Destilação fracionada do ar

Habilidades: - Reconhecer o ar atmosférico como formado por uma mistura de gases. - Optar pelo processo de destilação fracionada para separar substâncias com temperaturas de ebulição próximas.

Destilação fracionada é um método usado para separação de misturas homogêneas (conjunto de substâncias solúveis entre si). Exemplos de misturas homogêneas: petróleo, mistura de água e sal, água com álcool, líquidos miscíveis com pontos de fusão diferenciados, entre outras. 

Todas estas misturas citadas podem ter seus componentes isolados através da Destilação fracionada, assim como o ar que respiramos. O ar atmosférico é uma mistura de vários gases, estes podem ser obtidos a partir de uma coluna de fracionamento que você passa a conhecer agora. 

A obtenção dos principais componentes do ar constitui um método industrial, vejamos como este processo é possível: 

- Primeiramente o ar seco é convertido em ar líquido através do resfriamento a - 200 °C; 

- O ar liquefeito é então transferido para a coluna de fracionamento; 

- Na coluna existem compartimentos com diferentes temperaturas onde cada componente é fracionado de acordo com sua T. E (temperatura de ebulição). Os produtos resultantes do processo são: 

Oxigênio líquido (O2) T.E. = 183 °C 

Gás Argônio (Ar) T.E. = 186 °C 

Gás nitrogênio (N2) T.E. = 196 °C 

Utilização: 

O Nitrogênio é usado na obtenção de fertilizantes e é componente da amônia (NH3), o Argônio é o gás presente no filamento das lâmpadas fluorescentes e o Oxigênio preenche os balões de respiração artificial. 

O método permite obter os três produtos, mas, como sabemos, o ar seco é constituído ainda por dióxido de carbono (CO2), ozônio (O3) e outros gases nobres: Neônio (Ne), Hélio (He), Criptônio (Kr), Xenônio (Xe), Radônio (Rn). 

Fonte:

SP Faz Escola - Ciências da Natureza - 3ª Série - Ensino Médio

https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/destilacao-fracionada-ar.htm

https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/01/Caderno-do-Professor-%E2%80%93-Ensino-M%C3%A9dio-3a-serie-Ci%C3%AAncias-da-Natureza-1o-sem.pdf

Destilação Fracionada

Habilidade: Optar pelo processo de destilação fracionada para separar substâncias com temperaturas de ebulição próximas.

A destilação, de uma forma geral, é um dos métodos mais utilizados para separar os componentes de misturas homogêneas que apresentam líquido com sólido ou apenas líquidos em sua composição.  

A chamada destilação fracionada é utilizada exclusivamente para separar os componentes de uma mistura que apresente dois ou mais líquidos em sua constituição, como uma mistura de água e acetona. É importante que os líquidos que compõem a mistura não apresentem pontos de ebulição muito próximos ou ainda que a mistura não seja azeotrópica (mistura homogênea formada apenas por líquidos que apresenta ponto de ebulição constante). 

Nesses dois casos, são necessários métodos químicos para que a separação seja realizada.  

Os equipamentos utilizados em uma destilação fracionada são praticamente os mesmos de uma destilação simples, com o acréscimo de um equipamento chamado de coluna de fracionamento. 

Como funciona

O funcionamento de uma destilação fracionada baseia-se na diferença de ponto de ebulição entre os líquidos que formam a mistura. Vamos utilizar o exemplo da água (ponto de ebulição igual a 100 ºC) e acetona (ponto de ebulição igual a 58 ºC) para entendermos como esse processo funciona.

Inicialmente adicionamos a mistura no balão de vidro. Em seguida, ligamos o bico de Bunsen ou a chapa de aquecimento para aquecer a mistura. A partir daí, os dois líquidos começam a transformar-se em vapor e deslocam-se em direção à coluna de fracionamento, onde competem por um mesmo espaço. 

Como a coluna de fracionamento é um obstáculo, por conter várias bolinhas e pouco espaço livre, apenas um dos vapores consegue atravessá-la. Atravessa a coluna de fracionamento apenas o vapor do líquido que apresentar o menor ponto de ebulição, já que, quanto menor o ponto de ebulição, menor é a densidade do vapor. 

Após atravessar a coluna de fracionamento, o vapor do líquido de menor ponto de ebulição entra no condensador e sofre o fenômeno da condensação, retornando para o estado líquido. Por fim, o líquido condensado é recolhido no frasco coletor. A imagem a seguir apresenta um esquema de destilação fracionada: 

Como no exemplo utilizado a acetona tem o menor ponto de ebulição, é ela que consegue atravessar a coluna de fracionamento, sendo condensada e recolhida no frasco coletor.  

Observação: Para evitar que o vapor de água também atravesse a coluna de fracionamento, é importante sempre ficar de olho no termômetro e não permitir que a temperatura de aquecimento ultrapasse o valor do menor ponto de ebulição.

Fonte:

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/destilacao-fracionada.htm