Destilacion Fraccionada.

1. Introducción

La destilación constituye el método más frecuente e importante para la purificación de

líquidos. Se utiliza para la separación de un líquido de sus impurezas no volátiles y, cuando es

posible, para la separación de dos o más líquidos.

En el caso más sencillo de destilación, el líquido se calienta hasta su punto de ebullición,

produciéndose su paso a la fase de vapor. Dicho vapor se condensa en contacto con un

refrigerante formando el destilado, que se recoge en un recipiente distinto. La destilación sencilla

puede utilizarse para separar una mezcla de dos sustancias en la que sólo una de ellas es volátil.

El componente volátil se recogerá por condensación del vapor, mientras que el compuesto no

volátil quedará en el matraz de destilación.

Si ambos componentes de una mezcla son volátiles la destilación sencilla no logrará su

separación completa. Para conseguir esta separación habría que someter a nuevas destilaciones

tanto el residuo como el destilado obtenido. Las llamadas columnas de destilación efectúan este

proceso de modo continuo. En una columna de destilación el vapor se condensa y se vuelve a

destilar muchas veces antes de abandonar la columna. Normalmente se recogen pequeñas

fracciones de producto destilado, y el proceso se conoce como destilación fraccionada.

La técnica de destilación puede adaptarse a líquidos con puntos de ebullición muy elevados

o que son inestables a la temperatura de su punto de ebullición. Esta modificación es la llamada

destilación a vacío.

En esta práctica se ensayarán las técnicas de destilación de uso más frecuente: la

destilación sencilla y la destilación fraccionada, aplicadas a la separación de una mezcla metanolagua,

y la destilación a vacío del benzoato de metilo.

2. Fundamento

Líquidos puros

Cuando un líquido puro cualquiera se introduce en un recipiente cerrado y vacío, parte del

mismo se evapora hasta que el vapor alcanza una determinada presión, que depende solamente

de la temperatura. Esta presión, que es la ejercida por el vapor en equilibrio con el líquido, es la

presión de vapor del líquido a esa temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la presión de

vapor también aumenta regularmente. En un sistema abierto, llega un momento en que la presión

se iguala con la presión exterior (760 mm Hg a nivel del mar); entonces, el líquido comienza a

hervir. La temperatura a la que la presión de vapor es de 760 mm Hg recibe el nombre de punto

de ebullición normal del líquido en cuestión, y es una constante característica para cada líquido.

Mezclas de líquidos

Las mezclas de líquidos pueden ser de varios tipos, según la solubilidad entre los mismos.

Los líquidos inmiscibles no se mezclan en absoluto, y simplemente se separan en dos capas

distintas cuando se ponen en contacto. Ejemplos de líquidos inmiscibles son el mercurio y el agua,

la parafina y el agua o el benceno y el agua2. Los líquidos que, como el agua y el éter, tienen una

solubilidad mutua limitada se conocen como parcialmente miscibles. Dos líquidos son

completamente miscibles si forman una disolución homogénea cuando se mezclan en cualquier

proporción. Ejemplos son el agua y el alcohol etílico, o el benceno y el éter.

2 Es imposible que dos líquidos sean estrictamente inmiscibles, pero para muchos pares de ellos, la

solubilidad es tan baja que resulta insignificante.

Destilación sencilla, fraccionada y a vacío

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Los líquidos completamente miscibles, cuya destilación es la única que se va a considerar3,

pueden ser a su vez de dos tipos:

(a) Separables por destilación fraccionada.

(b) Azeotrópicos, inseparables por destilación fraccionada, ya que forman

mezclas con punto de ebullición máximo o mínimo.

Cuando se calienta una disolución o mezcla de dos o más líquidos, el punto de ebullición

normal es entonces la temperatura a la cual la presión de vapor total es igual a la presión de 760

mmHg. La presión de vapor total (PT) de una mezcla es igual a la suma de las presiones de vapor

parciales (Pi) de cada componente. En las disoluciones ideales se cumple la ley de Raoult, que

se expresa en los siguientes términos: “ La presión parcial (Pi) de un componente de una

disolución a una temperatura dada es igual a la presión de vapor de la sustancia pura (Piº)

multiplicada por su fracción molar (xi) en la disolución”.

i

o

Pi = Pi x

Para una mezcla de dos líquidos puros A y B la presión total será:

B

oB

A

oA

...