Enriquecedora destilação

A destilação de misturas para separar e purificar substâncias é uma técnica antiga, e aquele que sustenta a sociedade moderna. Produz bebidas alcoólicas e combustíveis que alimentam os nossos veículos , e até mantém os scanners médicos a funcionar. A destilação é encontrada em toda a indústria.

os muitos usos da destilação fornecem uma rica fonte de histórias para enquadrar o ensino., Por exemplo, o ciclo da água é efetivamente um ciclo de destilação gigante e pode ser ligado em muitas etapas da educação dos alunos. Áreas do mundo sem acesso à água doce que precisam produzir água potável proporcionam oportunidades para discutir os aspectos sociais e ambientais da ciência.a sociedade depende fortemente de produtos refinados de petróleo bruto, juntamente com substâncias separadas do ar por destilação fracionada, e isso dá contexto para discussões sobre os aspectos econômicos da destilação., Os produtos úteis do ar incluem nitrogênio, oxigênio e gases nobres, que são usados extensivamente na medicina, indústria e pesquisa. Por exemplo, o nitrogênio líquido mantém as amostras biológicas armazenadas frias enquanto o hélio líquido mantém os scanners de ressonância magnética a uma temperatura de trabalho fria. Oxigênio e argônio sopram no processo básico de fabricação de aço de oxigênio e lasers de krypton produzem microeletrônica. A destilação por vapor também é usada para purificar compostos que fazem parte de muitos produtos de consumo, incluindo Fragrâncias e alimentos.,enquadrar o tema em contextos contemporâneos relevantes ajuda os alunos a apreciar a aplicabilidade de uma educação científica para todos, não apenas para aqueles que procuram uma carreira científica.a destilação combina dois processos físicos fundamentais: evaporação e condensação. Os alunos encontram essas ideias no início e eles fornecem a base para a progressão para destilação fracionada.,

Fazendo ligações entre o estado físico mudanças e as experiências cotidianas dos alunos pode ajudá-los a ponte conceitual divisão entre o mundo macroscópico e o resumo sub-microscópico e representacional modelos que estão tentando ajudá-los a construir. Por exemplo, a evaporação pode ser distinguida da ebulição por referência à secagem de poças. O espelho do banheiro após um banho quente é um encontro diário com condensação., Além disso, o conceito de purificação pode ser consolidado através de investigações simples, como a “prática de sobrevivência no deserto”, que desafia os estudantes a recuperarem a sua última água preciosa derramada na areia antes de se desidratarem.

os estudantes constroem uma compreensão mais abrangente e integrada do assunto, em vez de uma coleção de fatos isolados, fazendo ligações entre conceitos em Química. Por exemplo, uma limitação do modelo de partícula é a falta de consideração de forças entre partículas., Isto pode ser discutido no contexto da energética da destilação, por exemplo, por que diferentes substâncias têm diferentes pontos de ebulição.

Distillation practical work in GCSE specifications

GCSE specification	Practical work
AQA GCSE Chemistry (8462)	Required practical activity 8 – Analysis and purification of water samples from different sources, including pH, dissolved solids and distillation
Edexcel GCSE (9-1) Chemistry	Core practical 2.,td>OCR GCSE (9-1) do Século Vinte e Ciência Química B
WJEC Eduqas GCSE (9-1) Química	Especificados Trabalho Prático: SP1B – Separação de líquidos por destilação, por exemplo, o etanol a partir de água, e pelo papel de cromatografia

o Desenvolvimento de habilidades práticas

estudantes com idades entre os 7 e os 11 anos podem ser introduzidos na medição da temperatura utilizando Termómetros digitais e analógicos. Um simples experimento olhando para as três fases da água é uma atividade adequada, e pode reforçar a diferença entre evaporação e ebulição. Nas escolas onde o trabalho prático é limitado pela falta de equipamento, um estilo mais Heath Robinson poderia ser usado., Por exemplo, fazer um simples solar ainda para produzir água destilada nos terrenos da escola dá aos alunos um contexto relevante para consolidar a sua compreensão.

Aos 11-14 anos, os alunos podem realizar uma destilação simples de solução de sulfato de cobre usando tubos de ebulição lateral, ou tubos cónicos/tubos de ebulição com o tubo de entrega passado através de um bung. Os benefícios de uma solução colorida são o destilado incolor, e o aprofundamento da cor da solução original à medida que o soluto se torna mais concentrado.,

Se um líquido é puro pode ser investigado medindo seu ponto de ebulição, embora a elevação do ponto de ebulição tende a ser pequena. Um medidor de condutividade simples pode demonstrar a pureza relativa do destilado sobre a solução original. Uma demonstração da elevação do ponto de ebulição pode ser melhor. Uma solução de açúcar–água saturada tem um ponto de ebulição de cerca de 110°C. Os alunos serão capazes de ver a temperatura de ebulição mais claramente a partir de um termômetro digital ou registrador de dados. Esta demonstração tem o benefício adicional de mostrar a muito alta solubilidade do açúcar., Cristais de açúcar podem ser produzidos a partir da solução concentrada de açúcar resultante, e isso se liga à cristalização como uma técnica de separação.enquanto a destilação simples é relativamente simples de estabelecer, os resultados razoáveis precisam de paciência dos estudantes.,ittle condensação

Envoltório de tubo de entrega em tecido umedecido com água gelada Fortes odores emitidos a partir de frações quando a destilação de compostos orgânicos Mantenha a coleta de tubos em gelo-água, e bung assim coleção é completa

Avançadas práticas de destilação

Mais avançados, com idades entre os 14 e os 16, pode repetir destilação simples para consolidar a compreensão e habilidades, por exemplo com uma solução de fluoresceína, que se torna mais viva a cor verde, como o incolor água destila fora., A destilação fracionada simples pode ser realizada utilizando petróleo bruto sintético. Não é necessária uma coluna de fraccionamento, uma vez que os vários componentes têm pontos de ebulição suficientemente diferentes (>25°C entre o ponto de ebulição de cada fracção). Igualmente, as classes podem destilar limoneno a partir de casca de laranja, ou outros compostos perfumados .

uma vez que é improvável que as escolas tenham kit suficiente ou o desejo de menores de 16 anos para lidar com material de vidro Quickfit, demonstrar destilação usando um condensador Liebig em vez disso ., Destilação fracionada de petróleo bruto sintético com uma coluna de fracionamento também pode ser mostrado como parte de uma discussão geral sobre diferentes métodos para alcançar resultados semelhantes.

aos 16-18 anos de idade, espera-se que os estudantes realizem uma destilação simples com aparelho QuickFit. Isto ocorre geralmente no contexto da purificação de produtos ou intermediários em síntese orgânica., Se o equipamento estiver disponível, os alunos também poderiam usar uma coluna de fraccionamento com uma mistura simples, por exemplo propan-1-ol (bp 97°C) e 2-metil-propan-1-ol (bp 108°c). Além disso, os alunos devem ter a oportunidade de usar mantas de aquecimento, se disponíveis. A nível de graduação, os blocos de aquecimento de alumínio (por exemplo, blocos de DrySyn) em placas quentes são o método de aquecimento mais comum. Hoje em dia, banhos de óleo raramente são usados.

muitas das ideias deste artigo serão também úteis para outras técnicas de separação, tais como evaporação, cristalização e filtração, que serão abrangidas num artigo posterior desta série.descarregar uma lista de recursos didácticos da destilação, incluindo experiências, demonstrações, vídeos e animações do Sítio Web “Educação em Química”: rsc.li/EiCdistillation David Paterson é professor de química na escola Aldenham, Elstree.