Universidad de Pamplona, La Academia al Servicio de la Vida
EFECTO DE LA SACAROSA EN LA DESTILACION Cuesta Gómez Leydy Alejandra; Garcia Restrepo Nelson; Quintero Cindy Johana. UNIVERSIDAD DE PAMPLONA, INGENIERIA DE ALIMENTOS, PAMPLONA NORTE DE SANTANDER.
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RESUMEN Existen varios tipos destilación, pero en la práctica solo llevamos a cabo la destilación simple debido que esta es una operación en la cual se produce la vaporización de un material por la aplicación de calor; el método es empleado en la industria de capacidad moderada y pequeña, para para lleva llevarr a cabo cabo separ separac acio iones nes parc parcia iale less de los los co comp mpon onen entes tes más más volátiles de mezclas de líquidos miscibles, para lograr esto fue necesario la preparación de dos soluciones una de las cuáles solo era la mezcla de 540.5ml de alcohol más 459.5ml de agua; llevándola a un proceso de destil destilaci ación ón simple simple,, poster posterior iormen mente te tambié también n realiza realizamos mos una segunda segunda destilación pero con una “solución problema” con las mismas cantidades nomb nombra rada dass ante anteri rior orme ment nte e pero pero co con n la dife difere renc ncia ia que que a este este se le adicionaba el 5% de azúcar (50gr); teniendo en cuenta el tiempo en que se retardaba en caer la primera gota y el tiempo en que se demoraba en hacer los 100ml de destilado midiendo la graduación alcohólica. Destilación n simple, simple, graduación graduación alcohólic alcohólica, a, solución solución Palabras Palabras clave: Destilació problema.
SUMMARY
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Several distillation types exist, but in the alone practice we carry out the simple due distillation that this it is an operation in which the vaporization of a material takes place for the application of heat; the method is an employee in the industry of moderate and small capacity, to carry out partial separations of the most volatile components in mixtures of liquid miscibles, to achieve this it was necessary the preparation of two solutions one of those which single era the mixture of 540.5ml of alcohol more 459.5ml of water; taking it to a process of simple distillation, later on also we carry out a second distillation but with a "solution problem" with the noted same quantities previously but with the difference that to this he/she was added 5% of sugar (50gr); keeping in mind the time in that it was slowed in the first drop and the time in that he/she took a long time in making the 100ml of having distilled measuring the alcoholic graduation falling.
Words key: Simple distillation, alcoholic graduation, solution problem. INTRODUCCIÓN La destilación es una operación utilizada con frecuencia para la purificación y aislamiento de líquidos orgánicos. La destilación aprovecha las volatilidades y puntos de ebullición de los componentes líquidos a separar. La destilación depende de parámetros como: El equilibrio liquido vapor, temperatura, presión, composición, energía. (CAMPBELL, 1994).
El equilibrio entre el vapor y el líquido de un compuesto está representado por la relación de moles de vapor y líquido a una temperatura
determinada,
también
puede
equilibrio a partir de sus presiones de vapor.
estudiarse
este
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La temperatura influye en las presiones de vapor y en consecuencia de la cantidad de energía proporcionada al sistema, también influye en la composición del vapor y el líquido ya que esta depende de las presiones del vapor.
La presión tiene directa influencia en los puntos de ebullición de los líquidos orgánicos y por tanto en la destilación.
La composición es una consecuencia de la variación de las presiones de vapor, de la temperatura que fijan las composiciones en el equilibrio.
Puntos de ebullición, son aquellos puntos o temperaturas de compuestos puros a las que sus presiones de vapor igualan a la presión
atmosférica,
produciéndose
el
fenómeno
llamado
ebullición.
Destilación Simple Para el proceso de la destilación simple se utiliza el sistema de la figura 1, el líquido se destila desde el matraz de destilación, ocurriendo primeramente la vaporización, estableciéndose el equilibrio liquido vapor. Parte del vapor se condensa en las paredes del matraz, pero la gran parte pasa por la salida lateral condensándose debido a la circulación del agua fría por el tubo refrigerante, a este producto se le conoce como, “destilado”, y a la porción que queda en el balón de destilación el “residuo”, se debe mantener el ritmo de destilación, manteniendo continuamente una gota de condensado en el bulbo del termómetro. Para evitar el sobrecalentamiento de los líquidos es
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necesario introducir en el balón, núcleos de ebullición y mantener constante el ritmo de destilación ha. La destilación simple es aplicable en los sistemas que contengan líquidos orgánicos de puntos de ebullición bastante diferenciados, ejemplo: Sistema butanos-etanol, agua-metanol. .
Figura 1: Montaje utilizado en Destilación simple.
Fuente: MATERIALES Y METODOS En la práctica realizada se llevaron a cabo los cálculos pertinentes para dicha aplicación, posteriormente se preparo la solución patrón utilizando 540,4 ml de alcohol etílico (alcohol antiséptico) a una concentración de 77% y 459.5 ml de agua, y una solución con sacarosa al idéntica a la solución patrón con la diferencia que se adiciono sacarosa al 5%; basándonos en la figura 2, la cual muestra el balance de materia realizado para obtener dichos resultados; luego se realizaron 7 series sucesivas de 100 ml de destilado, contando el tiempo gastado para cada
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100 ml con un cronometro, para esta destilación se utilizo equipo
diferente
al
de
la
destilación
simple
conocida
normalmente, ya que se empleo una olla a presión, un refrigerante, una estufa y probetas de 100 ml. Finalmente se procedió a tomar la graduación alcohólica de cada 100 ml de destilado en ambas soluciones, aplicando como metodología la alcolimetria, la cual se lleva a cabo tomando 100 ml de destilado, introduciendo el alcoholímetro dentro de la probeta que contiene dicha destilación, tomando el resultado directamente y realizando las correcciones con respecto a la temperatura.
