O ponto de ebulição do etanol num evaporador rotativo é influenciado pelo vácuo aplicado, que reduz significativamente o ponto de ebulição em comparação com o seu ponto de ebulição padrão de 78,37°C à pressão ambiente.Num evaporador rotativo, o ponto de ebulição do etanol pode ser reduzido para cerca de 25-30°C em condições de vácuo específicas.Por exemplo, o etanol ferve a 30°C sob uma pressão de 123 mbar e a 25°C sob 95 mbar.A temperatura do banho de água é normalmente regulada cerca de 20°C acima da temperatura de vapor desejada para garantir uma evaporação eficiente e a recuperação do solvente.A temperatura do condensador é definida cerca de 20°C mais baixa do que a temperatura do vapor para garantir uma condensação efectiva.
Pontos-chave explicados:
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Efeito do vácuo no ponto de ebulição:
- Num evaporador rotativo, a aplicação de um vácuo reduz o ponto de ebulição do etanol.Isto permite que o etanol evapore a uma temperatura muito mais baixa do que o seu ponto de ebulição padrão de 78,37°C à pressão ambiente.
- A redução do ponto de ebulição deve-se ao ambiente de pressão mais baixa, que diminui a energia necessária para que as moléculas do solvente transitem da fase líquida para a fase gasosa.
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Temperatura de vapor recomendada:
- A temperatura de vapor recomendada para o etanol num evaporador rotativo é tipicamente entre 15-20°C.Esta gama é escolhida para evitar a perda de solvente e assegurar uma recuperação eficiente.
- A ebulição do etanol a 30°C requer uma pressão de 123 mbar, enquanto a ebulição a 25°C requer uma pressão de 95 mbar.Estas condições podem ser alcançadas com o sistema de vácuo de um evaporador rotativo.
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Temperatura do banho de água:
- A temperatura do banho de água é normalmente definida para cerca de 20°C mais alta do que a temperatura de vapor desejada.No caso do etanol, se a temperatura de vapor pretendida for de 25°C, o banho de água deve ser regulado para cerca de 45°C.
- Esta diferença de temperatura garante que o etanol é aquecido o suficiente para evaporar no ponto de ebulição reduzido, evitando o calor excessivo que poderia levar à perda ou degradação do solvente.
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Temperatura do condensador:
- A temperatura do condensador é ajustada cerca de 20°C abaixo da temperatura do vapor para garantir a condensação efectiva do etanol evaporado.Para uma temperatura de vapor de 25°C, o condensador seria ajustado para cerca de 5°C.
- Este ajuste de temperatura ajuda a recuperar eficientemente o vapor de etanol de volta à forma líquida, minimizando a perda de solvente.
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Exemplo prático:
- Para a extração de etanol, o refrigerador é normalmente definido para cerca de 0°C e a temperatura do banho é normalmente de cerca de 50°C.Esta configuração está alinhada com a regra 20/40/60, que sugere a definição da temperatura do banho cerca de 20 graus acima da temperatura de vapor desejada e a temperatura do condensador cerca de 20 graus abaixo.
- Esta configuração assegura que o etanol é evaporado e condensado de forma eficiente, com perdas mínimas e uma recuperação óptima.
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Eficiência energética e temporal:
- A redução do ponto de ebulição do etanol através da aplicação de vácuo não só evita a degradação térmica como também poupa tempo e energia durante o processo de evaporação.Isto é particularmente benéfico em ambientes laboratoriais onde é necessário processar várias amostras.
Ao compreender estes pontos-chave, é possível configurar eficazmente um evaporador rotativo para extração de etanol, assegurando uma recuperação eficiente e segura do solvente.A interação entre a pressão de vácuo, a temperatura do vapor, a temperatura do banho de água e a temperatura do condensador é crucial para otimizar o processo.
Tabela de resumo:
| Parâmetro | Valor |
|---|---|
| Padrão Ponto de ebulição | 78,37°C à pressão ambiente |
| Ponto de ebulição sob vácuo | 25-30°C (95-123 mbar) |
| Temperatura do banho de água | 20°C superior à temperatura do vapor |
| Temperatura do condensador | 20°C inferior à temperatura do vapor |
| Temp. de vapor recomendada | 15-20°C |
| Exemplo prático | Banho:50°C, Refrigerador: 0°C |
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