Relatório 3

Prévia do material em texto

Curso: 
	Valor do Relatório: Pontos
	Disciplina: Química Orgânica Experimental 
	Data do Experimento: 
	Professor(a): 
	Recebido em: /0 /2018
	Alunos(as): 
	Matrículas: 
	OBS: 1. Entregar o relatório em 15 (quinze) dias após a data do experimento. 2. Não serão aceitos relatórios fora do horário de aula da disciplina. 3. Relatórios entregues após a data valerão 50% da nota estipulada.
	Nota:
Experimento N03: Destilação Simples
Objetivo
Separação de um líquido de uma substância não volátil ou de outro líquido que possuem uma diferença no ponto de ebulição maior do que 80°C.
Fundamento Teórico
A destilação simples serve para a separação de uma mistura homogênea de sólido e líquido, como NaCl e H2O, por exemplo. É importante que os pontos de ebulição das duas substâncias sejam bastante diferentes. A solução é colocada em um balão de destilação, feito de vidro com fundo redondo e plano, que é esquentado por uma chama. A boca do balão é tampada com uma rolha, junto com um termômetro. O balão possui uma saída lateral, inclinada para baixo, na sua parte superior. Nessa saída é acoplado o condensador.
O condensador é formado por um duto interno, onde em volta desse duto passa água fria corrente. Esse duto desemboca em um béquer ou erlenmeyer.
Processo de destilação: A solução no balão é esquentada, até que o líquido com menor ponto de ebulição comece a evaporar. Ao evaporar, ele só tem o condensador como caminho a seguir. As paredes do condensador são frias, pois a sua volta passa água fria. Ao entrar em contato com essas paredes frias, o vapor se condensa, retornando ao estado líquido. Após algum tempo, todo o líquido de menor ponto de ebulição terá passado para o béquer, e sobrará a outra substância, sólida, no balão de vidro.
É usada na purificação de líquidos através de vaporização de um líquido por aquecimento seguido da condensação do vapor formado. É um método rápido de destilação, e deve ser usado sempre que possível - é uma técnica rápida, fácil e, se respeitado seus limites, eficaz.
Quando uma substância pura é destilada à pressão constante, a temperatura do vapor permanece constante durante toda a destilação. O mesmo é observado com as misturas contendo um líquido e uma impureza não volátil, uma vez que o material condensado não está contaminado pela impureza.
No caso de misturas líquidas homogêneas (soluções ideais), a pressão total do vapor, a uma determinada temperatura, é igual à soma das pressões parciais de todos os componentes. A pressão parcial de cada componente é dada pela lei de Raoult:
onde P0A é a pressão de vapor do componente A puro e XA é a fração molar de A na mistura. A composição de vapor da mistura em relação a cada componente depende também das pressões parciais, segundo a lei de Dalton: onde XA é a fração molar do componente A na fase vapor. A combinação das leis de Dalton e Raoult revela que, para uma mistura ideal, o componente mais volátil tem maior fração molar na fase vapor do que na fase líquida em qualquer temperatura. 
Um salto brusco na temperatura indicada no termômetro marca o fim da destilação daquele líquido e o início da do seguinte. É possível, desta maneira, recolher separadamente os constituintes da mistura original, substituindo os balões de recolhimento, conforme as indicações do termômetro.
Materiais e Reagentes
	Reagentes
	Materiais
	NaCl
	Condensador
	
