destilaçao fracionada

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ - UESC
 DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS
DISCIPLINA: FISICO QUÍMICA I
DOCENTE: MIRIAN TOKUMOTO
DESTILAÇÃO FRACIONADA
Ananda Pereira Santos (201411191)
Ilhéus
Setembro 2015
Ananda Pereira Santos (201411191)
DESTILAÇÃO FRACIONADA
Trabalho apresentado Universidade Estadual de Santa Cruz sob a orientação do docente Mirian Tokumoto, da disciplina de Fisico Química do curso de Engenharia Química. 
Ilhéus
Setembro 2015
OBJETIVOS
	Destilar uma mistura homogênea de água e etanol avaliando suas propriedades. 
MATERIAIS E REAGENTES
Termômetro 
Suporte universal e garras (3)
Manta elétrica
Balão de fundo redondo (2)
Coluna de Vigreaux
Cabeça de destilação
Condensador 
Adaptador de destilação
Tela de amianto
Mangueira (2)
Água corrente
PARTE EXPERIMENTAL 
 
SEPARAÇÃO DE MISTURA HOMOGÊNEA DO TIPO LÍQUIDO-LÍQUIDO
Consiste no aquecimento da mistura de líquidos miscíveis (solução), cujos pontos de ebulição (PE) não sejam muito próximos. Os, líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. 
Inicialmente, é separado o líquido com menor PE; depois, com PE intermediário e assim sucessivamente até o líquido de maior PE. A aparelhagem usada é a mesma de uma destilação simples, com o acréscimo de uma coluna de fracionamento ou retificação. 
Um dos tipos mais comuns de coluna de fracionamento apresenta no seu interior um grande número de bolinhas de vidro, em cuja superfície ocorre condensação dos vapores do líquido menos volátil, ou seja, de maior ponto de ebulição, que voltam para o balão. 
Enquanto isso, os vapores do líquido mais volátil atravessam a coluna e sofrem condensação fora dela, no próprio condensador, sendo recolhidos no frasco. Só depois de todo o líquido mais volátil ter sido recolhido é que o líquido menos volátil passará por evaporação e condensação. 
Existem casos de misturas homogêneas de líquidos que não podem ser separadas por processos físicos como, por exemplo a destilação. Isso porque tais misturas destilam em proporções fixas e constantes, como se fossem uma substância pura.
 
Essas misturas são denominadas misturas azeotrópicas. Assim, o álcool etílico forma com a água uma mistura azeotrópica (95,5% de álcool e 4,5% de água) que destila à temperatura de 78,1° C. 
Então, para obtermos o álcool anidrido ou álcool absoluto (álcool puro) utilizamos processos químicos. Adicionamos à mistura azeotrópica água e álcool, por exemplo, óxido de cálcio (CaO), que reage com a água produzindo hidróxido de cálcio Ca(OH)2. A seguir, submetemos a mistura a uma destilação, pois agora somente o álcool destila, sendo portanto, recolhido puro no béquer. 
	álcool etílico (95,5%) + água (4,5%) 
	78,1° C 
DETERMINAÇÃO TEÓRICA DA DESTILAÇÃO DO ETANOL E DA ÁGUA PUROS
	
