DESTILACIÒN SENCILLA Nelson Escudero, José Portilla, Rafael Espinosa, Jean Mastrodomènico y Sergio Bueno Ebullición, condensación y presión
En esta experiencia se aprendió a hacer un montaje adecuado para destilar una mezcla miscible fermentada; en esta experiencia también se realizaron ciertas sugerencias sugerencias y precauciones en cuanto a cada uno de los materiales con los que se iba a trabajar, igualmente se colocaron en práctica algunos conceptos vistos en experiencias anteriores.
Introducción. Se verá que la destilación es el método más más frec frecue uent nte e e impo import rtant ante e para para la puri purifi fica caci ción ón de líquidos estables en su punto de ebullición; esta técnica también se usa para la separación de mezclas liquidas que son miscibles, debido a la diferencia entre los puntos de ebullición de los líquidos que componen dicha mezcla. Lo que sucede en este proceso es que se calienta el la mezc mezcla la liqu liquid ida a en un reci recipi pien ente te (bal (balón ón o matr matraz az de destilación) hasta que se vaporiza; el vapor pasa a un refrigerante donde se convierte de nuevo en líquido y se recoge luego en un recipiente colector, lo obtenido es una de las sustancias que compone a la mezcla liquida o una una impu impure reza za no volá voláti till pert perten enec ecie ient nte e a uno uno de los los líquidos que forman la mezcla. Analizar e l método de destilación de una mezcla liquida miscible, demostrar habilidad al momento de manipular los implemen implementos tos para para armar armar el monta montaje je y Separa Separarr el compon component ente e princi principal pal de una mezcla mezcla liqui liquida da miscib miscible le fermentada o alcohólica.
Metodología. Se analiza cada uno de los implementos para realizar el montaje, tales como los soportes universales, los corchos de goma, las nueces y las pinzas, el termómetro, el trípode, la malla, las perlas perlas de destil destilaci ación, ón, balón balón de destil destilaci ación ón o matr matraz az de dest destil ilac ació ión n y el re refr frig iger eran ante te o cond co ndens ensad ador or (i (inst nstru rume ment nto o es esen enci cial al par para a la destilación), de estos conceptos se observaron distintos momentos, como cuando el termómetro toca tocaba ba las las pare parede des s del cuel cuello lo del del baló balón n de destilación y debe ser ajustada la pinza que lo sostiene ene, tamb ambién cuando el tubo de desprendimiento del matraz no entraba de forma idónea dentro de la orifico del condensador y de igual manera debían ser ajustadas la pinza y la nuez nuez que sosten sostenían ían el matraz matraz de destil destilaci ación; ón; lueg luego o se toma toma cier cierta ta cant cantid idad ad de la mezc mezcla la misc miscib ible le ferm fermen enta tada da,, desp despué ués s esa esa cant cantid idad ad sele selecc ccio iona nada da se le intr introd oduc uce e al matra matraz z de destilación, luego de esto se le añaden de 3 a 6 perlas de destilación, después de esto abre el fluj flujo o del del agua agua dent dentro ro del del tubo tubo refr refrig iger eran ante te,, después de esto se enciende el mechero, este debe debe perm perman anec ecer er ence encend ndid ido o con con una una llam llama a constante durante toda la experiencia se toman unos datos mientras esto sucede, al finalizar la
exper experie ienc ncia ia se apag apaga a el mech mecher ero o y se deja deja reposar para poder ser desarmado el montado.
Resultados y discusión.
Resultado
Al encender el mech echero, ero, minut nutos desp despué ués s la mezcl ezcla a fermentad fermentada a empieza empieza desp despre ren nder der vapo vapor r dentro del matraz de destilación y la línea de mercurio del termómetr termómetro o empieza empieza a subir lentamente.
Tiem Tiempo po desp despué ués s el líqu líquid ido o ferm fermen enta tado do generar aún más burbujas y vapor que los generadas al empezar el ensayo, la línea nea de merc ercuri urio empieza a subir aún más, la mezcla empieza a saltar continuame continuamente nte y con ello se genera la primera gota de alcohol.
Imagen
luego se condenso el alcohol, lo mismo paso con una pequeña cantidad de agua.
