TEORIA DE LA DESTILACION POR ARRASTRE DE VAPOR. Permite aislar y purificar sustancias orgánicas; puede emplearse para líquidos muy miscibles e inmiscibles en agua. Es una técnica en la cual un compuesto co mpuesto de volatilidad relativamente baja se puede purificar por co destilación con agua. La destilación ocurre porque ambos componentes del líquido contribuyen a la presión de vapor y, por lo tanto, el proceso puede realizarse a temperaturas un poco menores que 100 C a 760mmHg (torr). Mediante la introducción de
vapor de agua directamente en el interior del matraz B (que contiene la sustancia a purificar), denominándose a este "vapor de arrastre", se produce la evaporación del componente volátil a una temperatura me nor que la correspondiente a su punto de ebullición. Esto representa una vaporización selectiva del componente volátil de una mezcla formada por éste y o tros "no volátiles”. volátiles”. La condición más importante para que este tipo de extracción pueda ser aplicada es que el componente volátil no presente un equilibrio de fases líquido-vapor entre los dos componentes a destilar como se da en la destilación simple, por lo tanto no será posible realizar diagramas de equilibrio ya que en el vapor nunca e stará presente el componente "no volátil" mientras se esté destilando el componente volátil. El destilado obtenido será puro en relación al componente no volátil (aunque requiera de una decantación para ser separado del agua).
LEY DE DALTON. Los vapores saturados de los líquidos inmiscibles, siguen esta ley sobre las pre siones parciales: “Cuando 2 “Cuando 2 o más gases o vapores, que no reaccionan entre sí, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presión que si estuviera solo y la suma de las presiones de cada uno es igual a la expresión total del sistema”.
P = P1+ P2+ P3+………+ Pn
∑
P = presión total a temperatura constante. P1, P2, etc. = Son las presiones parciales parciales de los componentes.
DESTILACION DE MEZCLAS DE LIQUIDOS INMISCIBLES. Cuando se destila una mezcla de líquidos inmiscibles, el punto de ebullición de esta permanece constante hasta que uno de los componentes ha desaparecido totalmente porque las presiones de vapor son completamente independientes de las cantidades relativas de los 2 líquidos. La proporción de los componentes del vapor que destila depende de la presión de vapor de cada uno de ellos. Su punto de ebullición será la temperatura a la cual la suma de las presiones de vapor es igual a la atmosférica (PT = 760mm). Esta temperatura será inferior al punto de ebullición del componente más volátil, por consiguiente igualmente inferior al punto de ebullición del componente menos volátil. Cuando uno de los líquidos es agua, se podrá se parar un componente de mayor punto de ebullición que el agua a una temperatura inferior a 100 C.
En la destilación de una mezcla de 2 líquidos no miscibles las cantidades relativas en peso de los 2 líquidos que se recogen en el colector son directamente proporcionales a las tensiones de vapor de los líquidos a la temperatura temperatura de destilación y a sus pesos moleculares.
APLICACIÓN A LA DESTILACION POR ARRASTRE DE VAPOR.
Es particularmente útil cuando se ha de separar una cantidad relativamente pequeña de una sustancia que se
encuentra mezclada con una gran cantidad de solido o producto alquitranoso. Cuando el producto destilado es un sólido que obturaría el refrigerante si no fuese arrastrado por el ag ua.
Permite aislar y purificar sustancias orgánicas cuya presión de vapor es relativamente alta, es decir son volátiles (como los aceites esenciales).
Para separar sustancias volátiles de las no volátiles o indeseables como resinas, o sales inorgánicas. Permite separa sustancias de peso molecular elevado y baja presión de vapor en forma económica.
Permite separar sustancias de alto punto de ebullición que se descomponen al calentarlas a su temperatura de ebullición y que se descomponen al calentarlas a su tempe ratura de ebullición o cerca de e lla (especialmente si son impuros), a una temperatura más baja que a la que son inestables.
