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Destilacion fraccionada...

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UNI VERSI DAD DELATLÀNTI CO FACULTAD DE I NGENI ERÍ A PROGRAMADE I NGENI ERÌ AQUÌ MI CA

DESTILACION FRACCIONADA Jorge Jiménez, Alvaro Vargas, Luis Lascano, Mayra LLorente Laboratorio de Química Orgánica I, Universidad del Atlántico Estructur Marco Cálculo Análisi Conclusione Definitiv a teóric s s s a o

Resumen La presente práctica se realizó con el fin de determinar el porcentaje de un componente líquido en una muestra comercial. Esto se consiguió, realizando un a destilación fraccionada, utilizando una columna de destilación en el montaje y gracias a la prolongación que ofrece la columna, ocurre el proceso de vaporización y condensación (equivalente a varias pequeñas destilaciones). a la bebida comercial. obteniendo un volumen determinado (2 mL) para luego aplicarle la prueba al destilado, consiguiendo así la densidad de este y el tiempo de la llama producida en dicha prueba Palabras claves Destilación fraccionada, volumen, densidad, vaporización, condensación, alcohol, prueba al destilado

1. Introducción

evaporarán en mayor o menor medida. En general, si los puntos de ebullición de dos líquidos difieren en menos de unos 70ºC, resultará insuficiente un aparato de destilación simple para separarlos, se puede recurrir a las destilaciones fraccionadas.

El concepto de destilación fraccionada es muy similar al de destilación simple o sencilla. En ambos casos se calienta un líquido a fin de llevarlo hasta su punto de ebullición con la intención de separar al líquido de algún otro componente disuelto o mezclado en él. En muchas ocasiones puede utilizarse la destilación simple sin mayor problema, sin embargo, si se quieren separar dos líquidos cuyos puntos de ebullición son muy cercanos, se corre el riesgo de contaminar el líquido de interés con el otro líquido formando azeótropos, (son líquidos contaminados por otro líquido de punto de ebullición similar) ya que ambos se

Uno de los instrumentos utilizados, para la destilación fraccionada fue la columna de destilación, la cual es es una estructura cerrada en la cual se realiza la separación física de un fluido en dos o más fracciones. Esta separación se logra sometiendo el fluido a condiciones de presión y temperatura apropiadas a lo largo de la columna, de modo de lograr que las fracciones que se buscan separar se encuentren en dos estados diferentes. De manera que

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4. Cálculos y Resultados

se logra un buen intercambio entre ambas fases. Objetivos

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Determinar el porcentaje de un componente líquido en una muestra comercial. Establecer comparaciones entre la destilación sencilla y la destilación fraccionada.

4.1.

Tabla

4.2.

Grafica

Análisis

de

Los de 1.5 ml recolectaron los siguientes datos: Mi=49,54 g Mf +1.5 ml de aguardiente destilado=50,02 g ∆ m =50,62−49.54 g=1,08 g g m ρ= =0,72 ml v

3. Desarrollo experimental Si el proceso de destilación implica la separación de una sustancia de otra, independientemente de la diferencia entre sus puntos de ebullición o de sus presiones de vapor, corresponde a una destilación fraccionada. En la práctica primero se llevó a cabo la realización del respectivo montaje una vez listo, se colocó 100 ml de aguardiente (cocoanis) en la probeta, el montaje con sus respectivas salidas de agua. Se pesó la probeta pequeña, la cual peso 31.84 g. Los 100ml se colocaron en el balón (matraz de ebullición) con la añadidura de algunas piedras de ebullición. Se esperó un tiempo a que la temperatura se elevara para obtener la primera gota y luego los 1,5 milímetros pedidos de destilación, sin embargo, nuestro proceso fue muy lento y al final casi que fallido, luego de esperar tanto tiempo, nunca ocurrió una destilación, localizamos un problema con nuestro refrigerante. No obstante, se hizo un promedio entre las experiencias de 1.5 y 2.5ml respectivamente.

Los datos de 3 ml: g ρ=0,98 ml ∆ m =2.94 g Se llevó a cabo el promedio de la densidad y de las masas. P 1.08 g +2.94 g m=

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0,72 ρ=

4.3.

=2.01 g

g g +0,98 g ml ml =0,85 ml 2

Análisis de resultados

Identificamos que:  Todos los instrumentos del laboratorio deben estar limpios y secos, para evitar cualquier residuo en estos.  Estar atentos a la percepción de caída del fluido para después lograr las apreciaciones de diferencia y eficiencia correctas.

