FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA QUIMICA ORGANICA FARMACIA
DESTILACIÓN FRACCIONADA
MARIA FERNANDA BARRIOS CERA ALUVIS LISETH GARRIDO OSORIO DARLY BUSCAMANTE YEIMY PAOLA SANTIAGO ARIZA ARIZA
REYES LEMUS JESÚS ARTURO DOCENTE
BARRANQUILLA / 2018 UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO
1. INTRODUCCIÓN El presente informe hace referencia: destilación fraccionada. Para analizar la temática, se realizaron las respectivas investigaciones sobre los diversos temas que se desenlazan o derivan del tema, con la finalidad de relacionar la práctica del laboratorio con conceptos claves y dar así respuesta a diversas inquietudes. La metodología usada, fue correctamente supervisada por el docente a cargo JESUS REYES, esto dio lugar a que se cumpliera los objetivos esperados en tiempo oportuno
2. MARCO TEORICO DESTILACIÓN FRACCIONADA: Técnica que se utiliza en la separación de sustancias cuyos puntos de ebullición difieren entre sí menos de 25ºC. La diferencia con la destilación simple es que incorpora una columna de fraccionamiento (o de rectificación) entre la disolución y el refrigerante. La columna de fraccionamiento consta de un tubo largo de vidrio que lleva en su interior un relleno inerte (hélices de vidrio) o unos platos de condensación. La columna aporta una gran superficie para el intercambio entre el vapor que sube y el condensado que desciende, lo que hace posible una serie de vaporizaciones y condensaciones a lo largo de la columna.
3. OBJETIVO 3.1 OBJETIVO GENERAL
Aprender las ideas fundamentales en relación al tema: destilación fraccionada. Mediante la práctica, con el uso adecuado de los instrumentos, espacio e investigaciones previas a la experiencia para un buen aprendizaje
3.2 OBJETIVO ESPECIFICO
Conocer y aplicar el método de destilación fraccionada Establecer comparaciones entre la destilación sencilla y la destilación fraccionada.
4. MATERIALES Y REACTIVO Equipo de calentamiento. 2 Pinzas 2 Nueces dobles 1 Balón de fondo redondo de 250 ml 1 Termómetro de -10ºC a 150ºC 3 Tapones de caucho o corchos
Beaker Ron blanco, 100 mL. 1 Columna de fraccionamiento 2 Soportes metálico 3 Manguera
5. METODOLOGIA MONTAJE: La columna de fraccionamiento se adapta a la boca del matraz de destilación y está provista de una tubuladura lateral que se une con el refrigerante mediante un tubo de vidrio. El agua del refrigerante circulará en contracorriente con el líquido destilado. La boca de la columna de rectificación se cierra con un tapón, a poder ser de caucho, provisto de un termómetro
PROCESO
Se Colocó 100 ml de ron blanco en el balón de destilación Caliente el alcohol cuidadosamente con una llama pequeña de mechero para que el líquido destile lentamente Se Colocó 1 ml de destilado aproximadamente, sobre el vidrio reloj, se acercó un fósforo. Se observó cuidadosamente
6. RESULTADO Y DISCUSION De acuerdo a la literatura:
El etanol es un compuesto químico, también conocido como alcohol etílico. Dicho alcohol tiene un aspecto líquido e incoloro, siendo bastante inflamable y volátil, contando con un punto de ebullición de unos 78ºC. El alcohol etílico es miscible con el agua en cualquier tipo de proporción.
En la práctica: Se observó que el alcohol hirvió a 78ºC, empezando a evaporarse. A los pocos segundos se observa que pasa a través del aparato de destilación y se enfría gracias al refrigerante logrando destilarlo, es decir, que el alcohol evaporizado regresa a su estado líquido y se deposite en el vaso de precipitado que se encuentra al otro extremo del aparato de destilación. Cuando empieza a gotear destilado, se tomó 1mL y se quema para comprobar si es
alcohol, comienza arder, confirmando que efectivamente es alcohol. El tiempo de la llama:
7. CONCLUSION Luego de realizada la práctica y según lo antes mencionado, se puede concluir que la destilación fraccionada es mucho más efectiva que la sencilla ya que la fraccionada corresponde a varias destilaciones sencillas que ocurren al mismo tiempo y es mucho más fácil separar los compuestos.
