Manual de Sobrevivência no Laboratório de Química Orgânica: Guia de Técnicas para o Aluno
Correção de Pressão e Temperatura
Os pontos de vazamento de ar podem ser difíceis de serem localizados. Na melhor das hipóteses, basta um aperto geral nas juntas e o sistema veda sozinho. Na pior das hipóteses, será necessário desmontar todas as juntas do equipamento e lubrificar novamente todas as juntas. Às vezes pode acontecer de você ter esquecido de lubrificar todas as juntas. É muito comum que uma dada junta tenha um grau de desgaste tão grande que não veda mais sob vácuo, embora seja ainda útil para outras finalidades. Peça ajuda ao seu professor.
Correção de Pressão e Temperatura
Você já encontrou todos os vazamentos, e a pressão na sua aparelhagem de destilação a vácuo é de, por exemplo, 25 torr. É necessário saber a temperatura de ebulição do seu composto, por exemplo, 1-octanol, a 25 torr, e não a 760 torr. Você sabe que essa substância vai entrar em ebulição a uma temperatura mais baixa, mas qual seria essa nova temperatura? Existem nomogramas de fácil utilização que permitem uma boa estimativa desse novo ponto de ebulição.
Nesse caso temos o ponto de ebulição a 760 torr (195°C) e a pressão
de trabalho 25 torr. Usando a Fig. 19.5,
FIGURA 19.5 Conversão de um ponto.
1. Determine o ponto de ebulição a 760 torr (195°C) na reta B
(localizada no meio do nomograma).
Determine a pressão de trabalho (25 torr) sobre a curva C (localizada
2. na extremidade direita do nomograma). Será necessário estimar a
posição desse ponto sobre a curva C.
3. Com o auxílio de uma régua, trace uma linha reta por esses dois
pontos, verificando o ponto onde essa reta intercepta a reta vertical A
(localizada na extremidade esquerda do nomograma), que indica o
ponto de ebulição observado. Para esse exemplo, obtém-se 95°C.
Portanto, um líquido que ferve a 195°C na pressão de 760 torr ferverá a 95°C na pressão de 25 torr. Lembre-se que o valor obtido para a nova temperatura de ebulição é apenas uma estimativa.
Suponhamos, agora, que você tenha procurado o valor do ponto de ebulição do 1-octanol e que o único valor encontrado fosse 9819. Isso significa que o ponto de ebulição do 1-octanol é 98°C na pressão de 19 torr. Duas coisas devem despertar sua atenção.
1. Esse valor de temperatura de ebulição é maior do que aquele obtido,
a uma menor pressão, pelo nomograma.
2. Eu não estava de brincadeira ao afirmar que o uso do nomograma
permite obter, apenas, uma estimativa da temperatura de ebulição de
um composto.
Temos, agora, o caso com um ponto de ebulição observado a uma pressão diferente de 760 torr (1-octanol; 98°C na pressão de 19 torr). Queremos o ponto de ebulição a 25 torr, nossa pressão de trabalho. Assim,
temos que fazer uma conversão dupla, como mostrado na Fig. 19.6.
1. Sobre a reta de p.eb. observado (reta A), determine a temperatura de
98°C.
2. Sobre a curva que indica a pressão em torr (curva C), determine a
pressão de 19 torr.
Utilizando uma régua, una esses dois pontos. Leia o p.eb. corrigido
3. para 760 torr (reta B); nesse caso, 210°C.
4. Utilizando o ponto correspondente a 210°C como ponto de apoio,
gire a régua até que o ponto 210°C, na reta B, e a pressão de trabalho
(25 torr), localizada na curva C, estejam sobre uma mesma reta.
Observe que estamos na mesma situação que no exemplo anterior
com uma “temperatura de ebulição corrigida para 760 torr” e uma
dada pressão de trabalho.
FIGURA 19.6 Conversão de dois pontos.
5. Observe o ponto em que a régua intercepta a reta que indica o ponto
de ebulição observado (reta A). Obtém-se, assim, 105°C.
Dessa maneira, estimamos o ponto de ebulição a uma pressão de 25 torr como sendo de aproximadamente 105°C. No exemplo anterior, tínhamos encontrado um valor de 95°C para o mesmo valor da pressão. Qual é o valor mais adequado? Melhor seria dizer que você espera que a substância desejada seja destilada no intervalo de 95-105°C. Lembramos mais uma vez que a estimativa feita é bastante razoável para o caso de uma destilação a vácuo.
O nomograma pressão-temperatura (Fig. 19.7) é simplesmente uma representação gráfica da equação de Clausius-Clapeyron. Sabendo-se o calor de vaporização de uma dada substância, bem como sua temperatura normal de ebulição, pode-se calcular a temperatura de ebulição a outra pressão. Supõe-se que o calor de vaporização é constante no intervalo de temperatura considerado, mas essa aproximação nem sempre é válida. Onde está o calor de vaporização no nomograma? Ele é representado nas inclinações e nos espaçamentos no papel. Logo, isso significa que o calor de vaporização é forçado a ser o mesmo para todas as substâncias, sejam elas alcanos, aldeídos ou éteres. Portanto, não fique surpreso com as imprecisões do nomograma, mas espantado sobre como ele funciona bem.