Relatório de Destilação da gasolina

Prévia do material em texto

Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro – UNIRIO
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia – CCET
Instituto Biomédico – IB
Disciplina: Química Experimental
Professora: 
Aluno: 
Curso: Biomedicina Nº da prática: 02
Prática realizada no dia: 13 de julho de 2021
Destilação da gasolina
Rio de Janeiro, 2021_1
1 - Introdução
A destilação é uma técnica muito usada em experiências de separação de componentes líquidos de uma mistura homogênea ou para fazer a separação de líquidos e sólidos. Na destilação, a solução que vai ser destilada é colocada em um recipiente adequado e vai sendo gradativamente aquecida até atingir o ponto de ebulição, sendo assim, o componente mais volátil é transformado em vapor subindo até passar pelo condensador, muda novamente de fase para líquido e é recolhido em um outro recipiente. O componente menos volátil permanece no balão na forma de resíduo e o que passa pelo condensador se torna o destilado. 
A destilação simples é usada para separar misturas homogêneas do tipo sólido-líquido. Em seguida, um exemplo da aparelhagem utilizada em uma destilação simples: 
Imagem 1 – Destilação simples
Fonte: Imagem retirada do site Mundo Educação
Os hidrocarbonetos são moléculas apolares, homogêneas e formadas apenas por átomos de carbono e hidrogênio. A maior fonte de hidrocarboneto é o petróleo e o gás natural, e neste relatório será feita a destilação da gasolina que nada mais é do que uma fração derivada do refinamento do petróleo. A gasolina corresponde a uma mistura de hidrocarbonetos que apresenta de 6 a 10 átomos de carbono, e é uma das substancias mais importantes do refinamento do petróleo.
A temperatura de ebulição dos compostos orgânicos é influenciada pelos fatores de interação intermolecular e o tamanho da molécula. Quanto maior for o tamanho da molécula, maior será a temperatura de ebulição. A seguir uma tabela com os pontos de ebulição dos compostos orgânicos:
Imagem 2 – Tabela de ebulição dos compostos orgânicos
Fonte: Imagem retirada do site Blog do Enem
Os indicadores de acidez são substâncias naturais ou sintéticas que possuem a capacidade de mudar de cor de acordo com o pH. Isto quer dizer que quando esses indicadores de pH são colocados em contato com uma solução ácida, eles adquirem determinada cor que difere de quando entram em contato com uma solução básica. Na prática relatada é utilizado o indicador alaranjado de metila que em meio ácido adquire a coloração avermelhada, no meio neutro alaranjado, e no meio básico amarelado.
2 - Objetivo
Esta prática tem como finalidade a separação, via destilação simples, da gasolina a fim de analisar a fração hidrocarbônica existente, observando as diferenças de temperatura no momento inicial da ebulição da solução e fazendo o acompanhamento com anotações das mudanças de temperatura, e também avaliar o pH do resíduo restante da destilação. 
3 - Materiais
a) Água destilada
b) Argola
c) Balão de fundo chato de 250 ml
d) Bastão de vidro
e) Béquer de 250 ml
f) Cabeça de destilação
g) Condensador de tubo reto
h) Estante
i) Funil analítico
j) Garras
k) Gasolina 100 ml
l) Indicador alaranjado de metila
m) Mangueirinhas de silicone
n) Manta de aquecimento
o) Mufas
p) Pêra de sucção
q) Pérolas de vidro
r) Pipeta graduada de 5 ml
s) Pisseta
t) Proveta graduada de 25 ml
u) Proveta graduada de 100 ml
v) Suportes universais
w) Tela de amianto
x) Termômetro de 0 a 200°C
y) Tubo de ensaio 
z) Unha
 Imagem 3 - Argola Imagem 4 - Balão de fundo chato 
 
Fonte: USP – Centro de Divulgação Cientifica Fonte: Site da loja Laborglas
e Cultural. 
 Imagem 5 – Bastão de vidro Imagem 6 - Béquer 
 
 
Fonte: USP – Centro de Divulgação Cientifica Fonte: Site da LojaLab
e Cultural.
 Imagem 7 – Cabeça de destilação Imagem 8 - Condensador de tubo reto
 
 
 Fonte: Site Casa das Ciências Fonte: Loja Prolab 
 Imagem 9 – Funil analítico Imagem 10 - Garra
 