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Chang, R. 2007, Química, novena edición. McGraw Hill. Spencer J. Bodner G. Rickard L. Líquidos y soluciones, Química: estructura y dinámica, Pecina E. Continental, México 2000
9. CUESTIONARIO Consulte las bases fisicoquímicas de la destilación fraccionada (puntos de ebullición de las soluciones, ley de Raoult, diagramas temperaturacomposición, azeótropos, punto de ebullición mínimo y máximo, empaquetamiento de columnas, tipos de columnas y de empacamiento, plato teórico, eficiencia de una columna, etc.). Punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual hierve ese líquido, y es la temperatura a la que su presión de vapor es igual a la presión atmosférica. Cuando la presión atmosférica es de 1 atm, se le llama punto de ebullición normal
Ley de Raoult: es el estudio simplificado de las soluciones, las cuales están formadas por dos o tres sustancias liquidas. La ecuación de la ley de Raoult es: la composición de la fase gaseosa Yi está relacionada con la composición del compuesto i en la fase liquida Xi mediante la relación anterior. En esta ecuación, el término de la izquierda recibe el nombre de presión parcial del componente i (YiP). Por su parte el término de la derecha expresa el comportamiento descompuesto o en la fase liquida; esta expresión es válida únicamente para soluciones ideales. Entonces, la fase liquida se comporta como una solución ideal, mientras que la fase gaseosa es una mezcla de gases ideales. Entonces, fase liquida se comporta como una solución ideal mientras que la fase gaseosa es una mezcla ideales siendo la presión parcial: la presión que se componente ejercería en el volumen ocupado por la fase gaseosa, si solo tuviera presente, sin embargo la presión parcial solo tiene sentido para gases ideales. Pisat es la presión de vapor que corresponde a cada sustancia. Es la presión de saturación, es una medida de la energía cinética de las moléculas que se requiere para la evaporación. La evaporación se produce cuando la fuerza intermolecular del líquido es menor a la energía cinética de las partículas de las moléculas que están en la superficie. De esta forma, sólo un porcentaje reducido de líquido se convierte en vapor. La ebullición se presenta cuando la energía interna es tan alta que todas las partículas del líquido pueden escapar a la
fase gaseosa. Físicamente, la ebullición es cuando la presión del sistema es infinitesimalmente menor que la presión de vapor del liquido
Diagramas temperatura composición aseótropos: Un aseotropo es una mezcla que tiene un punto de ebullición como si fuera una sustancia pura. En una mezcla se comienza evaporar la sustancia más volátil y la temperatura continúa aumentando hasta que se evapora toda la mezcla. En una sustancia pura o un aseotropo la ebullición es a temperatura constante. Esto significa que la no puede separarse por destilación fraccionada, porque se necesita una diferencia en los puntos de ebullición de aprox 10 °C para que puedan separarse
Punto de ebullición mínimo y máximo : la mezcla en ebullición constante muestra un punto máximo o mínimo de ebullición, comparado con el de otras mezclas de las mismas sustancias. Un aseótropo es una mezcla de dos o más gases de punto de ebullición similar que se comportan como una sustancia pura; es decir, la composición de la fase vapor es la misma que la fase liquida. Las mezclas aseotrópicas se pueden cargar por fase gas
Empaquetamiento de columnas: en la destilación fraccionada se usa una columna de fraccionamiento, que es una columna de vidrio, y en su interior tiene un empaquetamiento, generalmente son como discos de vidrio. Cuando el líquido comienza a evaporarse, el vapor asciende y se encuentra con el empaquetamiento y se condensa sobre el. Como se sigue calentando, esas gotas se vuelven a evaporar y ascienden hasta encontrarse con otros discos, y se condensan nuevamente. Así se repite el proceso evaporación-condensación, hasta que el líquido sube lo suficiente como para alcanzar el refrigerante, donde se condensa y cae hacia el matraz colector. Esos ciclos de evaporación -condensación equivalen a múltiples destilaciones simples, por lo que en la fraccionada se obtiene una eficacia mucho mayor que en la simple
Tipos de columnas y de empacamiento: las columnas empacadas son usadas para destilación, absorción de gases, y extracción liquido-liquido; La desorción (”stripping”) es el inverso de la absorción y se aplican los mismos métodos de diseño. El contacto liquido- gas en una columna empacada es continua, no por etapas, como en una columna de platos. El flujo de líquido cae hacia abajo en la columna sobre el área de empaque y el gas o vapor, asciende en contracorriente, en la columna. En algunas columnas de absorción de gases se usa corrientes en flujo co-corriente. La performance de una columna empacada depende mucho del mantenimiento de una Buena distribución del líquido y gas a través del lecho
empacado, y esto es una consideración importante en el diseño de columnas empacadas Plato teórico: Son los platos necesarios paraqué se lleve a cabo de manera eficiente la separación de los compuestos por medio de destilación. La eficiencia de la torre la calculas dividiendo los platos reales y los platos teóricos que obtienes a partir de cálculos basados en el equilibrio del sistema por métodos como McCabeThiele y Ponchon.
