“Um novo jeito de se aprender química”
Helan Carlos e Lenine Mafra- Farmácia- 2014.2
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E EXATAS– DQE
DISCIPLINA – QUÍMICA ORGÂNICA
DOCENTE – SUZIMONE TORQUATO
CURSO DE FARMÁCIA
DESTILAÇÃO SIMPLES
JEQUIÉ – BAHIA
MARÇO, 2011
“Um novo jeito de se aprender química”
Helan Carlos e Lenine Mafra- Farmácia- 2014.2
Introdução
Em laboratórios de química e indústrias é muito relevante o processo de
purificação de substâncias através do aquecimento das mesmas, pois muitos
dos compostos orgânicos nem sempre são obtidos na sua forma pura, sendo
frequentemente acompanhados de impurezas. Então para obter a purificação é
utilizado o processo de destilação desses compostos orgânicos.
A destilação é considerada como um método físico de separação de
uma mistura de líquidos ou de sólidos dissolvidos em seus componentes. As
diferenças entre temperaturas de ebulição das substâncias é utilizada como
base para o êxito da técnica O fracionamento do petróleo, a obtenção de
álcoois, a dessalinização e a extração de essências são apenas alguns
exemplos dos processos em que a destilação é empregada.
Existem diferentes técnicas para a destilação de compostos a partir de
uma mistura, como a destilação simples, destilação fracionada, destilação à
vácuo e a destilação a vapor. A destilação simples é uma das operações de
uso mais comum na purificação de líquidos, pois seu processo é simples e de
baixo custo. Consiste, basicamente, na vaporização de um líquido por
aquecimento, seguida da condensação do vapor formado. Quando uma
substância pura é destilada à pressão constante, a temperatura do vapor
permanece constante durante a destilação. O mesmo comportamento é
observado com misturas contendo um líquido e uma impureza não-volátil, uma
vez que o material condensado não se encontra contaminado com a impureza.
Misturas contendo líquidos voláteis se comportam de maneira diferente.
Durante a destilação, a fase líquida se enriquece cada vez mais no
componente menos volátil, refletindo em um aumento gradual do ponto de
ebulição da mistura.
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Fundamentação
A destilação é uma técnica muito utilizada e antiga na sociedade,
havendo registros de sua aplicação desde o século XVI, apesar de existir
relatos históricos de sua prática desde o período dos alquimistas alexandrinos.
A destilação simples é uma técnica aplicada na separação de uma substância
não volátil e um liquido volátil ou de outros líquidos que possuem uma
diferença no ponto de ebulição maior que cerca de 80 ºC.
No caso de misturas líquidas homogêneas (soluções ideais), a pressão
total do vapor, a uma determinada temperatura, é igual à soma das pressões
parciais de todos os componentes (Lei de Raoult), a composição de vapor da
mistura em relação a cada componente depende também das pressões
parciais, segundo a Lei de Dalton, revela que, para uma mistura ideal, o
componente mais volátil tem maior fração molar na fase vapor do que na fase
líquida em qualquer temperatura.
Para uma solução ideal, o ponto de ebulição da mistura é definido como
a temperatura na qual a soma das pressões parciais dos componentes é igual
à pressão atmosférica. Como a pressão de vapor total da mistura é
intermediária entre as pressões de vapor dos componentes puros, o ponto de
ebulição da mistura também será intermediário entre os pontos de ebulição das
substâncias puras.
Segundo Elen Romão Sartori et. al (2008) quando a destilação simples é
utilizada para separar os sais dissolvidos em água, processo denominado
dessalinização, com o objetivo de adquirir água potável em locais que há
escassez, aquece-se a água e a sua vaporização, o qual precipita ao entrar no
condensador é recolhido em um recipiente no estado líquido, obtendo-se o
destilado. Podendo posteriormente, ser aplicado um teste do destilado para
saber se a substância está isenta de sais.
