Azeotropo
e uma mistura de duas ou mais substancias que, a uma certa composicao, possui um ponto de ebulicao constante e fixo, como se fosse uma substancia pura, nao podendo, por isso, seus componentes serem separados por processo de
destilacao
simples
Misturas comuns nao tem ponto de ebulicao constante, mas sim uma faixa de temperaturas na qual ocorre a mudanca de fase, e nesse sentido o
azeotropo
e diferente, pois seu ponto de ebulicao e fixo.
Este pode ferver a uma temperatura inferior, intermediaria ou superior as temperaturas dos componentes da mistura quando puros. Quando e inferior, chama-se
azeotropo de minimo
ponto de ebulicao ou
azeotropo positivo
. Quando e superior,
azeotropo de maximo
ponto de ebulicao ou
azeotropo negativo
. Isto se deve por desvios da
lei de Raoult
, que ocorrem por causa das fortes forcas de atracao entre as moleculas do composto. No desvio negativo, a atracao entre moleculas diferentes sao mais fracas do que nas iguais, e no positivo, a forca de atracao das moleculas dos componentes sao mais fortes do que entre moleculas identicas
[
1
]
.
Outra caracteristica de um azeotropo e que a composicao do liquido azeotropo e do vapor em equilibrio com tal liquido e a mesma. Por exemplo, se um azeotropo e composto de duas substancias, A e B, com proporcoes respectivas de 60% e 40%, quando vaporizado resulta em um vapor com os mesmos 60% de A e 40% de B.
Um exemplo comum de azeotropo e a mistura de
alcool etilico
a 95% e agua. O ponto de ebulicao desse azeotropo e de 78,2 °C. Compare com os pontos de ebulicao da agua e do alcool etilico puros:
Substancia
|
Ponto de
ebulicao (°C)
|
Agua pura
|
100
|
Alcool etilico puro
|
78,4
|
Alcool etilico (95%) / agua
|
78,2
|
A maior parte dos azeotropos sao azeotropos de minimo, formado geralmente por substancias imisciveis.
Na figura acima, existem diagramas T-x de tres misturas binarias. O grafico a esquerda e de uma mistura ideal de A e B, sem formacao de azeotropo, com as linhas de liquido e vapor saturados variando desde a temperatura de ebulicao de A, a mais baixa, ate a de B, a mais alta. O grafico central e de uma mistura binaria de C e D que forma um azeotropo de minimo. Veja que a temperatura no azeotropo e menor do que as temperaturas de ebulicao de C e de D quando puros. O grafico a direita e de uma mistura binaria E e F que forma um azeotropo de maximo. A temperatura no azeotropo e maior do que as temperaturas de ebulicao de E e F quando puros.
Quando, por meio de tecnicas especiais, consegue-se a purificacao de um azeotropo, chama-se tal fato de
quebra do azeotropo
. Um azeotropo nao pode ser purificado por destilacao comum.
- Acido nitrico
(68,4%) / agua, ferve a 122 °C
- Acido perclorico
(27,4%) / agua, ferve a 203 °C (azeotropo negativo)
- Acido fluoridrico
(35,6%) / agua, ferve a 111,35 °C (azeotropo negativo)
- Etanol
(95%) / agua, ferve a 78,2 °C
- Acido sulfurico
(98,3%) / agua, ferve a 336 °C
- Acetona
/
metanol
/
cloroformio
formam um azeotropo intermediario
- Acetona
(20%) /
cloroformio
, ferve a 64,7 °C (azeotropo positivo)
Referencias
- ↑
Soares, Bluma Guenther; Souza, Nelson Angelo; Pires, Dario Xavier.
Quimica Organica: Teoria e Tecnicas de Preparacao, Purificacao e Identificacao de Compostos Organicos
, Rio de Janeiro: Editora Guanabara S.A., 1988