas vezes é utilizado na purificação de líquidos. Baseia-se na acentuada diferença entre os pontos de ebulição (PE) entre os mesmos; o de menor PE destilará (passará à fase de vapor) primeiro.

Dois fenômenos de natureza física são observados no processo de destilação, o primeiro é a evaporação, onde a solução recebe energia térmica que será convertida na evaporação do componente de menor PE. O segundo é a condensação, quando este componente vaporizado entrará em contato com uma superfície resfriada, retornando à fase líquida.

Na figura acima são mostrados os instrumentos laboratoriais necessários ao processo.

USO LABORATORIAL: A mistura poderá ser, por exemplo, uma solução de cloreto de sódio (NaCl) e água, na qual o primeiro (soluto) ficará retido no balão, e o segundo (solvente) será recolhido no erlenmeyer.

USO INDUSTRIAL: Dessalinização da água do mar.

Destilação Fracionada: Quando a mistura homogênea for formada por dois líquidos, cujos pontos de ebulição se aproximam mais do que no caso anterior, torna-se então necessário um processo de destilação fracionada. Esse processo é utilizado na indústria no refino do petróleo, onde alguns de seus componentes apresentam pontos de ebulição próximos; o processo é representado abaixo:

USO LABORATORIAL: Ela é feita com dois líquidos que formam mistura homogênea. Primeiro é aquecida no balão de destilação e o liquido com menor ponto de ebulição passa para o estado gasoso vai para o condensador e passa para o estado liquido. Para o destilado ser mais puro temos que destilar mais vezes!

USO INDUSTRIAL: Um exemplo de destilação que remonta à antiguidade é a destilação de bebidas alcoólicas. A bebida é feita pela condensação dos vapores de álcool que escapam mediante o aquecimento de um mosto fermentado. Como o ponto de ebulição do álcool é menor que o da água presente no mosto, o álcool evapora, dando-se assim a separação da água e o álcool. Um exemplo disto também é a aguardente, com compostos de cana de açúcar, possibilitando a separação devido aos diferentes pontos de ebulição. Outros exemplos são o vinho, whisky, conhaque e etc... O vapor que escapa da mistura aquecida é capturado por uma serpentina refrigerada que o devolve ao estado líquido.

O petróleo é um exemplo moderno de mistura que deve passar por várias etapas de destilação antes de resultar em produtos realmente úteis ao homem: gases (um exemplo é o gás liquefeito de petróleo ou GLP), gasolina, óleo diesel, querosene, asfalto e outros.

Destilação por Arraste de Vapor

Esse processo baseia-se na extração de substâncias que se decompõem em temperaturas próximas ao seu ponto de ebulição, e que não são solúveis em água nem em seus vapores. A relativa facilidade de decomposição das substâncias impede a utilização dos processos de destilação simples e fracionada, tornando-se necessário seu “arraste” por meio da água vaporizada. O processo, representado abaixo, é muito comum na indústria fitoterápica, em extrações de constituintes de plantas das mais diversas naturezas.

USO