Questões Comentadas: Destilação simples e fracionada

Leia o resumo Você sabe diferenciar destilação simples e destilação fracionada?
e resolva as questões a seguir.

1. (PUC-RJ): Uma das atividades práticas da ciência é a separação de substâncias presentes em misturas e a extração de substâncias simples de substâncias compostas. Sobre os métodos de separação e de extração, é correto afirmar que:
a) uma solução contendo água e etanol pode ter os seus componentes separados completamente por meio de destilação simples.
b) no composto sulfeto de ferro II (FeS), um ímã pode ser utilizado para separar o metal ferro do ametal enxofre.
c) a destilação fracionada é amplamente utilizada para separar frações líquidas do petróleo.
d) em uma mistura contendo os solutos NaCl e KNO₃ totalmente dissolvidos em água, a separação dos sais pode ser feita por centrifugação.
e) peneiramento e catação não são considerados processos de separação.
 
2. (ENEM) O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa.
Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800kg de uma mistura etanol/água com concetração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol.
A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massa
a) de 0%.
b) de 8,0%.
c) entre 8,4% e 8,6%.
d) entre 9,0% e 9,2%.
e) entre 13% e 14%.
 
 

GABARITO

1. C
Resolvendo passo-a-passo a questão:
a) Incorreto, pois uma solução contendo dois ou mais componentes no estado líquido só pode ser separada por destilação simples se houver uma diferença de temperatura do ponto de ebulição de cada líquido equivalente a 80^oC ou mais. Como a água possui ponto de ebulição igual a 100^oC e o etanol possui ponto de ebulição igual a 78^oC, não podem ser separados por esse processo.
b) Incorreto. O sal sulfeto de ferro II é resultado de uma interação intermolecular entre o cátion Fe²⁺ e o ânion S^2-, não podendo ser separado com a ação de um imã. A separação apenas ocorreria caso o ferro estivesse no estado metálico, ou seja, sem nenhuma ligação com outro elemento químico.
c) Correto. A destilação é um dos métodos mais utilizados para a separação de frações líquidas do petróleo pelas indústrias petrolíferas.
d) Incorreto. Por serem sais resultantes de base forte e ácido forte, o NaCl e o KNO₃ não sofrem hidrólise e se dissociam completamente em água, como pode ser visto nas reações abaixo:

NaCl + H₂O → Na⁺ + Cl^– + H⁺ + OH^–

KNO₃ + H₂O → K⁺ + NO₃^– + H⁺ + OH^–

A centrifuga tem como objetivo sedimentar os componentes de uma mistura no estado sólido, como não há precipitado em uma amostra completamente dissolvida, não é possível fazer a separação dos sais.
e) Incorreto. Ambos são considerados processos de separação. A catação é feita retirando um ou mais componentes da mistura utilizando um instrumento de auxílio (como uma pinça, por exemplo) para a realização da separação da mistura, enquanto a peneiração consiste na utilização de uma peneira para separar misturas de sólidos, onde uma parte da amostra é retida na peneira e permitindo a passagem da outra parte da amostra.
 
2. D
Resolvendo passo-a-passo a questão: 
A mistura inicial possui, em massa, 800 kg de etanol e água com concentração igual a 20% em massa de etanol. As massas iniciais de etanol (Mⁱ_Etanol) e água (Mⁱ_Água) na amostra são:
Mⁱ_Etanol = 800 kg·20% = 800 kg·20/100 = 160 kg de etanol
Mⁱ_Água = 800 kg – 160 kg de etanol = 640 kg de H₂O
A massa do produto é igual a 100 kg de álcool hidratado com concentração igual a 96% em massa de etanol. As massas de etanol (M^F_Etanol) e água (M^F_Água) no álcool hidratado são:
M^F_Etanol = 100 kg·96% = 100 kg·96/100 = 96 kg de etanol no álcool hidratado
M^F_Água = 100 kg – 96 kg = 4 kg de água
E quanto sobra de etanol (M^R_Etanol) e água (M^R_Água) no resíduo?
M^R_Etanol = Mⁱ_Etanol – M^F_Etanol = 160 kg – 96 kg = 64 kg de etanol residual
M^R_Água = Mⁱ_Água – M^F_Água = 640 kg – 4 kg = 636 kg de H₂O residual
A concentração percentual peso/peso do resíduo da destilação (C) será então:
C = [M^R_Etanol / (M^R_Etanol + M^R_Água)] · 100
C = [64 kg / (64 kg + 636 kg)] · 100
C = 6400 kg / (700)
C = 9,14%