Concentração de ácido acético por congelação - PERGUNTA

[MadHatter]

Li que se pode concentrar eficazmente o ácido acético simplesmente congelando a água. O ácido acético tem um ponto de congelação inferior ao da água numa dada concentração e, quanto mais concentrada for a solução, mais elevado é o ponto de congelação. Como todos sabem, o ácido acético anidro (ácido acético glacial) tem um ponto de congelação de cerca de 16 C. A 75%, o ponto de congelação é de cerca de 2 C, após o que a água pode ser decantada.

A 60%, o ponto de congelação, de acordo com esta tabela, deve ser de cerca de -10C. Mas isto faz-me confusão. A -10 C, a água também deveria cristalizar, por isso, o que é que me resta realmente nessa altura? Uma mistura líquida de ácido acético e água e um sólido congelado de água, ou vice-versa?

Como é que isto é feito, na prática?

 

[WillD]

Sim, a mistura cristaliza-se completamente

 

[MadHatter]

Pelo que sei, o ponto eutéctico situa-se a -27 C e ocorre algures por volta dos 60% de concentração. Pergunto-me se este método de concentração é viável.
É claro que estou a tentar produzir GAA suficiente para realizar a síntese P2P através da oxidação de Bayer-Williger.

 

[WillD]

Pode tentar destilação ou extração.

 

[Jack]

Se for possível obter acetato de sódio anidro, então, por destilação seca com bissulfato de sódio, o ácido acético glacial é destilado.

 

[MadHatter]

Sim, bem, o problema é que preciso de LITROS do material, e qualquer método de síntese demora demasiado tempo e custa demasiado. Além disso, comprar GAA nessas quantidades vai levantar suspeitas.

 

[WillD]

Infelizmente, não existe nenhum método não industrial conveniente para a produção de ácido acético anidro, exceto a destilação. Relativamente à sua situação, propus outras formas de resolver o problema no tópico sobre MEK/BMK

 

[MadHatter]

Sim, e obrigado por isso! Mesmo que a destilação seja morosa, acho que vou optar por essa via. Aparentemente, destilar ácido acético para concentrações anidras também é muito difícil sem uma coluna fraccionada de pelo menos um metro, e mesmo assim. Penso que a solução será destilá-lo até à concentração mais elevada possível e depois congelá-lo fraccionalmente.

 

[WillD]

Talvez. Se tivermos resultados, todos ficarão interessados.

 

[MadHatter]

De certeza que sim. O teste de congelação já começou e revelou-se difícil. Em breve enviarei fotografias.

 

[MadHatter]

Lamento, mas não há imagens. Mas a experiência já foi feita.

Tentei liofilizar 75% de ácido acético. Na primeira tentativa, a cristalização foi conseguida a -14 C, e o líquido restante foi decantado. Apenas através do cálculo da densidade, não foi possível determinar qualquer alteração na concentração.
Isto deixou-me triste e curioso. Então comecei a pesquisar.
Aparentemente, atinge-se um ponto eutéctico numa mistura de ácido acético/água a cerca de 60% de concentração, em que tanto a água como o ácido cristalizam a cerca de -29 C. Em concentrações até esse ponto, a água congela primeiro (ou melhor, a água com uma menor concentração de ácido) e, para além desse ponto, a solução rica em ácido acético solidifica primeiro.
Portanto, quando estou a congelar uma solução a 75%, a parte líquida restante deve ser constituída por 60% de ácido acético. E ser uma grande parte da solução total.

Por isso, em cada congelação, só consigo alterar a concentração muito ligeiramente. É demasiado demorado.
Penso que o melhor caminho é tentar destilar fraccionadamente com uma coluna vigreux muito longa (duas colunas de 40 cm uma em cima da outra) até uma concentração tão elevada quanto possível. Depois, utilizar sulfato de magnésio para o aproximar ainda mais do anidro e, finalmente, congelar a última parte.

Vou tentar isso a seguir.