	Termômetro
	
	Unha
	
	Cabeça de Destilação
	
	Balão de Destilação
	
	Suporte Universal
	
	Garras e Mufas
	
	Pérolas de Vidro
	
	Manta Aquecedora
	
	Proveta
	
	Mangueira de Látex
	
	Funil de Vidro
Procedimento Experimental
Transferiu-se, para um balão de destilação de 100 ml, 50ml da amostra fornecida pelo professor. Adicionou-se pérolas de vidro e proceder com a montagem da aparelhagem, de acordo com a figura anterior. Aqueceu-se a mistura de forma que a destilação ocorra lentamente. Recolheu-se o destilado em proveta graduada. Anotou-se a temperatura inicial da destilação, rejeitou-se cera de 1 ml do destilado (cabeça de destilação). Continuou-se a destilação anotando a temperatura em intervalo de 5 ml de destilado, até completar cerca de 35ml e, depois, desligou-se a manta. 
Resultados e Discussão
Primeiramente foi feita a realização da montagem da aparelhagem de destilação simples, nessa montagem foi feita conforme o passo a passo a seguir:
- Usamos dois suportes;
- Foi necessário por uma grade abaixo da chapa;
- Cedar as aberturas com fita;
- Colocar a mangueira na entrada e saída de água;
- Ligar a torneira para testar;
- Foi montado corretamente, não havendo vazamento de água.
A Amostra fornecida pelo professor foi NaCl, ao adicionar 50 ml de NaCl no balão de destilação, foi ligada a manta para aquecer a amostra; conforme foi aquecida, houve o recolhimento do resultado do destilado em uma proveta graduada. Anotamos os dados de temperatura a cada 5 ml até completar cerca de 35 ml da amostra destilada. Começando com a temperatura inicial de: 28°C
5 ml – Temperatura entre 95°C e 98°C
10 ml – 99°C
15 ml – 100 °C 
20 ml – 100°C
25 ml – 100°C 
30 ml – 100°C
35 ml – 100°C
Questionário
Por que a destilação simples não é usada na separação de líquidos de ponto de ebulição relativamente próximos?
Porque os líquidos evaporariam ao mesmo tempo o que não permitiria uma separação.O ponto de ebulição da mistura é definido como a temperatura na qual a soma das pressões parciais dos componentes é igual à pressão atmosférica. Como a pressão de vapor total da mistura é intermediária entre as pressões de vapor dos componentes puros, o ponto de ebulição da mistura também será intermediário entre os pontos de ebulição das substâncias puras. Já que o ponto de ebulição está relacionado com a pressão de vapor, que por sua vez está relacionado a volatilidade da substancia. Assim, quanto maior o ponto de ebulição de uma substancia, menos volátil ela é. 
Por que no início da destilação, o balão deve estar cheio a dois terços de sua capacidade?
Porque ao iniciar a destilação do composto impuro, este começa a eliminar bolhas provenientes da ebulição, que fazem com que haja a projeção do liquido que esteja próximo ao gargalo do balão. Desta forma, haverá a passagem de material líquido e impuro passando pelo condensador. 
Isto compromete a operação, já que a intenção de uma destilação é a obtenção da substância pura. Logo, este 1/3 deixado com ar é um volume de segurança, para que a ebulição do líquido tenha um espaço para se desenvolver sem haver a passagem de material não destilado para o balão de recolhimento do produto destilado
Por que é perigoso aquecer um composto orgânico em uma aparelhagem totalmente fechada?
Pois se por acaso a aparelhagem estiver totalmente fechada, a pressão interna emitida pelo vapor do líquido cuja substância será separada, será tanta, que poderá a vir causar um acidente. Por isso dependendo do tipo de composto corre o risco de explosão.
Qual a função da pedra de porcelana porosa, pedra pomes ou bolinhas de vidro em uma destilação? 
A função das pérolas de vidro é equilibrar a energia cinética contida no balão, evitando que haja projeção da substância para fora do recipiente.
Por que a água do condensador deve fluir em sentido contrário à corrente dos vapores?
A entrada de água deve ser feita pela parte inferior do condensador para que ela circule ocupando todo o espaço, porque se ocorrer um erro na montagem e a entrada de água for colocada na parte superior, ela descerá pelo condensador sem circular e completar o volume do mesmo, logo, será impossível haver a condensação pelo resfriamento dos gases.
Em que casos se utiliza condensador refrigerado a ar. Justifique.
Quando o ponto de ebulição do composto que se quer separar é mais alto que o da água. Se usar água como fluido refrigerador, obviamente ela vai entrar em ebulição e o condensador não vai resistir visto que ao invés de ele resfriar irá ebulir.
Por que misturas azeotrópicasnão podem ser separadas por destilação?
Porque as misturas azeotrópicas se comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição, isto é, a temperatura mantém-se inalterada do início ao fim da ebulição. Isso impossibilita a destilação.
Diferenciar destilação simples de destilação fracionada.
A grande diferença entre esses dois métodos de separação de substâncias é basicamente: a destilação simples deve ser usada com substâncias que possuam pontos de ebulição bastante distante, já a destilação fracionada pode ser usada na separação de substâncias que tenham pontos de ebulição próximos.
Construa um gráfico lançando na abcissa os volumes em intervalos de 5 ml e na ordenada a temperatura do vapor na cabeça de destilação, observada em cada ponto.
 Compare esses resultados com os obtidos na destilação simples.
Com base nos dados do gráfico pode-se observar que chegar aos 15 ml de destilado a temperatura permanece constante em 100°C; E não passa dessa temperatura.
Conclusões
Conforme a realização do experimento pode-se concluir que a destilação simples é utilizada para líquidos de pontos de ebulição distantes e não voláteis. Que difere da destilação fracionada que por sua vez é utilizada para líquidos de pontos de ebulição próximos e voláteis. Nesse experimento observou-se que após o aquecimento da amostra de NaCl, o resultado do destilado variou de temperatura de 5ml (97°C) a 15ml (100°C), após a chegada de 15ml permaneceu constante em 100°C até os 35 ml de destilado (finalizando a prática).
Bibliografia Consultada
https://www.infoescola.com/quimica/destilacao-simples/