RESUMEN PRÁCTICAS DE QUÍMICA ORGÁNICA I: DESTILACIÓN
La destilación es una técnica de laboratorio utilizada en la separación de sustancias
miscibles. Consiste en hacer hervir una mezcla, normalmente una disolución, y condensar
después, por enfriamiento, los vapores que han producido. Las dos fases de una destilación:
la vaporización y la condensación. En la destilación sencilla, el líquido se calienta hasta su
punto de ebullición, y gracias a la fase de vapor, el vapor se condensa en contacto con un
refrigerante y luego forman el destilado, éste lo recogemos en un vaso de precipitado
aparte. Al liquido se le agregan uno o dos trozos de porcelana porosa, esta ayuda a que el
líquido hierva suavemente. En los extremos se conectan unas mangueras, por abajo entra
el agua y por la abertura de arriba saldrá el agua. El termómetro se ajusta de manera que
quede en la cabeza superior, así nos permitirá la correcta medida de la temperatura.
Mediante la destilación sencilla que se acaba de describir se pueden separar mezclas de dos
componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 50-80°C.
La condensación del vapor gracias al refrigerante recto, y el destilado empieza a caer en
gotas en los matraces, y cabe tomar en cuenta que la calefacción de un matraz que lleva
cierta cantidad de sólido depositado en el fondo se debe realizar siempre mediante un baño
líquido. Y para la destilación fraccionada, es una técnica que permite la realización de una
serie de destilaciones sencillas en una sola operación continua. Se usa para separar
componentes líquidos que difieren menos de 70°C en el punto de ebullición, es un montaje
similar a la destilación simple en el que se ha intercalado entre el matraz y la cabeza de
destilación una columna que puede rellenarse con cualquier tipo de sustancia inerte que
posea gran superficie, por ejemplo, anillos o hélices de vidrio, alambre, fragmentos de
porcelana, etc. Para evitar la contaminación, hay que meter una trampa de aire liquido
donde ahí se llevaran todas las impurezas. Es importante que todas las piezas estén
engrasadas para impedir que se atoren debido al vacío. El orden que se sigue es: se conecta
la refrigeración, se conecta el sistema de vacío cuando la presión se estabiliza (no se debe
encender antes ya que habrá una ebullición brusca y repentina), se aplica la calefacción lenta
y progresiva, luego se procede a la recogida de fracciones igual a la destilación a la presión
atmosférica, finalmente debemos desconectar el vacío del sistema.
LINK PRIMER VIDEO:
https://www.youtube.com/watch?v=rThEqp2RoY&list=RDCMUCjQQ05hXkKokuGULJRvxiU
A&start_radio=1&t=66s
RESUMEN OPERACIÓN DE UN EQUIPO PARA ESTUDIO DE UNA COLUMNA
DE DESTILACIÓN DE PLATOS
Antes de empezar, debemos de asegurarnos que el equipo esté bien instalado; nos
aseguramos que las válvulas estén alineadas perfectamente. Después se debe calibrar la
alimentación del equipo, y esto se hace basándonos en la teoría y en la metodología
investigada, se deben incluir a 500 pulsaciones para luego determinar cuántos litros se van
agregando. Luego de pulsar el botón que dice “start” empezará la alimentación. A través de
la manguera vemos como transcurre todo y se vacía en el recipiente, ahí hay una solución
de alcohol y de agua, Ya que el equipo enciende ciertas resistencias y sigue alimentados, se
puede apagar la bomba. Podemos fijarnos en la temperatura ya que se eleva y
procederemos a disminuirla basándonos en su punto de ebullición determinado.
