2. Destilación - taller por hacer de laboratorio 2 de destilación para quim organica PDF

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DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

Práctica:

2. DESTILACIÓN

Nombre: Jose Antonio Hernandez Vera 201921628 Nombre: Alejandra Hurtado Escovar 202012392 Nombre: Daniela Reyes Bernal Código: 201214743 Destilación sencilla Volumen de mezcla a destilar (mL) Punto de ebullición del etanol en Bogotá (°C) Rango de temperatura del destilado Masa del etanol destilado Volumen del etanol destilado Densidad calculada Densidad teórica del etanol % de error

Código: Código:

50mL 71°C 70°-75°C 29g 40mL 0,725 g/mL 0,789 g/mL 8,11

Destilación fraccionada Volumen de mezcla a destilar (mL) 20mL Punto de ebullición en Bogotá (°C) Rango de temperatura del destilado Masa del destilado Volumen del destilado Densidad calculada Densidad teórica % de error

Agua 92°C 90°-98°C 6.5g 7mL 0.93g/mL 1g/mL 7%

Etanol 71°C 68°-78°C 5.8g 8mL 0.725g/mL 0.789 g/mL 8.11%

*Dato para el valor del punto de ebullición tomado de: Laboratorio de Punto de Fusión y Ebullición - Química orgánica para Ingenieros Ambientales - Universidad Distrital Francisco José de Caldas Observaciones destilación sencilla El experimento que se realiza en situación de laboratorio, lo que demuestra que la efectividad de un método de destilación depende en gran medida de las diferencias de punto de ebullición. La información y las técnicas aprendidas a lo largo de este experimento son importantes de entender sus aplicaciones en el mundo real. Por ejemplo, comprender la importancia de los puntos de ebullición entre las sustancias permitió a los experimentadores Página 1 de 5

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comprender que la destilación simple es un buen método para destilar etanol. Se aprendieron nuevas habilidades y técnicas cuando se observó la instalación y empleo de los aparatos de destilación. Además, los datos proporcionados para el experimento ilustran cómo los puntos de ebullición afectan un método de destilación, y el porcentaje de error (que puede ser influenciado por mal uso de los instrumentos, inconsistencias en las sustancias u otros factores) indica la efectividad del método de destilación empleado. Estas habilidades aprendidas se pueden aplicar a situaciones de la vida real, como la destilación de petróleo crudo o la purificación de agua.

Observaciones destilación fraccionada Como se evidencia en el video referente a la práctica, hacer una destilación fraccionada garantizó que se pudiera separar de forma más exitosa la mezcla de etanol y de agua debido a que este proceso ocurre de manera más pausada y detallada, logrando así comprobar su eficacia a la hora de utilizar este procedimiento para escenarios reales como lo son la obtención de petróleo y la purificación de agua ya mencionados, esto se logra ver en el bajo porcentaje de error obtenido con respecto a las densidades de ambos compuestos. Cabe mencionar que este error obtenido pudo deberse a errores aleatorios o no controlables a la hora de tomar los datos y de realizar el experimento.

Cuestionario 1. Defina con sus propias palabras los siguientes conceptos: Punto de ebullición: Es el punto de temperatura en el cual la presión de vapor de un líquido (cualquiera) puede alcanzar la presión del medio en el cual se encuentra. Es justamente por ello que el punto de ebullición cambiará según la ubicación y la presión en bajo la cual se encuentre el líquido determinado. Básicamente, es el punto de temperatura en la cual un líquido cambia su estado hacia gaseoso. Presión de vapor:

Es la presión que se ejerce por un vapor en equilibrio termodinámico con las fases de condensación (sólido o líquido) a una temperatura determinada en un sistema cerrado. Si nos referimos a la presión de vapor de equilibrio, es un indicativo de la tasa de evaporación de Página 2 de 5

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un líquido. Está relacionado directamente con la tendencia de las partículas a ‘escapar’ del líquido o en algunos casos, de un sólido. Una sustancia con una alta presión de vapor a temperaturas normales se denomina volátil, como algunos alcoholes. Plato teórico: En el contexto de procesos de separación, es una zona en la que dos fases, por ejemplo, la fase líquida y la fase de vapor de X sustancia pueden establecer un equilibrio entre ambas. Se conoce a esta etapa como etapa ideal, bandeja teórica o plato teórico. Cuando en un proceso se tienen varias etapas de este tipo, se potencia el rendimiento de muchos procesos de separación ya que estos suelen depender de la existencia de una serie de etapas de equilibrio. Cabeza de destilación:

