Destilação simples e fracionada

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Destilação simples e destilação fracionada da Vodka Smirnoff.
Marcos Paulo Jorge de Sales (G)
*spaulo.marcos@hotmail.com
Av. General Rodrigo Otávio Jordão Ramos, 1200 – Coroado I, Manaus – AM, 69067-005
Palavras Chave: destilação simples, destilação fracionada, álcool etílico, vodka.
IEQ-633 Química Orgânica Experimental I
XIII Encontro de Química da Região Sul (13-SBQSul)
IEQ- 633 Química Orgânica Experimental I Prof. Dr. Joel Passo
Introdução
A destilação é um processo de separação de misturas homogêneas que consiste na vaporização de um líquido por aquecimento seguida da condensação do vapor e coleta do condensado num frasco apropriado. O condensador permite que a mistura seja aquecida na temperatura de ebulição do solvente sem que esta seja perdida para a atmosfera. A diferença entre as destilações simples e fracionadas se encontram no equipamento utilizado. Enquanto a simples é utilizada quando há grande diferença entre os p.e. dos compostos, a fracionada atua quando essa diferença é menor, necessitando de um equipamento mais sofisticado e de um pouco mais de tempo. Ao final do processo, é sensato afirmar que o produto gerado através de um processo de destilação fracionada é mais puro do que o produto de uma destilação simples, devido à quantidade maior de etapas implícitas que estão presentes numa destilação fracionada.
Materiais e Métodos
Para a realização do procedimento, utilizaram-se balões de 250 mL, sendo 125 mL preenchidos com a bebida, bastão de vidro, equipamentos para destilação, Erlenmeyer, mantas para aquecimento, provetas para coleta, rolha, termômetro e uma bebida com alto teor alcóolico. O procedimento foi dividido em 2 etapas: uma para cada tipo de destilação, porém ambas utilizando a mesma quantidade da mesma bebida para fins comparativos. Consiste em aquecê-la no balão na manta até que o p.e. do álcool seja atingido para que o vapor passe pelo condensador e o produto seja coletado na proveta, com uma frequência aproximada de 1 gota a cada 2 segundos, até que o condensado não seja mais totalmente álcool etílico.
Resultados e Discussão
Ambos os processos de destilação se provaram bastante eficientes, apresentando resultados de acordo com o esperado, porém, com pequenas diferenças entre si. Enquanto na destilação simples obtiveram-se 47 mL de álcool, representando 37,6% dos 125 mL iniciais, na destilação fracionada obtiveram-se 45 mL, representando 36% de teor alcóolico, versus 38% indicados pelo fabricante. Na destilação simples, esperou-se 15 minutos, a partir do início do aquecimento, para que se obtivesse o primeiro mL retirado, enquanto na fracionada necessitou-se de quase o dobro do tempo (15 minutos na simples contra 29 na fracionada), o que pode ser explicado pela dificuldade de aquecimento do sistema de destilação fracionada que é consideravelmente maior. Considerando que na destilação fracionada o processo é mais lento e refinado, consistindo em uma série de destilações simples, pode-se afirmar que o produto obtido desta destilação foi um produto mais puro do que o obtido na destilação simples. A diferença se deve ao fato de, por possuir algumas espécies de bandejas para condensação parcial, o vapor condensa e retorna ao balão para ser reaquecido até que atravesse todas as etapas e, finalmente, chegue ao condensador de fato. Isto ocasiona uma purificação mais eficiente, tal como a separação integral da mistura, visto que esta é destilada mais de uma vez. A diferença de 2% entre o teor teórico e o prático pode ser reduzida caso a coleta seja feita já na vidraria final, não precisando ser transportada e ocasionar possíveis perdas.
Conclusões
De acordo com o que fora visto nos experimentos de destilação, uma se provou mais eficiente do que a outra, porém ambas possuem pontos positivos e negativos. A destilação simples é um processo mais rápido, mais simples, e necessita de um equipamento mais comumente encontrado, sendo utilizada para destilações mais rústicas, onde o produto perfeito não é esperado no final. Já a fracionada possui uma eficiência maior, mas com o custo de necessitar de um equipamento mais sofisticado e de difícil manuseio, além do tempo para início do processo.
Agradecimentos
À Universidade Federal do Amazonas, à Faculdade de Tecnologia, ao Instituto de Ciências Exatas, ao Departamento de Engenharia Química
Questionário
Descreva as diferenças básicas entre a destilação simples e a destilação fracionada.