Consideramos que el etanol está a 70°C, una vez que empiece a aumentar a 60°C es cuando
debemos bajarla. Se procederá a la separación de una mezcla etanol-agua. El etanol es
mucho más volátil y por tanto aparecerá en mayor concentración en la corriente de
destilado mientras que el residuo se enriquecerá en agua. La válvula nos permite controlar
si habrá salida o reflujo, es decir, que la válvula controla los ciclos. El intercambiador de calor
funciona como condensador, que estpe está conectado a la torre de enfriamiento, esta
consta de un abanico que hace que el agua caiga más lento y obtenemos agua fría. El agua
regular viene y entra por la parte derecha del condensador, para después irse y adentrarse
por el serpertin, y finalmente sale por el otro lado. El condensador enfría el destilado. El
equipo también tiene un sistema que se conecta al vacío, de ser necesario alguna solución
donde el vacío necesite donde controlar las temperaturas, para así poder agilizar un poco el
proceso, pero como ya se mencionó, solo si se da el caso de mejorarlo. También hay que
mencionar que el equipo también tiene un paro de emergencia al presionarlo se energiza el
equipo y se apaga por completo. Y así es cómo funciona el equipo para el estudio de una
columna de destilación donde tienen platos.
LINK: https://www.youtube.com/watch?v=b6Lhsu53LzE
RESUMEN RECTIFICACIÓN DE MEZCLAS BINARIAS EN COLUMNAS DE PLATOS
Es una de las operaciones más básicas, ya que esta operación se consigue de varias maneras,
pero lo indicado es saber las propiedades de cada compuesto, es decir, su diferencia de
capacidad para absorberse en determinado disolvente. Estas operaciones se fundamentan
en ladiferencia de densidad, afinidad hacia ciertos adsorbentes o disolventes y por
volatilidad. Para pasar de la fase liquida a la de vapor cuando existe de por medio el calor,
porque gracias a éste nos facilita la mezcla de componentes para separarlo por sus
diferencias de volatilidad, y así conseguimos que el vapor sea rico en el componente volátil.
La destilación es una operación unitaria que aprovecha la diferencia de volatilidad entre dos
o más componentes de una mezcla para separarlos. Se dice que un compuesto es más volátil
que otro si, bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, éste primero se
encuentra en mayor proporción en la fase gaseosa. En esta operación, la mezcla líquida se
somete a ebullición, creándose una segunda fase de vapor a la que se transfiere el
componente más volátil. Cuando la industria necesita obtener un líquido en concentración
elevada se llama destilación o destilación simple. La rectificación es una destilación con
enriquecimiento de vapor y es empleado en industrias, esto gracias a la facilidad con que se
consigue el enriquecimiento progresivo del vapor y del líquido en los componentes
respectivos. La columna es donde el vapor y del líquido en los componentes respectivos. La
columna donde el vapor que abandona la cabeza de la columna se condensa, y una fracción
del líquido condensado se devuelve a la columna, lo que constituye el reflujo: el resto se
retira como producto destilado. Debido al internos de la columna, por ejemplo, los platos
de campanas o los rellenos, la fase líquida experimenta un intenso intercambio de calor y
materia con la fase de vapor, que sube por la columna. Durante este proceso se condensan
los componentes menos volátiles de la fase de vapor y enriquecen la fase líquida. Al mismo
tiempo, el calor de condensación liberado se encarga de vaporar los componentes más
volátiles de la fase líquida. Debido a estos procesos que se desarrollan en la columna, el
contenido de componentes más volátiles de la fase vapor aumenta desde el fondo hasta la
cabeza de la columna. El contenido de componentes menos volátiles en la fase líquida
aumenta en sentido opuesto, es decir, desde la cabeza al fondo de la columna. También en
las instalaciones industriales donde se utilizan este tipo de técnicas para la obtención de
aceites esenciales, donde se utilizan para la obtención de bebidas aromáticas para
perfumería o para cualquier otra aplicación de esas esencias aromáticas.
