Relatório Destilação simples

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL
AULA 01.
Destilação simples
ALUNOS: RA:
Bruna Da Costa Buzatto 115372
Joyce Heloisa Feliciano 115175
Álefe Zenichiro Yabusame 115571
TURMA: 034
DISCIPLINA: Química Geral Experimental
PROFESSOR: Guilherme Pereira
Maringá, 29 de maio de 2019
1.RESUMO
Para ser efetuado a separação entre o álcool e a água, obteve-se a
técnica de separação de misturas. Sendo assim, para que isso ocorresse, foi
necessário utilizar o método de destilação simples. Desse modo, para se obter
um melhor resultado, foi fundamental segurar a proveta com papéis, para um
procedimento, mais eficiente e correto. Desta maneira, determinamos o peso
da proveta, com o intuito de suceder uma melhor exatidão. O objetivo desse
procedimento é proporcionar exemplos práticos, de separação de misturas e
correlacionar com o nosso cotidiano.
Palavras chave: Separação de Misturas, álcool e água, destilação simples.
2. INTRODUÇÃO
Os procedimentos gerais, no laboratório de química, foram executados
com o objetivo de obter a destilação de substâncias, buscando a separação de
dois líquidos homogêneos. O processo de destilação simples, tem a acepção
de, isolar um ou mais componentes (substâncias) que formam a mistura,
homogênea (que apresenta apenas um aspecto visual, ou seja, monofásica). É
indubitável salientar que, existe dois tipos de destilação, sendo elas, a
destilação simples, utilizada no procedimento, e a destilação fracionada. A
Destilação simples, conforme já mencionado, é usada para separar misturas
homogêneas, como uma mistura de água e sal; e até mesmo de álcool e água.
A aparelhagem utilizada comumente em laboratórios para a realização da
destilação simples é a mostrada no anexo [1]. Durante o procedimento, a
mistura é colocada dentro do balão de destilação e aquecida por meio de uma
tela de amianto e um bico de Bunsen ou por meio de uma manta elétrica.
Assim, quando o líquido começa a entrar em ebulição, o seu vapor sobe e vai
para o condensador. O condensador é uma vidraria de laboratório que possui
um tubo interno que se mantém resfriado pela circulação de água ao seu redor.
Ele possui duas partes abertas onde são conectadas duas mangueiras de
látex. A água entra na parte de baixo e sai pela parte de cima. Deste modo,
quando o vapor entra no tubo interno do condensador, ele resfria e volta para o
estado líquido, sendo coletado no final do condensador com um béquer ou
proveta. A parte sólida fica separada no balão de destilação.
Já a Destilação fracionada, é utilizada para separar misturas de dois ou
mais líquidos miscíveis entre si e que não são azeotrópicas, isto é, misturas de
composição bem definida que possuem um ponto de ebulição constante como
se fossem substâncias puras. Um exemplo de mistura assim é a formada por
aproximadamente 96% de etanol e 4% de água. Se essa mistura fosse
colocada para destilar, tanto o álcool quanto a água passariam para o estado
de vapor em 78,1ºC sem que houvesse separação. Por isso a destilação
fracionada é mais eficiente, usada assim, em processos industriais importantes,
como na produção de bebidas alcoólicas destiladas, no refino do petróleo para
a obtenção de seus derivados, na obtenção da cafeína e na obtenção dos
principais componentes do ar.
É necessário deixar explícito, que alguns compostos, como o ferro, não
podem ser destilados, pois, levando em consideração que o ferro é um metal
encontrado em minérios e que ele é um sólido, e que o etanol é um líquido
fermentado, é praticamente impossível obter o ferro a partir de uma destilação,
a menos que o ferro esteja na sua forma de sulfato de ferro heptaidratado
(FeSO4. 7H2O) em uma solução aquosa, nesse caso seria sim teoricamente
possível destilar o composto, ou até mesmo destilar um metal moído em
minúsculas partículas que esteja em uma solução com água.
