Azeótropo

Azeótropo é uma mistura de duas ou mais substâncias que, a uma certa composição, possui um ponto de ebulição constante e fixo, como se fosse uma substância pura.

Misturas comuns não têm ponto de ebulição constante mas sim uma faixa de temperaturas na qual ocorre a mudança de fase, e nesse sentido o azeótropo é diferente, pois seu ponto de ebulição é fixo.

Um azeótropo pode ferver a uma temperatura inferior, intermediária ou superior às temperaturas dos componentes da mistura quando puros. Quando é inferior, chama-se azeótropo de mínimo ponto de ebulição ou azeótropo negativo. Quando é superior, azeótropo de máximo ponto de ebulição ou azeótropo positivo.

Outra característica de um azeótropo é que a composição do líquido azeótropo e do vapor em equilíbrio com tal líquido é a mesma. Por exemplo, se um azeótropo é composto de duas substâncias, A e B, com proporções respectivas de 60% e 40%, quando vaporizado resulta em um vapor com os mesmos 60% de A e 40% de B.

Um exemplo comum de azeótropo é a mistura de álcool etílico a 95% e água. O ponto de ebulição desse azeótropo é de 78,2ºC. Compare com os pontos de ebulição da água e do álcool etílico puros:

Substância	Ponto de ebulição (ºC)
Água pura	100
Álcool etílico puro	78,4
Álcool etílico (95%) / água	78,2

A maior parte dos azeótropos são azeótropos de mínimo. Substâncias imiscíveis formam geralmente azeótropos de mínimo.

Na figura acima, existem diagramas T-x de três misturas binárias. O gráfico à esquerda é de uma mistura ideal de A e B, sem formação de azeótropo, com as linhas de líquido e vapor saturados variando desde a temperatura de ebulição de A, a mais baixa, até a de B, a mais alta. O gráfico central é de uma mistura binária de C e D que forma um azeótropo de mínimo. Veja que a temperatura no azeótropo é menor do que as temperaturas de ebulição de C e de D quando puros. O gráfico à direita é de uma mistura binária E e F que forma um azeótropo de máximo. A temperatura no azeótropo é maior do que as temperaturas de ebulição de E e F quando puros.

Quebra do azeótropo

Quando, por meio de técnicas especiais, consegue-se a purificação de um azeótropo, chama-se tal fato de quebra do azeótropo. Um azeótropo não pode ser purificado por destilação comum. Veja em Destilação - Limitações para saber como quebrá-lo.

Exemplos

• Ácido nítrico (68.4%) / água, ferve a 122°C
• Ácido perclórico (27.4%) / água, ferve a 203°C (azeótropo negativo)
• Ácido fluorídrico (35.6%) / água, ferve a 111,35°C (azeótropo negativo)
• Etanol (95%) / água, ferve a 78,2°C
• Ácido sulfúrico (98,3%) / água, ferve a 336°C
• Acetona / metanol / clorofórmio formam um azeótropo intermediário
• Acetona (20%) / clorofórmio, ferve a 64,7ºC (azeótropo positivo)