A destilação é o tipo de operação que visa separar os constituintes de uma mistura líquida através da diferença de volatilidade ("princípio de separação") empregando o calor como agente de separação.
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Coluna de Destilação Fracionada |
A separação dos compostos ocorre em função de vários fatores dentre eles a temperatura, pressão e concentração da mistura. Na destilação fracionada, ao invés de ocorrer a separação de apenas dois compostos, ocorre a separação de misturas com mais de dois compostos.
Nas colunas de destilação fracionada, o vapor que entra se divide, de modo que os compostos mais voláteis vão para os pratos da parte de cima da coluna e os menos voláteis vão para os pratos da parte de baixo da coluna. Essas colunas operam em um processo com vaporizações e condensações sucessivas ("processo multiestágio"), que são conhecidas como colunas de fracionamento.
O líquido de um dado estágio flui para o estágio abaixo e o vapor flui para um estágio acima, assim, cada estágio de vapor e de líquido são misturados e deixam o estágio em equilíbrio.
Destilação Fracionada em Laboratório
Em laboratório, usa-se um balão de destilação, uma coluna de Vigreux, 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 condensando. Com a
condensação, forma-se um líquido, que escorre para baixo pela coluna, em direção à fonte de calor.
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Coluna de Vigreux |
Os vapores sobem continuamente pela coluna e acabam por se encontrar com o líquido. Parte desse líquido rouba o calor do vapor ascendente e torna a se vaporizar. A certa altura, um pouco acima da condensação anterior, o vapor torna a se condensar e escorrer para baixo. Este ciclo de vaporização e condensação ocorre repetidas vezes ao longo de todo o comprimento da coluna.
Os vários obstáculos instalados na coluna forçam o contato entre o vapor quente ascendente e o líquido condensado descendente. A intenção desses obstáculos é promover várias etapas de vaporização e condensação da matéria. Isto nada mais é do que uma simulação de sucessivas destilações flash. Quanto maior a quantidade de estágios de vaporização-condensação e quanto maior a área de contato entre o líquido e o vapor no interior da coluna, mais completa é a separação e mais purificada é a matéria final.
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Esquema de aparelho de Destilação Fracionada em Laboratório |
Destilação Fracionada na Indústria
Esse tipo de destilação na indústria é uma operação contínua, em que a alimentação é introduzida num ponto intermediário de uma coluna de pratos (ou de recheio), onde os produtos são retirados continuamente.
A seção acima da alimentação é denominada de seção de enriquecimento e a seção abaixo da alimentação é chamada de Stripping (empobrecimento).
O escoamento das fases é em contracorrente. O líquido está no respectivo ponto de ebulição em cada prato, havendo uma pequena diferença de temperatura de prato para prato. Assim, o calor necessário para vaporizar o componente A, vem, principalmente, do calor liberado na condensação do componente B.
O processo de destilação fracionada é muito comum em refinarias de petróleo, para extrair diversos tipos de compostos derivados do petróleo, como o asfalto, gasolina, gás de cozinha, entre outros. Nestas separações são empregadas colunas de aço de grande diâmetro, compostas de pratos ou de seções recheadas
Os internos dessas colunas - sejam elas de pratos, chicanas ou recheios - têm como função colocar as fases vapor e líquido em contato, de modo que ocorra a transferência de massa entre elas. Ao longo da coluna, a fase vapor vai se enriquecendo com os compostos mais voláteis, enquanto a fase líquida se concentra com os compostos mais pesados de maior ponto de ebulição.
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Esquema da destilação fracionada do petróleo mostrando os compostos obtidos através desse processo, seguido por uma torre de destilação a vácuo onde ocorre a separação dos óleos lubrificantes. |
Referências
- Júnior, A. J. S; Sobral, C.; Santos, D. T.; Destilação Fracionada, UNISANTA, Santos, São Paulo, 2011.
- Fraza, A.C.; Senna, D.; Andrade, F.; Camblor, F.; Destilação Fracionada, UNISANTA, Santos, São Paulo, 2010.
- Química Geral, Química Orgânica, Volume 3, 6º edição, Ricardo Feltre, Editora moderna, 2004.
- Canton, P. R.; Notas de aula de transferência de massa, UNISANTA, Santos, São Paulo, 2011.
Sobre o autor

2 Comentários de "Destilação Fracionada – Laboratório e Indústria"
Quais são as vidraria utilizadas
Olá anônimo
Para fazer um experimento de destilação fracionada, você pode usar os seguintes materiais: balão de fundo redondo, cabeça de destilação, coluna de Vigreux, condensador, provetas de 50 e 100 ml, manta de Aquecimento, termômetro, e picnômetro.
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