Destilação simples e destilação fracionada

A destilação é um processo de separação de misturas homogêneas (soluções), como as obtidas por mistura de sólidos e líquidos (sal e água ou açúcar e água), ou líquidos e líquidos (água e álcool ou petróleo).

O processo de destilação é amplamente utilizado em vários setores industriais, pela facilidade envolvida e também pela eficiência do processo. A indústria de bebidas alcoólicas utiliza a destilação para obter bebidas de elevado teor alcoólico, a partir de bebidas doces fermentadas. As bebidas, tais como cachaça, vodka e whisky, são obtidas pela extração do excesso de água e concentração do teor alcoólico, até o ponto desejado (normalmente próximo a 40%).

O caldo da cana de açúcar fermentado que é usado para obter cachaça também pode ser utilizado para obter álcool etílico (etanol), que é empregado como combustível. Neste caso, o teor alcoólico é superior a 90%, ou seja, todas as impurezas e quase toda a água é eliminada da mistura.

A indústria petroquímica também utiliza esse método físico de separação de misturas para obter produtos diferentes a partir do petróleo. No entanto, o processo de destilação do petróleo e o utilizado para obter etanol são diferentes do que o utilizado para separar água e sal, por exemplo. Existe diferença, pois as misturas de líquido + líquido, ou líquido + gás são mais difíceis de separar do que uma mistura de líquido + sólido, pelo simples fato das temperaturas de ebulição de dois líquidos serem mais próximas do que as temperaturas de ebulição de um líquido e um sólido. Dessa forma, foram desenvolvidos dois diferentes métodos de destilação, a destilação simples e a destilação fracionada.

Destilação Simples

A destilação simples é um método comumente utilizado para separa misturas homogêneas de líquido + sólido, mas também pode ser utilizado para separar misturas homogêneas entre dois ou mais líquidos com temperaturas de ebulição bastante distantes.

No processo de destilação simples, a mistura a ser separada é aquecida. Inicialmente, a substância mais volátil irá se vaporizar, separando-se da mistura. Esse vapor formado é então resfriado, para voltar a ser líquido e poder ser recolhido. Então, pode-se afirmar que a substância mais volátil é a que se destila primeiro.

Em um laboratório, podemos utilizar a montagem exibida a seguir para realizar a destilação simples de uma mistura sólido + líquido.

De acordo com a imagem anterior, a mistura será aquecida pela chapa de aquecedora até entrar em ebulição. Os vapores formados no balão de destilação passarão pelo condensador reto, que terá água fria em movimento constante, condensando-se e escorrendo para o erlenmeyer. A parte sólida ou não volátil da mistura ficará no balão, pois a temperatura atingida não é suficiente para provocar a sua vaporização. É importante destacar que o processo de separação deve ser totalmente acompanhado, para identificar o momento certo de parar o aquecimento ou para resolver algum problema que possa ocorrer durante o processo.

Destilação fracionada

A destilação fracionada é um método comum utilizado para separar misturas homogêneas de liquido + líquido (como água e álcool etílico), ou até mesmo líquido + gás (como é o caso do petróleo, mistura de vários líquidos e gases).

No processo de destilação fracionada, as substâncias serão separadas através de suas temperaturas de ebulição, mesmo que eles sejam relativamente próximos (nesse caso, será necessária a utilização de uma coluna de destilação fracionada grande e com várias saídas, como são as colunas (torres) de destilação do petróleo).

Em um laboratório, para realizar destilação fracionada de uma mistura, pode-se utilizar uma montagem similar à exibida a seguir.

Durante o processo de separação, a mistura é aquecida e a substância com menor temperatura de ebulição (substância mais volátil) será separada. Observando a variação de temperatura, pode-se perceber que a substância volátil já foi totalmente separada (é importante saber que enquanto uma substância estiver sendo separada, a temperatura identificada pelo termômetro será a mesma). Dessa forma, pode-se acompanhar a separação da segunda substância mais volátil da mistura, ou seja, a substância restante com menor temperatura de ebulição. Também acompanhando a variação de temperatura, pode-se afirmar quando a segunda substância foi totalmente separada. Caso a mistura possua outras substâncias que necessitam ser separadas, o mesmo procedimento deverá ser adotado.

Na destilação fracionada, utilizando uma coluna de fracionamento como a da figura acima, é necessário levar alguns fatores em consideração. Nesta aparelhagem só há um caminho para o vapor seguir, então quando ele é formado no balão volumétrico, ele seguirá pelo condensador reto, condensando, ou seja, transformando em líquido que é recolhido no erlenmeyer.

No momento da destilação é necessário observar e anotar a temperatura do sistema de tempo em tempo, isso é necessário para saber em qual momento o vapor está sendo formado em sua temperatura de ebulição. No momento da ebulição, a temperatura ficará constante até que aquele líquido todo passe para o estado gasoso, após este ponto, a temperatura voltará a aumentar até atingir a segunda temperatura de ebulição, onde o segundo líquido passará para o estado gasoso, e assim sucessivamente, até o último componente líquido da mistura passar para o estado gasoso.

A destilação do petróleo possui o mesmo princípio descrito aqui, no entanto há a diferença do tamanho da coluna de fracionamento, que atinge dezenas de metros de comprimento.

Para saber mais:

Métodos de separação de misturas
Destilação fracionada do Petróleo (vídeo)

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  1. […] da água e a separação do sal sólido. Esse método de separação pode ser conhecido como destilação simples, caso a água também seja […]

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