(Quim Geral Exp ) Relatório 06 - separação acetona e tolueno por destilação

Prévia do material em texto

Separação de mistura acetona e tolueno por destilação
Larissa de Oliveira Augusto
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Instituto de Química, 12/07/2018
INTRODUÇÃO
A pressão de vapor de uma substância é definida como sendo a pressão exercida pelo vapor de
da substância, que está em equilíbrio dinâmico com a sua fase condensada. Essa pressão
depende da temperatura em que determinada substâncias se encontra. Sendo assim, um
líquido cuja pressão de vapor é alta em temperaturas ordinárias é definido como volátil, devido
à facilidade em se vaporizar, a exemplo do etanol. Do contrário, se a pressão de vapor é baixa
nessas temperaturas, o líquido é considerado como não-volátil, assim como a água. ¹
O ponto de ebulição de um líquido é definido como a temperatura em que a pressão de vapor
se iguala a pressão atmosférica (1 atm). Assim, em altas altitudes, a temperatura de ebulição
do líquido é menor, visto que a pressão é menor nesses locais, pois será necessário ceder
menor energia ao líquido para se iguale a pressão externa. Em contrapartida, em ambientes de
alta pressão, como em uma panela de pressão, a temperatura de ebulição é maior pois será
necessário mais ceder energia ao líquido para que ele se iguale a pressão dentro da panela.
Essa temperatura depende das interações intermoleculares presentes no líquido, que podem
dificultar a chegada ao ponto de ebulição dependendo da força envolvida.²
Os processos de separação de misturas de líquidos têm como princípio o ponto de ebulição dos
líquidos envolvidos e a técnica que utiliza desse princípio chama-se destilação, que pode ser
simples ou fracionada. A primeira é ideal para a separação sólido-líquido ou líquido-líquido que
tenham pontos de ebulição bastante afastados. A segunda, no entanto, é ideal para separar
líquidos com temperaturas de ebulição de próximas, devido a presença da coluna de
fracionamento que permite que o vapor do líquido mais volátil seja destilado primeiro. ³̛ ⁴
Assim, a separação de uma mistura acetona e tolueno por destilação é assunto deste relatório.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
As temperaturas de ebulição de acetona, tolueno e de misturas com proporções conhecidas
das duas substâncias foram medidas (Tabela 1).
Tabela 1. Temperaturas de ebulição das substâncias e misturas
Substância ou Mistura Temperatura de ebulição (⁰C)
Acetona 56
Tolueno 107
Acetona + tolueno (1:1) – fração 1 79
Acetona + tolueno (1:1) – fração 2 96
Acetona + tolueno (3:1) 70
Acetona + tolueno (1:3) 100
De acordo com a Tabela 1, a acetona é mais volátil que o tolueno. A mistura que contém
quantidades iguais dos dois componentes apresentou um ponto de ebulição intermediário em
sua primeira fração, já na segunda fração, esse ponto de ebulição aumenta em razão da
evaporação de parte do componente mais volátil, reduzindo a quantidade deste na mistura,
resultando em uma temperatura de ebulição que tende mais para o componente menos
volátil. Nota-se isso também nas outras proporções dessa mistura, que segue esse raciocínio.
Aquela em que possui 3 vezes mais acetona que tolueno teve seu ponto de ebulição mais
próximo dos 56⁰C observados anteriormente. Em contrapartida, a mistura com 3 vezes mais
tolueno aproximou-se mais dos 110⁰C observado.
Em uma mistura acetona e tolueno de 30ml, de proporções desconhecidas, foi realizada uma
destilação simples e uma destilação fracionada e a temperatura foi medida em função do
volume destilado de acordo com a Tabela 2.
Tabela 2. Comparação das temperaturas observads em função do volume destilado para as
destilações simples e fracionada
Volume (ml) Destilação simples (⁰C) Destilação fracionada (⁰C)
1 gota 59 57
3 64 57
6 67 58
9 70 58
12 73 107
15 81 107
18 86 108
21 101 108
De acordo com a Tabela 2, durante a destilação simples, a temperatura variou bastante a cada
3 ml de volume destilado, indicando que acetona e tolueno foram destilados ao mesmo tempo.
Em contrapartida, durante a destilação fracionada, a temperatura manteve-se praticamente
constante da primeira gota até os 9 ml, mais precisamente até os 10ml quando a temperatura
do termômetro diminuiu e saltou até a temperatura de 107 ⁰C, mantendo-se constante até o
fim da destilação. Isso indica que na destilação fracionada, tolueno e acetona foram destilados
separadamente em decorrência da manutenção da temperatura constante de ambos sendo,
ainda, praticamente as mesmas temperaturas de ebulição observadas na Tabela 1 para as duas
substâncias. Além disso, de acordo com o volume destilado, havia 10 ml de acetona e 20 ml de
tolueno na mistura.
CONCLUSÕES
Deste relatório, conclui-se que a destilação simples não foi eficiente para separar uma acetona
e tolueno da mistura, visto seus pontos de ebulição próximos. Em contrapartida, a destilação
fracionada foi capaz de separar os componentes dessa mistura, apesar dos pontos de ebulição
próximos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Atkins; Princípios de Química; 3ª Edição; páginas 384-385
2. Atkins; Princípios de Química; 3ª Edição; página 387
3. Atkins; Princípios de Química; 3ª Edição; páginas 412-413
4. Vogel A.I.; Textboook of Practical Organic Chemistry, 5ªed.; Longman Scientific & Technical; páginas 169-181