aula 12 separação de misturas

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL
 “Técnicas de Separação de Misturas”
 
 Maringá, 2014
1.0 INTRODUÇÃO:
1.1 Destilação Simples 
A destilação simples deve ser utilizada para separar misturas homogêneas. Opta-se por esse processo quando há componentes sólidos e líquidos na mistura homogênea e há interesse em ambos os componentes. 
A destilação simples consiste em aquecer a mistura até que o liquido entre em fase de ebulição para que haja vapor, assim ele subirá pelo tubo do balão de destilação, chegando ao condensador, que está sendo resfriado por água. Ao entrar em contado com as paredes refrigeradas do condensador, esse vapor se condensa, transformando-se em liquido novamente, assim o componente liquido da mistura pode ser recolhido em tubo de ensaio enquanto o sólido permanecerá no balão. 
 
1.2 Destilação Fracionada 
A destilação fracionada é utilizada para separar misturas homogêneas. A utilização desse processo é necessária quando ambas as substancias da mistura são liquidas. 
Esse tipo de destilação é baseado no ponto de ebulição dos componentes, ou seja, pode ser utilizado quando há componentes com pontos de ebulições próximos. O tipo de aparelho usado na destilação simples é muito parecido com o que é usado 
na destilação fracionada. Porém, para que possa-se fazer uma destilação fracionada corretamente, deve-se colocar um termômetro no balão de destilação para que possa-se observar o menor ponto de ebulição dos líquidos a serem separados. 
Esse tipo de separação é possível, pois, ao deixar os líquidos atingirem a ebulição, mantendo-se a temperatura constante do liquido que tem menor ponto de ebulição, o vapor de ambos os líquidos sobe pela coluna de destilação que contem pequenas bolas ou cacos de vidro ou de porcelana que servem para que o vapor do líquido que contem maior ponto de ebulição possa se resfriar enquanto o que tem menor ponto de ebulição chegue até o fim do processo. 
A destilação fracionada também pode ser utilizada para separar misturas gasosas. Primeiramente deve-se liquefazer a mistura, através do aumento da pressão e da diminuição da temperatura. Após esse processo faz-se a destilação fracionada assim o gás com menor ponto de ebulição sai da forma liquida e volta para a sua forma gasosa. Esse processo é principalmente utilizado para separar o oxigênio dos demais gases atmosférico. 
1.2.1 Destilação fracionada na separação do Petróleo 
O petróleo é uma mistura oleosa de substancias, com menor densidade do que a água. O petróleo em forma bruta pode ser encontrado no subsolo da crosta terrestre podendo ser encontrado misturado com água do mar, areia e argila. 
Para separar a água salgada usa-se a decantação e a filtração para fazer a separação da areia e da argila. Após esses processos faz-se a separação dos componentes do Petróleo a partir da destilação fracionada. A partir desse processo é capaz de obter frações como: frações gasosas, da onde sai o GLP (Gás Liquefeito de Petróleo, conhecido como gás de cozinha). Fração da benzina e da gasolina, óleo diesel e óleos lubrificantes. E extrai-se também resíduos como vaselina, asfalto e pixe. 
1.3 Mistura Azeotrópica 
As misturas azeotrópicas são caracterizadas por se comportarem de maneira diferente quando são submetidas à ebulição. Essa mistura comporta-se como substancia pura, mesmo tendo em sua composição, diferentes substancias. A temperatura se mantem inalterada do inicio ao fim da ebulição. 
1.4 Ligações químicas 
As ligações químicas podem ser divididas em ligações iônicas onde os íons são unidos por causa da atração entre cátions e ânions. Ligação metálica, que faz com que a maioria dos metais sejam sólidos a temperatura ambiente. E ligação covalente onde substancias podem variar sua forma, sendo gasosa, liquida ou sólida em temperatura ambiente, isso depende a força de interação entre as moléculas. 
Existem três tipos de ligações intermoleculares presentes nas substancias que possuem ligações covalentes: 
* Ligação de Hidrogênio; 
* Forças dipolo-dipolo ou dipolo permanente; 
* Forças de Van der Waals ou dipolo induzido. 
1.4.1 Dipolo-Dipolo 
Esse tipo de interação intermolecular, característico de moléculas polares, ocorre quando de um lado da molécula estabelece-se um átomo eletropositivo e de outro lado um átomo eletronegativo. De modo que a parte negativa de um átomo se ligue na parte positiva do outro átomo. 
1.4.2 Forças de Van der Waals 
Esse tipo de interação intermolecular, também conhecida como dipolo induzido, é característico de moléculas apolares. Ocorre quando uma molécula está com mais elétrons em um polo do que em outro, induzido a outra molécula que irá fazer a ligação a adaptar-se. Ou seja, quando a molécula que está com um dipolo aproxima-se de outra molécula, seu polo negativamente elétrico irá repelir os elétrons da outra molécula e atrair os prótons da mesma, forçando-a a criar um dipolo. Isso resulta em uma fraca interação entre elas. 
1.4.3 Ligação de Hidrogênio 
Esse tipo de interação intermolecular, característico de moléculas polares, ocorre entre o hidrogênio e um átomo mais eletronegativo que ele, como é o caso do Flúor, Oxigênio e Nitrogênio. 
É caracterizada como sendo a ligação mais forte de todas por causa da alta eletropositividade do hidrogênio combinada com a alta eletronegatividade dos outros átomos que ele se liga. Isso torna a atração entre eles fortíssima. 
1.5 Etanol 
O etanol ou álcool etílico é um composto orgânico, encontrado na forma líquida, incolor, inflamável, com forte odor e solúvel em água. Esse álcool pode ser usado como álcool combustível para meios de transportes, para o preparo de bebidas alcóolicas, como a cachaça, produtos de limpeza, tintas, solventes, perfumes e muitos outros produtos. 
A obtenção do etanol é feita a partir da destilação do caldo de cana. Após transformar o caldo de cana em um vinho fermentado, coloca-se esse liquido em um aparelho de destilação onde ele será aquecido e evaporará, passando pelo condensador ele irá transformar-se novamente em liquido, porém o álcool já estará separado do vinho. O produto obtido com esse processo é o etanol usado para combustível de veículos, com teor alcóolico em cerca de 96%. 
1.5.1 Propriedades do etanol: 
O etanol é um composto muito fácil de ser obtido e é facilmente misturado com água e com a grande maioria dos líquidos com baixa densidade. Ele é altamente inflamável podendo entra em combustão se for submetido a uma fonte de calor superior que 13ºC. 
O etanol é totalmente tóxico em seu estado puro, porém em misturas de baixo teor ele pode ser consumido em vinhos, cervejas e outras bebidas alcóolicas. 
* Fórmula: CH3CH2OH 
* Densidade: 789 g/cm³. 
* Ponto de ebulição: 78,4 ºC 
* Ponto de solidificação: -114,3 ºC 
 
