É possível separar o etanol da água por destilação simples? Explique.

Passo 1

Beleza! A questão é: “É possível separar o etanol da água por destilação simples? Explique.” Isso cai na matéria de separação de misturas por destilação. Para responder, você vai precisar entender:
  • O que é destilação simples;
  • Como funciona o ponto de ebulição de misturas;
  • O que são azeótropos (misturas que fervem a uma temperatura fixa e têm composição constante).

Passo 2

Vamos começar lembrando o que é destilação simples.
  1. Você esquenta a mistura líquida (etanol + água).
  2. O componente mais volátil (o que ferve primeiro) vira vapor.
  3. Esse vapor é resfriado e vira líquido de novo (destilado).
  4. Você coleta esse destilado esperando ter o etanol “puro”.
Em teoria, se etanol e água fossem um par de líquidos ideais sem interações especiais, a cada gota de destilado você ficaria mais rico em etanol, até chegar a 100% de pureza.

Passo 3

Mas esses dois são conhecidos por formar um azeótropo. Azeótropo é quando a mistura tem um ponto de ebulição mínimo (ou máximo) e a composição do vapor tem a mesma composição do líquido.
  • Ponto de ebulição do etanol puro: 78,3 °C
  • Ponto de ebulição da água pura: 100,0 °C
  • Ponto de ebulição do azeótropo etanol–água (~95,6 % v/v de etanol): ≈78,15 °C
Isso significa que, lá em 78,15 °C, o vapor e o líquido têm a mesma fração de etanol (≈95,6 %). A partir daí, não adianta esquentar mais: você não consegue enriquecer o etanol além dessa fração porque o vapor que se forma já tem 95,6 % de etanol.

Passo 4

Na prática, numa destilação simples de etanol + água:
  • Você vai conseguir destilar uma fração rica em etanol até chegar a cerca de 95,6 % v/v.
  • Depois disso, o líquido que resta e o vapor têm sempre a mesma composição azeotrópica e não dá para passar 95,6 % de etanol usando só destilação simples.
Para conseguir etanol mais puro (99 %+), usa-se destilação azeotrópica com aditivos que quebram o azeótropo, ou secagem molecular, etc.

Resposta

Não dá para separar completamente etanol e água por destilação simples porque eles formam um azeótropo em cerca de 95,6 % de etanol, cujo ponto de ebulição é constante. Portanto, a partir dessa composição, o vapor e o líquido têm a mesma composição e não se consegue ultrapassar 95,6 % de etanol sem usar técnicas especiais.

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