Destilação
Keywords: Destilação, Pressão de vapor
A destilação é um método de separação baseado nas diferenças de pressão de vapor entre os componentes de uma mistura.
Destilação é o processo de vaporizar o líquido para depois condensá-lo e recolhe-lo em um outro recipiente
Destilação Simples * é um processo que permite a separação de um líquido de uma substância não volátil (tal como um sólido, p.ex.), ou de outro(s) líquido(s) que possue(m) uma diferença no ponto de ebulição maior do que cerca de 80o C. É um método rápido de destilação, e deve ser usado sempre que possível - é uma técnica rápida, fácil e, se respeitado seus limites, eficaz.
Balão de Destilação A solução a ser destilada é aquecida no balão de destilação. Aumentando-se a temperatura da solução, esta chega a ebulicão, e o vapor é forçado a passar pelo condensador. Dentro do balão são adicionadas algumas pedrinhas de porcelana, que, devido a alta porosidade fornecem uma grande superfície de contado para as microbolhas que se formam na solução, controlando-as, evitando um excesso de turbulência na ebulição.
A evaporação
Um líquido A em três condições diferentes; em (a) o líquido está a temperatura ambiente; em (b) o líquido está em ebulição e em (c) o ar de dentro do recipiente foi retirado (pressão reduzida). Perceba que em (a) algumas moléculas do líquido estão no estado de vapor, porém estas não conseguem ultrapassar a barreira do ar atmosférico, ou seja, vencer a pressão atmosférica. Quando aquecemos o líquido A, a pressão de sua fase de vapor se iguala à pressão atmosférica, e este entra em ebulição (b). O efeito é o mesmo se retirarmos parte das moléculas de ar do recipiente: o líquido entra, também, em ebulição (c), porém com uma menor pressão de vapor, e menor temperatura.
Condensador O condensador é um tubo de vidro cercado por um fluxo contínuo de água termostatizada. O vapor, vindo do balao, entra em contato com as paredes frias do condensador e condensa. O líquido é, então, recolhido no recipiente. Este líquido é chamado DESTILADO, e o líquido remanescente no balão é chamado RESÍDUO de destilação.
A Destilação Fracionada é empregada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos da mistura é menor do que 80oC. Um aparelho mais sofisticado e um pouco mais de tempo são necessários.
A principal diferença no aparelho de destilação fracionada é a presença de uma coluna de fracionamento. O objetivo desta coluna é criar várias regiões de equilíbrio líquido-vapor, enriquecendo a fração do componente mais volátil da mistura na fase de vapor.
Lei de RAOULT
Quando dois líquidos infinitamente miscíveis são postos juntos, a pressão de vapor de cada um é reduzida pela pressão de vapor do outro; cada componente em uma solução contribui proporcionalmente a sua fração molar na mistura. A pressão total de vapor é igual a soma das pressões de vapor exercidas por cada componente, na mistura.
Lei de Raoult:
PA=XAPAo
Diagrama de Fase
A composição da fase do vapor não é, necessariamente, igual a da fase líquida; o vapor uma fração do componente mais volátil maior do que no líquido. A figura ao lado representa um diagrama de fase para uma mistura entre o líquido b (p.e.=92,5oC) e líquido a (p.e.=65oC). Segundo o diagrama, uma solução cuja composição é de Xa=Xb=0,5 entra em ebulição a 72,5oC (ponto c). Pela figura, vemos que o ponto em equilíbrio líquido-vapor (ponto d) reflete uma composição de Xa=0,8, ou seja, o vapor apresenta uma fração de a maior do que no líquido. Este é o princípio da destilação fracionada: diversas "destilações" são conduzidas na coluna de fracionamento, e o vapor vai se enriquecendo com o componente mais volátil.
A animação ao lado ilustra a destilação de sucessivas frações: esta é a destilação fracionada!
Destilando Frações Na coluna de fracionamento, acontece o mesmo fenômeno: sucessivas destilações são realizadas, e o vapor vai se enriquecendo com o componente mais volátil.
Azeótropos
Certos líquidos formam, em uma determinada composição, uma mistura com ponto de ebulição constante - não podem ser separados por destilação. O termo foi criado por Wade e Merriman, em 1911, para designar todas as misturas binárias e ternárias que não podiam ser separadas por destilação. Um bom exemplo de azeótropo é a mistura entre álcool etílico e água: o álcool 96 GL que é vendido nos supermercados!