Desilaion Fraionada

DESTILACIÓN FRACCIONADA

INTRODUCCION:

La destilación es un método para separar los componentes de una solución; depende de la distribución de las sustancias entre una fase gaseosa y una líquida, y se aplica a los casos en que todos los componentes están presentes en las dos fases. En vez de introducir una nueva sustancia en la mezcla, con el fin de obtener la segunda fase (como se hace en la absorción o desorción de gases) la nueva fase se crea por evaporación o condensación a partir de la solución original.

La destilación se refiere a separar soluciones en que todos los componentes son apreciablemente volátiles. Mediante la manipulación adecuada de las fases, o mediante evaporaciones y condensaciones repetidas, es generalmente posible lograr una separación tan completa como se requiera y recobrar, en consecuencia, los dos componentes de la mezcla con la pureza deseada.

La destilación es una de las principales técnicas para separar mezclas de líquidos. La separación se fundamenta en la diferencia de la presión de vapor de los diferentes componentes de la mezcla. Al calentar la mezcla los componentes se evaporan para condensarse posteriormente y durante el proceso el vapor se enriquece con los componentes más volátiles.

De acuerdo con la ley de Raoult, en el caso de que los líquidos sean solubles mutuamente, la presión de vapor de cada uno de ellos es disminuida debido a la presencia del otro. Algunas veces la composición del vapor puede calcularse conociendo la presión de cada uno de los líquidos. Esto se puede hacer cuando en la disolución de dos líquidos no se efectúen reacciones químicas y las moléculas de ambos líquidos sean más o menos del mismo tamaño

PREGUNTAS:

1. Consulte las bases fisicoquímicas de la destilación fraccionada:

a. Puntos de ebullición de las soluciones: El punto de ebullición del agua pura es 100°C, pero ese punto de ebullición puede ser elevado por la adición de un soluto tal como una sal. Una solución tiene típicamente un punto de ebullición más alto que el medible en el disolvente puro.

Un tratamiento de la elevación del punto de ebullición es dado por Ebbing. La elevación del punto de ebullición DTb es una propiedad coligativa de la solución, y para las soluciones diluidas se encuentra que es proporcional a la concentración molal cm de la solución:

DTb = Kbcm

Donde Kb se llama constante de elevación del punto de ebullición.

Con el fin de elevar el punto de ebullición y bajar el punto de congelación, se pueden fabricar soluciones, como en el caso del glicol de etileno en los sistemas de refrigeración de automóviles. El glicol de etileno (anticongelante), protege contra la congelación mediante la reducción del punto de congelación, y permite una temperatura de funcionamiento más alta al elevar el punto de ebullición.

b. Le de Raoult : La ley de Raoult establece que la relación entre la presión de vapor de cada componente en una solución ideal es dependiente de la presión de vapor de cada componente individual y de la fracción molar de cada componente en la solución. Esta ley sólo es válida para una disolución ideal, es decir que los componentes se mezclen sin una combinación química ni efectos de asociación molecular. La tendencia al escape de un componente depende del porcentaje que dicho líquido ocupe en la disolución, es decir, de la fracción molar y de la presión de vapor. Si Pc es la presión de vapor del componente en el estado puro y a una temperatura dada y “X”, su fracción molar en el líquido, tenemos: Pp = Pc (X) (1)Pp = presión parcial de vapor del líquido X = fracción molar La fracción molar de una sustancia se define como:

Fracción molar de.

Una sustancia A en = Número de moles de A Número total de moles de todas las sustancias (2)

Una mezcla de sustancias

La presión total del sistema será:

P total = PA XA + PB XB (3)

Dónde:

XA = nAnt XB = nBnt

La suma de las fracciones molares para una mezcla es Igual a uno

nt = nA + nB = 1

c. Aseótropos: Es una mezcla líquida de dos o más compuestos químicos que hierven a temperatura constante y que se comportan como si estuviesen formadas por un solo componente.

Un aseótropo, puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al igual que el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilación simple o por extracción líquido-vapor utilizando líquidos iónicos como el cloruro de 1-butil-3-metilimidazolio.

El aseótropo que hierve a una temperatura máxima se llama aseótropo de ebullición máxima y el que lo hace a una temperatura mínima se llama aseótropo de ebullición mínima, los sistemas aseotrópicos de ebullición mínima son más frecuentes que los de ebullición máxima.

d. Tipos de columna y de empacamiento: Una columna de fraccionamiento, también llamada columna de platos o columna de platillos, es un aparato que permite realizar una destilación fraccionada. Una destilación fraccionada es una técnica que permite realizar una serie completa de destilaciones simples en una sola operación sencilla y continua. La destilación fraccionada es una operación básica en la industria química y afines, y se utiliza fundamentalmente en la separación de mezclas de componentes líquidos.

e. Plato teórico la eficiencia de una columna: las columnas de destilación antiguas tenían una serie de obstáculos en su interior; dichos obstáculos eran unas proyecciones internas en forma de semicírculo que se asemejaban a "platos". La función de esos platos era promover un reflujo de la condensación de los vapores que pasaban a través de la columna; entre más refluja, la separación de las sustancias a destilar era mejor, es decir, la destilación era más eficiente. Los químicos estudiaron este fenómeno y se dieron cuenta de que entre más obstáculos o platos tenía la columna, la destilación era más eficaz, por ejemplo, una columna con 50 platos genera destilados más puros que una de 20 platos. Las columnas de destilación modernas ya no tienen esos platos; han sido reemplazados por perlas de vidrio, por ciertas resinas sintéticas

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