 Fonte: Fonte: USP – Centro de Divulgação Fonte: Site da loja Didática SP
 Cientifica e Cultural.
 Imagem 11 – Manta de aquecimento Imagem 12 - Mufas
 
 Fonte: USP – Centro de Divulgação Fonte: Loja Prolab 
 Cientifica e Cultural.
 Imagem 13 – Pêra de sucção Imagem 14 – Pipeta graduada
 
 Fonte: Site da loja Quimicenter Fonte: Site da loja Precisão Absoluta 
 Imagem 15 - Pisseta Imagem 16 - Provetas
 
 Fonte: Site Labor Shopping Fontes: Site da loja Casa OLEC e USP – Centro de Divulgação Cientifica e Cultural.
 
 Imagem 17 – Suporte universal Imagem 18 – Tela de amianto
 
 
 Fonte: Loja Laborglas Fonte: USP – Centro de Divulgação Cientifica e Cultural
 Imagem 19 – Termômetro Imagem 20 – Tubo de ensaio e estante
 
 Fonte: Loja Synth Fonte: USP – Centro de Divulgação Cientifica e Cultural
 Imagem 21 – Pérolas de vidro Imagem 22 - Unha
 
 Fonte: Site da loja Labroglas Fonte: Loja Didática SP
4 - Metodologia
A prática é iniciada após o esquema de aparelhagem, que será demostrado abaixo, ser devidamente montado. Primeiro deve-se colocar uma garra em um suporte universal e prender o condensador, em seguida colocar a unha no lado da entrada de água e encaixar a proveta embaixo dela. No outro lado do condensador, colocar a cabeça de destilação com a rolha e termômetro em cima e o balão na parte debaixo e prendê-lo com outra garra. Fazendo uma plataforma com uma argola e uma tela de amianto e colocar a manta em cima.
Inicialmente é necessário transferir a gasolina para o béquer e em seguida fazer-se a medição do volume em uma proveta graduada atingindo a marca de 100 ml. Esta primeira etapa do procedimento é realizada dentro de uma capela com exaustores que encaminham os vapores para fora do laboratório. Com o auxílio de um funil analítico a gasolina será transferida novamente, agora da proveta para o balão de fundo chato com a capacidade de 250 ml, é importante que não se deixe “escorrer” gasolina pela rolha esmerilhada do balão, tento em mente que está sendo feito o manuseio de um combustível.
Após a gasolina ser transferida para o balão de fundo chato deve-se acrescentar pérolas de vidro no mesmo para que a ebulição não seja tumultuosa, a manta de aquecimento deve encostar no fundo do balão e ser ligada, isto ocorre já no esquema de aparelhagem. Quando a gasolina entrar em ebulição deverá ser observado dois pontos: a temperatura do termômetro e o volume que será medido na proveta.
Assim que a primeira gota cair na proveta é necessário anotar em uma tabela a temperatura medida no termômetro. Esta primeira gota caracteriza “o ponto inicial” da destilação. Em seguida, regular o aquecimento para que a velocidade de destilação seja de 4 a 5 ml/min. E fazer o registro da temperatura de destilaçãoa cada 5,0 ml de gasolina destilada. Só deixará de registrar a temperatura e considerar a destilação terminada quando o volume recolhido chegar em 90 ml.
Quando o volume recolhido atingir 90 ml deve-se interromper o aquecimento e com o auxílio de compressas e água fria deixar que o balão contendo o resíduo volte à temperatura ambiente. Em seguida, medir o volume do resíduo com o auxílio de uma pipeta de 10 mL e registrar o valor na tabela. E esse resíduo deve ser guardado para a segunda etapa da experiência.
O resíduo que está na pipeta será transferido para a proveta graduada de 25 ml. Em seguida, adicionar água destilada, armazenada na pisseta, em volume igual a três vezes o volume do resíduo. Utilizando um bastão de vidro, será feita a mistura dos dois líquidos dentro da proveta e após isso aguardar a separação das duas fases.
Após a separação das duas fases, extrair com pipeta a maior parte da fase aquosa e transferir para um tubo de ensaio. E acrescentar uma gota de indicador alaranjado de metila e observar a cor. O aparecimento de uma coloração rósea ou vermelha indica acidez. Após todo esse processo são necessárias as anotações das observações feitas.
Imagem 23 – Esquema de aparelhagem de destilação simples
Fonte: Imagem retirada do site da Biblioteca Unirio
