práctica 1. separación de los componentes de una mezcla binaria

PRÁCTICA 1. SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA BINARIA POR DESTILACIÓN
INTRODUCCIÓN
Se conoce como destilación a la operación de separar o purificar, mediante vaporización y condensación los diferentes
componentes que conforman a una mezcla (generalmente líquida), aprovechando los diferentes puntos de ebullición
que tienen cada uno de estos.
El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual su presión de vapor es igual a la presión externa. Para
que una sustancia alcance su punto de ebullición, es necesario suministrar la energía necesaria para que pase del
estado líquido al estado de vapor.
En general, los factores que determinan el punto de ebullición de una sustancia son: el peso molecular, la forma lineal
o ramificada de las moléculas, su polaridad y la asociación intermolecular. Es así que en el caso de los compuestos
orgánicos se ha observado que, a medida que aumenta el número de átomos de carbono que conforman su cadena
lineal, su punto de ebullición aumenta. Por otra parte, este punto de ebullición tiende a ser menor en compuestos que
presentan ramificaciones en su estructura.
Existen diferentes tipos de destilación (Tabla 1), siendo la destilación simple y fraccionada las que mayormente se
estudian en Química Orgánica. La utilización de una u otra va a depender en gran medida del tipo de mezcla que se
quiera separar.
Tabla 1. Principales métodos de destilación
Tipo de Destilación
Destilación fraccionada
Destilación simple
Destilación por vapor
Destilación al vacío
Descripción
Utilizada mayormente en el ámbito industrial tanto para
mezclas simples de dos componentes hasta mezclas más
complejas como la del petróleo o en algunas con puntos
de ebullición distintos pero muy cercanos y la principal
diferencia con la destilación simple es que se emplea una
columna de fraccionamiento.
Se utiliza cuando en una mezcla solo hay un componente
volátil o bien cuando en esta hay más de un componente
volátil pero con la regla de que uno de estos es más volátil
y difiere en su punto de ebullición en al menos 80° C.
Es una técnica utilizada en la extracción de aceites ya que
las plantas no entran en contacto directo con el agua
hirviendo, y si lo hicieran esta podría destruir el perfume o
aroma.
Puede ser sencilla o fraccionada pero se efectúa en una
presión reducida la cual provoca que el líquido destile a
menor temperatura de su punto de ebullición normal.
La destilación simple es una de las operaciones de separación más utilizada tanto en el laboratorio como en la
industria. El objetivo de este tipo de destilación es la separación de un líquido volátil de una sustancia no volátil o la
separación de líquidos con distintos puntos de ebullición. La destilación es el método habitualmente empleado para la
separación de un líquido de sus impurezas no volátiles, y es ampliamente utilizada para recuperar disolventes y para
obtener agua destilada.
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OBJETIVOS
Que el alumno conozca el proceso de separación de una mezcla de dos componentes mediante la utilización de la
destilación simple.
MATERIALES
Por equipo
1 Equipo Quickfit
1 agitador magnético
4 matraces Erlenmeyer de 50 mL
1 vaso de precipitados de 250 mL
2 probetas de 50 mL
2 mangeras
1 manta de calentamiento
2 pinzas de 3 dedos con nuez
2 soportes universales
1 Tapón monohorado
1 Termómetro
1 Embudo de Vidrio
1 Piceta con agua destilada
Por grupo
Materiales
1 Parrilla con agitación
1 Frasco de Perlas de Ebullición
Grasa de Silicón
Reactivos
Etanol
Agua destilada
Acetona
Ácido acético al 10%
Material que cada equipo debe traer cada sesión: franela, masking tape, marcador indeleble
PROCEDIMIENTO
Preparación de la mezcla problema
1. Mida 50 mL de cada uno de los reactivos (A y B) en dos probetas de 50 mL diferentes.
2. Vierta en un vaso de precipitados de 250 mL las soluciones A y B y mezcle con ayuda del agitador
magnético sobre una parrilla de agitación
Montaje del equipo de destilación simple
1. Monte el aparato de destilación que viene dentro del maletín del Equipo Quickfit de acuerdo al dibujo (Ver
Anexo, Figura 1), siguiendo las instrucciones de su profesor.
