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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUI210 - QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL F RELATÓRIO 05 DESTILAÇÃO FRACIONADA Ana Luísa Ribeiro () Isabela Fonseca Gonçalves de Almeida (2016087000) Professor: Gaspar Diaz Muñoz Belo Horizonte, 30 de agosto de 2018. INTRODUÇÃO Mistura é um sistema formado por duas ou mais substâncias puras, chamadas componentes. As misturas podem ser classificadas em homogêneas e heterogêneas. A diferença entre elas é que a mistura homogênea é uma solução que apresenta uma única fase enquanto a heterogênea pode apresentar duas ou mais fases. Fase é cada porção que apresenta aspecto visual uniforme. [1] A Destilação é uma das muitas operações de separação utilizada quer a nível laboratorial quer industrial, para purificação. A separação por destilação só é possível se os diferentes componentes da mistura a separar tiverem volatilidades diferentes, ou seja, pontos de ebulição diferentes. Estas diferenças estão necessariamente relacionadas com diferenças nas forças intermoleculares de cada componente, dependentes das respectivas estruturas moleculares, o que conduz a pressões de vapor diferentes para os vários componentes da mistura. A Pressão de Vapor de um líquido a uma dada temperatura é a pressão na situação de equilíbrio (quando o número de moléculas que deixam o líquido é igual ao das que retornam), exercida pelas moléculas que passam através da superfície livre. Diz-se que um líquido entra em ebulição que ando a sua pressão de vapor iguala a pressão ambiente. Os líquidos com pressões de vapor elevadas entram em ebulição a temperaturas mais baixas (para uma dad. a pressão total). Diz-se, por isso, que são mais voláteis. [2] A destilação é uma operação de separação que consiste na produção de vapores através da adição de calor a uma corrente alimentada ao processo e tem sua força motriz de separação baseada na diferença de volatilidades relativas dos componentes da mistura a ser separada. [2] A destilação baseia-se no facto de que quando se processa a vaporização parcial de uma mistura (aquecendo-a até à ebulição), produz-se um vapor mais rico nos componente de menor ponto de ebulição do que a mistura inicial (alimentação), enquanto que o líquido, que em cada instante ainda se mantém no recipiente, vai ficando cada vez mais rico nos componentes menos voláteis, de maior ponto de ebulição (mais rico nesses componentes do que a alimentação inicial e do que o vapor que está a ser produzido na mesma altura). Utilizam-se pedaços de porcelana para diminuir os efeitos da ebulição. O vapor produzido é normalmente condensado e, assim, no processo de destilação obtêm-se dois líquidos: o que está no balão (Resíduo), rico nos componentes menos voláteis, e o condensado (Destilado), rico nos componentes mais voláteis da mistura inicial. [2] Imagem 1: Montagem para destilação fracionada A tabela a seguir mostra o ponto de ebulição normal e o calor latente de vaporização para algumas substâncias: [3] Substância pe (ºC) Calor latente de vaporização (cal/g) Acetona 56,2 125,3 Clorofórmio 61,2 61,0 Metanol 64,7 261,7 Hexano 68,7 79,2 Tetracloreto de carbono 76,7 46,4 Etanol 78,3 200,0 Ciclo-hexano 84,5 65,8 Água 100,0 536,6 Tolueno 110,6 86,8 Tabela 1: Ponto de ebulição e calor latente de algumas substâncias 2 - OBJETIVOS Destilar uma mistura homogênea de uma substância desconhecida avaliando suas propriedades. [3] 3- MATERIAIS E REAGENTES: 3.1- A seguir serão apresentados os materiais e os métodos usados neste experimento. [3] Condensador reto; Coluna de fracionamento; Balão de fundo redondo; Alonga; Tela de amianto, Provetas de 50 ml; Bico de gás; Termômetro; Garras; Aro ou tripé suportes; Mufas; Mangueiras para condensador; Pedaços de porcelana; Funil. 3.2- Lista de reagentes utilizados: Mistura homogênea desconhecida. [3] 4- PROCEDIMENTO Foi montado o aparato de uma destilação fracionada e adicionada 100 ml da mistura homogênea ao balão de destilação e também pedaços de porcelana para proporcionar assim, uma ebulição mais calma e mais precisa. Observou-se a temperatura de destilação, coletando o destilado até a estabilização da temperatura. Então o frasco de coleta foi substituído e continuou-se coletando o destilado na faixa de temperatura que permanece constante. Substituiu-se novamente o frasco quando houve alteração brusca na temperatura de destilação. Assim foi possível identificar os constituintes prováveis da mistura e construir a curva de destilação. [3] 5- RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1- Tabela de valores coletados Volume (ml) Temperatura (ºC) 0 24 5 53 9 54 10 54 11 54 15 55 16 55 20 55 21 55 25 55 26 55 30 55 31 55 35 55 36 55 40 55 41 55 45 55 51 55 55 56 59 69 60 98 65 98 5.2 – Curva de destilação Temperatura x Volume: . 6- CONCLUSÃO: Ao final d a destilação, podemos concluir que a destilação fracionada foi satisfatória e foi possível separar os constituintes que antes estavam misturados de forma homogênea. De acordo com os dados obtidos, a substância destilada foi acetona e água, devido à estabilização da temperatura de ebulição em 55ºC e 98ºC, respectivamente. Figura 2: Forma estrutural da acetona [4] Os constituintes foram de fato separados, por possuírem temperaturas bem diferentes de evaporação. Durante o experimento, foi possível observar a função das principais partes da torre de destilação, como os equilíbrios termodinâmicos, o condensador gerando o refluxo que desce como uma corrente líquida se enriquecendo no componente menos volátil. Pelos resultados obtidos foi possível confirmar que a utilização de uma pedra de porcelana no balão de destilação fez com que os resultados saíssem mais precisos, pois isso impediu que se formassem muitas bolhas na ebulição. 7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] - Misturas Homogêneas e heterogêneas. Disponível em: http://www.mundoeducacao.com/quimica/misturas-homogeneas heterogeneas.htm [2] - Processos de separação. Disponível em: http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=223&Itemid=413 [3] - Apostila de Química Orgânica Experimental para farmácia. [4] – Acetona. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Acetona
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