ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción

Ingeniería en Alimentos

Química Orgánica

Métodos de separación: Destilación Simple, Fraccionada y Con arrastre

de vapores.

Profesor:

Rendón Morán Michael

Elaborado por:

Guzmán Silva Diego GUAYAQUIL - ECUADOR

Segundo Término 2015

1. Objetivos:

1.1. Objetivo General:

Ensayar la destilación como método de separaciones de sólidos en

líquidos y mezclas de líquidos miscibles.

Estudiar una curva de destilación.

Estudiar la destilación con arrastre de vapor dentro de un proceso de

obtención de aceites esenciales de muestras vegetales con ayuda de

otros métodos de separación.

1.2. Objetivos específicos:

Obtener agua pura mediante la destilación simple.

Interpretar la curva de destilación.

Evidenciar diferentes temperaturas de ebullición de los hidrocarburos.

Separar los componentes de una mezcla con punto de ebullición alto y

obtener el aceite esencial del producto natural, mediante la destilación

por arrastre de vapor.

2. Fundamento de la práctica:

Punto de ebullición:

Se define como la temperatura a la cual la presión de vapor saturado de un líquido,

es igual a la presión atmosférica de su entorno.

Para el agua, la presión de vapor alcanza a la presión atmosférica al nivel del mar a

la presión de 760 mmHg a 100°C.

Ley de Dalton

“Ley de las Presiones Parciales”

La presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales

de los gases que la componen.

Cada gas ejerce la misma presión como si estuviese solo.

Matemáticamente se tiene:

𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃1 + 𝑃2 +⋯+ 𝑃𝑛 Ecuación 1

Cuando se destila una mezcla de dos líquidos inmiscibles, el punto de ebullición

será la temperatura a la cual la suma de las presiones de vapor es igual a la

atmosférica. Esta temperatura será inferior al punto de ebullición del componente

más volátil.

3. Marco Teórico:

Destilación simple:

Se da en la separación de un líquido volátil de una sustancia no volátil o la

separación de líquidos mediante calor, aprovechando los diferentes puntos de

ebullición (temperaturas de ebullición) de cada una de las sustancias a separar.

El resultado final es la destilación de un solo producto, ya sea porque en la mezcla

inicial sólo había un componente, o porque en la mezcla inicial uno de los

componentes era mucho más volátil que el resto

Destilación fracccionada:

Es una técnica que permite la realización de una serie de destilaciones sencillas en

una sola operación continua.

Al calentar una mezcla de líquidos de diferentes presiones de vapor, el vapor se

enriquece en el componente más volátil y esta propiedad se aprovecha para separar

los diferentes compuestos líquidos mediante este tipo de destilación.

El rasgo más característico de este tipo de destilación es que necesita una columna

de fraccionamiento.

Columna de fraccionamiento:

Una columna de fraccionamiento contiene pequeños platos distribuidos a lo largo de

su longitud, de forma que las pequeñas cantidades de líquido que se encuentran en

cada una de ellas, durante el proceso de la destilación, contienen mezclas cada vez

más enriquecidas en el líquido más volátil.

El plato situado en la parte superior de la columna contendrá el líquido más volátil.

Figura 1 Columna de

fraccionamiento

Destilación por arrastre de vapores:

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.

Esta técnica se utiliza cuando los compuestos cumplen con las condiciones de ser:

Volátiles

Inmiscibles en agua

Presión de vapor baja

Punto de ebullición alto (superior a 100°C)

4. Metodología:

4.1. Materiales

i. Destilación Fraccionada

Balón de destilación

Termómetro 0 °C a 400 °C

Soportes Universal

Cilindro graduado

Agarraderas de tubos

Condensador

Mechero de Bunsen

Probeta

Beaker

4.2. Reactivos

Hidrocarburo (derivado de diésel)

4.3. Procedimiento

a) Armar un sistema de destilación simple con calentador eléctrico, o con

mechero de bunsen.

b) Medir 80 mL de una muestra de combustible (hidrocarburos) en introducir

en el balón.

c) Acomodar la probeta utilizada a la punta del refrigerante para que actúe

como recolector del destilado.

d) Cubrir el balón con tapón que trae insertado un termómetro.

e) Comprobar conexiones, permitir que el agua fluya y active el sistema de

calentamiento.

f) Registrar la temperatura cuando caiga la primera gota en la probeta, y

vuelva a anotar cada vez que recobren 5 mL.

g) Incrementar el calentamiento para que no se detenga la velocidad de

destilación.

