Qual a diferença entre a coluna de fracionamento e a densidade do vapor?

A destilação é uma técnica de separação usada para extrair uma mistura sólida em um líquido. É basicamente o processo de aquecer o líquido para formar vapores e, em seguida, condensar os vapores para retornar o líquido. O líquido obtido pela realização da condensação do vapor é denominado destilado. Líquidos miscíveis se misturam para formar uma solução, por exemplo, uma mistura de etanol e água. Líquidos imiscíveis não se misturam bem. Por exemplo, óleo e água. Os dois líquidos que são miscíveis um com o outro em todas as proporções podem ser denominados como uma mistura binária de líquido. Esta técnica é utilizada para a segregação de componentes de uma mistura de dois líquidos miscíveis com diferença suficiente nos pontos de ebulição (PB), que podem ser fervidos sem sofrer decomposição.

Por exemplo, a destilação é usada para a separação de substâncias não voláteis das voláteis ou remoção de sal da água para preparar água potável e purificação de medicamentos fabricados por meio do processo químico.

A destilação é preferível quando tanto o sólido como o líquido têm de ser extraídos da solução. Também conhecida como destilação simples, é baseada nas diferenças observadas nas volatilidades e correspondentes pressões de vapor observadas nos componentes de uma mistura. 

Destilação fraccionada

A destilação fracionada é usada para separar líquidos miscíveis que são voláteis por natureza. Os pontos de ebulição desses líquidos são próximos o suficiente. O aparelho de coluna de fracionamento é usado para simular a separação. Também conhecido como retificação, pois o vapor é parcialmente condensado e retornado na forma líquida. É basicamente um processo em que a vaporização de uma mistura líquida dá origem a uma mistura de constituintes, seguida da extração do componente necessário em sua forma pura.

No entanto, esta técnica só pode ser usada para separar líquidos miscíveis, que formam misturas azeotrópicas PURAS.

Coluna de Fracionamento

O aparelho usado neste processo é semelhante ao da destilação simples, exceto por uma coluna de fracionamento que é instalada entre o frasco de destilação e o condensador. Uma coluna de fracionamento simples é um tubo cheio de contas de vidro. As contas fornecem uma superfície para os vapores esfriarem e condensarem repetidamente.

Princípio

Na destilação da mistura líquida, a condensação parcial do vapor ocorre em uma coluna de fracionamento.

Na coluna, o vapor que avança do destilador entra em contato com o vapor de condensação que retorna ao destilador. Isso causa o enriquecimento do vapor com o componente mais volátil.

Por condensação e aquecimento constantes do vapor, um equilíbrio é alcançado entre o líquido e o vapor. Isso resulta na extração de um componente mais volátil da mistura.

Aplicações de destilação fracionada

A destilação fracionada pode ser usada para separar as misturas como:

  • Acetona e água
  • Clorofórmio e benzeno
  • Separação de gases do ar

Ampola de decantação

A técnica de separação de dois líquidos imiscíveis é feita por meio de um aparelho denominado funil de separação. É um tipo especial de funil que possui uma torneira na haste que permite ou interrompe o fluxo de um líquido. A separação de dois líquidos imiscíveis por um funil de separação depende das diferenças nas densidades dos líquidos que o compõem. O líquido mais pesado se deposita no fundo e o líquido mais leve permanece como uma camada superior.

Qual a diferença entre a coluna de fracionamento e a densidade do vapor?

Aplicações do funil de separação

  • Separando uma mistura de água e querosene
  • Separando uma mistura de gasolina e água
  • Óleo de amendoim ou óleo de mostarda da água
  • Mercúrio, dissulfeto de carbono, clorofórmio, benzeno da água

Principal do funil de separação

Um funil de separação é usado para a separação dos componentes de uma mistura entre duas fases líquidas imiscíveis. Uma fase é a fase aquosa e a outra fase é um solvente orgânico. Essa separação é baseada nas diferenças nas densidades dos líquidos. O líquido com mais densidade forma a camada inferior e o líquido com menos densidade forma a camada superior.

Como funciona o funil de separação

Quando despejamos a mistura em um funil de separação Então o líquido com a densidade mais baixa flutua no topo e quando a torneira é aberta, o líquido com uma densidade mais alta começa a fluir pelo funil de separação para o recipiente. A torneira é então fechada um pouco antes de o líquido de densidade mais baixa começar a fluir. O líquido com a densidade mais baixa restante no funil de separação pode então ser drenado para um recipiente diferente para separar os dois líquidos imiscíveis

Problemas de amostra

Questão 1. Como você pode separar dois líquidos com menos de 25 K de diferença de pontos de ebulição?