En un proceso de destilación, la fracción que se destila antes de que la temperatura de ebullición llegue a ser estable se denomina cabeza de destilación. De esta misma forma, el líquido que se destila cuando la temperatura supera el punto de ebullición determinado se conocerá como cola de destilación. Piedra de ebullición: Es una pieza pequeña de forma irregular que se añade a los líquidos para hacerlos hervir más ‘tranquilamente’. Suelen emplearse regularmente en procesos de destilación y calentamiento. Cuando un líquido se sobrecalienta, una mota de polvo o una varilla de agitación puede causar una ebullición ‘violenta’ y repentina; en orden de prevenir esto, las piedras de ebullición proporcionarán sitios de ‘nucleación’ para que el líquido pueda hervir suavemente sin sobrecalentarse.

2. Un líquido orgánico comienza a descomponerse a 80°C. Su presión de vapor a esta temperatura es de 36mm de Hg. ¿Cómo podría destilarse? Para destilar este líquido consideramos que sería útil usar una destilación al vacío. La destilación al vacío es una técnica que se realiza a una presión reducida, esto significa que se podrán destilar sustancias (líquidos) a temperaturas menores a su punto de ebullición correspondiente. Si creamos un vacío en el sistema, el punto de ebullición de la sustancia comenzará a reducirse de forma considerable y podremos destilar el líquido antes de que el Página 3 de 5

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mismo se descomponga. Como dato añadido, la destilación al vacío se suele usar para realizar la purificación de sustancias inestables como por ejemplo algunas vitaminas.

3. ¿Cómo se determina el punto de ebullición? Se utiliza un tubo capilar para determinar el punto de ebullición (sellado por un extremo) y se coloca dentro de un microtubo de ensayo que contenga 3 gotas del líquido, cuidando que el extremo abierto esté hacia abajo en contacto con el líquido y fijarlo con un caucho a un termómetro. Para lecturas precisas, el microtubo con la muestra se mantiene cerca y al nivel del bulbo del termómetro, la banda de hule se debe mantener por encima del nivel del aceite caliente o se podría fundir y romper. A este método se le conoce como de Siwo-Loboff y tiene la ventaja de que requiere muy poca cantidad de sustancia. 4. ¿Cómo se separa una mezcla azeotrópica? Describa brevemente un procedimiento Una mezcla azeotrópica es aquella que tiene un punto de ebullición constante, es decir que se comporta como si estuviera conformada por una sola sustancia, por lo que la mejor forma de separarla es haciendo uso de la destilación azeotrópica. Este procedimiento consiste en agregar un componente con un punto de ebullición muy parecido al del componente con punto de ebullición más bajo en la sustancia inicial, a este componente se le denomina el agente de arrastre y genera que sea más sencillo separar las sustancias ya que se “une” o arrastra a una de ellas.

Conclusiones •

Se puede considerar el experimento como exitoso ya que los valores calculados para ambas partes de toda la práctica fueron bastante cercanos a los tomados como los reales o teóricos, teniendo como resultado un porcentaje de error bajo. Página 4 de 5

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Esto nos demuestra que el proceso de destilación es una forma útil para separar dos sustancias aprovechándonos de sus características individuales como las diferencias entre puntos de ebullición y volatilidad sin perder alguna de estas mismas durante el proceso (muy diferente a lo que pasa con la evaporación). Los porcentajes de error, a pesar de que fueron relativamente bajos se pueden deber a que las sustancias no eran puras completamente o a errores de medición. No se debe olvidar las variaciones de temperatura y presión según dónde se esté realizando el experimento. En caso de que dos componentes tengan un punto de ebullición similar, es preferible emplear destilación fraccionada debido a las columnas de fraccionamiento que facilita en intercambio de vapores y líquidos. La práctica nos permitió comprender las diferentes formas de destilación que se utilizan a la hora de separar mezclas orgánicas, así como su uso y eficacia en escenarios reales como lo es la destilación de petróleo crudo.

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