Processos de Fracionamento de Misturas Homogêneas

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

Uma mistura homogênea, também chamada de solução, é aquela que apresenta uma única fase, ou seja, o soluto não é visível a olho nu. As misturas homogêneas podem ter seus constituintes separados principalmente por meio dos processos abaixo:

Destilação Simples

Representa o processo de fracionamento de soluções mais comum nos laboratórios e nas indústrias químicas, onde muitas vezes é utilizado na purificação de líquidos. É empregado, sobretudo, quando parte-se de uma mistura na qual um de seus constituintes é um sólido dissolvido. Baseia-se na acentuada diferença entre os pontos de ebulição (PE) entre os mesmos; o de menor PE destilará (passará à fase de vapor) primeiro.

Dois fenômenos de natureza física são observados no processo de destilação, o primeiro é a evaporação, onde a solução recebe energia térmica que será convertida na evaporação do componente de menor PE. O segundo é a condensação, quando este componente vaporizado entrará em contato com uma superfície resfriada, retornando à fase líquida.

O esquema de uma destilação simples é mostrado abaixo:

Na figura acima são mostrados os instrumentos laboratoriais necessários ao processo. A mistura poderá ser, por exemplo, uma solução de cloreto de sódio (NaCl) e água, na qual o primeiro (soluto) ficará retido no balão, e o segundo (solvente) será recolhido no erlenmeyer.

Destilação Fracionada

Quando a mistura homogênea for formada por dois líquidos, cujos pontos de ebulição se aproximam mais do que no caso anterior, torna-se então necessário um processo de destilação fracionada. Esse processo é utilizado na indústria no refino do petróleo, onde alguns de seus componentes apresentam pontos de ebulição próximos; o processo é representado abaixo:

Animação: http://www2.fc.unesp.br/lvq/animations.htm

A diferença fundamental entre a instrumentação de uma destilação simples e de uma destilação fracionada é o uso no segundo processo de uma coluna de fracionamento, a qual possui a função de aumentar a eficiência do condensador, dificultando que os líquidos se misturem na saída deste.

Destilação por Arraste de Vapor

Esse processo baseia-se na extração de substâncias que se decompõem em temperaturas próximas ao seu ponto de ebulição, e que não são solúveis em água nem em seus vapores. A relativa facilidade de decomposição das substâncias impede a utilização dos processos de destilação simples e fracionada, tornando-se necessário seu “arraste” por meio da água vaporizada. O processo, representado abaixo, é muito comum na indústria fitoterápica, em extrações de constituintes de plantas das mais diversas naturezas.

Ilustração: http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/cheiros-milenares-500064.shtml

Observa-se na figura acima que a instrumentação exigida no processo de arraste de vapor é mais detalhada, sendo também necessárias duas fontes de aquecimento ao invés de apenas uma, conforme os processos anteriores. No arraste de vapor deve-se ter o cuidado para que a segunda fonte de aquecimento não degrade os constituintes a seres extraídos, mas também não condense a entrada de vapor de água.

Referências:
SARDELLA, Antônio; MATEUS, Edegar; Curso de Química: química geral, Ed. Ática, São Paulo/SP – 1995.
MAHAN, Bruce M.; MYERS, Rollie J.; Química: um curso universitário, Ed. Edgard Blucher LTDA, São Paulo/SP – 2002

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