Objetivo
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Conhecer a técnica da destilação simples e aplicar a técnica na
separação dos sais dissolvidos (dessalinização) de água salobra, aplicando o
teste do destilado posteriormente para analisar a eficiência da técnica.
Materiais
▪ Manta para balão de 125 mL;
▪ Balão de destilação de 125 mL
▪ Condensador reto;
▪ Alonga;
▪ Termômetro;
▪ Mangueiras;
▪ Núcleos de ebulição;
▪ Provetas de 100 mL;
▪ Elevador de segurança;
▪ Erlenemeyers de 125 mL;
▪ Funil;
▪ Tubos de ensaio;
▪ Pipeta 2,0 mL;
▪ Pipeta Pasteur;
▪ Solução de NaCl;
▪ Solução de AgNO3;
▪ 100 mL de água salobra.
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Procedimento
1 - Destilação Simples – Dessalinização
Montar a
aparelhagem
Balão de destilação
03 núcleos de ebulição
80 mL de água salobra
Aquecimento
Observar a temperatura
Observar o inicio da destilação
Coletar os primeiros 2,5 mL
Coletar 15 a 20 mL do destilado
Destilado
Descartar
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2 - Teste do destilado
02 mL de AgNO3
Tubo de ensaio 1
Tubo de ensaio 2
02 mL de água
salobra
02 mL do destilado
Observar
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Resultados e Discussão
1 - Destilação Simples – Dessalinização
Ao iniciar o aquecimento da água salobra, observou-se através do
termômetro a temperatura de 35 ºC. Após alguns minutos ocorreu uma
elevação, chegando a 100 ºC, momento em que a solução começa a passar do
estado liquido para o estado gasoso, que foi perceptível através da ebulição. O
ponto de ebulição é a temperatura em que o liquido e o vapor está em
equilíbrio a uma dada pressão.
O aumento de calor de um liquido em ebulição não produzirá elevação
no seu ponto de ebulição, pois o calor absorvido será totalmente consumido
em forma de bolhas de vapor, resultando no aumento da velocidade da
destilação, o que é benéfico para o processo.
No instante da ebulição, o aquecimento da massa líquida resultaria em
uma ebulição tumultuosa, o que dificultaria o processo, por isso adicionou-se à
mistura ainda em temperatura ambiente alguns núcleos de ebulição (pedaços
de madeira e porcelana). Neste caso as bolhas de ar contidas nas pedras são
eliminadas pelo aquecimento, as quais devido a um aumento de pressão
interna vencem a pressão da coluna do líquido sendo expelidas com o
rompimento da tensão superficial. Ocorre uma distribuição homogênea de calor
na massa líquida, evitando-se a ebulição tumultuosa, com formação de bolhas
de vapor por todas as partes ao mesmo tempo impedindo o superaquecimento.
Esse vapor do líquido que evaporou por aquecimento, penetrou no
condensador reto, o qual tem a função de resfriá-lo, através da entrada da
água na parte de baixo. O vapor no interior do condensador encontrará
progressivamente um ambiente cada vez mais frio, e consequentemente uma
melhor eficiência na diminuição de temperatura e posterior liquefação. A água
condensou-se, caindo na proveta no estado líquido, adquirindo-se o destilado.
Desse destilado, os primeiros e os últimos 2,5 mL foram descartados,
coletando entre 15 a 20 mL do mesmo, ficando um resíduo de sais no balão
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onde a solução foi aquecida. No entanto, é importante lembrar-se de não
aquecer o balão até a total da secura.
2 - Teste do destilado
Com o destilado obtido através do processo de destilação simples, foi
feito um teste do destilado para analisar se ocorreu a dessalinização. Para
isso, usou-se a solução de nitrato de prata (AgNO3). Observe a tabela abaixo:
Teste do Destilado
Tubos
Contendo
Adicionou
Resultado
Tubo 1
Água salobra
AgNO3
Houve reação de
precipitação
Tubo 2
Água destilada
AgNO3
Sem alteração ou
reação
Tabela 1.
