Processo de purificação da água a partir do cloreto de sódio
O objetivo deste trabalho é a purificação da água a partir de uma solução aquosa de cloreto de sódio e determinar o seu ponto de ebulição.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Separar o puro do impuro. Para os Alquimistas, esta era a finalidade da técnica de destilação. E continua sendo, até hoje. Destilação é um dos processos mais comuns nas indústrias químicas - desde as indústrias farmacêuticas aos polos petroquímicos. O petróleo, uma mistura de líquidos orgânicos, é destilado e separado em diversas frações, de onde saem os éteres, gasolina, o piche, e a grande maioria dos compostos aromáticos que usamos no laboratório. Destilação é o processo de vaporizar o líquido para depois condensá-lo e recolhe-lo em um outro recipiente.
Ainda no Brasil Colônia, um processo bastante conhecido de destilação era largamente empregado. A aguardente de cana, produto obtido após a destilação do caldo de cana de açúcar fermentado, servia até como moeda para a compra de escravos.
Destilação Simples é um processo que permite a separação de um líquido de uma substância não volátil (tal como um sólido, p.ex.), ou de outro(s) líquido(s) que possue(m) uma diferença no ponto de ebulição maior do que cerca de 80o C. É um método rápido de destilação, e deve ser usado sempre que possível - é uma técnica rápida, fácil e, se respeitado seus limites, eficaz.
A figura abaixo ilustra um aparelho de destilação simples.
Balão de Destilação
A solução a ser destilada é aquecida no balão de destilação. Aumentando-se a temperatura da solução, esta chega a ebulicão, e o vapor é forçado a passar pelo condensador. Dentro do balão são adicionadas algumas pedrinhas de porcelana, que, devido a alta porosidade fornecem uma grande superfície de contado para as microbolhas que se formam na solução, controlando-as, evitando um excesso de turbulência na ebulição.
A evaporação
Esquema de evaporação
Olhe atentamente para a figura ao lado: esta representa um líquido A em três condições diferentes; em (a) o líquido está a temperatura ambiente; em (b) o líquido está em ebulição e em (c) o ar de dentro do recipiente foi retirado (pressão reduzida). Perceba que em (a) algumas moléculas do líquido estão no estado de vapor, porém estas não conseguem ultrapassar a barreira do ar atmosférico, ou seja, vencer a pressão atmosférica. Quando aquecemos o líquido A, a pressão de sua fase de vapor se iguala à pressão atmosférica, e este entra em ebulição (b). O efeito é o mesmo se retirarmos parte das moléculas de ar do recipiente: o líquido entra, também, em ebulição (c), porém com uma menor pressão de vapor, e menor temperatura.
Condensador
O condensador é um tubo de vidro cercado por um fluxo contínuo de água termostatizada. O vapor, vindo do balão, entra em contato com as paredes frias do condensador e condensa. O líquido é, então, recolhido no recipiente. Este líquido é chamado DESTILADO, e o líquido remanescente no balão é chamado RESÍDUO de destilação.
EXPERIÊNCIA
MATERIAIS
- Manta aquecedora
- Balão de destilação
- Termômetro
- Condensador
- Erlenmeyer
- Tubos de ensaio
- Proveta
- Pipeta graduada
- Pedras de ebulição
REAGENTES
- Cloreto de sódio (NaCl) a 10%
- Nitrato de prata (AgNO3) 1%
- Água destilada
- Água da torneira
- Destilado (“corpo”)
- Resíduo que ficou no balão de destilação (“cauda”)
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
- Montamos um sistema de destilação simples;
- Medimos uma solução de cloreto de sódio a 10%. Transferimos para um balão de destilação utilizando um funil de haste longa;
- Adicionamos as pedras de destilação ao balão de destilação;
- Adaptamos o termômetro de forma que o bulbo de mercúrio ficou localizado na saída lateral adaptada ao condensador, para uma leitura correta da temperatura de ebulição;
- Ligamos os tubos de conexão de entrada e saída de água;
- Ligamos a manta aquecedora e regulamos a temperatura;
- Observamos as seguintes condições essenciais para o registro correto do ponto de ebulição do líquido destilado:
Leitura do ponto de ebulição:
E o sistema permaneceu em equilíbrio e a temperatura se mantém constante, o ponto de ebulição do líquido poderá ser lido corretamente.
O equilíbrio entre o líquido e o vapor pode ser verificado pela presença de uma gota de líquido que permanece por longo tempo no bulbo do termômetro. Quando não há este equilíbrio o sistema passa a gotejar rapidamente, indicando um super aquecimento.
Neste caso é necessário controlar a temperatura do sistema de modo a obter esta condição de equilíbrio. Observe se o líquido está destilando. A velocidade de destilação deve ser de aproximadamente duas gotas por segundo, para manter-se uma boa temperatura de equilíbrio líquido-vapor.
Destilação
- No início da destilação foram descartados os primeiros milímetros (3 a 5 ml, recebe o nome de “cabeça”), verificamos e anotamos a temperatura nesta etapa;
- Enquanto o líquido esteve destilando, conferimos o ponto de ebulição a cada 5 ml do destilado;
- Continuamos a destilação e separamos o destilado que apresentou uma temperatura de ebulição constante, denominado de “corpo” (até 20ml);
- O resíduo que ficou no balão de destilação é chamado de cauda e, é constituído de outras substâncias com pontos de ebulição mais elevados;
- Medimos e anotamos a temperatura de ebulição do líquido destilado;
- Deixamos o sistema esfriar e procedemos como se segue:
- Teste para verificação do sistema destilado:
- Medimos em tubos de ensaios separados 1 ml da solução de NaCl utilizada para a destilação, 1 ml de água da torneira, 1 ml da água destilada do laboratório, 1 ml do destilado (“corpo”), 1 ml do resíduo que ficou no balão de destilação (“cauda”), adicionamos três gotas de nitrato de prata (AgNO3)1% a cada um dos tubos de ensaio.
- Observamos e anotamos os resultados.Desmontamos o sistema, lavamos, coferimos o material e devolvemos à bancada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- NaCl - ouve precipitação e mudança de cor. Discussão: ouve precipitação devido a reação do íon cloreto com o AgNO3.
- Água da torneira – ouve uma pequena precipitação, apenas uma turvação. Discussão: ouve uma pequena precipitação devido à pequena quantidade de cloreto na água.
- Água destilada – não ocorreu mudança. Discussão: Por estar livre de impurezas: sais e cloro.
- Destilado (“corpo”) - não ocorreu mudança. Discussão: por ter sofrido o processo de destilação simples no qual o livrou de todas as impurezas, incluindo o cloro.
- Resíduo que ficou no balão de destilação (“cauda”) – ocorreu mudança de cor e forte precipitação. Discussão: ocorreu forte precipitação devido ao alto grau de impurezas contidas no balão de ebulição depois da destilação.
CONCLUSÃO
A partir da análise feita nos diversos experimentos concluímos que o processo de purificação da água a partir do cloreto de sódio uma forma simples e segura de se conseguir água destilada. E teste com AgNO3 uma forma de se concluir a pureza da água.
BIBLIOGRAFIA
www.qmc.ufsc.br/qmc5230/aula02/aula02_01.html
campus.fortunecity.com/yale/757/pontode1.htm
Autoria: Bruno Magalhães Alexandre
