Mistura Azeotrópica, Azeótropo, O que é Mistura Azeotrópica
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Mistura Azeotrópica é uma mistura líquida de duas ou mais substâncias que ferve a uma temperatura característica constante inferior ou superior a qualquer dos seus componentes e que retém a mesma composição no estado de vapor como no estado líquido
Uma solução de dois ou mais líquidos, cuja composição não muda após a destilação. A composição da fase líquida no ponto de ebulição é idêntica à do vapor em equilíbrio com ela, e tais misturas ou azeótropos formam soluções de ebulição constante.
A composição exata do azeótropo muda se o ponto de ebulição for alterado por uma alteração na pressão externa. Uma solução de dois componentes que formam um azeótropo pode ser separada por destilação num componente puro e no azeótropo, mas não em dois componentes puros. As soluções padrão são frequentemente preparadas por destilação de soluções aquosas até a composição azeotrópica ser atingida.
Os azeotrópicos são definidos como as misturas de líquidos que fermentam a temperatura constante como um líquido puro e possuem a mesma composição de componentes tanto em fase líquida como em fase de vapor. Os azeotrópicos são também chamados de misturas de ebulição constante porque todo o azeótropo muda para estado de vapor a temperatura constante e os seus componentes não podem ser separados por destilação fraccionada.
Os azeótropos são de dois tipos como descrito abaixo:
1) Azeótropo de ebulição mínimo: Para as soluções com desvio positivo existe uma composição intermédia para a qual a pressão de vapor da solução é máxima e, portanto, o ponto de ebulição é mínimo. Nesta composição a solução destila a temperatura constante sem alteração na composição.
2) azeótropo máximo de ebulição: Para as soluções com desvios negativos existe uma composição intermédia para a qual a pressão de vapor da solução é mínima e, portanto, o ponto de ebulição é máximo. Nesta composição a solução destila a temperatura constante sem a alteração na composição.
Um azeótropo é uma mistura de dois ou mais produtos químicos em solução que não pode ser separada por processos básicos de destilação porque eles compartilham um ponto de ebulição e ponto de vaporização comum.
Quando um azeótropo é aquecido ou fervido, todos os produtos químicos convertem para um estado gasoso em quantidades iguais, e são por vezes referidos como misturas de ebulição constante.
Os azeótropos podem ser difíceis de fazer porque as concentrações de cada produto químico devem ser equilibradas com precisão e sua densidade, ponto inicial de ebulição e tensão superficial devem estar dentro de um intervalo que pode ser trazido para um nível de equilíbrio na solução.
A formação de misturas azeotrópicas é mais provável de ocorrer se os produtos químicos precursores têm pontos de ebulição que estão próximos uns dos outros. Químicos com diferentes polaridades elétricas ou cargas iônicas também são mais susceptíveis de serem atraídos uns pelos outros para formar este tipo de mistura.
Vários tipos de solventes juntar-se-ão naturalmente em azeótropos devido a estas condições e, portanto, têm de ser mantidos cuidadosamente separados durante processos industriais.
Na indústria, o azeótropo tem valor porque é uma mistura de produtos químicos em solução e não um composto onde esses produtos químicos exibem fortes ligações moleculares que não são facilmente quebrados. Isto, por conseguinte, torna possível conceber um azeótropo onde o conteúdo consiste de um produto químico inflamável e não inflamável que globalmente demonstra características não inflamáveis. Uma vez que os produtos químicos não se separam durante a evaporação, os derramamentos não resultarão em condições de incêndios perigosos.
Os solventes inflamáveis são muitas vezes parte de misturas azeotrópicas porque podem ser utilizados e depois o líquido destilado para recuperar o solvente e deixar contaminantes para trás.
O processo evita o risco de incêndio e poluição do ar pelo solvente uma vez que está ligado ao componente não inflamável do azeótropo.
O exemplo mais comum deste tipo de azeótropo solvente é o azeótropo binário etanol-água.
Normalmente, a água ferve a 212 ° Fahrenheit (100 graus Celsius) e etanol a 172,94 ° Fahrenheit (78,3 graus Celsius), mas numa concentração de 95% de etanol e% de água 5, ambos em ebulição a 172,76 ° Fahrenheit (78,2 graus Celsius) . Este tipo de mistura é também referido como um azeótropo de ebulição mínima, devido ao fato de o novo ponto de ebulição para ambos os constituintes ser inferior ao que era originalmente.
Um comum metanol azeótropo que é uma mistura de três produtos químicos, conhecidos como um azeótropo ternário, contém metanol, acetonitrilo e água, em concentrações de 52%, 44% e 4%, respectivamente. Combinados, eles têm um ponto de ebulição entre 65 ° a 70 ° C, que é o mais próximo do ponto de ebulição natural do metanol a 64,5 ° C. Esta mistura particular é utilizada na reciclagem de solventes e no processo laboratorial de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC).
O que são misturas azeotrópicas?
A palavra "azeótropo", de origem grega, significa vaporização sem mudança.
Uma mistura azeotrópica é uma mistura de dois líquidos cujo comportamento difere do comportamento observado para a maioria das misturas líquidas.
Quando destilamos a maioria das misturas líquidas, a composição da mistura muda com a temperatura. É possível, portanto, separar os componentes da mistura por destilação.
No caso de misturas azeotrópicas, a composição da fase líquida da mistura e da fase gasosa é a mesma numa temperatura denominada temperatura azeotrópica ou ponto azeotrópico.
Na prática, isto inviabiliza a separação da mistura por destilação, pois, quando a temperatura atinge a temperatura azeotrópica, a composição da fase líquida é a mesma da fase gasosa.
Como a fase gasosa é o que obtemos numa destilação, no destilado de uma mistura azeotrópica encontramos a mesma composição da mistura inicial. Portanto, não há separação.
A temperatura azeotrópica pode ser maior ou menor do que o ponto de ebulição dos componentes da mistura. Para separar misturas azeotrópicas, é preciso utilizar um equipamento de destilação especial, denominado coluna de fracionamento.
Dependendo da mistura azeotrópica, é necessário utilizar colunas que chegam a vários metros de altura. Exemplos típicos de misturas azeotrópicas são as misturas clorofórmio/benzeno, água/benzeno e álcool/água.