A destilação é um processo aplicado quando se deseja separar misturas homogêneas. Se a mistura for de um sólido dissolvido em um líquido, a separação é feita pela destilação simples, que é explicada em detalhes no texto “Destilação simples”.
Mas, se a mistura for de dois líquidos miscíveis, usa-se a destilação fracionada. Um aspecto importante é que os pontos de ebulição desses dois ou mais líquidos devem ser bem diferentes, como ocorre, por exemplo, com uma mistura de acetona e água, cujos pontos de ebulição, ao nível do mar, são de 56 ºC e 100ºC, respectivamente.
A mistura, portanto, não pode ser azeotrópica, ou seja, uma mistura que se comporta como se fosse uma substância pura somente durante o processo de ebulição. A temperatura dessa mistura se mantém constante do início ao fim da mudança do estado líquido para o gasoso. Um exemplo é o álcool comum, que na verdade é uma mistura de 96% de álcool e 4% de água, em volume. O ponto de ebulição dessa mistura é 78,1ºC e, por isso, nesse caso não é possível separar a água do álcool utilizando a destilação fracionada.
A aparelhagem que se costuma utilizar em laboratórios para se realizar a destilação fracionada está representada abaixo. Ela é bem parecida com a da destilação simples, porém, a única diferença é o uso da coluna de fracionamento.
A mistura de líquidos fica inicialmente no balão de destilação, que é aquecido por meio de uma manta elétrica. Ambos os líquidos irão evaporar, porém, quando chegam à coluna de fracionamento, encontram uma barreira, pois esse condensador possui bolinhas ou cacos de vidro ou de porcelana.
Assim, somente o líquido que tiver menor ponto de ebulição conseguirá passar pela coluna de fracionamento, enquanto que o outro irá condensar e voltar para o balão de destilação.
O líquido que passou pela coluna chega ao condensador que está resfriado pela água na parte externa e passa para o estado líquido, sendo recolhido no recipiente que fica na saída do condensador.
Se for uma mistura com vários líquidos, basta ir trocando o recipiente para coletar cada um. Se os pontos de ebulição de cada um dos líquidos forem conhecidos, basta olhar no termômetro para verificar qual está sendo destilado.
Essa técnica é muito empregada em alambiques para a fabricação de aguardente de cana (pinga), como mostrado na figura abaixo:
Ilustraçãode um velho alambique de cobre. Original, por autor desconhecido, foi publicado em L'Eau, por G. Tissandier, Hachette, Paris, 1873
Outra aplicação importantíssima da destilação fracionada é no refino de petróleo. Os componentes do petróleo são separados aquecendo-o num forno e transformando-o em vapor. Esses vapores passam, então, por uma torre de fracionamento, que é uma torre de pratos. Conforme vai aumentando a altura da torre, a temperatura de cada bandeja vai diminuindo.
Os hidrocarbonetos que compõem o petróleo com moléculas maiores permanecem líquidos na base da torre. Os mais leves vão subindo pela coluna até atingirem níveis de temperaturas menores que o seu ponto de ebulição, e assim se condensam e saem da coluna.
Os vários componentes do petróleo possuem pontos de ebulição muito próximos, por isso, essa separação não é feita de cada um dos componentes, mas sim em frações, que são grupos de substâncias que estão em determinada faixa de ponto de ebulição. Para saber mais detalhes de como é realizado o refino do petróleo pela destilação fracionada e por meio de outras técnicas, leia o texto: “Refino do Petróleo”.