OBJETIVO GERAL:
 Separar componentes de uma mistura através de destilação simples
3. PROCEDIMENTOS:
Materiais
Manta de aquecimento
Balão de fundo redondo de 250ml
Condensador
Balão Coletor
Proveta de 25ml
Caldo de cana fermentado
Água
Termômetro
 
 Montou-se a aparelhagem para destilação simples: balão de destilação, condensador e frasco para coletar o destilado. Adicionou-se ao balão de destilação 100mL de caldo-de-cana fermentado, depois foi ligado a água no sistema refrigerador (condensador), iniciou-se o aquecimento mantendo uma temperatura média de 80°C, e observou-se. Foi anotado a temperatura no momento em que as primeiras gotas do destilado alcançaram o condensador.
6.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
 LENZI,E.; FAVERO,L.O.B.; TANAKA,A.S.; VIANA FILHO,E.A.;SILVA,M.B. Química geral experimental. Rio de Janeiro: Freitas Bastos Editora, 2004. 390 p. 
BROWN, T.L., LEMAY, H. E., BURSTEN, B. E.- Química, A Ciência Central, 9ª Edição; São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. 
 http://www.novacana.com/etanol/, consultado em 21/05/2014 - 15:20
SANTOS, W.L.P., MÓL, G. S., MATSUNAGA, R. T., DIB, S. M. F. – Química & Sociedade, 1ª Edição; São Paulo: Nova Geração, 2009.