Correção do ponto de ebulição - Cempeqc

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
Instituto de Química
ARARAQUARA / SP
(8) Isolamento e Purificação
do Limoneno
II
Discentes: Grupo XIX
Andrezza Fernandes Chagas
Júlia Pinto Piccoli
Profº. Dr. José Eduardo de Oliveira
Profª. Dr. Juliana Rodrigues
Prof. Dr. Leonardo Pezza
Introdução
Fórmula Molecular: C10H16
Classe:
Monoterpeno
Nome Sistemático (IUPAC):1-metil-4-isopropenilcilohex-1-eno
Descrição
Hidrocarboneto natural, cíclico e insaturado
Líquido, límpido, incolor e oleoso
Maior constituinte de muitos óleos essenciais
Principal componente volátil existente na casca da laranja e do
limão
Produz-se pela extracção de frutos como laranjas e limões
Prática: Purificação do Limoneno
Conhecimentos Teóricos:
Destilação ( destilação fracionada e sua eficiência)
 Correção do Ponto de Ebulição
Cálculo de Rendimento
Destilação

Separação de líquidos de suas eventuais misturas, por passagem ao
estado de vapor e posterior condensação com retorno ao estado líquido,
com auxílio de calor e/ou por redução de pressão.

Tipos de destilação: destilação simples, destilação fracionada,
destilação a pressão reduzida e destilação com arraste de vapor
Destilação Fracionada
Série de micro destilações simples sucessivas
Separação de líquidos miscíveis entre si, mesmo
que apresentem pressões de vapor ou pontos de
ebulição próximos
Coluna de destilação fracionada proporciona uma
grande superfície para o intercâmbio de calor, nas
condições de equilíbrio, entre o vapor ascendente e
o condensado descendente
Destilação Fracionada
A coluna de fracionamento
Tubo longo, adaptado pela extremidade inferior ao balão,
contendo, na extremidade superior, um tubo de desprendimento lateral
que deverá ser ajustado ao condensador.
Termômetro(abertura superior)
Internamente ao tubo longo,
colocam-se pequenos cilindros de vidro ou porcelana,
dispostos irregularmente.
Pela extremidade conectada ao condensador, somente saem vapores
do líquido mais volátil, regressando ao balão, por refluxo, para
redestilação, a mistura de vapores dos componentes do líquido inicial.
Os compostos orgânicos, quimicamente puros, apresentam pontos
de ebulição distintos e definidos, daí o uso generalizado da destilação,
não somente para separá-los de misturas, como para purificá-los e
caracterizá-los
Tipos de colunas de fracionamento
Coluna de Vigreux
Coluna de Dufton
Coluna de Hempel
Fundamentos da Técnica
Interesse pela composição do vapor e pela composição do líquido
Combinação dos gráficos da composição do líquido e do vapor em um
diagrama.
Lei de Raoult
“Pressão de vapor individual ou pressão parcial de cada
componente (Pi) é:
Pi = (Pi)puro. Xi
Onde (Pi)puro ou Pi* é a pressão de vapor do componente puro e Xi
é a fração molar do componente na solução
Lei de Dalton
“A pressão total (Ptotal) é igual a soma das pressões
parciais dos componentes".
Ptotal = Pa + Pb
Onde Ptotal é a pressão total do sistema e Pa e Pb são as pressões
parciais dos componentes a e b respectivamente
A composição das leis de Dalton e Raoult revela que, para uma
mistura ideal, o componente mais volátil tem maior fração molar na
fase vapor do que na fase líquida em qualquer temperatura.
Ponto de ebulição da mistura: temperatura na qual a soma das pressões
parciais dos componentes é igual à pressão atmosférica.
Resultado = Ebulição
A destilação fracionada de azeótropos
Desvio no digrama de fase em termos de temperatura – composição de uma
solução ideal.
Essas misturas não são completamente separadas em seus constituintes em
destilação fracionada
 O ponto de ebulição de um azeótropo nunca está entre os pontos de
ebulição dos constituintes, mas ou é maior do que o ponto de ebulição do
componente menos volátil (azeótropos de ponto de ebulição máximo) ou
menor do que o ponto de ebulição do mais volátil (azeótropos de ponto de
ebulição mínimo)
Azeótropo de máximo
Quando se destila a solução a, a composição do Líquido residual tende
para b e se estabiliza nesta composição.
Azeótropo de mínimo
Quando se fraciona por destilação a solução inicial
a, o vapor em equilíbrio com o líquido, na coluna de fracionamento, desloca-se para
a composição b e nela se estabiliza.
Correção do ponto de ebulição
Quando a pressão aplicada é menor que uma atmosfera, o vapor de pressão
necessário para a ebulição também é menor, e o líquido entra em ebulição numa
temperatura menor.
 Correção para líquidos não associados:
T =0,00012 (760-p).(t+273)
 Correção para líquidos associados:
T =0,00010 (760-p).(t+273)
t760= T + t
T - correção da temperatura
t - temperatura observada no laboratório
p - pressão observada no laboratório
t760 - temperatura de ebulição a 760 mmHg
(ponto de ebulição normal)
Cálculo de rendimento
O limoneno está presente em 90% no óleo de laranja (objeto da
prática), assim 90% da massa pesada do óleo corresponderá aos 100% da
massa de limoneno. A massa final (após a destilação) corresponderá,
portanto, ao rendimento.
Exemplo
A cada 25,206g de óleo, contem 22,7g de limoneno, então
23g ---100%
Mresultante---Rendimento%
Por volume: 90% 30mL = 27mL
27mL---100%V
VmL---Rendimento%
d = m/v
0,8402 = m / 30
M = 25,206g
Construção do Gráfico
Ponto de ebulição X Volume de destilado
Construção do Gráfico
Ponto de ebulição X Volume de destilado
Explicação do gráfico
Fração 1: um componente (n-hexano); tem temperatura de ebulição por
volta de 69ºC (menor que a do limoneno)
Fração 2: mistura
Fração 3: um componente (limoneno); temperatura de ebulição por volta de
175°C
Eficiência de uma destilação fracionada
 Um tipo de medida da eficiência de uma destilação é feita através dos
pratos teóricos.
 Um prato teórico é equivalente a uma destilação simples, assim quanto
menor a diferença entre os pontos de ebulição das substâncias a serem
separadas, mais pratos teóricos são necessários para separá-las.
O número de pratos teóricos é o número de estágios necessários para atingir certo grau
de separação dos componentes da solução original. O sistema em (a)
Apresenta 3 pratos teóricos e em (b) Cinco.
Pratos teóricos necessários para a
separação
de dois líquidos
Tabela de Constantes Físicas
Características dos Reagentes
Fluxograma
Bibliografia
file:///F:/Organica/labjeduardo.iq.unesp.br
Doyle, Michael P. , Experimental organic chemistry /Michael P. Doyle, William
S. Mungal.- New York : John Wiley, c1980
Atkins P. W. “Físico –Química “V.1, 6ªedição, editora LTC, Rio de Janeiro,1999.