DESTILACIÓN SIMPRE Y FRACCIONAD FRACCIONADA A ANTECEDENTES a)
Relación entre las
propiedades físicas y la estructura molecular de alcanos y
alcoholes. Los alcanos son moléculas sin momento molecular total, por tanto se espera que las únicas interacciones entre dichas moléculas sean de la forma de dipolo instantáneo o dipolo inducido, Este implica que a mayor longitud de la cadena de carbonos, mas elevado debe de ser el punto de ebullición por el aumento del peso molecular, y las interacciones entre moléculas, de dicha estructura también se deduce que los alcanos son insolubles en agua. Los alcoholes tienen una estructura similar al de los alcanos pero con un grupo o mas grupos hidroxilo, estos grupos poseen OH en los cuales tanto los pares electrónicos libres de oxigeno y el hidrogeno pueden formar, enlace por puente de hidrogeno, entonces puede concluirse que en general, los alcoholes son mas solubles en agua, aunque dicha solubilidad va disminuyendo si aumenta la parte no polar de la cadena.
b)
Propiedades físicas de los
alcanos y alcoholes.
Propiedades
físicas (a lcanos) Punto de ebullición: bajo condiciones normales, los alcanos desde el CH 4 hasta el C4H10 son gases; desde el C 5H12 hasta C17H36 son líquidos; y los posteriores a C 18H38 son sólidos. El punto de ebullición está determinado principalmente por el peso. Se incrementa entre 20 y 30 AC por cada átomo de carbono agregado a la cadena. Un alcano de cadena lineal tendrá un mayor punto de ebullición que un alcano de cadena ramificada, debido a la mayor área de la superficie en contacto, con lo que hay mayores fuerzas de van der. Waals, entre moléculas adyacentes. Por otra parte, los cicloalcanos tienden a tener mayores puntos de ebullición que sus contrapartes lineales, debido a las conformaciones fijas de las moléculas, que proporcionan planos para el contacto intermolecular. Punto de
fusión: sigue una tendencia similar al punto de ebullición. A mayor peso molar, mayor punto. Los alcanos de longitud impar tienen puntos de fusión ligeramente menores, comparados con los alcanos de longitud par. Esto es debido a que los alcanos de longitud par se ordenan bien en la fase sólida, formando una estructura bien organizada, que requiere mayor energía para romperse. Densidad:La
densidad aumenta con el número de átomos de carbono pero siempre es inferior a la del agua, por lo que flotan en la superficie de la misma.
Propiedades
físicas (a lcoholes). Los alcoholes son líquidos incoloros de baja masa molecular y de olor característico, solubles en el agua en proporción variable y menos densos que ella. Al aumentar la masa molecular, aumentan sus puntos de fusión y ebullición, pudiendo ser sólidos a temperatura ambiente (p.e. el pentaerititrol funde a 260 °C). También disminuye la solubilidad en agua al aumentar el tamaño de la molécula, aunque esto depende de otros factores como la forma de la cadena alquílica. Algunos Algu nos alcoholes (principalmente polihidroxílicos y con anillos aromáticos) tienen una densidad mayor que la del agua. Sus puntos de fusión y ebullición suelen estar muy separados, por lo que se emplean frecuentemente como componentes de mezclas anticongelantes. Por ejemplo, el 1,2etanodiol tiene un punto de fusión de -16 °C y un punto de ebullición de 197 °C. c) Presión de vapor. Punto de ebullición. Presión de vapor: Puede definirse como la fuerza por unidad de área de superficie que ejercen las moléculas u átomos de una sustancia cuando intentan abandonar el sólido o el líquido en el que están contenidas. Punto de ebullición: Es
aquella temperatura a la cual, la presión de vapor de una sustancia líquida se iguala con la presión externa, también puede pensarse en ella como la temperatura a la cual se da el cambio de la fase líquida a la fase gaseosa. d) Destilación simp le y
fraccionada. Caract erísticas y dif erencias. La destilación simple es conveniente cuando se sospecha que las sustancias contenidas en la mezcla tienen puntos de ebullición separados por aproximadamente 80 ºC, mientras que las destilación fraccionada es mas recomendable en situaciones que requieran mas precisión además de aquellas mezclas en las que los puntos de ebullición de cada componente sean bastante próximos, incluso de hasta 1 ºC. Las características particulares de cada una de estas formas de destilación se muestra en la sección de esquemas
e) Diagramas de composición
vapor-líquido. Los diagramas de fases temperatura de ebullición-composición (T-x) de una mezcla binaria de líquidos a presión constante muestran las composiciones de las fases líquida y vapor de la mezcla en función de la temperatura a una presión constante dada. Estos diagramas son necesarios cuando se quiere separar ambos líquidos por destilación fraccionada.
