Química

Definição e Exemplos de Azeótropos

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A azeótropo É uma mistura de líquidos que mantém sua composição e ponto de ebulição durante a destilação. Também é conhecida como mistura azeotrópica ou mistura de ponto de ebulição constante. A azeotropia ocorre quando uma mistura é fervida para produzir um vapor que tem a mesma composição que o líquido. O termo é derivado da combinação do prefixo “a”, que significa “não”, e as palavras gregas para ferver e virar. A palavra foi usada pela primeira vez em uma publicação pelos químicos ingleses John Wade (1864-1912) e Richard William Merriman em 1911.

Em contraste, as misturas líquidas que não formam um azeótropo sob quaisquer condições são chamadas de zeotrópicas.

Tipos de azeótropos

Os azeótropos podem ser classificados de acordo com seu número de constituintes, miscibilidade ou pontos de ebulição:

  • Número de constituintes: Se um azeótropo consiste em dois líquidos, é conhecido como azeótropo binário. Um azeótropo que consiste em três líquidos é um azeótropo ternário. Existem também azeótropos feitos de mais de três constituintes.
  • Heterogêneo ou Homogêneo: Azeótropos homogêneos consistem em líquidos que são miscíveis. Eles formam uma solução. Azeótropos heterogêneos são incompletamente miscíveis e formam duas fases líquidas.
  • Positivo ou negativo: Um azeótropo positivo ou um azeótropo de ponto de ebulição mínimo é formado quando o ponto de ebulição da mistura é inferior ao de qualquer um de seus componentes. Um azeótropo negativo ou azeótropo de ponto de ebulição de pico se forma quando o ponto de ebulição da mistura é maior do que o de qualquer um de seus constituintes.

exemplos

Ferver uma solução de 95% de etanol em água produzirá um vapor que é 95% de etanol. A destilação não pode ser utilizada para obter maiores porcentagens de etanol. Álcool e água são miscíveis, então qualquer quantidade de etanol pode ser misturada com qualquer quantidade para preparar uma solução homogênea que se comporta como um azeótropo.

O clorofórmio e a água, por outro lado, formam um heteroazeótropo. Uma mistura desses dois líquidos se separará, formando uma camada superior composta principalmente de água com uma pequena quantidade de clorofórmio dissolvido e uma camada inferior composta principalmente de clorofórmio com uma pequena quantidade de água dissolvida. Se as duas camadas forem fervidas juntas, o líquido ferverá a uma temperatura inferior ao ponto de ebulição da água ou do clorofórmio. O vapor resultante consistirá em 97% de clorofórmio e 3% de água, independentemente da proporção nos líquidos. A condensação deste vapor resultará em camadas exibindo uma composição fixa. A camada superior do condensado representará 4,4% do volume, enquanto a camada inferior representará 95,6% da mistura.

Separação azeotrópica

Como a destilação fracionada não pode ser usada para separar os componentes de um azeótropo, outros métodos devem ser usados:

  • A destilação por oscilação de pressão aplica mudanças na pressão para alterar a composição de uma mistura para enriquecer o destilado com o componente desejado.
  • Outra técnica envolve a adição de um arrastador, substância que altera a volatilidade de um dos componentes do azeótropo. Em alguns casos, o incorporador reage com um componente para formar um composto não volátil. A destilação usando um arrastador é chamada de destilação azeotrópica.
  • A pervaporação envolve a separação de componentes usando uma membrana que é mais permeável a um constituinte do que a outro. A permeação de vapor é uma técnica relacionada, que utiliza uma membrana que é mais permeável à fase de vapor de um componente do que de outro.

Fonte

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referências

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