DESTILACION POR ARRASTRE CON VAPOR

OBJETIVOS

Conceptual

Desarrollar los conocimientos para la operación de un sistema intermitente para llevar a cabo una destilación por arrastre con vapor de agua, así como determinar las variables que intervienen en ella y comparar de los resultados obtenidos mediante la práctica realizada y los cálculos teóricos realizados con las ecuaciones correspondientes, además de determinar la eficiencia de vaporización en la destilación.

Procedimental.

Desarrollar un check-list de los pasos a seguir, su secuencia y su lógica para la operación correcta del equipo instalado en el laboratorio para esta práctica.

Actitudinal.

Conducirse durante la realización de la práctica exhibiendo una disciplina profesional. Realizar una investigación en las referencias disponibles sobre las diferentes aplicaciones del proceso de destilación.

MARCO TEÓRICO

La 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.

Ley de Dalton.

Los vapores saturados de los líquidos inmiscibles sigue la Ley de Dalton sobre las presiones parciales, que dice que: cuando dos o más gases o vapores, que no reaccionan entre sí, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presión que si estuviera solo y la suma de las presiones de cada uno, es igual a la presión total del sistema. Su expresión matemática es la siguiente:

PT = P1 + P2 + --- Pn

Al destilar una mezcla de dos líquidos inmiscibles, su 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. Si uno de los líquidos es agua (destilación por arrastre con vapor de agua) y si se trabaja a la

presión atmosférica, se podrá separar un componente de mayor punto de ebullición que el agua a una temperatura inferior a 100ºC. Esto es muy importante cuando el compuesto se descompone a su temperatura de ebullición o cerca de ella. En general, esta técnica se utiliza cuando los compuestos cumplen con las condiciones de ser volátiles, inmiscibles en agua, tener presión de vapor baja y punto de ebullición alto.

La destilación por arrastre con vapor también se emplea con frecuencia para separar aceites esenciales de tejidos vegetales. Los aceites esenciales son mezclas complejas de hidrocarburos, terpenos, alcoholes, compuestos carbonílicos, aldehídos aromáticos y fenoles y se encuentran en hojas, cáscaras o semillas de algunas plantas. En el vegetal, los aceites esenciales están almacenados en glándulas, conductos, sacos, o simplemente reservorios dentro del vegetal, por lo que es conveniente desmenuzar el material para exponer esos reservorios a la acción del vapor de agua. Los aceites esenciales son productos naturales aplicados en diferentes industrias, como son la farmacéutica, alimenticia, en perfumería, entre otros usos. Actualmente, se constituyen en productos alternativos para la elaboración de biopesticidas o bioherbicidas. La obtención de los aceites esenciales es realizada comúnmente por la tecnología llamada de destilación por arrastre con vapor, en sus diferentes modalidades. La pureza y el rendimiento del aceite esencial dependerán de la técnica que se utilice para el aislamiento.

Métodos.

Cuando se usa vapor saturado o sobrecalentado, generado fuera del equipo principal, ya sea por una caldera, una olla de presión o un matraz adecuado, esta técnica recibe el nombre de “destilación por arrastre con vapor”, propiamente dicha. También se puede usar el llamado “método directo”, en el que el material está en contacto íntimo con el agua generadora del vapor.

En este caso, se ponen en el mismo recipiente el agua y el material a extraer, se calientan a ebullición y el aceite extraído es arrastrado junto con el vapor de agua hacia un condensador, que enfría la mezcla, la cual es separada posteriormente para obtener el producto deseado.

Este método es usado de preferencia cuando el material a extraer es líquido o cuando se utiliza de forma esporádica. Una variante de esta última técnica es la llamada “hidro-destilación”, en la que se coloca una trampa al final del refrigerante, la cual va separando el aceite del agua condensada, con lo cual se mejora y se facilita el aislamiento del aceite esencial. También puede montarse como un reflujo, con una trampa de Clevenger para separar aceites más ligeros que el agua.

CÁLCULOS.

Volumen del aceite.

Donde:

∅_tanque=0.465 m ; h=.12 m

V=π.r_ ^2*h

V=π.〖(0.2325m)〗_ ^2*(0.12 ) = 0.0203m3 = 20.3 L

T_(inicial,mezcla)=20 ℃

T_destilado=84℃

LA0 = Moles del componente volátil por destilar en la alimentación

Hexano:

ρ= m/V

m=V*ρ

m=( 1 L)(0.66 kg/L) =0.66 kg

L_AO=

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