UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ – UECEFACULDADE DE EDUCAÇÃO DE ITAPIPOCA – FACEDI

CURSO: LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICADISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA I

PROFESSORA: JANE EIREALUNOS: ANTÔNIO MAURICÉLIO E JOSÉ GLEICIONE

Prática I

Destilação do vinho

Itapipoca – CE

Abril de 2011

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Destilação simples

A destilação é uma técnica geralmente usada para remover um solvente, purificar um líquido

ou para separar os componentes de uma mistura de líquidos, ou ainda separar líquidos de

sólidos.

            Na destilação, a mistura a ser destilada é colocada no balão de destilação (balão de

fundo redondo) e aquecida, fazendo com que o líquido de menor ponto de ebulição seja

vaporizado e então condensado, retornando à líquido (chamado de destilado ou condensado) e

coletado em um frasco separado. Numa situação ideal, o componente de menor ponto de

ebulição é coletado em um recipiente, e outros componentes de pontos de ebulição maiores

permanecem no balão original de destilação como resíduo.

            O ponto de ebulição de um líquido pode ser definido como a temperatura na qual sua

pressão de vapor é igual a pressão externa, exercida em qualquer ponto, sobre sua superfície.

O líquido entra em ebulição e “ferve”, ou seja, é vaporizado por bolhas formadas no seio do

líquido.

            Com líquidos de pontos de ebulição muito próximos, o destilado será uma mistura

destes líquidos com composição e ponto de ebulição variável, contendo um excesso do

componente mais volátil (menor ponto de ebulição) no final da separação.

            Para evitar a ebulição tumultuosa de um líquido durante a destilação sob pressão

atmosférica, adicionam-se alguns fragmentos de “porcelana porosa”. Estes liberam pequenas

quantidades de ar e promovem uma ebulição mais regular.

            Os tipos mais comuns de destilação são: destilação simples, destilação fracionada,

destilação a vácuo e destilação a vapor.

            A destilação simples é uma técnica usada na separação de um líquido volátil de uma

substância não volátil. Não é uma forma muito eficiente para separar líquidos com diferença

de pontos de ebulição próximos. A Figura 1 mostra um esquema de um equipamento para

destilação simples. Um termômetro é usado para se conhecer a temperatura do que está sendo

destilado. O condensador consiste de um tubo, envolvido por uma capa de vidro oca contendo

água fria. Para se evitar o aquecimento da água que envolve o tubo, esta é trocada

continuamente, através de uma abertura ligada à torneira e outra ligada a pia.

Figura1. Sistema de

Destilação Simples

A destilação fracionada é usada para a separação de dois ou mais líquidos de

diferentes pontos de ebulição. A Figura 2 mostra o esquema para uma destilação fracionada, o

qual contém uma coluna de fracionamento, que consiste essencialmente de um longo tubo

vertical através do qual o vapor sobe e é parcialmente condensado. O condensado escorre pela

coluna e retorna ao balão. Dentro da coluna, o líquido, que volta, entra em contato direto com

o vapor ascendente e ocorre um intercâmbio de calor, pelo qual o vapor é enriquecido com o

componente mais volátil. Então, na prática, é comum empregar uma coluna de fracionamento

para reduzir o número de destilações necessárias para uma separação razoavelmente completa

dos dois líquidos. Uma coluna de fracionamento é projetada para fornecer uma série contínua

de condensações parciais de vapor e vaporizações parciais do condensado e seu efeito é

realmente similar um certo número de destilações separadas.

            

Figura 2. Sistema de

Destilação fracionada

Uma boa separação dos componentes de uma mistura através da destilação fracionada

requer uma baixa velocidade de destilação, mantendo-se assim uma alta razão de refluxo.

            O tratamento teórico da destilação fracionada requer um conhecimento da relação

entre os pontos de ebulição das misturas das substâncias e sua composição. Se estas curvas

forem conhecidas, será possível prever se a separação será difícil ou não, ou mesmo se será

possível.

