Relatório DESTILAÇÃO SIMPLES

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DESTILAÇÃO SIMPLES
Vivian Cristina Bracht de Oliveira
Introdução:
A destilação simples é muito utilizado para a purificação de substâncias líquidas ou separação de misturas homogêneas, se estas possuírem pontos de ebulição bastante distantes. O procedimento consiste, basicamente, em levar um líquido à ebulição tornando-se vapor, o qual é, então, condensado e retorna ao estado líquido. O líquido é coletado e armazenado1. 
Esse processo pode ocorrer em um sistema fechado ou semi-aberto. Quando a destilação é realizada à pressão atmosférica, em sistema semi-aberto, o líquido destila no seu ponto de ebulição "normal". Porém, quando a ebulição ocorre em um sistema fechado, é possível mudar o ponto de ebulição do líquido pela redução da pressão no sistema. Se a pressão é reduzida, utilizando-se uma bomba à "vácuo", o ponto de ebulição do líquido é reduzido2. 
A aparelhagem consiste em um balão de fundo redondo (A), ligado a um condensador de Liebig (B), na extremidade do qual se coloca um adaptador (C). O recipiente (D) é para se coletar o destilado e F denomina-se cabeça de destilação. O termômetro (E) é adaptado à boca do balão de destilação e seu bulbo deve estar no centro do gargalo do balão e abaixo (cerca de 5mm) do nível do tubo lateral. (FIGURA 1)3. 
FIGURA 1- Sistema de destilação simples.
Para separação de uma solução ideal (mistura homogênea onde os líquidos não interagem e são miscíveis em todas as proporções), a uma determinada temperatura, a pressão total do vapor (Ptotal), é igual a soma das pressões parciais (P) de todos os componentes, PTOTAL= PA+PB. Onde a pressão parcial de cada elemento é dada pela Lei de Raoult: PA= PºA.NA, onde a PºA é a pressão de vapor do elemento A puro e NA é a fração molar de A na fase líquida3. 
Segundo a Lei de Dalton, a composição de vapor da mistura, em relação a cada elemento, depende também das pressões parciais:
PT= P°A . NA + P°B . NB
N’A = PA / PA + PB ou PA = PT . N’A
Onde N’A é a fração molar do componente A na fase vapor3.
Essas Leis mostram que para uma mistura ideal o componente mais volátil tem maior fração molar na fase de vapor do que na fase líquida em qualquer temperatura3.
Objetivos:
Destilar uma mistura ideal pelo método de destilação simples.
Anotar as temperaturas de ebulição.
Calcular a densidade das substâncias com o valor que obtivermos pelo experimento.
Calcular a Pressão de vapor total para uma mistura de 50% de cada.
Materiais E Métodos:
-Sistema de destilação simples
-Béquer
-Pedras de ebulição
-Balança de precisão
-Bico de Bunsen
-Palitos de Fósforo
-Mistura líquida de heptano e hexano.
Foi pesado e anotado o valor do béquer e este colocado no lugar (D) da Figura 1. Foi colocado no balão de fundo redondo 32 ml de cada substância, juntamente com algumas pedras de ebulição. O sistema de destilação já estava montado, então foi colocado o balão com a mistura em seu devido lugar e aceso o bico de Bunsen, para iniciar o processo de destilação. Foi anotado a primeira temperatura de ebulição, coletado aproximadamente 5ml e depois foi trocado o béquer e anotada a segunda temperatura e também foi coletado 5 ml do destilado. Após esse processo, foi pesado novamente os dois béqueres, com 5ml de substância cada, e anotado o valor.
Resultados e Discussões:
O hexano e o heptano são misturas ideais, e seus pontos de ebulição são 68,7ºC e 98,4ºC, respectivamente. Nesses valores de temperatura, numa fração de 0,5 molar de cada, temos um ponto de ebulição de aproximadamente 77ºC, onde haverá, aproximadamente, 25% de heptano e 75% de hexano de proporção de vapor. 
Considerando o diagrama de fases dessa mistura, para purificar completamente as duas substâncias, seria necessária uma destilação fracionada, com 2 a 3 ciclos pelo menos, onde o hexano seria a primeira substância a se purificar completamente. Essa necessidade de uma destilação fracionada se dá pelo fato de ser duas substâncias que possuem pontos de ebulição e valores de densidade muito próximos. (Densidade do heptano: 0,68g/mL. Densidade do hexano: 0,6548 g/mL)4,5. 
O experimento realizado não obteve sucesso, pois o primeiro ponto de ebulição obtido foi de 59ºC (muito inferior da temperatura de ebulição da substância mais volátil), acredita-se que pelo fato da temperatura ter subido muito rápido o termômetro não conseguiu acompanhar, marcando assim essa primeira temperatura. E a segunda temperatura obtida foi de 89ºC, sendo mais aceitável que a primeira. Com a destilação foi calculada a densidade dos destilados, obtendo uma densidade igual a 0,66132 g/mL para o líquido do primeiro ponto de ebulição e uma densidade igual a 0,67892 g/mL para o segundo ponto de ebulição. Podemos observar, que esses valores estão muito próximos dos valores de densidade para essas mesmas substâncias puras, comprovando o insucesso do experimento, pois se trata de uma mistura e os valores de densidade, com a destilação simples, não poderiam praticamente se igualar com os valores reais para essas substâncias puras.
Com relação às temperaturas de troca do béquer, a primeira temperatura é inviável calcular a proporção dos componentes, pois como já citado, essa temperatura foi inferior à temperatura de ebulição do líquido mais volátil puro. Com a segunda temperatura, segundo o diagrama de fases, teríamos uma proporção de, aproximadamente, 60% de heptano e 40% de hexano no líquido destilado.
Com uma mistura de 50% cada, temos uma fração molar de 0,5 para cada substância. Nessa proporção, temos um valor de ebulição de, aproximadamente, 77ºC, com uma proporção de 25% de constituintes de vapor do heptano e 75% de vapor para o hexano. Com esses valores, segundo o diagrama de fases, para o heptano puro a uma temperatura de 77ºC obtivemos uma pressão de vapor de, aproximadamente, 440mmHg e para o hexano puro nessa mesma temperatura, obtivemos, aproximadamente, 890mmHg. Segundo a lei de Raoult, a pressão total dessa mistura obteve um valor de, aproximadamente, 665mmHg, podendo-se afirmar que nessa proporção não ocorre a ebulição, pois a pressão total não se iguala a pressão atmosférica (1atm= 760mmHg).
A temperatura de ebulição aumenta durante a destilação, pois trata-se de uma mistura miscível de dois líquidos com pontos de ebulição bastante distintos.
Bibliografia:
DESTILAÇÃO SIMPLES E DESTILAÇÃO FRACIONADA, acessado em 15/12/2015, 23h45min, disponível em http://quiprocura.net/wordpress/2015/07/27/destilacao/
Casagrande, G., A.; Martines, M., A., U. Destilação Simples. Química Geral e Inorgânica II, 2011.
Figueiredo, P. O. Destilação Simples e Destilação Fracionada. Disciplina: Química Orgânica Experimental I, 2015.
Heptano, acessado em 16/12/2015, 16h53min, disponível em https://pt.wikipedia.org/wiki/Heptano
Hexano, acessado em 16/12/2015, 16h:55min, disponível em https://pt.wikipedia.org/wiki/Hexano