É possível obter etanol anidro (
por destilação fracionada? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta se dá para obter etanol 100 % (anáidro) só por destilação fracionada. Isso cai na matéria de Química Física, mais precisamente em destilação de misturas e azeótropos. Para resolver vamos precisar entender:
- o que é destilação fracionada;
- o conceito de equilíbrio líquido-vapor e a lei de Raoult;
- o que é um azeótropo e como ele limita a pureza alcançável.
Passo 2
Antes de tudo, destilação fracionada é um processo que separa líquidos com pontos de ebulição diferentes, usando uma coluna de fracionamento para criar vários equilíbrios líquido-vapor em série. Cada platô na coluna age como se fosse uma mini-destilação. Se um componente tem ponto de ebulição bem diferente do outro, a gente consegue praticamente separá-los. No nosso caso, etanol e água têm pontos de ebulição relativamente próximos (etanol a 78,3 °C e água a 100 °C), mas ainda assim dá para concentrar bastante o etanol até certo ponto.
Passo 3
Para ver como a composição do vapor se relaciona com a do líquido, usamos a lei de Raoult (válida em soluções “ideais”):
onde
•
•
•
A pressão total é
Passo 4
Esse desvio negativo faz surgir um mínimo de pressão de vapor a uma certa composição: o famoso azeótropo. No diagrama de composição versus temperatura (ou pressão) para etanol-água aparece um ponto de ebulição mais baixo que o de ambos os líquidos puros, e que corresponde a cerca de 95,6 % de etanol e 4,4 % de água em pressão atmosférica. Nesse ponto, líquido e vapor têm exatamente a mesma composição.
Passo 5
Como a destilação fracionada só repete equilíbrios líquido-vapor até esgotar a diferença de pontos de ebulição, ela não consegue ultrapassar o azeótropo. Quando sua corrente de vapor atinge ~95,6 % de etanol, não há mais diferença entre vapor e líquido, e não dá pra enriquecer além disso.
Passo 6
Para chegar a etanol anidro (100 %) é preciso “quebrar” o azeótropo. Isso se faz usando métodos extras, por exemplo:
– peneiras moleculares (tamizes que adsorvem água);
– destilação azeotrópica com um entrainer (como benzeno ou tolueno);
– secagem química (com CaO, Mg(ClO₄)₂ etc.).
– peneiras moleculares (tamizes que adsorvem água);
– destilação azeotrópica com um entrainer (como benzeno ou tolueno);
– secagem química (com CaO, Mg(ClO₄)₂ etc.).
Resposta
Não dá para chegar em etanol 100 % só com destilação fracionada comum, porque a mistura etanol-água forma um azeótropo em ~95,6 % de etanol que impede que se ultrapasse essa pureza.