Misturas azeotrópicas e eutéticas

Duas substâncias podem se misturar formando misturas do tipo azeotrópica ou eutética. As azeotrópicas são aquelas que têm ponto de ebulição constante e as eutéticas têm ponto de fusão constante.

As misturas azeotrópicas e eutéticas acontecem quando duas substâncias diferentes são combinadas e, durante um processo de aquecimento, essa mistura pode ter comportamento de substância pura nas etapas de fusão ou de ebulição, ou seja, manter uma temperatura constante durante todo o processo. Quando a fusão é em temperatura constante, a mistura é eutética. Se for a ebulição, é azeotrópica.

Misturas azeotrópicas

Ao analisarmos o gráfico de aquecimento de uma mistura azeotrópica, percebemos que ela se comporta como uma substância pura na etapa de ebulição. Sendo assim, nessa etapa, a temperatura (Teb) vai ser mantida constante com o decorrer do tempo até que toda substância no estado líquido seja evaporada. A etapa de fusão acontece com a variação da temperatura ao decorrer do tempo.

gráfico mistura azeotropica
Gráfico de aquecimento de uma mistura azeotrópica
  • Reversibilidade: Assim como no processo de ebulição, a condensação também ocorre em temperatura constante
  • Azeótropo de máximo ponto de ebulição: quando o Teb da mistura é maior que as temperaturas de ebulição das substâncias isoladas
  • Azeótropo de mínimo ponto de ebulição: quando o Teb da mistura é menor que o das substâncias isoladas

São exemplos de misturas azeotrópicas, o etanol + água (Teb = 78,2 °C), a acetona + clorofórmio (Teb = 64,7 °C), o ácido nítrico + água (Teb = 122 °C). As misturas azeotrópicas não podem ser separadas por destilação simples, sendo necessário o emprego de técnicas diferentes, como a destilação fracionada, por exemplo.

Misturas eutéticas

Em contrapartida, as misturas eutéticas possuem a temperatura de fusão (Tfus) constante e a temperatura de ebulição varia com o decorrer do tempo de aquecimento. Ao analisarmos o gráfico de aquecimento de uma mistura eutética, percebemos justamente isso, e a temperatura se mantém constante até que toda substância em estado sólido passe para o estado líquido ao ser aquecida.

grafico mistura eutética
Gráfico de aquecimento de uma mistura eutética
  • Reversibilidade: assim como anteriormente, a propriedade de temperatura constante no ponto de fusão dessa mistura vale tanto para o aquecimento ou resfriamento.
  • Estado físico sólido: todas as misturas eutéticas se encontram no estado sólido em condições normais de temperatura e pressão.

Os exemplos mais comuns de misturas eutéticas são as ligas metálicas, como o bronze (cobre + estanho) que possui temperatura de fusão de cerca de 1000°C. Outra liga metálica é a solda (estanho + chumbo) com Tfus de 183 °C.

Vídeos sobre as misturas azeotrópicas e eutéticas

Agora que sabemos diferenciar uma mistura da outra, vamos ver alguns vídeos para fixar o conteúdo estudado.

Quais os tipos de misturas que existem?

Uma mistura simples é aquela formada pela união de dois componentes diferentes mas que seus pontos de fusão e ebulição não são constantes. Nesse vídeo vemos, graficamente, a diferença entre esse tipo de mistura e uma azeotrópica, por exemplo.

Qual a diferença entre mistura eutética e azeotrópica?

Nesse vídeo temos uma ótima explicação da diferença entre esses dois tipos de misturas.

Exercícios resolvidos de misturas eutéticas e azeotrópicas

Depois de retomar o conteúdo estudado, além de relembrar como é o gráfico de aquecimento de uma subtância pura, temos a resolução de dois exercícios para melhor entendimento e interpretação de problemas que envolvem as misturas eutéticas e azeotrópicas.

Em conclusão, as misturas azeotrópica e eutética apresentam pontos de ebulição ou de fusão, respectivamente, constantes durante o aquecimento dessas substâncias, fazendo com que seja difícil isolar os componentes que constituem a mistura partindo dessas propriedades físicas. Não pare seus estudos por aqui, saiba mais sobre o processo de vaporização.

Referências

Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente (2005) – Peter Atkins e Loretta Jones
Química: a ciência central (1999) – Theodore L. Brown, Eugene H. LeMay, Bruce E. Bursten e Julia R. Burdge
Fundamentos de Físico-Química (1986) – Gilbert Castellan

Lucas Makoto Tanaka dos Santos
Por Lucas Makoto Tanaka dos Santos

Bacharel em Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestrando em Química Analítica, com ênfase em desenvolvimento de métodos analíticos, metabolômica e espectrometria de massas no Laboratório de Biomoléculas e Espectrometria de Massas (LaBioMass), na mesma universidade.

Como referenciar este conteúdo

Tanaka dos Santos, Lucas Makoto. Misturas azeotrópicas e eutéticas. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/misturas-azeotropicas-e-euteticas. Acesso em: 07 de May de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [UNESP]

No campo da metalurgia, é crescente o interesse nos processos de recuperação de metais, pois é considerável a economia de energia entre os processos de produção e de reciclagem, além da redução significativa do lixo metálico. E esse é o caso de uma microempresa de reciclagem, na qual se desejava desenvolver um método para separar os metais de uma sucata, composta de aproximadamente 63% de estanho e 37% de chumbo, por meio aquecimento. Entretanto, não se obteve êxito nesse procedimento de separação. Para investigar o problema, foram comparadas as curvas de aquecimento para cada um dos metais isoladamente com aquela da mistura, todas obtidas sob as mesmas condições de trabalho.

A partir das informações das figuras, é correto afirmar que a sucata é constituída por uma:
a) mistura eutética, pois funde em temperatura constante.
b) mistura azeotrópica, pois funde em temperatura constante.
c) substância pura, pois funde em temperatura constante.
d) suspensão coloidal que se decompõe pelo aquecimento.
e) substância com impurezas e com temperatura de ebulição constante.

O ponto de fusão da sucata é constante, enquanto que o ponto de ebulição varia com o tempo, portanto é uma mistura eutética, alternativa A.

2. [UEFS]

A curva de aquecimento, representada no gráfico, mostra a variação de temperatura em função do tempo de uma amostra de álcool vendida em supermercado.

Considerando-se essas informações, uma análise desse gráfico permite corretamente afirmar:
a) O álcool da amostra é uma substância composta pura.
b) O vapor formado no final do aquecimento contém apenas etanol.
c) A temperatura de ebulição mostra que esse álcool é uma mistura azeotrópica.
d) A temperatura de ebulição constante mostra que o álcool da amostra é isento de água.
e) A temperatura de fusão variável mostra que o álcool vendido em supermercado é uma mistura eutética.

De acordo com o gráfico de aquecimento desse álcool, seu ponto de fusão não é constante, ou seja, sofre uma variação de temperatura. Já seu ponto de ebulição se mantém constante. Isso caracteriza essa substância como uma mistura azeotropica, letra C

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