Desarrollo de las preguntas. 1. El proceso de destilación simple se basa en el punto de ebullición de los compuestos que se encuentran en una mezcla ya que estos deben ser diferentes para que así el compuesto con menos punto de ebullición se vaporice y por medio del condensador vuelva al estado líquido, es decir se condense. Este proceso es de gran utilidad, ya que se pueden tanto separar mezclas, como se pueden purificar las mismas.
Tiempo después se hace más constante el salto de la mezcla, el burbujeo y la emisión de vapor y con ello la producción de gotas de alcohol y la linea de mercurio se queda entre un rango determinado de temperaturas.
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2.
Al esparcirse en una superficie plana cierta cantidad del alcohol recogido en el recipiente y al ser puesto este en contacto con la llama del mechero este produce una llamarada purpura que a medida que se consume el alcohol se va volviendo más débil hasta consumirse por completo, en la superficie donde fue esparcido el líquido quedan pequeñas cantidades de agua.
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homogéneas las cuales entran formadas por 2 o más compuestos, los cuales no reaccionan entre sí, en el experimento se usó una solución fermentada, que contenía agua, alcohol, azúcar y otros compuestos. •
Mezcla liquida homogénea
Temperatura de condensación parcial
Guarapo fermentado
95 ºC
Temperatura de condensación final 97 ºC
Según los anteriores resultados nuestro grupo de laboratorio dijo que el guarapo fermentado empieza a burbujear, a crear vapor de forma constante y a saltar continuamente esto se debe a que uno de los líquidos que forman la mezcla está llegando a su temperatura de ebullición en este caso es el alcohol, ya que es el líquido que posee una baja temperatura de ebullición, los saltos se deben a el acercamiento a la temperatura de ebullición y a las esferas de destilación. El grupo también comento que la línea de mercurio se queda entre un rango determinado de temperaturas, debido a que la temperatura ebullición del componente principal de la mezcla fermentada está dentro de ese rango. De igual forma el grupo discutió que el alcohol obtenido en el recipiente o sea el líquido resultante al destilar al ser quemado la llama toma un color purpura debido a un fenómeno foto-eléctrico, y pues los residuos de agua al final se dan porque así como se evaporo y
Soluciones: las soluciones son mezclas
Fracción: Una fracción en química es una cantidad recogida de una muestra, en un proceso de separación. En el proceso una mezcla se separa en las fracciones que tienen composiciones que varíen según un gradiente, la fracción que se recogió en esta experiencia fue el alcohol el cual,
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Mezcla
homogénea:
una mezcla homogénea es aquella en que los componentes no se pueden identificar a simple vista, en estas solo se nota una fase, según esto podemos decir que la mezcla homogénea en la experiencia fue el guarapo fermentado, el cual solo se notaba la fase liquida y no se veían ninguno de sus componentes a simple vista.
Cambio físico: el cambio físico es el que ocurre externamente, lo que quiere decir que no existe alteración de su estructura, ósea no hay reacción química, no se reordenan los átomos y no se forman sustancias nuevas, los cambios físicos que intervienen en esta
experiencia de acuerdo a los fundamentos fisicoquímicos de la destilación son la evaporación y la condensación.
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líquido destilado, ya que cuando se calienta la muestra a separar el primer líquido que se vaporice al ser un gas el cual deberá esparcirse por todo el recipiente haciendo que el proceso de destilación tarde más, otra consecuencia se presenta cuando tenemos muestras muy grandes, en este cado el gas se esparcirá mucho más rápido, abra menos presión, lo que hará que sea poco el líquido destilado que se recoja, ya que haciendo esto correríamos el riesgo de que se evaporen otros líquidos aparte del que queríamos obtener. (3)
Cambio químico: Son los que afectan la naturaleza del compuesto o sustancia, dicho cambio es irreversible, en esta experiencia no se dio un cambio químico, ya que el alcohol puede ser devuelto al guarapo fermentado y no se afecta su composición.
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Liquido homogéneo: es aquel que todos sus componentes se encuentran completamente diluidos, es decir, no hay partículas solidas ni en ningún otro de los estados en que la materia se puede encontrar. En esta experiencia podría decirse que el líquido homogéneo es el obtenido en la destilación, aunque el guarapo fermentado tenga todos sus componentes diluidos, al ser fermentado aún posee solidos muy pequeños.