Haga una comparación de las dos destilaciones (simple fraccionada) según sus datos experimentales Ambas destilaciones tienen como fundamento los puntos de ebullición entre las sustancias a destilar, ambas destilaciones se realizan con casi los mismos elementos solo uno varia, el resto del sistema es el mismo, el sistema de enfriamiento de los tipos de destilación es el mismo
¿Por qué la columna de destilación empacada con algún material adecuado como vidrio o viruta de acero es más eficiente que la columna sin empacar? Ya que permiten que el reflujo de los componentes menos volátiles que en primera instancia se evaporaron a una temperatura inferior a su punto de ebullición, la fase de vapor las fases condensadas fluyen en direcciones opuestas. Así solamente llega al refrigerante e componente que debe destilara la temperatura seleccionada. El proceso de evaporación y condensación repetido en varias ocasiones enriquece al destilado con el componente más volátil
Explique por qué la columna en un aparato de destilación fraccionada debe estar en una posición vertical. Una columna de destilación vertical realiza la función de todos los balones. La columna se llena con un tipo de empaquetamiento de columna, que provee una superficie grande donde los procesos de condensación y vaporación pueden realizarse. El vapor que entra a la columna desde el valón tiene la misma composición que la original, pero pasa por la columna y se enfría, condensándose en la superficie empacada y comienza a bajar a través de la columna. La temperatura de la columna es más alta cerca del valón, por lo que parte de lo que se había condensado se vuelve a vaporar. Este vapor subirá otra vez por la columna a un nivel más alto que la primera vez y vuelve a condensarse. Este proceso se
vuelve a repetir muchas veces, las suficientes para que el vapor llegue a un punto donde es casi puro.
Un líquido orgánico se descompone al tratar de destilarlo a presión atmosférica. ¿Cómo haría para destilar este líquido sin que se descomponga? Se podría usar una bomba de vacío, bajando la presión atmosférica de 760 mm de mercurio a 450 mm y aplicando temperatura de alrededor de 36 grados centígrados trabajando a una presión inferior a la atmosférica, para lo que tendrás que colocarlo en un recipiente hermético y conectado a una bomba de vacío, así baja la presión y el líquido va a darse una ebullición a una temperatura inferior ¿Cómo se separa una mezcla azeotrópica? Un azeótropo es una mezcla en estado líquido de varios componentes que tienen un punto de ebullición constante, la mezcla que tiene una presión de vapor máxima o mínima es denominada azeotrópica (del griego: "hervir sin cambio") se separa por destilación sencilla.
¿Por qué refluye condensado continuamente al balón de destilación desde una columna de fraccionamiento que no está provista de refrigerante de reflujo? ¿Ejerce esto alguna influencia en la destilación? Explíquese. Se forma algún azeótropo con el etanol y con el éter etílico, yo pienso que lo forman. Un azeótropo es una mezcla de composición definida formada por 2 o 3 líquidos, que destila con una temperatura constante como si fuera un líquido puro (tiene su propio punto de ebullición), puede tener mayor punto de ebullición que la acetona menor, y en cuanto al azúcar, es muy poco soluble en acetona, así que, si uno lo considera como insoluble, esta impureza al precipitar, no influye en el punto de ebullición de la acetona Si la destilación a través de una columna de relleno se hace muy rápida, entonces se inunda la columna (el líquido condensado asciende y se mantiene en la columna)
Explíquese por qué el trabajo con una relación de reflujo elevada mejora la eficacia de una destilación a través de una columna. El trabajo con una relación de reflujo elevada mejora la eficacia de una destilación a través de una columna, ya que se condensa mucho vapor y vuelve al matraz, se destilará relativamente poco material por unidad de tiempo.