Na destilação simples, como o próprio nome sugere, o processo ocorre de maneira simples, onde o vapor sobe e entra no condensador, onde retornará ao estado líquido e será coletado. Já na destilação fracionada, o processo envolve várias destilações simples ocorrendo simultaneamente, onde a separação é mais eficiente. Outra diferença é o equipamento utilizado, sendo mais complexo na destilação fracionada, além de ser maior e mais difícil manuseio.
Porque a destilação simples não é usada na separação de líquidos com p.e. relativamente próximos?
Pois a primeira fração de líquido que virar vapor poderá conter partes do líquido com maior ponto de ebulição, e como não retornará ao balão para que seja reaquecida, o condensado poderá estar altamente contaminado.
Qual a função das pérolas de vidro (ou pedras de ebulição)?
Têm a função de promover uma ebulição suave do(s) líquido(s) em questão, pois são usadas para formar superfícies irregulares e provocar a formação de pequenas bolhas para que, assim, o líquido não voe pra fora do balão e as bolhas formadas subam até a superfície e estourem.
Na prática em questão qual dos métodos foi mais eficiente e por quê?
A destilação simples resultou em uma maior quantidade de álcool ao final no processo, porém com um grau de pureza um pouco menor. Já a destilação fracionada, mesmo com os 1,6% de eficiência a menos, é mais confiável em relação ao grau de pureza do produto. Como a eficiência neste caso é a quantidade final, a destilação simples provou-se mais eficiente devido ao menor número de etapas envolvidas do processo, obtendo ainda assim um produto com bom grau de pureza.
Por que no início da destilação o balão deve ser preenchido no máximo até a metade do seu volume?
Porque se o líquido contido no balão ultrapassar a metade, ocorrerá um possível dano à experiência, pois a quantidade de líquido no balão será tanta, que o vapor não passará pela estreita passagem no balão de destilação, prejudicando a coleta de vapor para a torre.
Defina mistura azeotrópica? Os componentes desta mistura podem ser separados por destilação? Cite exemplos.
São aquelas que se comportam como uma substância pura durante o processo de ebulição. Isso significa que, quando a mistura é aquecida e começa a passar do estado líquido para o gasoso, a temperatura de ebulição é fixa e fica constante até que toda a mistura passe para o estado gasoso. É impossível, portanto, separar misturas azeotrópicas por métodos de destilação. Um exemplo é a obtenção do álcool anidro (puro) através do álcool etílico (que contém 4,5% de água), sendo necessária a inserção de novos processos.
Em que caso se utilizada um condensador refrigerado a ar?
Quando o ponto de ebulição do composto que se quer separar é mais alto que o da água. Se usar água como fluido refrigerador, ocorrerá que ela vai entrar em ebulição e o condensador não vai resistir, visto que ao invés de ele resfriar, entrará em ebulição novamente.
Descreva alguns processos industriais que empregam técnicas de destilação.
A aplicação mais comumente utilizada é na indústria petrolífera, durante a atuação da torre de destilação. Nela, diferentes compostos são obtidos a partir do petróleo bruto devido às diferenças entre seus pontos de ebulição. Outras aplicações também são encontradas, como produção de polímeros, nas indústrias alimentares e farmacêutica, na reciclagem de óleos e, também, na indústria dos biocombustíveis, por exemplo na purificação do bioetanol, e até na dessalinização da água.
Ficha desegurança dos compostos utilizados:
Álcool Etílico:
Identificação do produto: Nome do produto: Álcool Etílico Hidratado 
Uso recomendado: Reagente analítico, Produto farmacêuticos, Cosméticos, Aditivo para combustíveis, Solventes, Perfumaria, Sínteses orgânicas, Tintas, Obtenção de Etileno, Acetaldeido, etc.
Classificação de acordo com GHS-BR (ABNT NBR 14725-2)
Líquidos inflamáveis – Categoria 2
Lesões oculares/irritação ocular – Categoria 2ª
Mutagenicidade em células germinativas – Categoria 1B
Toxicidade à reprodução – Categoria 1
Frases de perigo (GHS-BR) : H225 - Líquido e vapores altamente inflamáveis.
H319 - Provoca irritação ocular grave.
H340 – Pode provocar defeitos genéticos.
H360 - Pode prejudicar a fertilidade ou o feto, se ingerido.
H335 - Pode provocar irritação das vias respiratórias.
H336 - Pode provocar sonolência e vertigem.
H372 - Provoca danos ao fígado e ao sistema nervoso central por
exposição repetida ou prolongada, se ingerido.
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27 a 29 de novembro de 2013
Instituto de Ciências Exatas – UFAM – Manaus - AM