Destilación Simple

Introducción

• Los puntos de ebullición aumentan generalmente a medida que aumenta el número de átomos de carbono y, por lo tanto, las masas moleculares. Las moléculas más grandes tienen mayores áreas superficiales, por lo que aumenta la atracción intermolecular de Van Der Waals. Una molécula mas grande, con mayor área superficial y con atracciones de van der Waals mas fuertes, tiene una temperatura de ebullición más alta.

• Los alcanos con número par de carbonos se empaquetan mejor en una estructura sólida por lo que se necesitan altas temperaturas para fundirlos. Los alcanos con número impar de átomos de carbono no se empaquetan tan bien por lo que a temperaturas más bajas. Un alcano ramificado funde a una temperatura más alta que un n-alcano con el mismo número de átomos de carbono.

• Los enlaces de hidrogeno y las atracciones dipolo contribuyen a que los puntos de ebullición de los alcoholes y de los éteres sean relativamente altos. El agua y los alcoholes tienen propiedades similares porque contienen grupos hidroxilo que pueden formar enlaces de hidrogeno. Los alcoholes forman enlaces de hidrogeno con el agua y varios alcoholes e masa molecular más baja son miscibles con el agua. Se dice que el grupo hidroxilo es hidrofílica, porque tiene afinidad por el agua y otras sustancias polares.

• La presión de vapor es la presión del liquido en equilibrio con su vapor

• Numerosas sustancias orgánicas tienen puntos de ebullición superiores a 200°C, muchas sustancias se descomponen a temperaturas próximas a sus puntos de ebullición o aun antes. Cuando se desea purificar o separar compuestos con las características anteriores, es conveniente tomar en cuenta que el punto de ebullición de unas sustancia depende de la presión que la rodea, por lo tanto, se le puede disminuir, reduciendo la presión a la cual se efectúa la destilación.

• Al destilar a presión reducida, frecuentemente de necesita conocer el punto de ebullición de un líquido a una presión diferente a la publicada. Si se conocen las temperaturas de ebullición de la sustancia a dos presiones diferentes se puede trazar una curva, graficando el logaritmo de la presión contra 1/T T= temperatura (K) y a continuación ver a que temperatura corresponde el log de la presión a que se está destilando

• Para simplificar la determinación de la temperatura a que destilara una sustancia a una determinada presión se clasifico a los compuestos orgánicos en 8 grupos, de acuerdo con sus relaciones estructurales y físicas, construyendo 8 graficas que permiten determinar los efectos de la presión sobre los puntos de ebullición de los compuestos orgánicos

• Un nomograma es la representación gráfica de una ecuación de varias variables y consta de tantos elementos gráficos como variables tenga la ecuación. Estos elementos pueden ser puntos o líneas, ya sea recta o curva. Dados los valores de todas las variables menos una, el de esta última puede encontrarse por medio de algún recurso geométrico inmediato, que generalmente es el tazado de otra línea que pasa por ese punto.

• En un monograma se puede usar con compuestos de ebullición de -50 a 550 °, bastando conocer dos de los tres datos del monograma presión del sistema, temperatura de destilación y punto de ebullición en condiciones normales, ya que el tercero se localiza uniendo los dos conocidos con una línea recta

Objetivos:

• Conocer y entender por medio de la experimentación los conceptos de destilación simple para poder determinar cuándo utilizar cada una dependiendo de los factores que intervienen en ella y en la de la naturaleza del líquido a destilar. Además graficar los resultados experimentales para una mejor observación de la variación del punto de ebullición con respecto al número de carbonos de un compuesto.

• Entender por medio de la experimentación la importancia de la destilación a presión reducida en la purificación y separación de de líquidos de baja presión de vapor además de conocer y apoyarnos en los monogramas para estimar presiones con base en las temperaturas en esta técnica.

Resultados y observaciones:

Fracciones de la destilación simple.

Fracción de la destilación Temperatura de ebullición (°C) Volumen(mL)

1 Cabeza 81°C 2 mL

2 Cuerpo 83°C 14mL

3 Cola 88°C 4mL

Punto de ebullición de alcoholes lineales vs. Numero de átomos de Carbono

Sustancia Masa Molecular No. De átomos de Carbono Punto de ebullición(°C)

Metanol 32 1 57

Etanol 46 2 72

n-Propanol 60 3 97

n-Butanol 74 4 104

Punto de ebullición de alcoholes vs. No. de ramificaciones

Sustancia Masa Molecular(uma) No. de ramificaciones Punto de ebullición °C

n-Propanol 60.1 3 97

Isopropanol 60.1 3 83

Análisis de resultados

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