1. Suporte Universal
2. Tela de Amianto em cima de uma argola
3. Manta de aquecimento 
4. Balão de fundo redondo contendo mistura a ser destilada e pérolas de vidro 
5. Cabeça de Destilação 
6. Rolha 
7. Termômetro 
8. Condensador de tubo reto 
8.1 Saída de água através do tubo de látex 
8.2 Entrada de água através do tubo de látex 
9. Unha
10. Proveta
5 - Resultados e Discussões
5.1 - Resultados
	Volume de gasolina destilada (ml)
	Temperatura
(°C)
	Volume de gasolina destilada (ml)
	Temperatura
(°C)
	Primeira gota
	60
	50
	73
	5
	62
	55
	75
	10
	64
	60
	79
	15
	66
	65
	84
	20
	67
	70
	90
	25
	68
	75
	96
	30
	68
	80
	100
	35
	68
	85
	120
	40
	70
	90
	134
	45
	71
	Volume do resíduo: 3,0 ml
5.2 - Discussões
Logo que o experimento se inicia e a primeira gota cai dentro da proveta também se dá ao inicio das anotações. E como visto na tabela, a temperatura desta primeira gota foi 60°C e houve apenas um momento de estabilização da temperatura registrada pelo termômetro, sendo este em 68 °C. Ao comparar hidrocarbonetos que são isômeros, mas que possuem tipos de cadeias carbônicas diferentes, percebe-se que quanto maior o número de ramificações, menor será a temperatura de ebulição, porque a estrutura da molécula fica mais compacta, isto é, sua superfície diminui. Os pontos de ebulição do pentano, decano e etanol respectivamente são: 36,1 °C, 174,1 °C e 78,37 °C. Ao analisar a tabela e tendo em consideração os pontos de ebulição citados acima, nota-se que a gasolina estava mais rica em etanol, visto que seu ponto de ebulição é a 78,37 °C.
Na segunda etapa da prática quando se analisa a acidez do resíduo, que continha 3 ml, e adicionar 9 ml de água que corresponde três vezes o volume do resíduo totalizando 12 ml. Ao se observar o liquido nota-se que é uma mistura heterogênea, com a água na parte de baixo e o resíduo da gasolina na de cima. Após homogeneizar com o auxilio do bastão de vidro e esperar a separação de fases é percebido que neste resíduo não há substâncias ácidas, pois, se houvesse estas seriam polares e desceriam para o fundo da proveta e se dissolveriam na água.
Ao pipetar uma quantidade da fase aquosa e transferi-la para um tubo de ensaio e acrescentar duas gotas do indicador de acidez alaranjado de metila a coloração obtida é laranja. Em um meio ácido o alaranjado de metila fica na cor rosa ou vermelho, isto quer dizer que o resíduo não é ácido, podendo ser neutro ou básico.
6 - Conclusão
Em suma, pôde-se observar que a destilação simples é um método eficaz para a separação de líquidos que apresentam pontos de ebulição divergentes, como a gasolina, além de ser um bom método para analisar algumas propriedades de substâncias.
Com o procedimento realizado foi possível obter foi possível obter mais conhecimento sobre a destilação dos hidrocarbonetos e seus pontos de ebulição, densidades, pH. Mas se necessária uma separação de uma substância mais complexa como o petróleo, é mais eficiente uma destilação fracionada. 
7 - Referências Bibliográficas
FOGAÇA, Jeniffer. Destilação. Mundo Educação. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/destilacao.htm>. Acesso em 18 de julho de 2021.
ARAUJO, Laysa. Hidrocarbonetos. Manual da Química. Disponível em: <https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/hidrocarbonetos.htm>. Acesso em 18 de julho de 2021.
ALVES, Líria. Temperatura de ebulição dos compostos orgânicos. Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/temperatura-ebulicao-dos-compostos-organicos.htm>. Acesso em 18 de julho de 2021.
DIAS, Munique. Pontos de fusão e de ebulição dos Compostos Orgânicos – Química Enem. Blog do Enem, 2019. Disponível em: <https://blogdoenem.com.br/caracteristicas-dos-compostos-organicos-quimica-enem/>. Acesso em 19 de julho de 2021.
FOGAÇA, Jennifer. Indicadores ácido-base. Manual da Química. Disponível em: <https://www.manualdaquimica.com/fisico-quimica/indicadores-acido-base.htm>. Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 1 – Destilação simples. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/destilacao.htm>. Acesso em: 19 de julho de 2021.