6. En este caso no se utilizaría el método de destilación simple, sino la técnica de destilación al vacío, ya que en esta técnica el líquido bulle cuando su presión de vapor se iguala con la presión externa; si uno baja la presión, hace que la presión de vapor se iguale con la externa a una temperatura menor que la de ebullición normal, que es a 1 atmosfera de presión. Entonces, se puede destilar con una temperatura menor a la cual descompone. En este caso por medio del vacío se hace que la presión baje por ende la temperatura de ebullición también disminuirá y esto hará posible la destilación del líquido. (3)
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3. Todo el líquido que hay en el balón de destilación no se puede evaporarse de repente al alcanzar la temperatura de ebullición, ya que no podría haber separación y de hecho la técnica de destilación consiste en separar líquidos que formen una mezcla homogénea o que sean miscibles entre sí, dichos líquidos deben tener diferentes puntos de ebullición por los fundamentos fisicoquímicos de la temperatura de ebullición lo que el líquido que bulle es porque su temperatura de evaporación fue alcanzada y el que aun que no, es porque posee mayor temperatura de ebullición.
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La principal razón por la que no se debe llenar el matraz de destilación es porque el líquido a pasar por el tubo de desprendimiento el cual está unido con el refrigerante el líquido pasar por el allí, saturando el refrigerante lo que hace que pueda salir liquido sin ser destilado, otra de las razones es porque si se llena al empezar a bullir se forman burbujas, que se pueden evitar con las perlas de destilación, estas también pueden salpicar y colarse en el destilado.
7. Si el bulbo termométrico se mantiene húmedo con el condensado durante la destilación la temperatura que se obtendría sería más alta, ya que al obtener el vapor del líquido este tiene su temperatura de ebullición que va a ser menor que el residuo ósea de lo que aún no ha alcanzado su punto de ebullición y que permanece en aun en el balón de destilación, al contrario de que si el bulbo no estuviese húmedo por el condensado, el termómetro marcaria la temperatura de la muestra que aún se está calentando en el matraz de destilación.
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La desventaja seria que se tendría al utilizar un matraz de destilación cuya capacidad es de un volumen mayor a la del líquido que se va a destilar es que se tardaría mucho en recoger el
Si se realiza el recorrido del agua en contracorriente con el vapor destilado, el agua logra absorber todo el calor que posee el vapor que ha sido destilado para que este se condense rápidamente, es decir se pasar del estado gaseoso a líquido. Si se realiza el recorrido del agua en forma normal, es decir, de arriba hacia abajo el agua va a caer sin realizar ninguna presión, lo que causará que el tubo interno del condensador por donde va a pasar el vapor del destilado, no se enfríe lo suficiente esto
hará que del condensador salga vapor de lo que se pensaba destilar. (4)
Conclusiones. Se llega a la conclusión que la destilación sencilla es una técnica efectiva para la separación y purificación de líquidos o mezclas líquidas miscibles u homogéneas, dicho método se basa esencialmente en la diferencia de los puntos de ebullición de los líquidos que forman dicha mezcla a destilar; también que los resultados de la destilación dependen tanto de la muestra que se esté utilizando para este procedimiento, como de los implementos de laboratorio a usar en dicho método y la construcción del montaje con dichos implementos, ya que si se usan implementos con una capacidad que no sea la adecuada para la muestra, y no se hace un correcto ajuste y unión entre los implementos que forman el montaje, se pueden alterar los destilados e incluso dañar el montaje.
Bibliografía.
(1)
Capítulo II Métodos de separación. En: Química orgánica experimenta por H. Dupont Durst, George W. Gokel . Reverte, 1985. 30-37
(2)
Volumen 2 Conceptos básicos de química. En Enciclopedia Interactiva del estudiante. Océano, 1980. 400-430
(3)
Tema 7 la destilación y sus clases (Pdf). (2011) Destilación sencilla y sus implementos. Universidad de Vigo. 7-10.
(4)
Tubo de refrigeración (Pdf) (2008) Universidad nacional experimental . 3-7
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