Foto 1 Equipo de destilación fraccionada

Foto 2 Muestra de

Hidrocarburos

Foto 3 Registro de temperatura

5. Resultados:

Infortunadamente no se pudo realizar la gráfica Volumen vs. Temperatura para la

destilación fraccionada.

6. Conclusiones y Recomendaciones:

6.1. Conclusiones

El sistema de enfriamiento (condensador/refrigerante) no es el adecuado, razón

por la cual no se pudo realizar la gráfica de la curva. No se obtuvieron los datos

suficientes para evidenciar los distintos puntos de ebullición de los

hidrocarburos.

No es factible analizar la “curva de destilación” con apenas dos datos.

Datos

Volumen (mL) Temperatura (°C)

0 94

5 179

Foto 4 Primera gota

6.2. Recomendaciones

Para realizar el destilado por fracciones, es necesario hacerlo con el

condensador adecuado ya que no siempre se darán las condiciones

ideales para la experimentación por lo cual las dos horas de clase no

serán suficientes para poder evidenciar todos los datos.

Finalizar la práctica con unos 20 minutos antes de la finalización de la

clase ya que para poder lavar el equipo se necesita esperar a que se

enfríen los materiales y tener cuidado al desmontarlo ya que se podrían

sufrir quemaduras.

7. Bibliografía:

Web

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/kinetic/vappre.html

http://fraymachete-fq.blogspot.com/2008/11/destilacin-simple.html

http://www.quimicaorganica.net/destilacion.html

https://sites.google.com/site/equipoquimicaexperimental6/practica-5-

destilacion-por-arrastre-de-vapor

8. Apéndice:

Preguntas

a) ¿Qué es 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.

b) ¿Cuál es el fundamento de una destilación simple?

Punto de ebullición de los distintos líquidos.

c) ¿Qué es una destilación fraccionada?

Es una técnica que permite la realización de una serie de destilaciones sencillas

en una sola operación continua.

d) ¿Cuál es el fundamento de la destilación fraccionada?

Ley de las Presiones Parciales de Dalton.

e) ¿Podría escribir 3 diferencias entre la destilación simple y la destilación

fraccionada?

En la destilación simple lo que se obtiene como producto final es la

sustancia original destilada mientras que en la destilación fraccionada se

obtienen productos con diferentes calidades de destilación.

Cuando se realiza una destilación simple, se eleva la temperatura de la

sustancia para comenzar el proceso de destilado y no es de importancia

lo que se obtenga con la condensación (si es un compuesto puro o no)

mientras que en el caso de la destilación fraccionada se va controlando

las temperaturas a las cuáles tiene el punto de ebullición cada una de las

sustancias que se tiene en la sustancia original.

Se eleva la temperatura de poco a poco, separando cada componente que

se obtiene en cada temperatura.

La destilación simple se usa para la separación de líquidos con puntos de

ebullición inferiores a 150 °C a presión atmosférica de impurezas no

volátiles u otros líquidos miscibles que presenten un punto de ebullición

al menos de 25 °C superior al primero de ellos; mientras que en la

destilación fraccionada los componentes líquidos que se separan difieren

en menos de 25 °C en su punto de ebullición y a cada uno de los

componentes separados se les llama fracciones.

f) ¿Podría citar 3 semejanzas entre la destilación simple y la destilación

fraccionada?

Como fundamento, ambos aprovechan los puntos de ebullición de la

mezcla.

Ambos métodos aparece la condensación para obtener el destilado.

En ambos métodos se requiere un sistema de enfriamiento.

Fotos

Foto 5 Destilación

simple

Foto 6 Destilación con

arrastre de vapor