Relatório Quim II - Destilação Fracionada

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UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES 
ALISON DE JESUS TEIXEIRA 
IVY NAOMI KOMAI 
NAYARA DOS SANTOS LOPES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESTILAÇÃO FRACIONADA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mogi das Cruzes, SP 
2018 
 
UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES 
ALISON DE JESUS TEIXEIRA 
IVY NAOMI KOMAI 
NAYARA DOS SANTOS LOPES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESTILAÇÃO FRACIONADA 
 
 
Relatório apresentado ao curso de 
Farmácia da Universidade de Mogi das 
Cruzes como parte dos requisitos de 
aprovação da disciplina de Química II. 
 
 
 
Professor orientador: Dr. Guilherme Costa Matsutani 
Professor co-orientador: Me. Luis Felipe Gomes Michelin 
 
 
 
Mogi das Cruzes, SP 
2018 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO........................................................................................ 03 
2. OBJETIVO.............................................................................................. 05 
3. MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................. 06 
3.1. MATERIAIS............................................................................................. 06 
3.2. MÉTODOS............................................................................................... 06 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................... 08 
5. CONCLUSÃO........................................................................................ 10 
REFERÊNCIAS.......................................................................................... 11 
 
3 
1. INTRODUÇÃO 
 
A destilação de misturas é uma das operações unitárias mais conhecidas e 
empregadas atualmente. Nas indústrias, soluções contendo dois ou múltiplos 
componentes com diferentes pontos de ebulição ou volatilidade podem ser 
separados através do aquecimento e vaporização dos componentes presentes na 
mistura. (SILVA, 2015) 
Uma vez que a pressão influencia diretamente na temperatura de ebulição de 
cada espécie, pode se dizer que o grau de separação alcançado na destilação de 
uma mistura depende diretamente da pressão na qual o processo será realizado. 
(SILVA, 2015) 
As aplicações industriais do processo de destilação mais conhecida é a da 
separação de mistura de hidrocarbonetos na indústria petroquímica, em particular na 
refinação do petróleo. Outra aplicação importante da destilação é a produção de 
álcool e bebidas alcoólicas (BELTRAN, 2016) 
Ademais, a destilação contínua fracionada, comumente chamada de 
destilação fracionada, consiste em um processo de separação liquido/vapor, em que 
todos os componentes do sistema distribuem-se em equilíbrio entre as fases. 
(MAYER, 2010) 
Esse tipo de destilação serve para realizar a separação em uma mistura de 
produtos, utilizando uma propriedade física que é o ponto de ebulição. Ela é um 
processo de aquecimento, separação e esfriamento dos produtos e é empregada 
quando a diferença entre os pontos de ebulição dos líquidos da mistura é menor. 
(ZACCARIA, 2009) 
Neste método de destilação, usa-se um balão de destilação (alambique, ou 
refervedor, dependendo da escala de produção), uma coluna de fracionamento, um 
condensador e um receptor. A mistura a ser purificada é colocada no balão de 
destilação, que é aquecido. Surge então um vapor quente. Ele sobe pela coluna, 
mas vai se resfriando ao longo dela e acaba por condensar-se. Com a condensação, 
forma-se um liquido, que escorre para baixo pela coluna em direção a fonte de calor. 
Vapores sobem continuamente pela coluna e acabam por encontrar-se com o 
liquido. Parte desse liquido rouba o calor do vapor ascendente e torna-se a 
vaporizar-se. A uma certa altura um pouco acima da condensação anterior, o vapor 
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torna-se a condensar-se e escorrer para baixo. Este ciclo de condensação e 
vaporização ocorre repetidas vezes ao longo de todo comprimento da coluna. 
(ANTUNES, 2014) 
Portanto, no presente relatório pretende-se abordar as operações técnicas, no 
processo de destilação Fracionada, e discutir a respeito de possíveis variações 
existentes no sistema utilizado e sua finalidade em geral. 
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2. OBJETIVO 
 
Separar, através do método de destilação fracionada, as substâncias da 
solução proposta. 
6 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
3.1 MATERIAIS 
 
a) Balão de destilação (250 ml) 
b) Balão de destilação (75 ml) 
c) Coluna de Fracionamento 
d) Termômetro 
e) Condensador 
f) Conexão em Y 
g) Conexão em longa 
h) Perola de vidro (3 uni.) 
i) Mangueira Curta (2 uni.) 
j) Suporte de Laboratório 
k) Aquecedor 
 
