• O que é destilação?
• Lei de Raoult
• Tipos de destilação
• Exemplos de destilação

Explicamos o que é destilação, exemplos desse método de separação e os tipos de destilação que podem ser usados.

A destilação usa vaporização e condensação para separar as misturas.

O que é destilação?

A destilação é chamada de método de separação de fases, que está entre as métodos de separação de misturas. A destilação consiste no uso consecutivo e controlado de dois processos físicos: o vaporização e a condensação, usando-os seletivamente para separar os componentes de um mistura geralmente de um tipo homogêneo, isto é, em que seus componentes não podem ser distinguidos a olho nu.

As misturas que podem ser separadas em seus componentes individuais por destilação podem conter dois líquidos, uma sólido em um líquido ou mesmo gases smoothies. Este método de separação é baseado na diferença dos pontos de ebulição (uma propriedade inerente do importam, que é a temperatura para o qual o Pressão o vapor de um líquido é igual à pressão em torno do líquido) de diferentes substâncias. A substância com o mais baixo ponto de ebulição tiver, então esta substância se condensará em outro recipiente, e será relativamente puro.

Dessa forma, para que a destilação seja realizada de maneira correta, devemos ferver a mistura até que ela atinja o ponto de ebulição de um dos substâncias componentes, que então se transformam em vapor e podem ser conduzidos a um recipiente resfriado, onde se condensa e se torna líquido novamente.

A outra substância constituinte, por outro lado, permanecerá no recipiente sem alterações; mas em ambos os casos teremos substâncias puras, livre da mistura inicial.

Lei de Raoult

Quando temos uma mistura ideal de líquidos (uma mistura em que as interações entre os partículas diferentes são considerados iguais às interações entre partículas iguais) a Lei de Raoult é cumprida.

Esta lei estabelece que a pressão de vapor parcial de cada componente na mistura de gases é igual à pressão de vapor do componente puro multiplicada por sua fração molar na mistura líquida.

A pressão total de vapor é, então, a soma das pressões parciais dos componentes da mistura na fase gasosa. Por outro lado, a fração molar de um componente em uma mistura é uma medida adimensional de sua concentração. As magnitudes mencionadas acima podem ser calculadas usando as seguintes equações:

Onde:

•   px Y py são as pressões parciais dos componentes x e Y respectivamente na mistura de vapores que envolvem a mistura líquida.
• px * e py * são as pressões de vapor dos componentes x e Y.
• xx Y xy são as frações molares dos componentes x e Y na mistura líquida.
• nx Y Nova Iorque são a quantidade de substância dos componentes x e Y na mistura líquida.

A Lei de Raoult levantada acima é válida para misturas ideais (que são um modelo estabelecido pelo ser humano para simplificar os estudos), mas na realidade essa lei sofre desvios quando a mistura é real.

Assim, se as diferentes partículas na mistura têm forças intermoleculares mais fortes do que as partículas no líquido puro, então a pressão de vapor da mistura é menor que a pressão de vapor do líquido puro, o que produz um desvio negativo da Lei de Raoult.

Se, por outro lado, as forças intermoleculares entre as partículas no líquido puro forem maiores do que as das partículas na mistura, as partículas na mistura serão capazes de escapar para a fase de vapor mais facilmente, de modo que a pressão de vapor da mistura será maior, produzindo um desvio positivo da lei de Raoult

Quando se deseja destilar uma mistura azeotrópica (por exemplo, etanol e água), é necessário adicionar algum componente (benzeno, neste caso) para que o azeótropo seja modificado e desta forma seja possível separar os componentes do mistura. Um azeótropo é uma mistura líquida com uma composição definida que, ao ferver, os vapores gerados têm a mesma composição da mistura (portanto, os componentes da mistura azeotrópica não podem ser separados por destilação simples ou fracionada).

Os azeótropos têm uma temperatura de ebulição definida, por exemplo, a uma pressão de 1 atm, o etanol ferve a 78,37 ° C e a água ferve a 100 ° C, enquanto o azeótropo etanol-água ferve a 78,2 ° C. As misturas azeotrópicas têm desvios negativos ou positivos da Lei de Raoult, conforme o caso.