Imagem 2 – Tabela de ebulição dos compostos orgânicos. Disponível em: <https://blogdoenem.com.br/caracteristicas-dos-compostos-organicos-quimica-enem/>. Acesso em: 19 de julho de 2021.
Imagem 3 – Argola. Disponível em: <https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/>. Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 4 – Balão de fundo chato. Disponível em: <https://www.laborglas.com.br/produtos/vidrarias-laborglas/artigos-de-vidro-em-geral-para-laboratorio/balao-fundo-chato>. Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 5 – Bastão de vidro. Acesso em: <https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/>. Acesso em: 19 de julho de 2021. 
Imagem 6 – Béquer. Disponível em: <https://www.lojalab.com.br/produto_becker-beaker-griffin-em-vidro-250ml_679>. Acesso em: 14 de julho de 2021.
Imagem 7 – Cabeça de destilação. Disponível em: <https://www.casadasciencias.org/imagem/6643>. Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 8 - Condensador de tubo reto. Disponível em: <https://www.lojaprolab.com.br/condensador-de-liebig-reto-com-uma-junta-90375>. Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 9 – Funil analítico. Disponível em: <https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/>. Acesso em 19 de julho de 2021. 
Imagem 10 – Garra. Disponível em: <https://www.didaticasp.com.br/garra-para-condensador-com-mufa-giratoria-4-dedos-120mm>. Acesso em: 19 de julho de 2021.
Imagem 11 – Manta de aquecimento. Disponível em: <https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/>. Acesso em 19 de julho de 2021. 
Imagem 12 – Mufa. Disponível em: <https://www.prolab.com.br/produtos/materiais-de-metal/pincas-e-garras/mufa-dupla-simples/>. Acesso em: 19 de julho de 2021.
Imagem 13 - Pêra de sucção. Disponível em: <https://www.quimicenter.com.br/dosadores/pipetador-manual/pipetador-de-seguranca-3-vias>. Acesso em: 14 de julho de 2021.
Imagem 14 - Pipeta graduada. Disponível em: < https://www.precisaoabsoluta.com.br/produto/pipeta-graduada-vidro-classe-b-10-ml/>. Acesso em 14 de julho de 2021.
Imagem 15 - Pisseta. Disponível em: <http://laborshopping.com.br/produto/pisseta-em-polietileno-translucido-e-graduado/21080>. Acesso em 14 de julho de 2021.
Imagem 16 - Provetas. Disponíveis em: < https://casaolec.com.br/equipamentos/medicao/proveta-50-ml-plastico/p> e <https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/>. Acesso em 14 de julho de 2021.
Imagem 17 – Suporte universal. Disponível em: <https://www.laborglas.com.br/suporte-universal-laboratorio>. Acesso em: 19 de julho de 2021.
Imagem 18 – Tela de amianto. Disponível em: <https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/>. Acesso em: 19 de julho de 2021.
Imagem 19 – Termômetro. Disponível em: <https://www.lojasynth.com/termometros/quimico-biotemp/termometro-quimico-escala-interna-diversos>.Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 20 – Tubo de ensaio e estante. Disponível em: <https://cdcc.usp.br/vidrarias-de-quimica/>. Acesso em: 19 de julho de 2021.
Imagem 21 – Pérolas de vidro. Disponível em: <https://www.laborglas.com.br/produtos/vidrarias-laborglas/artigos-de-vidro-em-geral-para-laboratorio/perola-de-vidro>. Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 22 – Unha. Disponível em: <https://www.didaticasp.com.br/tubo-conectante-tipo-unha-angulo-105-com-pingador-e-junta-femea-2440>. Acesso em 19 de julho de 2021.
Imagem 23 – Esquema de aparelhagem de destilação simples. Disponível em: <http://www.biblioteca.unirio.br/ccbs/ibio/dcn/disciplinas/laboratorio-de-quimica-geral/2013_2/roteiros-das-praticas/PRATICA%201%20-%20DESTILACAO%20SIMPLES.pdf/view>. Acesso em 21 de julho de 2021.
Gráfico de volume x temperatura 
Temperat	ura (°C)	
Primeira gota	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	60	62	64	66	67	68	68	68	70	71	73	75	79	84	90	96	100	120	13	4	Volume (ml)
Temperatura (°C)