 REAGENTES UTILIZADOS 
a) solução de H2O +álcool: (50 ml) 
 
 
3.2 MÉTODOS 
 
O método de destilação fracionada iniciou-se dosando 50 ml da solução de 
água com álcool em uma proveta graduada. Após, transferiu-se a solução para o 
balão de destilação (250 ml) e adicionou a solução 3 unidades de pérolas de vidro. 
Com isso repousou-se o balão no aquecedor, a princípio desligado. 
Deu-se início ao manuseio das vidrarias, passando pasta de silicone nas 
aberturas de encaixe macho. Esse processo teve por objetivo evitar a vedação das 
vidrarias. Deste modo, fez-se a montagem do esquema de trabalho :posicionou-se 
os três suportes disponíveis paralelamente, sendo um deles ao inverso do 
aquecedor. 
Iniciou-se a montagem a partir do balão destilação posicionado no aquecedor; 
encaixou-se sobre o balão a coluna de fracionamento, sobre ela a conexão em Y. 
7 
Encaixou-se duas mangueiras no condensador, de modo que as pontas livres foram 
encaixadas uma no fico da torneira e outra no canal da pia. Com isso, introduziu o 
condensador na conexão em Y, e aderiu-o sobre o suporte do meio. Na extremidade 
oposta do condensador juntou a conexão em longa, e inferiormente a ela colocou-se 
o balão de destilação (75 ml) sobreposto a uma argola, fixada no suporte. Conforme 
exibido na Figura 1. 
 
Figura 1 : Estrutura experimental de destilação fracionada 
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Fonte: elaborado pelo integrante no software Chemsketch 
 
Por fim, ligou a torneira para permitir a passagem de agua para o 
condensador até o máximo preenchimento e em seguida, ligou o aquecedor para 
pomover o aquecimento e subsequentemente a ebulição de um dos componentes 
da mistura atraves da coluna de fracionamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Tendo-se observado o termômetro no momento em que as primeiras gotas do 
produto destilado pingaram no segundo balão de destilação, marcou-se a 
temperatura, que indicava 79º C. Ao inalar este produto, confirmou-se que se tratava 
de álcool. Observou-se que, após algum tempo, a temperatura que havia se mantido 
constante por alguns minutos em 79º C, começou a subir, o que indicou que boa 
parte do álcool da solução havia sido destilado, restando no primeiro balão de 
destilação, água em sua maioria. 
O valor encontrado referente ao ponto de ebulição do álcool foi um pouco 
maior do que a temperatura de ebulição tabelada desse composto, a qual denota 
78,3ºC. Contudo, é posto em evidência que houve êxito no experimento dado a 
pouca variação encontrada, a qual não ultrapassa 1o C. Conforme Brady e Humiston 
(1995), “existem algumas soluções que apresentam desvios muito grandes de 
idealidade, não podendo ser totalmente separadas em seus componentes, mesmo 
por destilação fracionada.” De fato, os autores explicitam que não é possível chegar 
à precisão do ponto de ebulição na destilação água/etanol, o que configura a 
perpetuação das oscilações entre 78º C e 79º C. 
À vista disso, convém fazer uma análise sobre a propriedade azeotrópica da 
solução de água e etanol. Constantino et al (2004), definem um azeótropo como 
“uma mistura de dois ou mais líquidos (de diferentes pontos de ebulição) que destila 
a temperatura constante e sem alterar sua composição (i.e., a composição do vapor 
é idêntica à do líquido).” Essa propriedade é encontradana solução alvo de 
destilação do experimento e permite a constatação de que quando a composição 
azeotrópica é atingida, a destilação não pode separar os dois líquidos, pois o 
condensado tem a mesma composição que o vapor azeótropo. Logo, há um limite 
de fracionamento que influi diretamente no valor de ebulição encontrado. 
Algo que também chama atenção no experimento é a necessidade de vários 
“obstáculos” presentes na coluna de destilação, fato que deixa claro que tanto o 
álcool quanto a água possuem pressões parciais de vapor muito próximas. Como 
bem expressam Atkins e Paula (2012), “a eficiência de uma coluna de fracionamento 
se exprime em termos do número de pratos teóricos, isto é, no número de etapas 
efetivas de vaporização e condensação”. Nesse sentido, é correto inferir que para o 
9 
sucesso do experimento é importante que a coluna de destilação seja condizente 
com o tipo de solução da qual pretende-se fazer o fracionamento. Contudo, mesmo 
que esse parâmetro determine os resultados, a destilação fracionada continua 
passível de limitações, como sugere o presente experimento. 
É notório, portanto, que a destilação fracionada possui uma margem de 
variação bem mais expressiva do que a destilação simples, pois o efeito de 
azeotropia, que ocorre somente entre dois líquidos miscíveis, não está presente em 
frações entre sólidos e líquidos. Além disso, foi possível perceber que após ter-se 
efetuado a destilação, ao contrário do balão que continha o álcool fracionado, o 
balão com a mistura inicial ainda não possuía somente água, mostrando que era 
necessário um pouco mais de tempo para a conclusão do processo. 
 