LINK: https://www.youtube.com/watch?v=9fdPhjd7aB0
RESUMEN EFICIENCIA DE PLATOS EN DESTILACIÓN CON REFLUJO TOTAL EN
COLUMNA DE DESTILACIÓN RECTIFICADA
La destilación se define como “Un proceso en el cual una mezcla de vapor o líquida de doso
más sustancias es separado en sus componentes de pureza deseada, por la aplicación o
remoción de calor”. El componente más volátil se recogerá por condensación del vapor y el
compuesto no volátil quedará en el matraz dedestilación. Utilizando un refractómetro y en
la curva de que la impresión de un refractómetro en el sistema etanol/agua cómo poder
obtener la eficiencia de los platos para diferentes condiciones de operaciones tenemos en
este caso de hervidor el cual hemos cargado con una mezcla etanol agua aproximadamente
unos 50 y 50. Es una operación unitaria utilizada en la separación de líquidos miscibles entre
sí (aprovechando sus respectivas presiones de vapor y diferencias fisicoquímicas) que
consiste en la vaporización parcial de la mezcla y la recuperación por separado, del vapor y
el residuo líquido. Si se parte de una mezcla de dos sustancias en la que sólo una de ellas es
volátil, se pueden separar ambas mediante una destilación. Se puede manipular la velocidad
con la que se calienta mediante el potenciometro, también habra unos alambres pequelos
que son una junta de metales platino paladio, por lo que al calentarse, esta mezcla debe
ebullir a los 78° Celsius, puede ser que hasta un poco más. Hay un par de charolas o platos
que tienen poros precisamente para permitir el flujo ascendente de este vapor, este va a
llegar a subir hacia un aislante. Por otro lado, tenemos un condensador que mediante la recirculación de etanol, gracias a este baño frío este recirculado que va a generar
temperaturas de hasta menos 10° Celsius, luego tenemos el caudalímetro por si se quisiera
generar un balance de masa. Hay que fijarse que cuando el destilador no se está obteniendo,
las lecturas de los termómetros deben permanecer iguales, y en caso que haya un ruido del
sensor significa que hay una consistencia debido a que no hay gradientes de temperatura.
En la parte de abajo tenemos un calderín que funciona como recibidor de la mezcla, por lo
cual tenemos un vapor ascendente y en la parte de arriba se obtiene nuestro destilado que
es puede ser condensado total o parcialmente. Utilizamos las líneas de operación y las de
equilibrio de la siguiente manera es un poco sencillo, la parte superior se condensa y es re
circular a la torre, entonces ésta entra a la etapa número 1 de la torre las etapas
generalmente empiezan a contarse desde la parte superior hacia la parte inferior, donde se
tiene el plato 1 y en la parte superior el plato 10. El vapor asciende entre en equilibrio con
un líquido en esa etapa y después asciende y opera con otro líquido entonces este es
básicamente el principio de por qué se construyen triángulos en este caso triángulos, y unos
fondos sacados desde el último plato en la parte inferior de la columna en este caso sólo
tendría tres secciones al tener tres secciones puedo tener necesitar forzosamente tres líneas
de operación si tuvieran más productos que tuvieran más alimentación es el número de
líneas de operación aumenta debido a que cada una de estas líneas cada una de estas
alimentaciones me van generar productos que van a generar diferentes secciones entonces
va a haber tantas líneas de operación como secciones se pueden reconocer en una columna
ahora bien este bueno lo primero que tenemos que hacer es ubicar las concentraciones de
destilado de residuo o de fondos de alimentación y ubicarlas en una línea diagonal. Una vez
que hayamos ubicado al valor de x de ella, hemos visto cuál es el valor de x d sobre r, además
trazamos esta línea roja que se observa aquí y esa va a ser mi línea de rectificación mi línea
de operación de rectificación. Finalmente, es importante conocer que se puede tener una
relación de reflujo mínima, y también entender que esta relación de reflujo mínima nunca
se va a llevar a utilizar en la práctica porque teóricamente daría una columna de un número
de tapas infinito, pero sirve para que x heurísticas se puede determinar la relación de reflujo.
LINK: https://www.youtube.com/watch?v=Z5sNPjNbXZM
IVANA GABRIELA RAMIREZ RODRIGUEZ.
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