Responder:

Separar uma mistura de dois ou mais líquidos miscíveis para os quais a diferença nos pontos de ebulição é inferior a 25 K é destilação fracionada. 



Questão 2. Como você separará uma mistura de óleo e água?

Responder:

Para separar uma mistura de óleo e água, precisamos de um funil de separação, pois ambos são líquidos imiscíveis. Despeje a mistura no funil de separação e deixe o funil repousar por algum tempo. Assim, essa camada separada de óleo e água é formada. Abra a torneira do funil de separação e despeje a camada inferior de água com cuidado.

Pergunta 3. Podemos separar o álcool dissolvido na água usando um funil de separação? Em caso afirmativo, descreva o procedimento. Ou não, explique.

Responder:

Não, sendo miscíveis, eles não podem ser separados usando um funil de separação.

Questão 4. Diferença entre destilação simples e destilação fracionada?

Responder:

Destilação Simples Destilação fraccionada
A destilação simples é usada para separar a mistura de líquidos miscíveis com diferenças suficientemente grandes em seus pontos de ebulição. A destilação fracionada é usada quando a diferença no ponto de ebulição é bem menor.
Consiste em um aparelho simples com dois frascos e um condensador. Consiste em aparelhos mais complexos com coluna de fracionamento.
Exemplo: Para purificar a água do mar Exemplo: Refino de petróleo bruto

Questão 5. Diferença entre funil de separação e destilação fracionada?

Responder:

Ampola de decantação Destilação fraccionada
O funil de separação é usado para separar dois líquidos imiscíveis. A destilação fracionada é usada para separar dois líquidos miscíveis.
A destilação fracionada separa dois líquidos miscíveis com base em seu ponto de ebulição.  O funil de separação separa dois líquidos de densidade diferente.
Exemplo: água e álcool. Exemplo: óleo e água.

Questão 6. Diferencie entre líquidos miscíveis e imiscíveis. Dê um exemplo de cada um.

Responder:

Líquidos Miscíveis Líquidos Imiscíveis
Líquidos miscíveis são substâncias líquidas que podem se misturar em todas as proporções para formar uma solução homogênea Líquidos imiscíveis são líquidos incapazes de se misturar e atingir homogeneidade
Misture-se um com o outro em todas as proporções possíveis Líquidos imiscíveis não se misturam em todas as proporções
Dá uma solução límpida após a mistura Dá uma solução turva após a mistura
Líquidos com a mesma polaridade podem ser miscíveis Líquidos com polaridades diferentes são imiscíveis
Exemplo: água e etanol são miscíveis Exemplo: óleo e água são imiscíveis

Questão 7. Como o funil de separação é útil na extração de ferro de seu minério?

Responder:

O princípio por trás do funil de separação é que os líquidos imiscíveis se separam em camadas, dependendo de suas densidades. Na extração do minério de ferro, o veado mais leve é ​​removido da parte superior por esse método para deixar o ferro fundido na parte inferior em um forno.

O que é uma coluna de fracionamento?

Na coluna de fracionamento, acontece o mesmo fenômeno: sucessivas destilações são realizadas, e o vapor vai se enriquecendo com o componente mais volátil. Certos líquidos formam, em uma determinada composição, uma mistura com ponto de ebulição constante - não podem ser separados por destilação.

O que é coluna de destilação fracionada?

A coluna de fracionamento é utilizada para que ocorra a criação de diferentes regiões em que há equilíbrio entre líquido e vapor. Esse fato, favorece o enriquecimento do componente mais volátil da mistura e possibilita a sua passagem para o condensador.

Quando a coluna de fracionamento deve ser utilizada?

A coluna de fracionamento deve ser utilizada na realização da destilação fracionada para a separação de compostos com pontos de ebulição muito próximos.

Qual é a utilidade da coluna de destilação fracionada?

* Destilação fracionada: É usada para separar misturas de dois ou mais líquidos miscíveis entre si e que não são azeotrópicas, isto é, misturas de composição bem definida que possuem um ponto de ebulição constante como se fossem substâncias puras.