2. Procure que las uniones esmeriladas entre los distintos componentes tengan una ligera capa de grasa de
silicón con el fin de lograr un cierre hermético.
3. No olvide colocar el termómetro dentro del tapón monohorodado en la posición que se indica en la figura.
4. Inicie la circulación del agua a través del refrigerante.
5. A continuación, con ayuda de un embudo de vidrio, introduzca la mezcla problema dentro del matraz (balón)
de destilación. No olvide que el volumen de la muestra problema no debe sobrepasar la mitad del matraz de
destilación y recuerde añadir algunas perlas de ebullición en este matraz.
6. A continuación, encienda la manta de calefacción para empezar a calentar la mezcla contenida en el matraz.
Recuerde calentar a una temperatura media de forma que el destilado se recoja de una manera continua a una
velocidad aproximada de una gota por segundo.
7. Espere a que caiga la primera gota de destilación en el primer matraz (Fracción I) y registre la temperatura
(T1).
8. Continúe la colecta y espere a que la temperatura se estabilice.
9. Una vez estabilizada la temperatura anote la temperatura (T2) e inmediatamente cambie de matraz (Fracción
2).
10. Cuando la temperatura empiece a subir súbitamente registre la temperatura (T3) y cambie de matraz
(Fracción 3).
11. Continúe la colecta, espere a que se estabilice la temperatura y a continuación anótela (T4). En ese momento
cambie de matraz (Fracción 4) y colecte el líquido restante hasta que la mezcla deje de destilar, anotando la
temperatura en la que esto sucede (T5).
12. Para cada fracción recolectada mida su volumen final obtenido con ayuda de una probeta.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
 Utilice la siguiente tabla para registrar las temperaturas obtenidas durante el procedimiento.
 Haga la corrección de los valores de punto de ebullición observados (experimentales), con respecto a los valores
reportados en la literatura (ver referencia Handbook of Chemistry and Physics que se encuentra dentro de la
bibliografía)
Fracción recolectada
Matraz 1
Tabla 1. Corrección de puntos de ebullición
Punto de Ebullición
Experimental (°C)
Punto de Ebullición
Corregido (°C)
Matraz 2
Matraz 3
Matraz 4
 Discuta si los puntos de ebullición registrados experimentalmente corresponden a los reportados en la literatura y
porqué.
 Con la ayuda de la siguiente tabla y de las temperaturas de ebullición registradas establezca el intervalo en el que
obtuvieron las diferentes fracciones.
Fracción recolectada
Matraz 1
Matraz 2
Matraz 3
Matraz 4
Tabla 2. Intervalos de ebullición
Temperaturas
T1 – T2
Intervalo de Ebullición
T2 – T3
T3 – T4
T4 – T5
 Con base en los valores reportados en la literatura, discuta que componente recolecto en cada una de las
fracciones
 Con base en los resultados obtenidos discuta si el método de destilación utilizado es el idóneo para el tipo de
mezcla que se utilizó y porqué.
CUESTIONARIO
1.- Explique la función que tiene el empleo de perlas de ebullición (o materiales porosos) durante el calentamiento de
la mezcla.
2.- ¿Por qué no hierve instantáneamente todo el líquido de un matraz de destilación al alcanzarse el punto de
ebullición?
3.- ¿Por qué no debe llenarse un matraz de destilación más de la mitad?
4.- Explique en qué consiste la destilación simple y cuándo se usa.
5.- Explique en qué consiste la destilación fraccionada y cuándo se usa.
6.- Explique que es una mezcla azeotrópica y que tipo de destilación es usada para purificarla
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