            A capacidade de uma coluna de fracionamento é a medida da quantidade de vapor e

líquido que pode ser passada em contracorrente dentro da coluna, sem causar obstrução. A

eficiência de uma coluna é o poder de separação de uma porção definida da mesma. Ela é

medida, comparando-se o rendimento da coluna com o calculado para uma coluna de pratos

teoricamente perfeitos em condições similares. Um prato teórico é definido como sendo a

seção de uma coluna de destilação de um tamanho tal que o vapor esteja em equilíbrio com o

líquido; isto é, o vapor que deixa o “prato” tem a mesma composição que o vapor que entra e

o vapor em ascendência no “prato” estão em equilíbrio com o líquido descendente.

            O número de pratos teóricos não pode ser determinado a partir das dimensões da

coluna; é computado a partir da separação efetuada pela destilação de uma mistura líquida,

cujas composições de vapor e de líquido são conhecidas com precisão. Por exemplo, uma

coluna com 12 pratos teóricos é satisfatória para a separação prática de uma mistura de

cicloexano e tolueno.

            A eficiência de uma coluna depende tanto da altura quanto do enchimento e de sua

construção interna. Sua eficiência é frequentemente expressa em termos de altura equivalente

por prato teórico (HEPT), que pode ser obtida, dividindo-se a altura do enchimento da coluna

pelo número de pratos teóricos.

            O fracionamento ideal fornece uma série de frações definidas e rigorosas, cada uma

destilando a uma temperatura definida. Depois de cada fração ter sido destilada, a temperatura

aumenta rapidamente e nenhum líquido é destilado como uma fração intermediária. Se a

temperatura for colocada em gráfico contra o volume do destilado em tal fracionamento ideal,

o gráfico obtido será uma série de linhas horizontais e verticais semelhantes a uma escada.

Uma certa quebra na inclinação revela a presença de uma fração intermediária e a sua

quantidade pode ser usada como um critério qualitativo do rendimento de diferentes colunas.

            Dessa forma, o objetivo principal das colunas de fracionamento eficientes é reduzir a

proporção das frações intermediárias a um mínimo. Os fatores mais importantes que

influenciam a separação de misturas em frações bem delineadas são: isolamento térmico,

razão de refluxo, enchimento e tempo de destilação.

2. OBJETIVOS

Entender o funcionamento de um sistema de destilação simples;

Obter álcool utilizando um processo de destilação simples;

Calcular os tipos de variações que ocorrem no sistema de destilação simples;

Ser capaz de definir os tipos de destilação através das pesquisas para formação da

introdução teórica;

3. MATERIAIS UTILIZADOS

Reagentes

Água;

Vinho;

Vidrarias

Proveta;

Manta aquecedora;

Termômetro;

Suporte universal com garras e nozes;

Balão de saída lateral;

Condensador de tubo reto;

Alonga.

Outros

Pedras de porcelana porosa

4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Observou-se inicialmente o sistema de destilação simples já montado na bancada e

preparado para o início da prática. Após algumas explicações deu-se início a parte prática.

A substância usada a ser destilada para demonstração foi o vinho, onde dentro de um

balão de saída lateral adicionado com algumas pedras de porcelana porosa, aqueceu-se e

através do processo de destilação simples fez-se a separação, obtendo o destilado

(aguardente).

Anotou-se os resultados e deu-se o fim da prática.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Ao dar início a prática, aprendemos um pouco sobre cada tipo de destilação e suas

aplicações, uma vez que houve uma leitura e explanação acerca de cada tipo.

Iniciando a parte prática foi-nos apresentado um sistema de destilação simples onde

conhecemos os nomes de cada componente e sua função no sistema. Ao começo do processo

de destilação foi avisado que deveria adicionar pedaços de porcelana porosa ao balão

contendo o líquido a ser destilado, para quando o sistema alcançar a temperatura adequada

não ocorra uma ebulição de maneira tumultuosa e incontrolável, pois o controle de

temperaturas garante uma boa destilação.

