Experimento # 3: Extracción y aislamiento de compuestos orgánicos mediante destilación por arrastre de vapor y destilación fraccionada

Experimento # 3

Extracción y aislamiento de compuestos orgánicos mediante destilación por arrastre de vapor y destilación fraccionada

Universidad Autónoma de Chiriquí, Facultad de Ciencias Naturales y Exacta, Escuela de Química, Química Analítica (QM 226), El Cabrero, David, Chiriquí, Republica de Panamá

Resumen:

En esta experiencia se utilizaron los sistemas de destilación fraccionada y destilación por arrastre con vapor con el objetivo de extraer el aceite esencial presente en el clavito de olor y la obtención de etanol a partir de un sistema de fermentación elaborado una semana antes utilizando jugo de piña.

Se logró obtener un volumen de 25 mL del etanol presente el jugo fermentado de piña previamente preparado. En la destilación por arrastre con vapor se obtuvo un rendimiento de 4.97 % del aceite esencial presente en el clavito de olor.

A pesar de tener resultados con bajos % de rendimiento se puede mencionar que se logró realizar los objetivos propuestos al adquirir destrezas en ambos sistemas de destilación.

Palabras Claves:

• Destilación

• Vapor

• Fraccionada

• Etanol

Objetivos

• Utilizar la destilación por arrastre con vapor para extraer el aceite esencial del clavito de olor.

• Calcular el rendimiento del aceite esencial.

• Aplicar la técnica de destilación fraccionada para obtener etanol.

• Comparar las ventajas y desventajas de cada sistema.

Marco Teórico:

La fermentación es un proceso mediante el cual los azucares y almidones son convertidos en etanol y dióxido de carbono como productos principales, produciendo también otros productos secundarios como aldehídos, alcoholes superiores y cetonas.

La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado en química para separar mezclas (generalmente homogéneas) de líquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio calórico y másico entre vapores y líquidos. Se emplea principalmente cuando es necesario separar compuestos de sustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos.

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.

Se emplea con frecuencia para separar aceites esenciales de tejidos vegetales. Los aceites esenciales son mezclas complejas de hidrocarburos, terpenos, alcoholes, compuestos carboxílicos, aldehídos aromáticos y fenoles y se encuentran en hojas, cascaras o semillas de algunas plantas. (Chamorro y otros. 2012)

Materiales y Reactivos

Descripción Capacidad Cantidad

Soporte Universal 4

Plancha 2

Termómetro 150 °C 1

Vasos

Químicos 50 mL

2

Embudo extractor 1

Pinzas 5

Balón 1

Matraz Erlenmeyer 1

Columna fraccionada 1

Condensador 1

Fermentación (jugo de piña, urea, levadura) 1

Reactivos:

• Etanol:

Formula C2H6O

Masa molar 46,07 g/mol

Punto de fusión -114 °C

Punto de ebullición 78,4 °C

Toxicidad

Una inhalación prolongada de concentraciones altas produce irritación de ojos y tracto respiratorio.

• Hidróxido de Sodio 2,5N:

Formula NaOH

Densidad 2,1 g/cm3

Masa Molar 39,99713 g/mol

punto de fusión 318 °C

punto de ebullición 1390 °C

• Sulfato de Sodio Anhidro:

Formula Na2SO4

Densidad 2.664 g/ml

Masa Molar 142.04 g/mol

Toxicidad

Puede causar irritación mecánica. Es ligeramente toxico por ingestión.

• Cloroformo:

Formula CHCl3

Densidad 1,483 g/cm3

Masa Molar 119,38 g/mol

Punto de fusión -64 °C

Punto de ebullición 61 °C

Toxicidad

Se absorbe bien tanto por vía inhalatoria como por vía oral y dérmica.

Fase Experimental:

I. Destilación Fraccionada

• Extraer previamente 500 mL de jugo de piña

• Armar el sistema de fermentación

• Descantar y filtrar el jugo para luego colocar el filtrado en el balón de destilación

• Destilar durante un rango de 75 a 85 °C

• Realizar prueba de verificación.

II. Destilación por arrastre con vapor.

• Pesar 50 gramos de clavito de olor.

• Arme el sistema de destilación.

• Inicie el calentamiento con la plancha.

• Cuando empiece la ebullición abra la llave del agua para que entre al condensador del sistema.

• Recoja 50 mililitros del destilado en un vaso químico y colocar en baño maría.

• Separe el aceite esencial utilizando un embudo de separación y mezcle el destilado con 5 mililitros de cloroformo, agite y separe las fases.

• Recoger la parte orgánica en un vaso y realice la prueba de verificación.

Resultados y Cálculos

Tabla de resultados 1

Destilación por arrastre de vapor

Peso de la muestra 50.68 g

Peso final de la muestra 53.20 g

Volumen aprox. Del destilado 50 mL

Peso del aceite esencial obtenido 2.52 g

% de rendimiento 4.97 %

Consistencia Liquida y aceitosa

Olor Esencia de clavo de olor

Color Amarillo claro

Prueba de verificación FeCl3

Tabla de resultados 2

Destilación fraccionada

Temperatura en se trabajo la destilación Entre 78-90ºC

Volumen obtenido de etanol 25 mL

Prueba de verificación yodoformo

Discusión

En este laboratorio se utilizaron dos métodos de extracción, destilación por arrastre de vapor y por destilación fraccionada. En esta experiencia se observo el cambio de estado de los compuestos orgánicos de liquido a solido. Vaporización y ebullición: Son los procesos físicos en los que un líquido pasa a estado gaseoso cuando las moléculas de los líquidos ganan energía cinética (Brown, 2004). La condensación es el cambio de estado de la materia que se pasa de forma gaseosa a forma

líquida. Es el proceso inverso a la vaporación. (Brown, 2004).

La primera consistió técnica en separar dos sustancias inmiscibles

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