Tipos de destilação

A destilação pode ocorrer de diferentes maneiras:

• Destilação simples. O mais elementar consiste em ferver a mistura até que os diferentes componentes sejam separados. É um método de separação eficaz quando os pontos de ebulição dos componentes da mistura diferem muito (idealmente deveriam ter uma diferença de pelo menos 25 ° C, caso contrário não garante a pureza total da substância destilada).
  

  

• Destilação fraccionada. É feito por meio de uma coluna de fracionamento, que é composta por diferentes placas nas quais a vaporização e a condensação ocorrem sucessivamente, garantindo maior pureza nos componentes separados.
  

  

• Destilação a vácuo. Ao reduzir a pressão até a geração de vácuo, o processo é catalisado para reduzir o ponto de ebulição dos componentes, uma vez que alguns possuem pontos de ebulição muito elevados que podem ser reduzidos quando a pressão é muito reduzida e, assim, acelerar o processo de destilação.
• Destilação azeotrópica. É a destilação necessária para quebrar um azeótropo, ou seja, uma mistura cujas substâncias se comportam como uma só, mesmo compartilhando o ponto de ebulição, de modo que não podem ser separadas por destilação simples ou fracionada. Para separar uma mistura azeotrópica, é necessário modificar as condições de mistura, por exemplo, adicionando algum componente de separação.
• Destilação a vapor. Os componentes voláteis e não voláteis de uma mistura são separados por injeção direta de vapor d'água.
• Destilação a seco. Consiste no aquecimento de materiais sólidos sem a presença de solventes líquidos, obter gases e condensá-los em outro recipiente.
• Destilação aprimorada. Também chamada de destilação alternada ou reativa, é adequada aos casos específicos de misturas de difícil separação ou com o mesmo ponto de ebulição.

Exemplos de destilação

O carvão usa destilação a seco para obter combustíveis orgânicos líquidos.

• Refinaria de oléo. A separação dos vários hidrocarbonetos presente no Petróleo É realizado por destilação fracionada, armazenando em diferentes camadas ou compartimentos separados de uma coluna de destilação cada composto derivado do cozimento do óleo cru. Esses gases sobem e se condensam nas camadas superiores da coluna, enquanto substâncias mais densas, como asfalto e parafina, permanecem nas camadas inferiores.
• Craqueamento catalítico. Este é o nome dado a certas destilações a vácuo usuais no processamento de óleo, usando torres de vácuo para separar os gases do cozimento bruto. Assim, a ebulição dos hidrocarbonetos é acelerada e o processo. O cracking é um tipo de destilação destrutiva, em que hidrocarbonetos maiores são quebrados (em altas temperaturas e usando catalisadores) em hidrocarbonetos menores, que têm pontos de ebulição mais baixos.
• Purificação de etanol. Separar álcoois Assim como o etanol de água durante sua produção em laboratório, utiliza-se uma destilação azeotrópica, adicionando-se à mistura benzeno ou outros componentes que promovem ou aceleram a separação, podendo então ser facilmente removidos sem alterar a composição química do produtos.
• Processamento de carvão. Para a obtenção de combustíveis orgânicos líquidos, utiliza-se carvão ou madeira por meio de processos de destilação a seco, daí os gases emitidos no combustão.
• Termólise de sais minerais. Por meio da destilação a seco, são obtidas diversas substâncias minerais de grande utilidade industrial, a partir da emanação e condensação de gases obtidos pela queima de sais minerais.
• O alambique. Esse é o nome dado ao aparelho inventado na antiguidade árabe, que tem como objetivo a produção de perfumes, remédios e álcool a partir de frutas fermentadas. No seu funcionamento, são utilizados os princípios da destilação: as substâncias são aquecidas numa pequena caldeira e os gases produzidos são arrefecidos numa serpentina que conduz a outro contentor onde é recolhido o líquido produzido pela condensação dos referidos gases.
• Produção de perfume. A destilação a vapor é usada para obter perfumes, água fervente junto com flores em conserva, para produzir um gás com o odor desejado e que, quando condensado, pode ser usado como um líquido de base em perfumes.