 
 
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5. CONCLUSÃO 
 
Com base no experimento realizado, foi possível separar as substâncias da 
solução através da destilação fracionada, com a determinação do ponto de ebulição 
do álcool, ainda que as características da mistura de etanol a água no contexto de 
soluções homogêneas azeotrópicas tenham acarretado nas variações encontradas. 
Desse modo, infere-se que os processos de destilação constituem uma forma 
eficiente de purificar substancias em laboratório, bem como de aprofundar o 
conhecimento sobre mudanças de estado físico da matéria, fato que evidencia a 
importância de sua exploração prática. 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
ANTUNES, Tassia Paloma Santos et al. Destilação simples e Fracionada. 2014. 5 
p. Relatório de aula pratica de Química Orgânica (Engenharia de Petróleo)- 
Universidade Tiradentes, Aracajú, 2014. Disponível em: 
<https://pt.scribd.com/document/314111188/Relatorio-Quimica-Destilacao-Simples-
e-Fracionada>. Acesso em: 01 nov. 2018. 
 
ATKINS, Peter; PAULA, Julio. Físico-química. 9. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
 
BELTRAN, Laiza; MATOS, Jéssica Antônia Masson; SOUSA, Ana Claudia Montuan 
de. Processo de Destilação. 2016. 5 p. Operações Unitárias (tecnologia de 
alimentos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campos Mourão -PR, 
2016. 
 
BRADY, James E.; HUMISTON, Gerard E. Química geral vol. 1. 2. Ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 1995. 
 
CONSTANTINO, Maurício Gomes et al. Fundamentos de química experimental. 2. 
Ed. São Paulo: Edusp, 2004. 
 
MAYER, Flavio Dias. Desenvolvimento da tecnologia de destilação apropriada a 
produção de álcool combustível em pequena escala. 2010. 40 p. Dissertação de 
Mestrado (Engenharia de Processos)- Universidade Federal de Santa Maria, Santa 
Maria-RS, 2010. Disponível em: 
<https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/7946/MAYER%2C%20FLAVIO%20DI
AS.pdf?sequence=1&isAllowed=y>. Acesso em: 01 nov. 2018. 
 
SILVA, Maxwell Gomes da. Modelagem e simulação de uma coluna de 
destilação para separação dos componentes reacionais do biodiesel em 
matlab. 2015. 3,4 p. trabalho de Conclusão de curso (engenharia química)- 
universidade federal do rio grande do norte,centro de tecnologia departamento de 
engenharia química, natal, 2015. disponível em: 
12 
<https://monografias.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/1691/1/modelagemesimulaca
o_monografia.pdf>. acesso em: 01 nov. 2018. 
 
 ZACCARIA, Bruno; CHINAGLIA, Daniella Ferreira; OLIVEIRA, Isabel 
de. Destilação. 2009. 10 p. Operações Unitárias Experimental ll (Engenharia 
Química)- Universidade de São Paulo, São Paulo-SP, 2009. Disponível em: 
<http://bizuando.com/material-apoio/ope-uni-exp2/ope-uni-exp2-trabalho-
destilacao.pdf>. Acesso em: 01 nov. 2018.