Destilação simples e fracionada

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Destilação simples e fracionada

  1. 1. CENTRO UNIVERSITRÁRIO DE BELO HORIZONTE – UNI-BH - PRÁTICAS - DESTILAÇÃO SIMPLES DESTILAÇÃO FRACIONADA BIDESTILAÇÃO ÂNGELA GUERRA DE OLIVEIRA BELO HORIZONTE 2013
  2. 2. SUMÁRIO 1-INTRODUÇÃO....................................................................................................................03 2-OBJETIVOS........................................................................................................................04 3-MATERIAIS........................................................................................................................04 4-PROCEDIMENTO................................................................................................................05 5-CONCLUSÃO......................................................................................................................05 6- BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................06
  3. 3. 1. INTRODUÇÃO A destilação é um processo físico de separação mais utilizado na indústria química baseado nas diferenças de volatilidades, através de um mecanismo de equilíbrio líquido/vapor. Esse mecanismo principia através do fornecimento de uma fonte de calor a uma mistura líquida, promovendo sua vaporização parcial. Uma fase vapor entra em contato com uma fase líquida, transferindo massa do líquido para o vapor através da vaporização e massa de vapor para o líquido através da condensação. No processo de transferência, o líquido encontra-se no seu ponto de bolha enquanto o vapor em equilibro em seu ponto de orvalho. O resultado dessa transferência de massa é o aumento da concentração do componente mais volátil no vapor e do componente menos volátil no líquido (FOUST et al.,1982). A maioria dos métodos utilizados durante o processo de purificação de misturas homogêneas baseia-se na destilação simples, que consiste na evaporação parcial da mistura líquida, a fim de separar seus componentes. As substâncias mais voláteis, isto é, com menor ponto de ebulição, vaporizam primeiro; ao passarem por um condensador, se liquefazem, sendo finalmente recolhidas em um tanque. Esse procedimento é válido para a separação de misturas cujos componentes apresentam pontos de ebulição bem diferenciados. A separação de componentes de uma mistura no processo de destilação requer o conhecimento do comportamento das fases líquida e vapor em equilíbrio (FILHO, 2005). No processo de destilação podemos obter os valores das frações molares de cada componentes através de equações específicas quando a fase gasosa se comporta como um gás ideal, e a fase líquida for uma solução ideal. A lei de Raoult relaciona as concentrações de equilíbrio para as duas fases líquido-gás. Para fase líquida a condição em uma dada fronteira é representada através da Equação 2 (FOUST et al.,1982) PAs = xAsPAvap (2) Onde: PAs = pressão parcial de equilíbrio do componente A na fase vapor; xAs = Fração molar de A na fase líquida; PAvap = pressão de vapor do componente A puro à temperatura de equilíbrio;
  4. 4. A lei de Dalton se aplica a fase gasosa ideal representada pela Equação 3 (FOUST et al.,1982). PAs = yAs P (3) Onde: yAs = fração molar de A na fase gasosa P= pressão total do sistema. Na hipótese de equilíbrio termodinâmico na fronteira s ou interface entre as fases líquida e gasosa, combina-se as relações em termos das concentrações xAs e yAs , resultando na equação 4 de Raoult-Dalton (FOUST et al.,1982): xAsPAvap= yAs P (4) A B Figura 01 - Destilação Simples Figura 02 - Destilação Fracionada Fonte: (FILHO, 2005)
  5. 5. 2- OBJETIVOS Para processo de destilação simples - Separação de um líquido de impurezas não-voláteis. Processo de destilação fracionada - Separação de líquidos miscíveis , neste caso a purificação do etanol de impurezas voláteis. Construir um gráfico com temperatura versus tempo Assistir um processo de destilação e comprovar sua eficiência. Bidestilação - Obter um destilado com maior teor alcoólico 3- MATERIAIS E MÉTODOS Bidestilação - Proveta, balão e o microdestilador Destilação Simples - Erlenmeyer de 250 mL, Proveta, Manta elétrica, Béquer de 250 mL, Termômetro, Balão de fundo redondo, Suporte universal e garras, Rolha, Mangueira. Destilação Fracionada - Suporte universal e garras, Manta elétrica, Balão de fundo redondo , Coluna de Vigreaux , Cabeça de destilação , Termômetro , Condensador reto, Vidro de relógio , Adaptador de destilação , Erlenmeyer de 250 mL , Proveta , tripé , tela de amianto. 4- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Destilação simples - A pratica iniciou-se com a montagem da aparelhagem para a destilação simples. Em seguida mediu-se 100mL de uma solução de etanol com concentração de 50% v/v . Na sequencia, transferiu-se essa solução para o balão de fundo redondo , adicionando-se a esse pérolas de vidro. Acionou-se a água ligada ao condensador para iniciar o aquecimento. Em foi monitorado a temperatura em intervalos de 2 minutos, anotando-se as variações de temperatura. Bidestilação - Mediu-se o teor alcóolico do etanol já destilado com um alcoômetro. Em seguida, Em seguida o álcool foi transferido para o equipamento microdestilador. Esse
  6. 6. procedimento foi realizado até conseguir um volume de destilado de 150 mL de etanol. Essa quantidade foi determinada para que, no momento da leitura, o alcoômetro não tocasse o fundo da proveta impedindo uma correta aferição do teor alcoólico. No final do processo, mediu-se o teor alcoólico final. Destilação Fracionada - A prática iniciou-se com a montagem do aparelho de destilação fracionada. Em seguida adicionou-se ao balão de fundo redondo 100 mL de solução de etanol 50% v/v com pérolas de vidro. A entrada de água do sistema foi aberta com cuidado e iniciou-se o aquecimento lentamente, monitorando-se o sistema em intervalos regulares de 2 minutos 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO  Destilação Simples Tabela 01 - Valores de temperatura obtidos Tempo (minutos) Temperatura (°C) 0 27 2 73 4 73 6 72 8 71,2 10 74 12 74 14 74,3 16 74,8 18 75 20 78 22 81
  7. 7. A massa específica do destilado foi calculada conforme a Equação 1. 휌 = (푚sist.− mprov) 푉 (1) Onde: msist. = massa do sistema, ou seja, massa da proveta com o destilado; mprov= massa da proveta ; V= volume da proveta; Resultado: 휌 = (43,18 − 19,13) 31 휌 = 0,78 푔/푐푚3  Destilação Fracionada Os valores obtidos no monitoramento da temperatura estão dispostos na Tabela 2. Tempo (minutos) Temperatura (°C) 0 25 2 72 3 73 4 73 5 74 6 74 7 74 8 74 9 77 10 77 11 81 12 86
  8. 8. A massa específica do destilado foi calculada conforme a Equação 1. 휌 = (푚sist.− mprov) 푉 (1) Resultado: 휌 = (81,79 − 36,35) 55 휌 = 0,83 푔/푐푚3 Bidestilação - O valor da concentração obtido após o processo de bidestilação foi de concentração foi de 85ºGL. 6. CONCLUSÃO Os processos de destilação conferem ao destilado maior concentração final maior que a concentração inicial. A escolha dos sistemas de destilação deve ser realizada de acordo com as diferenças entre seus respectivos pontos de ebulição. A destilação simples, necessita de uma faixa de 80° C de diferença entre os compostos enquanto que a destilação fracionada é indicada para compostos com faixas de ebulição próximas.

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