Há na água salobra íons de Na+ e Cl_, similarmente uma solução de
AgNO3 consiste em cátions hidratados Ag+ e NO3-. Ao adicionar a solução de
nitrato de prata (AgNO3) no tubo 1 que continha água salobra, foi perceptível
que o líquido obteve um precipitado branco e uma nuvem de sedimentos. A
junção desses reagentes produziu o precipitado que é o cloreto de prata, que é
um sólido branco insolúvel, e a solução remanescente incolor acima do
precipitado é o nitrato de sódio, que é solúvel em água.
Essa é uma reação
química de dupla troca ou reação de precipitação. Observe a equação química
em seguida:
AgNO3(aq) + NaCl(aq)
Reagentes
→
AgCl(s) + NaNO3(aq)
Produtos
Uma reação de precipitação ocorre quando duas soluções de eletrólitos
fortes são misturadas e reagem para formar um sólido insolúvel. Por ter
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ocorrido essa reação, confirmou-se que a água do tubo 1 possuía grande
quantidade de sais.
Ao acrescentar o nitrato de prata no tubo que possui o destilado, não
houve nenhum tipo de reação, o que comprova que o destilado está ausente de
impurezas.
Conclusão
As experiências foram todas satisfatórias, permitindo fazer comparações
entre a teoria e a prática, possibilitando a observação do ponto de ebulição,
consequentemente a evaporação da solução e sua condensação. E logo após,
foi possível testar a existência e ausência de sais tanto na amostra de água
salobra como no destilado.
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Anexos
1 – Cite diferenças básicas entre uma destilação simples e uma fracionada.
A destilação simples é usada quando os líquidos que compõem a mistura têm
pontos de ebulição bem diferentes um do outro, permitindo que um tubo
simples de resfriamento seja usado, e que o fornecimento de calor seja mais
rápido. A destilação simples é um processo mais rápido que a destilação
fracionada, esta é usada quando o ponto de ebulição dos líquidos da solução
são bem próximo, ou quando há mais de duas substâncias para serem
separadas. A destilação fracionada é feita em torres de destilação, com vários
canais de resfriamento, temperatura e fornecimento de calor rigorosamente
controlado. A destilação fracionada é um processo mais custoso e demorado e
é muito empregada pela indústria petrolífera. A destilação simples é
comumente usada em alambiques para a destilação de bebidas alcoólicas.
2 – Cite processos industriais que envolvam a técnica de destilação.
Destilação é a mais comum tecnologia de separação usada no refino do
petróleo, petroquímica, plantas químicas e processamento do gás natural
3 – Além das pedras porosas cite outras maneiras de se evitar a ebulição
tumultuosa durante o aquecimento de líquidos.
Pedra de porcelana porosa, pedra de pomes ou bolinhas de vidro.
4 – O termômetro adaptado ao aparelho de destilação informa a temperatura
de qual fase: da líquida ou do vapor?
Informa a temperatura do vapor, pois o termômetro não está emergido no
líquido, mas suspenso.
5 – Qual a função do condensador?
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O condensador tem a função de receber compostos no estado gasoso, e os
força a entrar em contato com uma coluna de água corrente, para que resfriem,
transferindo o calor para a água. Resfriando, os gases transformam-se de volta
nos líquidos voláteis que os deram origem, que, daí, escorrem pelo
condensador, sendo recolhido em uma proveta ausente de impurezas.
Referências
ATKINS, P; JONES L. Princípios de química: questionando a vida moderna
e o meio ambiente. 1.ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.
BROWN, Theodore L. et al. Química: a ciência central. 9.ed. São Paulo:
Pearson Prentice Hali, 2007.
Disponível em: www.qnesc.sbq.org.br. Acesso em: 14 de mar. de 2011.