Orgânica Destilação

Introdução:

A destilação é a principal forma de se separar misturas entre líquidos ou entre líquidos e vapores. Esse processo baseia-se na diferença de volatilidade, ou seja, de ponto de ebulição das substancias que compõe a mistura. As diferenças de volatilidade que permitem a destilação como processo de separação são decorrentes das diferentes forças intermoleculares entre os componentes da mistura.

Um exemplo que remonta á antiguidade é a destilação de bebidas alcoólicas, que ocorre por meio de condensação dos vapores de álcool que escapam mediante o aquecimento de um mosto fermentado. Atualmente, o uso desse método de separação disseminou-se pela indústria química. O exemplo mais significante é o da indústria petroquímica, na separação do petróleo (crude) em frações de hidrocarbonetos com diferentes gamas de peso molecular. Entretanto pode-se encontrar este recurso em quase todos os processos químicos industriais em que são necessários pelo menos uma purificação.

Existem dois tipos de destilação: a simples e a fracionada. Durante o processo da destilação simples, a mistura é separada em duas correntes de composição diferentes. Produz-se então um vapor mais rico nos componentes de menor campo de ebulição do que a mistura inicial e um liquido, que em cada instante ainda se mantém no recipiente, vai ficando cada vez mais rico nos componentes de maior ponto de ebulição. O vapor produzido é condensado em um condensador (aparelho na qual passa o vapor que se tem interesse em condensar e outra onde passa um liquido resfriado para baixar a temperatura interna do condensador) e há a obtenção das substancias separados que faziam parte da mistura.

Só há necessidade da utilização da destilação fracionada quando na mistura existem líquidos com ponto de ebulição muito próximos para serem separados. O equipamento que promove a transferência de massa e calor entre correntes liquidas e de vapor saturadas é a conhecida coluna de destilação fracionado. Esta é constituída por um recipiente cilíndrico dentro do qual se encontra uma serie de pratos internos entre os quais circulam o vapor e liquido em contra corrente. As duas fases presente em cada andar sofrem transferência de massa e calor e assume-se que se encontram em equilíbrio ao deixar o andar. No topo da coluna existe, novamente, o condensador que terá a mesma função de condensar os vapores obtidos. Com base em tais conceitos, foi possível a realização do experimento em que se separou uma mistura liquida com substancias com volatilidades diferentes. No decorrer do relatório, esses e mais aspectos sobre os métodos de destilação serão abordados de maneira mais profunda e explicita.

Objetivo:

Separar, por meio da destilação fracionada, a acetona da água em que esta diluída, coletando ambas em diferentes recipientes e aferindo experimentalmente seus respectivos pontos de ebulição.

Procedimento:

1- Destilaçao simples:

Foi montada corretamente toda a aparelhagem da destilação simples, em seguida, o balão de 250 mL recebeu 80 mL da solução a ser adicionada (acetona 40% v/v). A partir disto, deu-se inicio ao processo de destilação, anotando a cada 5 minutos a temperatura indicada no termômetro.

2- Destilação Fracionada:

Após ser montada toda a vidraria de destilação fracionada, incluindo a coluna de fracionamento, adicionou-se também 80 mL de solução 40% v/v de acetona ao balão de volume igual a 250mL. Essa solução foi aquecida na manta de aquecimento e o produto de diluição foi recebido em uma proveta. Fez-se necessário anotar a cada 5 minutos a indicação do termômetro e trocar a proveta ao encontrar temperatura estabilizada.

Materiais e regentes:

• Termômetro

• Balão de fundo redondo e de 250mL

• Manta de aquecimento

• Garras

• Papel alumínio

• Coluna de fracionamento

• Cabeça de destilação

• Condensador

• Unha de destilação

• Provetas

• Adaptadores

• Mangueiras

• Pérolas de vidro

• Solução 40% v/v de acetona

Resultados e discussões:

1 Destilação fracionada:

Foi aferido a cada 5 minutos a temperatura de ebulição da acetona. De 0 a 30 minutos obtiveram-se os seguintes resultados:

0 min. 5 min. 10 min. 15 min. 20 min. 25 min. 30 min.

21° 25° 58° 58° 70° 100° 100°

A temperatura se estabilizou a 58°C, extraiu-se aproximadamente 26 mL de acetona. A partir de 15 minutos trocou-se a proveta, pois o liquido extraído, após esse momento, não era acetona pura e sim acetona com água.

Segundo a literatura, o ponto de ebulição da acetona seria 96,2°C. Esse valor é dado devido a fraqueza das interações entre moléculas de acetona (dipolo induzido), enquanto a interação entre moléculas de água é mais intensa (pontes de hidrogênio).

Como possui menor ponto de ebulição, é razoável se dizer que a primeira substância a ser evaporada seria a acetona, como de fato ocorre e manteve-se constante em 58°C até obter-se o volume de 16 mL de acetona. Este volume não é coerente com o esperado, diante da concentração do reagente (40%).

80mL de solução -- x

100mL de solução – 40mL de acetona

X= 32mL de acetona

Este fato provavelmente deve-se a um erro no procedimento da prática, que resultou numa brusca variação de temperatura o que proporciona uma diminuição do volume.

O mesmo ocorreu nas aferições de ponto de ebulição da água, que se manteve constante em 100°C, que, desconsiderando a margem de erro do termômetro, é coerente com a temperatura (100°C). No entanto, a aferição da temperatura de ebulição da água foi feita até 10 minutos após atingir a temperatura de 100°C.

2 Destilação Simples:

Na destilação simples,