É imprescindível deixar de distinguir á diferença entre a evaporação e o
ponto de ebulição, pois ambos realizam um papel fundamental no método de
separação de misturas. Com isso, o termo evaporação é utilizado quando a
vaporização ocorre à temperatura ambiente, em qualquer temperatura e
pressão, de forma bem lenta, predominantemente na superfície do líquido, sem
o aparecimento de bolhas ou agitação do líquido. Já a ebulição ocorre a uma
determinada temperatura, que é específica para cada substância pura e que
pode variar de acordo com a pressão atmosférica local. Ela se dá quando
aquecemos o sistema, é uma passagem do líquido para o vapor de forma mais
rápida e é bem perceptível, pois ocorre em toda a extensão do líquido, com
agitação e formação de bolhas.
Nesse viés, vale ressaltar que, o processo realizado em laboratório, ou
seja, a destilação simples, é conhecida como um fenômeno apenas físico, pois,
para a quebra de moléculas, será necessária energia, deixando de lado então,
o ponto de ebulição. Portanto, não é possível separar a molécula de água em
oxigênio e hidrogênio, sendo que, a destilação é um processo de separação de
misturas e não um processo de quebra de moléculas, uma vez que a energia
necessária para se quebrar as ligações de uma molécula é muito maior do que
a energia oferecida por um processo separação de misturas.
Deste modo, quando se referimos as propriedades físicas, citamos
aquelas que podem ser coletadas e analisadas sem que a composição química
da matéria mude, isto é, que resultam em fenômenos físicos e não químicos,
exemplos: processo de ponto de fusão, ebulição, densidade, solubilidade,
liquefação, calor específico e dureza.
Vale ressaltar que, o método de separação de misturas, é muito articulado
em nossa sociedade, visto que, grande parte dos materiais encontrados na
natureza se encontram misturados a outros componentes. Tal método, é muito
relembrado quando o problema da escassez de água no mundo é discutido, já
que por meio dele os sais presentes na água do mar podem ser retirados.
Também é fundamental para tornar a água pura para o consumo, e para obter o
sal de cozinha. Desta maneira, o método de destilação simples torna-se
apropriado para separar misturas homogêneas entre dois ou mais líquidos com
temperaturas de ebulição bastante distantes.
3. OBJETIVOS:
Tem-se como objetivo neste relatório demonstrar o processo de
destilação de uma mistura com 2 materiais de pontos de ebulição distintos,
como resultados, queremos obter experimentalmente o álcool que será
condensado no sistema
4. MATERIAIS E METÓDOS:
4.1. Materiais
- Corote
- Cachaça 51
- 2 Provetas (100 ml)
- Tripé de Ferro
- Bico de Bunsen
- Tela de Amianto
- Balão de Destilação
- 1 Suporte Universal
- 1 Garra de Condensador
- Condensador
- 1 Termômetro
4.2. Métodos:
O processo de destilação ocorreu da seguinte forma: foi adicionado uma
mistura de 50 ml de corote [anexo 2] e 50 ml de 51 [anexo 3] no equipamento
de destilação, e a aquecedor do equipamento foi ligado. Após um tempo, a
mistura começa a borbulhar e a temperatura estabiliza-se em 79°C, nesse
momento aos poucos o etanol vira vapor e alcança o condensador, em seguida
começa-se a gotejar na proveta o material que acabara de ser condensado
[anexo 4]. Após um período mais longo, a temperatura começa a subir
vagarosamente, mostrando que todo o etanol já não estava mais presente na
mistura e, aos 81°C o aquecedor foi desligado, visto que nesse momento seria
a água que iria entrar em ebulição. Anotado todos os dados, encerra-se o
experimento.
