Destilação simples - relatório de destilação simples com calculos e gráficos
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Relatório Científico para a Disciplina de Química Básica III
A destilação é a separação de uma mistura líquida nos seus componentes por meio de fervura seguida da condensação do vapor. Os vários componentes condensam a diferentes temperaturas, o que permite que sejam separados uns dos outros.
A destilação simples é uma técnica usada na separação de um líquido volátil de uma substância não volátil. Não é uma forma muito eficiente para separar líquidos com diferença de pontos de ebulição próximos.
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.
O aquecimento da massa líquida poderia resultar em ebulição tumultuosa, que deve ser evitada, adicionando-se a mistura ainda fria algumas pedras porosas.
Uma distribuição homogênea de calor na massa líquida deve ocorre também para evitar a ebulição tumultuosa, com formação de bolhas de vapor por todas as partes ao mesmo tempo impede o superaquecimento.
Lei de Raoult é dedicada a François-Marie Raoult (1830-1901) e afirma que a pressão parcial de cada componente em uma solução ideal é dependente da pressão de vapor dos componentes individuais e da fração molar dos mesmos componentes.
(P­i) puro ou Pi é a pressão de vapor do componente puro; Xi é a fração molar do componente na solução.
Como conseqüência, com o aumento do número de componentes em uma solução, a contribuição individual de cada componente na pressão de vapor diminui, já que a fração molar de cada componente diminui a cada acréscimo de um novo componente. Se um soluto puro tem pressão de vapor zero (isto é, não evapora) e é dissolvido em um solvente, a pressão de vapor da solução final (solvente-soluto) será menor que o do solvente puro.
Por exemplo, se o valor real for menor que o valor esperado, é porque menos moléculas escaparam da solução líquida para a fase vapor, isto pode ser explicado ao afirmar que a força de ligação entre as moléculas dos diferentes líquidos é mais forte do que a ligação dentro dos próprios líquidos individualmente, de forma que menos moléculas têm energia suficiente para escapar à fase vapor. Se, porém, o valor real é maior que o valor esperado, é porque mais moléculas escaparam para a fase vapor devido à ligação mais fraca entre as diferentes moléculas da mistura.
A partir da Lei de Raoult também é possível observar que em uma solução ideal de dois líquidos voláteis, a pressão de vapor total (em uma dada temperatura) varia linearmente com a composição da solução de P2* a P1* quando X1 varia de 0 à 1, como pode ser observado na figura a baixo.
Separar misturas de líquidos com partes de ebulição distantes.
Aplicar a Lei de Raoult.
1. Montar a aparelhagem característica da destilação simples;
2. Introduzir 120 mL de mistura Álcool/Água em um balão de fundo redondo;
3. Ligar a manta de aquecimento, não esquecendo de colocar em circulação água de resfriamento no condensador;
4. Recolher o destilado em um cilindro graduado, anotando a partir da primeira gota (instante zero), de 5mL em 5mL , a temperatura dos vapores do balão até recolher 60mL de destilado;
5. Desligar a manta de aquecimento e depois interromper a circulação de água de resfriamento;
6. Determinar a densidade e temperatura do destilado e do resíduo.
Tabela de Volume x Temperatura x Tempo (1ª gota à 60 mL)
Tabela de valores dos líquidos (inicial, destilado e resíduo)
( Espaço reservado para os cálculos)
A destilação simples consiste na vaporização de um líquido por aquecimento, seguida da condensação do vapor e recolhimento do condensado num frasco apropriado.
O condensador permite que a mistura seja aquecida na temperatura de ebulição do solvente, sem que esta seja perdida para a atmosfera.
O ponto de ebulição é a temperatura em que o vapor e o líquido estão em equilíbrio a uma dada pressão. O ponto de ebulição das misturas varia dentro de um intervalo de temperatura que depende da natureza e das proporções dos seus constituintes.
O aumento de calor de um líquido em ebulição não produzirá elevação do seu ponto de ebulição, pois o calor absorvido é todo consumido em formas de bolhas de vapor, o que resulta num aumento da velocidade da destilação.
A destilação simples tem aplicação para separar um líquido de impurezas não voláteis (em solução no líquido) de um solvente usado numa extração, ou excepcionalmente, para separar líquidos de ponto de ebulição afastados.