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Universidad Nacional de Quilmes
Departamento de Ciencia y Tecnología
Química Orgánica I
Unidad IV Purificación de líquidos
Contenidos mínimos
Presión de vapor de un líquido. Punto de ebullición. Determinación. Mezcla de
líquidos (totalmente miscibles, inmiscibles). Ley de Raoult y Dalton. Diagramas de Presión
de vapor vs. Temperatura, Presión de vapor vs. composición y temperatura de ebullición vs.
composición. Mezclas azeotrópicas. Técnicas de separación y purificación de líquidos
destilación simple, fraccionada, destilación a presión reducida y destilación por arrastre con
vapor de agua.
Guía de estudio
1. ¿Qué entiende por presión de vapor de un líquido? ¿De qué variables depende?
2. Defina Punto de Ebullición de un líquido. Describa un método experimental para su
determinación.
3. ¿Cómo varía el Pe de un líquido con la presión externa?
4. Enuncie la ley de Raoult. ¿Cómo se aplica a una mezcla ideal de dos líquidos miscibles
entre sí? Realice diagramas de Pv vs. composición y Temperatura de ebullición vs.
composición.
5. ¿Bajo qué condiciones se realiza el gráfico de Pvap vs. composición? ¿En qué Ley se
basa?
6. ¿Qué son las soluciones ideales y reales? ¿Qué tipo de desviaciones del
comportamiento ideal se observan en las soluciones reales? Justifique.
7. ¿Cómo se construye una curva de temperatura de ebullición vs composición? ¿Bajo qué
condiciones?
8. ¿Qué ocurre con el punto de ebullición de un líquido puro si se le agrega un líquido
miscible que es
a- más volátil
b- menos volátil que el líquido puro?
Utilice un diagrama de Temperatura de Ebullición vs Composición para explicarlo.
9. ¿Qué es la destilación? ¿Es un proceso de equilibrio?
10. ¿Qué utilidades presenta la técnica de destilación?
11. ¿Cuál es el fundamento de la destilación simple? Explique en qué casos se aplica.
Describa en un gráfico Temperatura vs. Composición la destilación simple para una
mezcla de benceno y tolueno que contiene 20% V/V del primero.
12. ¿Cuál es el fundamento de la destilación fraccionada? Explique en que casos se aplica.
Describa el proceso en el gráfico de la pregunta 11. Describa qué factores afectan a la
eficiencia de una destilación fraccionada.
13. Justifique:
-En una destilación simple de 2 líquidos miscibles la primera gota de destilado nunca será
un compuesto puro y la temperatura de ebullición a la que se obtiene siempre será mayor a
la del compuesto de menor punto de ebullición
-Durante una destilación fraccionada ideal de 2 líquidos miscibles pueden obtenerse los 2
líquidos puros por separado.
14. Dibuje un diagrama general de temperatura vs composición para dos líquidos
totalmente miscibles, si el Pe de A 56C y el de B 100C ¿ A qué temperatura
aproximada comenzará a hervir una mezcla 1:1 molar? ¿una 3:1? ¿y una 1:3?. ¿ Cuál es
la composición aproximada del líquido y el vapor de una mezcla que comienza a
destilar a 70C?
15. ¿Qué es un azeótropo? ¿Qué tipos conoce? Realice un gráfico de Pv vs. composición y
Temperatura de Ebullición vs. composición para el caso de un azeótropo de máxima y
para uno de mínima.
16. ¿Qué comportamiento presenta una mezcla azeotrópica al ser destilada?
17. Durante una destilación fraccionada de 2 líquidos miscibles que presentan azeótropos,
¿pueden separarse los 2 componentes en forma pura?
18. ¿Cómo podría diferencia un azeótropo de un líquido puro?
19. En una destilación fraccionada se encuentra que una determinada fracción destila a
temperatura constante de 110-111 C ¿Podría concluir que se trata de una sustancia
pura?
20. Se desea purificar por destilación fraccionada cuatro sustancias presentes en 100 ml de
una solución de la siguiente composición:
SUSTANCIA
A
B
C
D
Pe
73
197
254
174
% VV
10
30
40
20
Se sabe que B y C forman un azeótropo de máxima de Pe 290C y composición 70%
de B y 30% de C en volumen. Indique qué sustancias obtiene puras. Dibuje un gráfico
de temperatura vs volumen de destilado en ml indicando los volúmenes de las
fracciones.
