A destilação é o processo de separar dois ou mais líquidos com base em diferenças em seus pontos de ebulição. Quando os pontos de ebulição dos líquidos são muito semelhantes, a separação por destilação normal torna-se ineficaz ou impossível. A destilação fracionada é um processo de destilação modificado que permite a separação de líquidos com pontos de ebulição semelhantes.
Pontos de ebulição
O ponto de ebulição de um líquido é a temperatura na qual ele se transforma em vapor. Os líquidos mantêm seu ponto de ebulição característico mesmo quando misturados a outros líquidos. Isso representa o princípio subjacente da destilação - que os líquidos podem ser separados convertendo-se o líquido com o ponto de ebulição mais baixo em vapor, convertendo-se então esse vapor de volta ao estado líquido depois de transferido para um recipiente separado.
No processo de destilação, a mistura líquida é colocada em um balão fervente, que é conectado a uma coluna de resfriamento chamada condensador, cuja extremidade oposta é conectada a um balão receptor. O condensador fica na horizontal com um ligeiro declive para baixo, de modo que o vapor que chega ao condensador e seja convertido de volta ao líquido pode ser coletado no frasco receptor. O departamento de química da Wake Forest College fornece um diagrama da configuração. No final da destilação, o líquido de menor ponto de ebulição termina no balão receptor (e é chamado de “destilado”) e o líquido de maior ebulição permanece no balão fervente.
Destilação fracionária
Uma configuração de destilação fracionada inclui uma coluna adicional que fica verticalmente no topo do balão de ebulição e à qual o condensador está conectado. Sua finalidade é aumentar a distância que o vapor deve percorrer para alcançar o condensador. As colunas são tipicamente embaladas com contas de vidro ou peças de cerâmica para aumentar a área de superfície com que o vapor deve entrar em contato quando transporta para o condensador.
Durante a destilação normal, uma quantidade substancial do líquido de maior ponto de ebulição também vai vaporizar e transportar para o frasco de coleta, tornando-se essencialmente uma impureza no produto destilado. Isto é especialmente problemático quando os líquidos separados têm pontos de ebulição semelhantes. Quanto mais área superficial o líquido de maior ebulição entrar em contato ao longo do caminho, mais provável será condensar de volta a um líquido e retornar ao balão de ebulição. Destilação fracionada usa essa área de superfície aumentada para melhorar a eficiência da destilação.
Usos
As duas principais aplicações da destilação fracionada são o refino de petróleo bruto e a fabricação de destilados (bebidas alcoólicas)
O petróleo bruto contém vários produtos químicos diferentes, muitos dos quais têm pontos de ebulição semelhantes. As refinarias separam esses produtos químicos pelo ponto de ebulição em vários produtos. As frações de baixo ponto de ebulição tornam-se gás de petróleo ou gasolina, as frações de ponto de ebulição tornam-se óleo combustível, diesel ou querosene, e as frações de maior ponto de ebulição tornam-se parafina ou asfalto.
A fermentação de açúcares em álcool pára quando o teor de álcool se aproxima de 13 por cento, porque a levedura não pode sobreviver com maiores concentrações de álcool. Os pontos de ebulição do álcool (78,5 graus Celsius) e da água (100 graus Celsius) são semelhantes o suficiente para que as destilarias usem destilação fracionada para concentrar o álcool em cerca de 50% (o que é chamado de “espíritos”).
Curiosidade:
O processo de destilação em uma refinaria de petróleo consome 2 barris de petróleo em energia para cada 100 barris de óleo refinado.