O líquido é aquecido por uma manta aquecedora que fornece o calor necessário para

que ocorra a destilação de maneira adequada. O balão com saída lateral é o ponto onde ocorre

a reação e quando o ponto de ebulição da substância que se quer destilar é alcançado, ocorre a

formação de vapores que serão resfriados no condensador, onde o mesmo contem uma

serpentina na qual é envolta por águas que estão em constantes movimentos, fazendo com

que os gases se resfriem e retornem ao estado líquido em outro reservatório (no caso a

proveta).

O processo de destilação depende do ponto de ebulição da substância que se quer

destilar, sendo que nesta prática usou-se o vinho como exemplo de substância a ser destilada e

o produto requerido era o álcool, onde se sabe que seu ponto de ebulição é 78,4ºC.

Passado algum tempo, observou-se que devia diminuir e aumentar a temperatura

quando necessário para que a destilação ocorresse como o esperado.

Ao final da prática obteve-se 5 mL do destilado, que foi denominado de aguardente

por não ser totalmente puro e conter traços de água. As variações de temperatura em função

do volume obtido pode ser melhor explicado na tabela a seguir:

TEMPO DECORRIDO (minutos) TEMPERATURA (ºC) VOLUME DO DESTILADO (mL)

5 min. Menor que 30 ºC 0

10 min. 30ºC 0

15 min. 55 ºC 0

20 min. Menor que 75ºC 1 gota

21 min. 60ºC 2mL

22 min. 77ºC 2mL

25 min. 81ºC 3mL

26 min. 85ºC 4mL

26 min. 75ºC Maior que 4mL

34 min. 81ºC 5mL

Podemos observar diante disso que a porcentagem do álcool na amostra de vinho

(150 mL) utilizada, teoricamente, aplicando cálculos matemáticos, seria:

1000 mL (vinho) 7,5% (teor alcoólico)

150 mL (vinho) x%

1000x = 150 x 7,5

x = 1,12%

Logo, a porcentagem de destilado a ser obtido seria de 1,12% do total utilizado, que

em mL corresponderia a: 11,25mL.

1000 mL (vinho) 75 mL (álcool)

150 mL (vinho – amostra) x mL

x = 11250 = 11,25mL (valor teórico total a ser coletado destilando toda amostra de 150mL)

1000

Como o processo de destilação analisado durou cerca de 34 minutos, o obtido foi

5mL. Caso destilasse-mos toda a amostra (150 mL de vinho que contém 11,25 mL de álcool )

a obtenção total do destilado, levaria um tempo que teoricamente seria:

34min. (tempo do exp. analisado) 5 mL (vol. obtido do destilado)

x min. 11,25 mL (valor total a ser obtido teoricamente)

x = 382,5 = 76,5 minutos que corresponde a: 1hora16min50seg.

5

Esses cálculos são teóricos, pois a quantidade real obtida do destilado foi 5 mL e

com base no tempo e volume obtido, pode-se chegar a estas conclusões.

7. CONCLUSÕES

Concluímos que essa prática foi de grande importância, pois nos trouxe

conhecimento para melhor compreensão dos processos de separação de substâncias de

diferentes pontos de ebulição, onde os vários tipos de métodos de destilações são usados para

determinados fins em laboratórios ou indústrias.

Essa prática contribui para o entendimento do que é ponto de ebulição de

substâncias e como devemos proceder para alcançá-la de maneira estável e não tumultuosa.

Aprendemos também o funcionamento passo a passo do sistema de destilação

simples, e informações valiosas sobre outros tipos e métodos de destilação (a vácuo,

fracionada e por arraste de vapor.)

Essa prática contribuiu bastante para a evolução do nosso aprendizado.

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.quiprocura.net/

GUIMARAES, P.I.C; COSTA, M. A.; DIAS, A.G. Guia prático de Química Orgânica. V1: técnicas e procedimentos: aprendendo a fazer. Rio de Janeiro: Interciência, 2004.