RESULTADOS Y ANALISIS Figura 2: Diagrama de bloques para el balance de materia en las soluciones preparadas. 77% 40% 0%
BALANCE GENERAL A+B=C A+B=1000 B= 1000-A B= 1000-540.5 B= 459.5 H20 BALANCE DE ALCOHOL
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Ax+By=Cz A(0.74) + B(0)= 1000(0.4) A=400/0.74 A=540.5 alcohol
Para la preparación de la solución problema tomamos como referencia los mismos valores hallados anteriormente y la vez le adicionamos el 5% de azúcar el cual equivale 50gr; teniendo como un total de solución problema de 1050ml.
Nota: las dos soluciones preparadas en esta práctica fueran llevadas a proceso de destilación simple, registrando tiempos y graduación alcohólica.
Tabla No 1: Resultados de la destilación en la solución patrón y con sacarosa.
PARAMET ESPECIFICACIO GRADUA TIEMPO GRADUAC TIEMPO RO
N
CION ALCOHO
(MIN)
ION ALCOHOL
(MINUT OS)
LICA
ICA
SOL.
SOL.
PATRON
6,54
42%
5,28
SACAROS A 42%
inicial Obtención Tiempo gastado 89%
2,55
90%
3.15
3,04
81%
3,30
Condición
de 100 ml
Primera gota
en recoger 100
ml de destilado Obtención Tiempo gastado 88% de 200 ml
en recoger 100
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ml de destilado Tiempo gastado 82%
3,10
77%
4,00
3,42
67%
4,30
4,11
43.5%
5,09
5,11
9%
5,57
5,43
1%
6,32
en recoger 100 ml de destilado Obtención de 300 ml Obtención Tiempo gastado 71% de 400 ml
en recoger 100
ml de destilado Obtención Tiempo gastado 56% de 500 ml
en recoger 100
ml de destilado Obtención Tiempo gastado 24% de 600 ml
en recoger 100
ml de destilado Obtención Tiempo gastado 2.5% de 700 ml
en recoger 100 ml de destilado
Figura 3: Gráfica del diagrama de equilibrio en la solución patrón
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En la figura 3 muestra el diagrama de equilibrio en la solución patrón, la cual indica que medida los moles de liquido disminuyen aumentan los moles del vapor en el destilado, y tienen un punto de corte 0,09 y 0,091 aproximadamente.
Figura 4:. Grafica del diagrama de equilibrio en la solución problema
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En la figura 4 muestra el diagrama de equilibrio en la solución sacarosa, la cual indica que medida los moles de liquido disminuyen aumentan los moles del vapor en el destilado, y tienen un punto de corte 0,079 y 0,08 aproximadamente.
Figura 5:. Grafica Concentración de alcohol en la fase liquida.
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En la grafica 5 podemos observar que a medida que disminuye el porcentaje de la concentración de alcohol en la fase liquida aumenta el tiempo, también nos muestra que el soluto influye en el tiempo de destilado, ya que la solución con sacarosa posee un mayor tiempo. Además permite comprobar que la concentración de alcohol en la solución con sacarosa es mayor al final del proceso, debido a la baja solubilidad de la sacarosa que se adhiere a la poca solución que hay en los últimos minutos del destilado.
Figura 6: Grafica de concentración de alcohol en la fase gaseosa.
La gráfica 6 permite observar que en la fase gaseosa a medida que aumenta el tiempo, aumenta la concentración de alcohol, además nos muestra que la adición de sacarosa no influye significativamente en la concentración de alcohol en esta fase, ya que las gráficas son casi idénticas.
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Figura 7: Obtención de la primera gota vs tiempo en la solución patrón y problema
En la gráfica 7 podemos observar que el porcentaje de alcohol en la solución patrón es menor, que la solución problema,lo que indica que la sacarosa influye en el proceso de destilación y por tanto en el tiempo de caída de la primera gota, la cual es mayor en la solución que contiene sacarosa.
Figura 8: Destilado vs Tiempo en la solución patrón y problema
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Figura 9: Tiempo vs Destilado en la solución patrón y la solución problema
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La grafica 8 y 9 nos indica que el destilado es mayor en la solución patrón con el paso el tiempo, siendo más eficaz el destilado en la solución patrón, debido a que la diferencia en el porcentaje de alcohol de ambas soluciones es muy similar pero el tiempo si difiere en los destilados.
CONCLUSIONES •
En la destilación simple influye parámetros como el tiempo, la graduación alcohólica y la adición de soluto a la solución.
•
El soluto presente en la solución influye en el proceso de destilación en el porcentaje final de alcohol y el tiempo de destilado
•
El soluto utilizado tiene poca solubilidad, por lo que se adhiere a los destilados finales, ocasionando que estos tengan mayor tiempo y mayor concentración de alcohol, en comparación con la solución patrón.
•
El soluto interviene en la destilación como un contaminante.
BIBLIOGRAFÍA
CAMPBELL, B.N. USA. 1994. Jr.and McCarthy Ali, M. Organic Chemistry
Experiments,
microscale
and
semi-microscale.
Disponible en: [http://organica1.org/1345/1345pdf5.pdf]. Fecha de consulta: 15/05/2010.
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ROMANO, Jairo. 1991. ESPAÑA. Métodos de Separación. Disponible
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[http://ocw.ehu.es/ensenanzas-
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