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:
Através do processo de destilação simples foi possível separar o etanol e
água presente nas bebidas alcoólicas do corote e do 51, utilizadas nesse
experimento, cada uma apresentava respectivamente 13,5% e 39% de etanol,
ao final do processo conseguiu-se recuperar os dois ao final do processo,
diferente do que aconteceria se usássemos somente o processo deevaporação. Vale ressaltar que, esse processo foi possível devido a diferença
de ponto de ebulição da água e do álcool, entretanto o processo mais
adequado para era separação seria a destilação fracionada, isso porque os
componentes da nossa mistura apresentam baixa diferença de ebulição,
apenas 21,6° C. Com isso, no final do processo pode ter acontecido de haver
pequenas porcentagens de água, para comprovar sua pureza ao final do
experimento pode ser feito o cálculo da densidade do etanol, isso é possível
visto que o álcool anidro apresenta diferença de densidade em relação álcool
hidratado, 0,78 g/cm3 e 0,94 g/cm3, respectivamente. Essa diferença ocorre por
conta do acréscimo da água que tem densidade 1 g/cm3.
Em nosso destilador foi colocado 100 ml de bebida alcoólica, sendo que
26% correspondia a etanol, sendo assim ao final teoricamente obtiveríamos
26ml de etanol, experimentalmente obtivemos 22,61 ml o que correspondeu a
22,61%, o desvio percentual foi de 13,03%. É possível salientar que mesmo
que outro volume da solução fosse utilizado o percentual ainda se manteria o
mesmo. Depois de aquecido o etanol entrou em ebulição e o seu vapor subiu
até se direcionar ao condensador, que é a parte responsável por condensar
vapores e fazerem voltar ao estado liquido, isso acontece porque a água que
passa em volta do condensador abaixa a temperatura interna.
Os desvios percentuais encontrados nesse experimento, ocorreram
devido a alguns fatores sendo eles: utilizar a mesma proveta que foi colocado a
bebida antes do experimento, para recolher o álcool puro, também devido ao
manuseamento com as mãos. E por último, o sistema utilizado é aberto, sendo
assim pode haver percas significativas.
6. CONCLUSÃO
Após a realização de todas as etapas utilizando o destilador, foi
conseguido que o álcool separasse da água sem perder nenhum dos
componentes. É importante novamente ressaltar que, esse processo somente
altera o estado físico dos componentes. A mesma alteração de estado físico,
no caso liquido para o gasoso, ocorre com o cloreto de etila, um composto
usado como anestésico local, que apresenta ponto de ebulição 12°C, que para
a mudança de estado retira a energia da pele de quem a usa, deixando a
região resfriada, acontecendo um processo endotérmico, nesse momento é
bloqueado de modo reversível a geração e condução do impulso nervoso.
Entretanto esse processo de ebulição causado quando o anestésico é jogado
em uma superfície da pele não ocorre somente pelo baixo ponto de ebulição do
composto, o álcool, por exemplo, apesar de apresentar ponto de ebulição
elevado comparando com a temperatura ambiente, em pequenas quantidades
pode evaporar sem ser exposto a 78,4° C. Tal acontecimento, ocorre devido o
álcool ser bastante volátil, isto é, tem grande facilidade de passar do estado
liquido para o gasoso. Sendo assim, a volatilidade é calculada por meio da
pressão de vapor, quanto mais alta mais volátil a substância. Esse fator está
relacionado com o tipo de ligações químicas e grupos funcionais de cada
substância. Por fim, concluímos que, esse
fenômeno acontece em superfície livre, quanto maior a área exposta, maior a
rapidez da evaporação.
7. ANEXOS:
[Anexo 1. Destilador] [Anexo 2. Corote]
[Anexo 3. Bebida 51] [Anexo 4. Etanol depois de
passar pelo condensador]
8.
REFERENCIAS:
Barros, H. C; Processos Endotérmicos e Exotérmicos: Uma Visão
Atômico-Molecular. Vol. 31, N° 4, novembro 2009.
Ferreira, A.A.; et e alt. Anestésicos locais: revisando o mecanismo de ação
molecular. Infarma, v.18, nº 5/6, 2006.
Disponível em:
https://alunosonline.uol.com.br/quimica/por-que-na-mistura-agua-alcool-volume-
diminui.html . Acesso em: 25 de agosto.
Pinto, J.R., (2014) Condensador, Rev. Ciência Elem., V2(3):222
ATKINS, P. W.; PAULA, Júlio de. Físico-química. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC,
2008. 2 v. ISBN 9788521616009 (v.1).