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5. Preguntas adicionales 1-Consulte las bases fisicoquímicas de la destilación fraccionada (puntos de ebullición de las soluciones, ley de Raoult, diagramas temperaturacomposición, aseótropos, punto de ebullición mínimo y máximo, empaquetamiento de columnas, tipos de columnas y de empacamiento, plato teórico, eficiencia de una columna, etc.). R/=  El punto de ebullición en las soluciones normalmente viene determinado por el soluto ya que, por ejemplo, el agua (solvente universal) tiene un punto de ebullición de 100°C pero al añadírsele un soluto como una sal este se verá aumentado.  Cuando se agrega soluto a un solvente, la presión de vapor de este último se veía afectada de manera inversamente proporcional ya que a mayor soluto agregado la presión de vapor del solvente disminuye, esto enuncia la ley de Raoult.  Diagrama temperaturacomposición:

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constante, esto se define como mezcla azeótropa. Existen muchos tipos de columnas de destilación, diseñadas para llevar a cabo tipos de separaciones específicas, y cada diseño difiere en términos de complejidad. - Columnas Batch - Columnas binarias - Multicomponentes - Multi-producto - Extractiva - Azeotrópica - Columna de Platos - Columna rellena

2. Haga una comparación de las dos destilaciones (simple y fraccionada) según sus datos experimentales. R/= La diferencia es que como en la destilación simple la diferencia de los puntos de ebullición de cada compuesto en la mezcla es bastante alta, simplemente se calienta y se espera que solo se obtenga el producto que se quiere, además no hay que tener demasiado control sobre la temperatura. En la destilación fraccionada, al haber menor diferencia entre las temperaturas de ebullición se tiene que tener un control sobre la temperatura para no obtener el compuesto no deseado al momento de recolectar destilado. 3. ¿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? R/= Es más eficiente ya que genera varios procesos de evaporación-

Cuando dos o más líquidos en una mezcla actúan como un solo compuesto químico y ebullen a temperatura

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¿Ejerce esto alguna influencia en la destilación? Explíquese. R/= Si el reflujo condensado se considera como insoluble en la mezcla original propuesta para la destilación esto no debería afectar la eficiencia de la destilación ya que no influye en el punto de ebullición de esta mezcla original. Si se considera como soluble, entonces sí afectaría el punto de ebullición y por lo tanto influiría negativamente en la destilación.

condensación, estos constantes procesos sería igual a tener varias destilaciones simples y por lo tanto la destilación fraccionada es más eficiente. 4. Explique por qué la columna en un aparato de destilación fraccionada debe estar en una posición vertical. R/= Porque el vapor al entrar en la columna, se condensa en un punto y luego vuelve a evaporar y al volver a condensar llega a un punto más alto de la columna y este proceso se repite varias veces hasta llegar a un punto en donde es casi puro, por esto se utiliza verticalmente, ya que este proceso no podría ocurrir de manera horizontal.

8. 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) ¿Qué influencia puede tener este fenómeno sobre la eficacia del fraccionamiento? R/= El recolectado al final de esta destilación no sería igual de puro como si este proceso se hiciera a una velocidad normal, ya que si se hace muy rápido no hay suficiente tiempo como para hacer los determinados ciclos evaporacióncondensación y por lo tanto no se tendría un destilado puro del todo.

5. Un líquido orgánico se descompone al tratar de destilarlo a presión atmosférica. ¿Cómo haría para destilar este líquido sin que se descomponga? R/= Para destilar este líquido hay que recurrir a dos cosas principalmente que se consiguen bajo el mismo método, reducir la presión y la temperatura, y esto se obtiene mediante el uso de una bomba de vacío.

9. Explíquese por qué el trabajo con una relación de reflujo elevada mejora la eficacia de una destilación a través de una columna. R/= Esto se da por lo mencionado anteriormente, si se tiene una relación de reflujo elevada se generarán más procesos de evaporación-destilación ya que hay mayor cantidad de reflujo que tiene que ser evaporado nuevamente, y a medida que estos ciclos o procesos ocurren se va a obtener un mayor porcentaje de pureza en el recolectado o destilado.

6. ¿Cómo se separa una mezcla aseotrópica? R/= Suponiendo que la mezcla azeotrópica tiene solo dos componentes se le añade un tercero ya que esta nueva mezcla será más fácil de separar, a este proceso se le llama destilación azeotrópica. 7. ¿Por qué refluye condensado continuamente al balón de destilación desde una columna de fraccionamiento que no está provista de refrigerante de reflujo?

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6. Conclusiones Ya que nuestro experimento no se pudo llevar a cabo por un problema que identificamos como un fallo en el refrigerante, tuvimos que utilizar los datos experimentales de los otros grupos para obtener un promedio y así estimar la posible cantidad de alcohol que hubiésemos obtenido en nuestro experimento de haberse desarrollado de manera normal (se debe establecer un montaje adecuado y revisar cada parte de este para evitar este tipo de problemas). Hablando un poco sobre la destilación fraccionada podemos concluir que este método es mucho más eficiente que la destilación simple al momento de separar dos componentes de una mezcla que tienen puntos de ebullición similares

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7. Bibliografía y/o Webgrafía 7.1 Bibliografía Chang, R. (2010). Química. 10th ed. México: Pablo E. Roig V. Dupont-Durts, H., & Gokel, G. (1985). Química orgánica experimental. Reverte. 7.2 Webgrafía

Fecha de consulta: 22/04/2018  https://10conceptos.com/concept o-de-destilacion-fraccionada/  http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/Chemical/ boilpt.html  http://apuntescientificos.org/leyraoult-ibq.html  https://quimica.laguia2000.com/q uimica-inorganica/azeotropo

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