21. Una mezcla de 2 líquidos miscibles formada por 120 ml de A y 30 ml de B se somete a
una destilación fraccionada. Sabiendo que forman un azeótropo de máxima a 180°C de
composición 60%A-40%B (v/v):
Dibuje un diagrama de temperatura de ebullición vs. composición
Indique cuál de los compuestos obtendrá puro y el volumen obtenido. Justifique
Indique la composición de la fase vapor en equilibrio a 130°C cuando se parte de una
mezcla de 30ml de A y 70 ml de B
Datos: Peb A: 80°C
Peb B: 120°C
22. Si usted tiene 2 compuestos cuyos puntos de ebullición son los siguientes:
Peb A: 80°C
Peb B: 110°C
a- Describa los resultados que esperara obtener si realiza una destilación simple y una
destilación fraccionada de una mezcla (100ml) de estos 2 líquidos miscibles de
composición 80% de A.
b- Realice un gráfico de temperatura vs. volumen de destilado para cada uno de los
procesos indicando las temperaturas correspondientes.
23. Si usted tiene una mezcla que presenta azeótropo de punto de ebullición mínimo a
110°C con una composición de 35% de X y los puntos de ebullición son los siguientes:
X: 150°C
Y: 135°C
a- Construya un diagrama de fases para este sistema
b- Construya las curvas que espera obtener (temperatura vs volumen de destilado) si
realiza una destilación simple y una fraccionada partiendo de 120 ml de X. La
mezcla original es de 250 ml.
24. ¿Cómo es el punto de ebullición de una mezcla de dos líquidos inmiscibles? ¿Qué ley
aplicamos para justificarlo?
¿En qué consiste una destilación por arrastre con vapor de agua?
¿Cuáles son los requisitos que debe cumplir un compuesto para que pueda ser arrastrado
con vapor de agua? Dé ejemplos.
¿Cómo será la temperatura de ebullición del sistema durante la destilación de 2 líquidos
inmiscibles?
25. ¿Cuáles de las siguientes sustancias se pueden arrastrar con vapor de agua:
clorobenceno, etanol, 2-nitrofenol, 4-nitrofenol, cloruro de sodio, acetato de amonio,
metilamina?
26. ¿En qué casos se utiliza la destilación a presión reducida? ¿Cuál es su fundamento?
¿Cómo se regula la ebullición de la mezcla?
27. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a- La destilación a presión reducida se utiliza cuando los líquidos a destilar presentan
alto punto de ebullición o se descomponen a altas temperaturas.
b- El bromobenceno se puede separar del benzoato de sodio a través de una destilación
por arrastre con vapor de agua.
c- El etanol y p-nitrofenol se pueden separar a través de una destilación por arrastre.
d- Cuando se destilan dos líquidos inmiscibles la temperatura a la que empiezan a
destilar es mayor que el punto de ebullición de ambos líquidos puros.
Problemas adicionales
1. A 87.7C la Pv del benceno puro es 965 mm Hg y la del tolueno 373 mm de Hg.
Calcule la relación molar de una mezcla que comienza a destilar a esa temperatura y a 1
atmósfera de presión.
2. Si una muestra líquida de identidad no conocida, destila a temperatura constante,
¿puede asegurar que se trata de una sustancia pura? ¿Cómo resulta ser el rango de
ebullición de una sustancia pura A comparada con la misma sustancia impurificada?
3. Se disponen de 200 ml de una solución formada por cuatro componentes cuya
composición y Pe se indican en la tabla. Dibujar la curva ideal de destilación (Pe vs ml
de destilado), sabiendo que los componentes A y B forman un azeótropo de mínima a
45C cuya composición es 75% de A y 25 % de B en volumen.
SUSTANCIA
A
B
C
D
Pe
50
60
100
110
% VV
30
10
50
10
7. Se debe purificar un producto líquido del cual se conocen las siguientes propiedades:
insoluble en agua, soluble en benceno, se oxida en presencia de oxígeno del aire, aún a
temperatura ambiente, adsorbe agua si se lo deja en contacto con el ambiente del
laboratorio, el Pe a presión atmosférica es de 350C y a 25 mm de Hg 150C, se
descompone a 350C por calentamiento, es inflamable y tóxico.
a) Realizar un esquema completo del equipo a utilizar.
b) Aclarar las condiciones experimentales en las que se efectuará la purificación.