f) Concepto de plato t eórico y número de platos t eóricos en una columna de destilación fracciona da. Un plato teórico se define como la unidad de la columna que tiene la misma eficacia en la separación que una destilación simple y se expresa a menudo en centímetros de altura de la columna. g)
Eficiencia de la
columna de destilación fraccionada. Factores que int erviene en una destilación. La eficiencia de tales columnas se expresa en platos teóricos. Interviene la composición de la mezcla, el peso molecular de los compuestos que se deseen destilarse la presión de vapor de cada uno de ellos,
h) Int erpretación de gráficas de destilación. Generalmente suelen trazarse graficas del estilo de volumen-temperatura, porque a partir de dichas graficas se interpretan fácilmente los resultados, además de que a través de su observación observación uno puede darse cuenta todas las fracciones de destilación, además de las temperaturas a la cuales se dio el cambo de estado, lo cual hace eficiente el uso de tales graficas para la representación del proceso de destilación. i) Ley de Rauolt. La presión de vapor de un componente de una mezcla es proporcional a la concentración de dicho componente y a la presión de vapor del componente puro .
Propiedades físicas y características CRETIB Acetona
790 kg/m3 Masa molar: 58.04 g/mol Punto de fusión: -94.9 ºC Punto de ebullición: 56.3 ºC Momento dipolar: 2.91 D
Corrosivo: Corrosiva con polímeros. Reactivo: Normalmente estable. Explosivo: Combustible Tóxico Ambiental: No se considera tóxico para la vida acuática. Puede encenderse a Inf lamable: Temperatura ambiente. Biológico- Inf eccioso: Nausea, vomito, confusión menta, dolor de cabeza, enrojecimiento de la piel y ojos.
Agua
Reactivo: No reactiva
Densidad:
Explosivo:
Densidad:
1 g/cm3 Masa molar:18.01 g/mol Punto de fusión: 0 ºC Punto de ebullición:100ºC Momento dipolar: 1.85 D Corrosivo: No corrosiva
Metanol
Densidad:
791.8 kg/m3 Masa molar: 32.04 g/mol Punto de fusión: -97.16 ºC Punto de ebullición: 64.7 ºC Momento dipolar: 1.69 D Etanol
Densidad:
789 kg/m3 Masa molar: 46.07 g/mol Punto de fusión: -114.3 ºC Punto de ebullición: 78.4 ºC Solubilidad en agua: Miscible
No explosiva Tóxico Ambiental: No tóxica Inf lamable:No inflamable Biológico- Inf eccioso: En exceso causa dolores de cabeza, calambres, si se inhala puede causar ahogo.
Corrosivo: No corrosivo. Reactivo: Normalmente estable. Explosivo: Mezclas vapor-aire son explosivas. Tóxico Ambiental: Baja toxicidad a organismo acuáticos y terrestres. Inf lamable: Puede encenderse a temperatura ambiente. Bajo poca Biológico- Inf eccioso: exposición puede causar daños temporales o permanentes. Corrosivo: En metales como el plomo, magnesio, aluminio y algunos plásticos. Reactivo: Normalmente estable. Los vapores pueden Explosivo: generar mezclas explosivas en el aire. Tóxico Ambiental: No representa amenaza Inf lamable: Puede encenderse a bajo determinadas condiciones temperatura ambiental.
Biológico- Inf eccioso: Solo causa
irritación.
