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• Christian Diaz

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¿COMO

SE DEBE SEPARAR UN AZEOTROPO?

-Muchas substancias pueden formar entre si mezclas azeótropicas, las cuales en una

determinada propoción presentan un punto de ebullición máximo o un mínimo. Una mezcla azeotrópica no puede ser separada en sus componentes mediante destilación, ya que la fase vapor tiene la misma concentración que la fase líquida. La formación de azeotropos puede utilizarse para retirar una determinada substancia de una mezcla,por ejemplo,en el denominado secado azeótropico de un líquido capaz de formar un azeotropo con el agua y que al mismo tiempo es inmiscible con ella en el estado líquido, tal como benceno(P.E 80° C) .Al hervir la mezcla, el agua y benceno se separan como un azeotropo de bajo punto de ebullición(69,2° C) y pasan en estado vapor al refrigerante. Al condensar ambos líquidos se vuelven inmiscibles y se separan por gravedad en la trampa de Dean-Stark. Mientras que el agua queda atrapada en el fondo, el benceno retorna, por rebose al balón donde vuelve a tomar más agua para continuar separándola. Mediante la escala graduada se puede determinar el momento en que terminar la separación del agua y la cantidad separada de esta. La llave del Dean Stark permite retirar periódicamente el agua separada. TABLA CON DATOS DE MEZCLAS AZEOTRÓPICAS

Este método puede utilizarse inclusive para secar aquellos solventes que, pudiendo formar azeotropos con el agua y siendo inmiscibles como ella, presenten densidades inferiores a la del agua y puedan flotar sobre ella. Como ejemplo de dichos solventes se tienen el Benceno, tolueno, xilenos, dioxano, etc. El grado de secado obtenido por destilación azeotrópica es suficiente para la mayoría de fines. Para necesidades más estrictas es necesario eliminar las trazas de agua mediante agentes desecantes adecuados para cada solvente, como por ejemplo sodio o pentóxido de fósforo. Los solventes más densos que el agua no van a flotar sobre ésta y deben ser tratados en un equipo que permita el aislamiento del agua sobrenadante. Existen ingeniosos dispositivos para la separación continua del agua en estas circunstancias . Sin embargo, también es posible trabajar intermitentemente utilizando un embudo de igulación de presión o mediante la combinación de un cabezal de destilación y un embudo de separación adecuadamente acoplados por una manguera flexible. Como solventes más densos que el agua e inmiscibles con ella se pueden utilizar tetracloruro de carbono, cloroformo, diclorometano, etc. Al condensar los vapores, el agua se separa del solvente y flota sobre él. Cada cierto tiempo se debe abrir la llave para permitir el retorno del solvente, cerrándola para retener el agua. De manera similar a la destilación azeotrópica con solventes livianos , la operación concluye cuando ya no se separa más agua.

La destilación azeotrópica puede ser utilizada para desplazar el equilibrio de aquellas reacciones de condensación reversibles que produzcan agua como subproducto. Por ejemplo, en la siguiente reacción hipotética: A + B❑ ⇔

C + H2O

El agua formada como subproducto hidroliza parcialmente al producto de la reacción (C), no permitiendo la total conversión de los reactantes. La adición de un solvente adecuado que pueda formar un azeotropo con el agua , permite la separación de ésta del sistema reaccionante. Al eliminarse el agua , de acuerdo al princio de Le Chatellier, el equilibrio se desplaza hacia la derecha, aumentando la conservación de los reactantes y el rendimiento de la reacción. En este tipo de reacciones también se suele adicionar un exceso de uno de los reactantes con la finalidad de ayudar al desplazamiento de la posición del equilibrio químico hacia una mayor conversión de los reactantes. Usualmente se adiciona un exceso del reactantes que es más barato. Por ejemplo , en la formación de isobutirato de etilo, mediante esterificación del ácido isobutírico con etanol , es usual considerar un exceso de alcohol , por ser éste menos costoso que el ácido carboxílico.

La destilación azeotrópica también se utiliza para el secado de algunos solventes que suelen contener pequeñas cantidades de agua, de tal manera que no se logran separar en dos fases al momento de condensar. En tales casos se suele practicar una destilación fraccionada del solvente. Primero va a destilar el azeotropo de bajo punto de ebullición, el cual se lleva el agua. Se debe controlar la temperatura de destilación, separando primero el azeotropo que contiene el agua y se deja aumentar la temperatura hasta alcanzar el punto de ebullición del solvente, el cual destila libre de agua. Cuando se destilan muestras de compuestos muy diferentes, como alcohol y un hidrocarburo, ocurre la asociación de uno de los componentes en el líquido, y la solución usualmente no sigue estrictamente las relaciones establecidas por las Leyes de Raoult y Dalton. Tal sistema se denomina un azeotropo, y un líquido de composición X destilará completamente a la temperatura Tx como una mezcla de punto de ebullición constante. La destilación fraccionada de una mezcla A y B de cualquier otra composición proveerá de composición X hasta que sólo uno de los componentes permanece en el líquido. Un ejemplo común de este tipo de azeotropo es la solución etanolagua al 95,6%.

REFERENCIAS BIBLIGRAFICA: -[CITATION IRA02 \l 3082 ] LEVINE -https://rephip.unr.edu.ar/bitstream/handle/2133/4380/850115%20FISICOQUIMICA.pdf?sequence=3&isAllowed=y

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