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• KEREN PAREDES CASTILLO

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OBJETIVO 

Recuperar el líquido más volátil de una mezcla de dos líquidos, en base a la diferencia entre sus puntos de ebullición, mediante la destilación simple.

FUNDAMENTO TEÓRICO Según el módulo de Transferencia de Masa y Energía, establece algunos conocimientos previos para “La Destilación”. La destilación es una operación mediante la cual se puede purificar un líquido por efecto de la transferencia de calor. Se podría decir que la destilación está siempre constituida por dos operaciones: EVAPORACIÓN y CONDENSACIÓN (líquido  vapor  líquido). En una mezcla de dos líquidos A y B, las cantidades relativas de ambos componentes A y B en la fase vapor, estará relacionada con la presión de vapor de cada líquido puro y la presión de vapor total de la mezcla que cubre el líquido es la suma de las dos presiones parciales. Esto lo expresa la Ley de Raoult: Ptotal = PA + PB donde: PA = P°ANA y PB = P°BNB Donde: PA

= Presión Parcial de A

PB

= Presión Parcial de B

P°A = Presión de Vapor de A puro P°B = Presión de Vapor de B puro NA

= Fracción Molar de A

NB

= Fracción Molar de B

La destilación simple se suele realizar cuando la diferencia en los puntos de ebullición de los componentes de la mezcla es mayor de 60 °C.

Fig. Nº 1: Diagrama esquemático de un proceso de Destilación Simple. Fuente: Modulo de Transferencia de masa y energía.

MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS Materiales y Equipos 

Un balón engler de 500 mL.



Un balón de 250 mL boca esmerilada.



Refrigerante liebig de 400 mm.



Dos soportes universales.



Cuatro pinzas, con nueces.



Fuente de calor: Mechero Bunsen, calentador eléctrico.



Un termómetro de

(- 10 -.250) °C (-10 - 360) °C

Reactivos y Soluciones 

Mezcla que destilar; etanol - agua (u otro a que indique el profesor).

PROCEDIMIENTO DE DATOS 1. En un vaso de 400 mL preparar 180 mL de una solución de etanol agua al 30 % en volumen de etanol. 2. Colocar la solución en el balón de 500 mL e instalar los demás materiales. 3. Calentar la mezcla etanol - agua, o la indicada por el profesor, anotando la temperatura de ebullición, cuando se haya recibido las diez primeras gotas de condensado. 4. Observe la temperatura, mientras dure la ebullición debe ser constante, si hubiera un cambio ligero, descenso y luego incremento de la temperatura; eso indica que la mayor parte del componente más volátil se ha evaporado, entonces debe terminar la operación de destilación. 5. Medir el volumen de componente más volátil recuperado y reportar. CÁLCULOS

1. Preparación:

200 𝑋

→

100% 30%

= 60 etanol (ml)

200 − 60 =140 agua (ml)

2. Porcentaje de recuperación del etanol.

%=

47 𝑥100 60

=78.33% Cuestionario: a.

¿Qué porcentaje del componente más volátil se recuperó en la destilación simple? Escriba los cálculos.

%=

47 𝑥100 60

=78.33% b.

¿Cuál fue la temperatura de ebullición de la mezcla en la destilación simple? La temperatura de ebullición fue de 83°C.

c.

Defina presión de vapor de un líquido.

Es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas. Este fenómeno también lo presentan los sólidos; cuando un sólido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido (proceso denominado sublimación o el proceso opuesto, llamado sublimación inversa) también hablamos de presión de vapor. d.

Defina destilación fraccionada.

La destilación fraccionada se utiliza cuando la mezcla de productos líquidos que se pretende destilar contiene sustancias volátiles de diferentes puntos de ebullición con una diferencia entre ellos menor a 80 ºC. El rasgo más característico de este tipo de destilación es que necesita una columna de fraccionamiento. La destilación fraccionada se puede realizar a presión atmosférica o a presión reducida, tal como se ha comentado para la destilación simple en el apartado anterior.

e.

Defina destilación por arrastre con vapor.

Es una técnica usada para separar sustancias orgánicas insolubles en agua y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas, u otros compuestos orgánicos no arrastrables.

RESULTADOS TABLA N° 1: Resultado de la destilación simple. SOLUCIÓN (mL)

Etanol (mL)

agua- etanol

200

60

ETANOL (mL)

%

RECUPERADO

RECUPERADO

47

78.33

FUENTE: Propia.

ANÁLISIS DE RESULTADO No se logró recuperar más alcohol por que la temperatura de ebullición fue del 83°C, y si aumenta la temperatura ya no saldría alcohol puro si no con agua.

CONCLUSIONES 

Se recupero el líquido más volátil de una mezcla de dos líquidos, en base a la diferencia entre sus puntos de ebullición, mediante la destilación simple, siendo el etanol cuyo volumen de recuperación fue 47ml así mismo se tuvo un rendimiento del 78.33%.

RECOMENDACIONES 

Se sugiere tomar los datos correctos del tiempo.



Se recomienda seguir las indicaciones dadas por el docente para no cometer errores.



Se sugiere mantener el área de trabajo ordenada, sin libros, abrigos, bolsas, exceso de productos químicos y cosas innecesarias o inútiles.



Se recomienda limpiar siempre perfectamente el material y aparatos después de su uso.



Se sugiere trabajar con cuidado con materiales de vidrio que frágiles y fácil de romper.

BIBLIOGRAFIA 

Tecsup, [2017: 22 de Setiembre]. Módulo de Transferencia de Masa y Energía, Recuperado de https://drive.google.com/drive/folders/0B1MqVML99Cz8ZjY4RFlGUVJDMlE

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Google, [2017:22 de Setiembre].Destilación Fraccionada [pdf], Recuperado de https://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad =rja&uact=8&ved=0ahUKEwjivIGWrb_WAhVG2yYKHR9SCtIQFggkMAA&url=h ttp%3A%2F%2Fwww.cartagena99.com%2Frecursos%2Falumnos%2Fapuntes %2Fdestilacion%2520fraccionada.pdf&usg=AFQjCNF_1o3dCv_UFUqqUT7ELdc45XoHg

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Google, [2017:22 de Setiembre]. Destilación por arrastre con vapor [pdf], Recuperado de http://organica1.org/1311/1311pdf10.pdf