Destilação fracionada

O que é a destilação fracionada?

A destilação fracionada é um dos tipos de destilação, sendo um método de separação de misturas homogêneas formadas por líquidos miscíveis. O fracionamento ocorre devido aos diferentes pontos de ebulição de cada um dos componentes. 

Nesse processo, o líquido de menor temperatura de ebulição é destilado primeiro. No entanto, é necessário que os líquidos não apresentem pontos de ebulição próximos ou que a mistura não seja azeotrópica (mesma temperatura de ebulição em toda a extensão da mistura). 

Como montar o sistema de destilação fracionada?

A montagem do sistema desse tipo de destilação é muito semelhante à montagem do sistema de destilação simples. A diferença está na presença de uma coluna de fracionamento. Os equipamentos utilizados são mostrados a seguir:

•  Bico de Bunsen ou chapa de aquecimento: utilizado para fornecer calor ao sistema e assim, aquecer a solução;
•  Balão de destilação (fundo redondo): recipiente onde a mistura homogênea formada por líquidos é adicionada;
• Coluna de fracionamento: coluna de vidro que apresenta “obstáculos” para a passagem dos vapores de líquidos formados;
• Termômetro: equipamento utilizado para controlar a temperatura da solução;
• Condensador: utensílio responsável por provocar a condensação do vapor do líquido;
•  Frasco coletor: diferentes vidrarias, como o erlenmeyer ou um béquer, que apresenta a função de recolher o líquido destilado. 

O sistema também apresenta equipamentos acessórios utilizados na montagem, como, por exemplo:

• Suporte universal: tem como função prender a garra do sistema;
• Garra: é responsável por manter o balão de destilação, a coluna de fracionamento e o condensador suspensos e ligados ao sistema;
• Tela de amianto: localiza-se entre a chama do bico de Bunsen e o balão de fundo redondo para que a chama não incida diretamente sobre a vidraria;
• Torneira de água e mangueira de látex: insere água resfriada na parte externa do condensador (a água entra resfriada na entrada e sai aquecida na saída do condensador);
• Conector: usado para interligar duas vidrarias do sistema, como o balão e o condensador, por exemplo;
• Rolha: se necessário, veda-se o balão com a rolha, permitindo apenas o encaixe do termômetro.

Como é o processo de destilação fracionada?

O processo de destilação fracionada ocorre como mostrado pelo passo-a-passo a seguir:

1. Para iniciar o processo de destilação, o primeiro passo é a montagem do sistema;
2. Em seguida, adiciona-se a mistura ao balão de destilação;
3. O terceiro passo consiste no aquecimento da mistura que provoca a vaporização dos componentes da mistura;
4. Esses vapores seguem para a coluna de fracionamento onde disputam pelo espaço, uma vez que há a presença de “obstáculos” na coluna. Nessa etapa, só o vapor com a menor densidade conseguirá atravessar;
5. Com a passagem do líquido menos denso, sua trajetória segue para o condensador, onde condensa devido a água resfriada;
6. A etapa final consiste em recolher o líquido no frasco coletor.

Tipos de colunas de fracionamento 

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.

Existem diferentes tipos de colunas de fracionamento como por exemplo: Vigreux, Dufton e Hempel.

Vigreux

Esse tipo de coluna apresenta inclinações para baixo em um ângulo de 45^oC localizados em pares opostos em seu interior. 

A inclinação posicionada para dentro da coluna proporciona o equilíbrio entre o vapor e o líquido. A utilização desse tipo de coluna permite uma destilação rápida, mas não apresenta um elevado grau de eficiência.

Dufton

Essa coluna é vedada por metal e apresenta em seu interior vidro em forma de gotas ou seções. 

Essa disposição é favorável por não reagir com compostos orgânicos.

Hempel

Nesse tipo de coluna além do tubo ser vedado com metal, o seu interior é composto por aço inoxidável.

Exemplos de destilação fracionada

A destilação fracionada é utilizada em diversos setores industriais como: no craqueamento do petróleo e na obtenção de bebidas destiladas.

Craqueamento do petróleo

O petróleo é formado por diferentes hidrocarbonetos e compostos inorgânicos que formam uma mistura homogênea. Sua destilação fracionada permite a obtenção de diversos componentes comercializáveis como a gasolina, o diesel, o butano e o propano.

A destilação é realizada por meio da diferença na temperatura de ebulição dos componentes do petróleo. O propano e o butano, por exemplo, apresentam menor ponto de ebulição e por isso, são destilados primeiro. 

Nesse processo, a coluna de fracionamento característica é em forma de torre e cada fração do petróleo é retirada em uma “altura” da coluna, uma vez que, conforme sua ebulição, volatilizam e sobem a uma determinada altura da torre, onde em seguida, são condensadas. 

Obtenção de bebidas destiladas

As bebidas destiladas como por exemplo: a cachaça, o rum e a vodka são obtidas por meio do processo de destilação fracionada.

Elas são obtidas por meio da condensação dos vapores de álcool após o aquecimento do mosto fermentado. 

O que ocorre é que durante o processo de fabricação dessas bebidas alcoólicas há a formação de um mosto fermentado. Ao aquecer esse mosto, como a temperatura de ebulição do álcool presente neste composto é menor que o ponto de ebulição da água, ocorre sua evaporação.

Qual é a diferença entre a destilação simples e a fracionada?

As diferenças existentes entre a destilação simples e a fracionada consistem em dois aspectos: a da natureza da mistura e a relacionada ao sistema de destilação.

A destilação simples ocorre em misturas homogêneas de sólidos e líquidos, enquanto a fracionada é para soluções homogêneas formadas por líquidos miscíveis. Devido a essa diferença no estado físico dos componentes, na destilação fracionada necessita-se de uma coluna de fracionamento que não se faz necessária na destilação simples.