CARACTERISTICAS QUE DEBEN REUNIR LAS SUSTANCIAS PARA PERMITIR SU DESTILACION POR ARRASTRE DE VAPOR. En general, esta técnica se utiliza cuando los compuestos cumplen con las condiciones de ser volátiles, inmiscibles en agua, tener presión de vapor baja y punto de ebullición alto. Para que la sustancia insoluble destile en cantidad apreciable debe tener una tensión de vapor de por lo menos 5 – 10 milímetros a 100 .
APLICACIONES DE LA DESTILACION POR ARRASTRE DE VAPOR. Se utiliza a nivel industrial debido a su alto re ndimiento, la pureza del aceite obtenido y porque no requiere tecnología sofisticada. Por lo cual tiene mucha importancia a nivel industrial y e s uno de los principales procesos utilizados para la extracción de aceites esenciales. Los aceites esenciales son mezclas complejas de hidrocarburos y se encuentran en hojas, cáscaras o semillas de algunas plantas, están c onstituidos químicamente por terpenoides (monoterpenos, sesquiterpenos, diterpenos,etc.) y fenilpropanoides, compuestos que son volátiles. Los aceites esenciales están almacenados en glándulas o conductos dentro del vegetal, por lo que es conveniente desmenuzar el material para exponer esos reservorios a la ac ción del vapor de agua. Es utilizado en industrias de productos de limpieza, para proveer aromas a productos de limpieza como jabones, detergentes, desinfectantes, desodorantes ambientales ; e n la industria farmacéutica, en base a las propiedades medicinales de los aceites esenciales, son utilizados para e l aparato digestivo, respiratorio, nervioso, etc, y sirve n para elaborar productos para curar enfermedades; en la industria alimenticia los aceites extraídos sirven para la elaboración de aceites comestibles y proveen sabores y aromas característicos, muy utilizados en panaderías, confituras, golosinas, gaseosas, helados, conservantes, galletas, lácteos, etc.; e n la industria de los plaguicidas sirven como agentes pulverizantes, atrayentes y re pelentes de insectos. En la Industria Cosmética se les emplea para la fabricación de colonias, perfumes, jabones de tocador, cr emas de diversos tipos, shampoo, desodorantes, acondicionadores y fijadores, etc.
EJEMPLOS. Destilación del bromobenceno, destilación de una mezcla de benceno y xileno y destilación de una mezcla de pdiclorobenceno y ácido salicílico.
Bibliografía: Brewster, Ray Q. 1970 Curso práctico de química orgánica, Alhambra, 352 páginas Dominguez S., Xorge Alejandro 1966 Experimentos de química orgánica. Limusa-Wiley, 203 páginas Miranda Ruvalcaba, René.. [y otros.] 2000 Técnicas básicas para la experimentación en química orgánica, UNAM, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, 139 páginas
Shriner, Ralph Lloyd 1990 Identificación sistemática de compuestos orgánicos, traducción de Xorge A. Domínguez Limusa 476 páginas
Destilación por arrastre de vapor.
Agregar a un matraz bola de 2 bocas agua hasta la mitad de su volumen y unas piedras de ebullición.
Introducir al matraz un tubo de vidrio largo que llegue por debajo de la superficie del agua (tubo de seguridad).
Agregar a un segundo matraz de bola de 2 bocas la sustancia problema húmeda.
Comunicar ambos matraces a través de un tubo de vidrio, desde el 1er matraz (sin tocar el agua), al 2do sumergiéndolo en la sustancia problema sin tocar el fondo.
Embonar el 2do matraz al extremo de un refrigerante.
Calentar el 1er matraz, cuando comience a pasar vapor al 2do matraz, éste se calienta un poco, se inicia la circulación de agua a través de la camisa del refrigerante.
Se suspende el calentamiento hasta terminar la recolección de 125 a 150ml del destilado.
Si el destilado es aceitoso, realizar la extracción del aceite esencial por medio de un embudo de separación.
