Destilação simples e fracionada

Tanto a destilação simples quanto a fracionada são métodos físicos de separação de misturas homogêneas (aquelas que apresentam apenas uma única fase). Esses procedimentos utilizam como princípio fundamental o ponto de ebulição das substâncias presentes na mistura.

Como a análise do ponto de ebulição é extremamente relevante nas destilações, é importante relembrar que esse ponto é a temperatura na qual uma substância deixa de ser líquida e passa a ser gasosa. O ponto de ebulição da acetona, por exemplo, é algo em torno de 58 ^oC. Assim, caso seja aquecida até essa temperatura, ela deixará de ser líquida e se transformará em gás.

As misturas que podemos separar por meio da destilação simples não são as mesmas que podemos separar pela destilação fracionada. Na destilação simples, separamos uma mistura homogênea que apresenta um sólido dissolvido em um líquido (água com cloreto de sódio). Já na fracionada, separamos uma mistura homogênea que apresenta um líquido dissolvido em outro líquido (água com acetona).

Conheça agora os princípios e os equipamentos utilizados para realizar cada uma dessas formas de destilação:

a) Destilação simples

Método de separação utilizado para separar o componente sólido que está dissolvido em um líquido. Durante a realização do processo, apenas o componente líquido sofre mudança de estado físico. Abaixo segue a representação da aparelhagem utilizada nesse método:

Equipamentos utilizados em uma destilação simples

Analisando a imagem acima, podemos ter uma ideia dos equipamentos necessários para realizar uma destilação simples:

• Bico de bunsen (equipamento utilizado para realizar o aquecimento da mistura);

• Tripé de ferro (equipamento para apoiar a tela de amianto);

• Tela de amianto (equipamento utilizado para absorver parte do calor proveniente do bico de bunsen);

• Balão de destilação (equipamento com uma saída superior e outra lateral que recebe a mistura homogênea);

• Termômetro (equipamento utilizado para acompanhar a temperatura de aquecimento);

• Condensador (equipamento que realiza a condensação do componente de menor ponto de ebulição da mistura);

• Suporte universal com garra (equipamento utilizado para firmar o balão de destilação e o condensador);

• Erlenmeyer (equipamento utilizado para recolher o material condensado no condensador).

Para facilitar o entendimento da destilação simples, vamos utilizar como exemplo a separação dos componentes da mistura formada por cloreto de sódio e água. Veja o passo a passo do processo:

Passo 1: Após organizar todo o conjunto de equipamentos, acrescentamos a mistura ao balão de destilação;

Passo 2: Em seguida, ligamos o bico de bunsen para promover o aquecimento da mistura, de preferência até que o termômetro atinja o ponto de ebulição do líquido;

Passo 3: Quando a água é aquecida, ela se transforma em vapor e, consequentemente, desloca-se para o interior do condensador, já que a saída superior do balão está vedada com uma rolha de borracha;

Passo 4: Ao entrar no condensador, o vapor de água sofre condensação, haja vista que esse equipamento está com uma temperatura menor, ou seja, o vapor de água passa para o estado líquido;

Passo 5: A água sai do condensador e é recolhida no interior do erlenmeyer. O cloreto de sódio permanece no interior do balão de destilação.

b) Destilação fracionada

Método de separação utilizado para separar um componente líquido dissolvido em outro líquido. Durante o processo, ambos os materiais líquidos passam para o estado gasoso. A separação é possível porque um gás sempre apresenta densidade diferente em relação ao outro. Abaixo segue uma representação da aparelhagem utilizada em uma destilação fracionada:

Representação dos equipamentos necessários em uma destilação fracionada

Os equipamentos utilizados para fazer uma destilação fracionada diferenciam-se em alguns aspectos dos que são utilizados na destilação simples. Veja:

• Bico de bunsen (equipamento utilizado para realizar o aquecimento da mistura);

• Tripé de ferro (equipamento para apoiar a tela de amianto);

• Tela de amianto (equipamento utilizado para absorver parte do calor proveniente do bico de bunsen);

• Balão de fundo redondo (equipamento que receberá a mistura homogênea);

• Coluna de fracionamento (equipamento responsável por separar os vapores de diferentes substâncias);

• Termômetro (equipamento utilizado para acompanhar a temperatura de aquecimento do experimento);

• Condensador (equipamento que realiza a condensação do componente de menor ponto de ebulição da mistura);

• Suporte universal com garra (equipamento utilizado para firmar o balão de fundo redondo e o condensador).

Para facilitar o entendimento da destilação fracionada, vamos utilizar como exemplo a separação dos componentes da mistura formada por acetona e água. Como a mistura apresenta dois líquidos, é fundamental conhecer o ponto de ebulição de cada um deles:

• Água = Ponto de ebulição igual a 100^oC;

• Acetona = Ponto de ebulição igual a 58 ^oC.

Os passos fundamentais para realizar a destilação fracionada da mistura formada por acetona e água são:

Passo 1: Após a montagem dos equipamentos, basta adicionar a mistura formada por água e acetona no balão de fundo redondo;

Passo 2: Em seguida, ligamos o bico de bunsen para promover o aquecimento da mistura, de preferência até que o termômetro atinja o valor do menor ponto de ebulição, que, no caso, é o da acetona;

Passo 3: Como os dois líquidos estão sendo aquecidos, tanto a água quanto a acetona transformar-se-ão em vapor e, em seguida, adentrarão a coluna de fracionamento;

Passo 4: A coluna de fracionamento é composta por bolinhas de vidro que servem como obstáculo para os vapores que estão adentrando a coluna. Por causa do obstáculo, apenas o vapor menos denso vai atravessá-la. Como a acetona tem o menor ponto de ebulição, ela apresentará o vapor menos denso;

Passo 5: O vapor da acetona adentra o condensador e sofre condensação, passando para o estado líquido;

Passo 6: Após ser transformada em líquido, a acetona é recolhida no interior do erlenmeyer.