	Etanol [CH3 CH2OH ou H6OC2]
	Água [H2O]
	Densidade
	(Massa Específica 20°C) 
0,789 g.cm-3
	(Massa Específica 20ºC)
998,2071 g.cm-3
	Ponto de ebulição
	78.4 °C, 352 K, 173 °F
	100 ºC, 212º F e 373 K.
Tabela 1
DENSIDADE DE MISTURAS DE ETANOL E ÁGUA EM DIFERENTES TEMPERATURAS
	Temperatura (ºC)
	50% de etanol Densidade (kg.m-3)
	95% de etanol
Densidade (kg.m-3)
	100% água
Densidade (kg.m-3)
	100% de etanol
Densidade (kg.m-3)
	10
	921,26
	812,78
	999,70
	797,84
	15
	917,76
	808,52
	999,10
	793,60
	20
	913,84
	804,24
	998,20
	789,34
	25
	909,85
	799,91
	997,05
	785,06
	30
	905,80
	795,55
	995,65
	780,75
	35
	901,68
	791,14
	994,03
	776,41
	40
	897,50
	786,70
	992,22
	772,03
Tabela 2
DESTILAÇÃO FRACIONADA DO ETANOL
Pegou-se 50 mL de etanol mediu-se numa proveta, transferiu-se a solução para o balão de fundo redondo, montou-se o sistema de destilação fracionada e deu-se início à destilação fracionada. A solução começou a evaporar em 25 minutos a 77°C e fixou a temperatura a 80°C.
Quando o termômetro registrou o aumento da temperatura, chegando a 81°C, finalizou-se a destilação fracionada para evitar a passagem de impurezas ou da mistura azeotrópica (que apresentam maior ponto de ebulição) para o destilado.
Após a destilação fracionada transferiu-se o destilado do Erlenmeyer para um picnômetro, onde mediu-se a densidade do álcool.
DENSIDADE RELATIVA ATRAVÉS DO PICNOMETRO
Dados obtidos na destilação:
Mpálcool = 47,409g
Tp= 21ºC
Banho-maria= 22ºC
Te= 22ºC
Mpmistura= 48,351g
Tp= 20ºC
Banho-maria= 22ºC
Teq= 22ºC
Mpágua= 51,553g
Tp= 22ºC
Banho-maria= 22ºC
Teq= 22ºC
Dados referenciais obtidos em laboratório:
Massa picnômetro vazio= 26,0315g
Massa picnômetro + água= 51,589
Temperatura banho-maria= 24ºC
Massa picnômetro + álcool= 46,183g
Temperatura inicial do álcool= 23ºC
Teq=23ºC
Álcool + água na proporção de 50/50
Temperatura inicial mistura= 28ºC
Massa da mistura= 49,544g
Temperatura equilíbrio= 23,5ºC
RESULTADOS E DISCUSSÕES
DENSIDADE RELATIVA ATRAVÉS DO PICNÔMETRO
metanol= m2-m1
mágua= m3-m1
m1= massa do picnometro vazio
m2=massa do picnometro com etanol
m3= massa do picnometro com água destilada
ρetanol,H2O
Dados referenciais: 
ρetanol,H2O 	ρetanol,H2O= 0,7885
ρmistura,H2O	ρmistura,H2O= 0,9199
Dados obtidos: 
ρetanol,H2O	ρetanol,H2O= 0,8376
ρmistura,H2O	ρmistura,H2O= 0,8745
ERRO RELATIVO AOS VALORES REFERENCIAIS DE LABORATORIO
Do etanol destilado:
Erro percentual= 6,22%
Da mistura: 
Erro percentual= 4,93%
ERRO RELATIVO AOS VALORES REFERENCIAIS DA TABELA
Do etanol destilado:
Erro percentual= 6,12%
Da mistura:
Erro percentual= 4,30%
DESTILAÇÃO FRACIONADA DO ETANOL
De acordo com a literatura o ponto de ebulição do álcool etílico é 78°C ao nível do mar, porém ao realizar a medição do ponto de ebulição durante a destilação foi registrado
80°C como ponto de estabilização, como o experimento ocorreu próximo ao nível do mar podemos calcular o erro relacionado ao experimento. 
Na destilação fracionada do etanol a Coluna de Vigreaux foi utilizada para aumentar o teor alcoólico do destilado, aumentando a pureza do mesmo.
PRESSÕES PARCIAIS OBTIDOS NA DESTILAÇÃO
Considerou-se os valores referenciais para gases ideais.
Do etanol:
Tomando que :
= pressão ambiente de 1atm
Tf = temperatura final 80º C (353 K)
Ti= Temperatura inicial 22º C (295 K)
Pf= 1,19 atm
Da mistura:
Tomando que :
= pressão ambiente de 1atm
Tf = temperatura final 98º C (371 K)
Ti= Temperatura inicial 81º C (354 K)
Pf= 1,05 atm
Cálculo das pressões parciais
	
	Massa do etanol
	Massa do etanol+água 
	Massa de água
	Número de mols etanol
	Número de mols da mistura
	Número de mols de água
	Dados da destilação 
	47,409g
	48,351g
	51,553g
	1,03
	0,75
	2,86
Tabela 3
=0,265
=0,207
 = 0,315
=0,217
1mol etanol= 46g
1 mol água = 18g
1 mol mistura = 46+ 18= 64g
CONCLUSÃO
O objetivo deste trabalho foi verificar o grau de confiabilidade na destilação da mistura, álcool-água, através da densidade do etanol calculado com uso do picnômetro. E utilizou-se também valores referenciais teóricos para comparar a densidade das misturas em determinadas temperaturas e concentrações.
Conclui-se com os dados referenciais da tabela 2 que a densidade do álcool encontrado se assemelha ao álcool com 95% etanol e não ao álcool puro, o que alteraria os valores desse relatório, e seus erros poderiam diminuir.
Na segunda parte percebe-se que é possível, com os dados já existentes, calcular as pressões parciais das substancias obtidas com a destilação.
Os erros devem estar relacionados à confiabilidade do calorímetro e ao fato de a água e álcool ser uma mistura azeotrópica, a qual apresenta seu próprio ponto de ebulição, o qual não foi respeitado no experimento, segundo mostra a literatura,
o que ocasiona dos valores das densidades podem estar relacionados de forma errada. Porém a significância desses erros não é grande e o experimento ocorreu de forma satisfatória dada sua simplicidade.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://www.mundovestibular.com.br/articles/82/3/SEPARACAO-DE-MISTURAS/Paacutegina3.html
http://www.revistaret.com.br/ojs-2.2.3/index.php/ret/article/viewFile/168/202
ATKINS, P. W.; PAULA, Julio de. Físico-química. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
D.W. Mahoney, J.A. Sweeney, D.A. Davenport, R.W. Ramette, J. Chem. Ed. 58 (1981) 
W.J. MOORE, Físico-Química. Vol. 2, Trad. Tibor Rabockai, São Paulo, Edgard Blucher, 1976.
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