LABORATORIO No 4 – DESTILACIÓN Y CROMATOGRAFÍA

Barranquilla, 16 de marzo del 2022

TALLER PREGUNTAS

LABORATORIOS QO 23309 G1A

BIOLOGÍA III SEMESTRE – UNIATLÁNTICO

LABORATORIO No 4 – DESTILACIÓN Y CROMATOGRAFÍA (16-03-2022)

DESTILACIÓN SENCILLA

PREGUNTAS

1. Consulte los fundamentos fisicoquímicos de la destilación simple.

Este proceso que es sumamente importante en muchos aspectos de la actualidad, debido a la capacidad de separación de mezclas y también la purificación. Está completamente basado en el punto de ebullición, el cual debe ser diferentes para los diferentes compuestos que se encuentran en la mezcla, para así lograr la separación.

Los cambios de estado también son un fundamente aprovechable en este proceso, debido al paso de vapor del compuesto con menor punto de ebullición y después la condensación para completar la separación.

2. Consulte los siguientes conceptos y relaciónelos con el experimento soluciones, fracción, mezcla homogénea. Cambio físico, cambio químico, líquido homogéneo.

• Soluciones: mezclas homogéneas que están formadas por dos o más compuestos, estas no reaccionan entre sí, lo cual indica que cada una tiene propiedades químicas distintas y que se encuentran en proporciones diferentes dependiendo de la mezcla.

• Fracción: cantidad que se recoge de una muestrea, en un proceso de separación. Las mezclas se separan en fracciones en dicho proceso, y estas fracciones tienen composiciones que varían según su gradiente.

• Mezcla homogénea: mezcla en la que no se puede identificar a simple vista los componentes que están encontrados en esta. Solo se nota una fase, pero esto no quiere decir que los compuestos estén reaccionando, estos pueden ser separados por métodos físicos dependiendo de el tipo de mezcla.

• Cambio físico: cambio que ocurre externamente, es decir, que no existe alteración en su estructura (no hay reacción química), ni alteración en el ordenamiento de los átomos, ni formación de nuevas sustancias.

• Cambio químico: se refiere al cambio que ocurre por el reordenamiento de átomos, lo que termina con la formación de nuevas sustancias.

• Liquido homogéneo: aquel en donde todos sus componentes se encuentran diluidos completamente, no habiendo partículas en alguno de los otros estados posibles de la materia.

Relacionando estos conceptos, se puede mencionar que cada uno participa en los procesos de destilación, mostrando lo necesario que es tener conocimiento de cada uno de ellos.

3. ¿Por qué no se evapora de repente todo el líquido del matraz de destilación cuando se alcanza el punto de ebullición?

Si se evaporara el líquido completamente, no tendría sentido llamar a la destilación como proceso de separación ya que no habría si ocurriera de está manera. Cada compuesto presenta un distinto punto de ebullición, el de menor pasará por el refrigerante como vapor para ser condensado en el siguiente recipiente, mientras, que el de mayor permanecerá en el recipiente donde se contenía, primeramente.

4. ¿Por qué no se debe llenar un balón de destilación mucho más de la mitad de su capacidad?

La principal razón de esto es que, si se llena el balón, el líquido saturara el refrigerante lo que puede impedir que el líquido se destile completamente.

5. ¿Cual es la desventaja de utilizar un matraz de destilación cuya capacidad es cuatro, cinco o más veces el volumen del líquido que se va a destilar?

La desventaja es los problemas en la recolección del destilado, debido a que si el matraz tienes estas condiciones habrá poca presión el gas (el líquido con menor punto de ebullición que se vaporizó), debido a que podrá esparcirse mucho más y será recogida una menor cantidad de destilado. Esto también alargara el proceso de calentamiento, lo que aumentara el riesgo de que otro líquido en la mezcla empiece a ebullir, habiendo dos destilaciones.

6. Un líquido orgánico comienza a descomponerse a 80ºC. Su tensión de vapor es entonces de 36mm. ¿Cómo podría destilar este líquido?

Se utilizaría una destilación en vacío. Esto debido a la propiedad de que los líquidos bullen cuando su presión de vapor es igualada a la presión externa. Si la presión es disminuida, la presión de vapor se igualará con la externa a una temperatura menor a la ebullición normal (1atm de presión). Permitiendo que se pueda destilar a una temperatura menor a la que descompone.

7. Si el bulbo termométrico no se mantiene húmedo con condensado durante la destilación, la lectura del punto de ebullición ¿será más alta o más baja? De una explicación.

La temperatura sería más alta. Debido a que al obtener el vapor del líquido este tiene su temperatura de ebullición que será menor que el residuo, porque no ha alcanzado aún su punto de ebullición.

8. Cítense dos razones que justifiquen el que el agua fría en un refrigerante se haga circular en sentido ascendente desde la tubuladura inferior a la superior y no en sentido contrario.

• Si es realizada el recorrido del agua en contra de la corriente del vapor destilado; todo el calor logrará ser absorbido por el agua, permitiendo que el vapor del destilado pueda convertirse rápidamente en líquido.

• Si se coloca de arriba abajo el agua caerá sin lograr ninguna presión, lo que dará como consecuencia que el tubo por donde pasara el vapor destilado no se enfrié lo suficiente, haciendo que salga del condensador el vapor de lo que pensaba destilarse.

DESTILACIÓN FRACCIONADA

PREGUNTAS

1. Consulte las bases fisicoquímicas de la destilación fraccionada (puntos de ebullición de las soluciones, ley de Raoult, diagramas temperatura-composición, azeótropos, punto de ebullición mínimo y máximo, empaquetamiento de columnas, tipos de columnas y de empacamiento, plato teórico, eficiencia de una columna, etc.).

• Punto de ebullición de las soluciones: está definido como aquella temperatura con la cual se produce el paso de fase líquida a gaseosa. El punto normal de ebullición es definido como el punto de ebullición aplicada a una presión total de 1atm (101.325 kp). El punto de ebullición aumenta con la aplicación de presión.

• La ley de Raoult: esta ley establece que la presión parcial de cada componente de vapor en una mezcla ideal de líquidos, es igual a la presión de vapor del componente puro multiplicado por la fracción molar de componente que se encuentra dentro la mezcla. [pic 1]

• Diagrama temperatura-composición: 

[pic 2]

• Azeótropos: son aquellas disoluciones que no pueden separarse en su totalidad por destilación. Su punto de ebullición actúa como si fuera de una sustancia pura, es decir a temperatura constante.

• Punto de ebullición mínimo y máximo: la mezcla de ebullición constante muestra un punto de máximo o mínimo de ebullición, comparado con el de otras mezclas de estas mismas sustancias. Un azeótropo es una mezcla de distintos gases que presentan un punto de ebullición similar comportándose como una sustancia pura.

• Empaquetamiento de columnas: son columnas de vidrio que en su interior presentan un empaquetamiento que generalmente es un disco de vidrio que servirá para que el vapor se condense sobre el en el proceso de destilación fraccionada; esta condensación se podrá repetir varias, mediante el vapor ascienda por la columna hacia el refrigerante.

• Tipos de columnas y de empacamiento: estas clases de columnas son utilizadas para la destilación, absorción de gases, como también extracción liquido-liquido. El funcionamiento de una columna en general es continuo a diferencia de una columna de platos que es por etapas. El flujo de líquido cae hacia abajo en la columna sobre el área de empaque, mientras el vapor asciende en contracorriente de este, en la columna. Algunos de los tipos de columnas son:

• Columnas Batch o por lotes
• Columnas binarias
• Multicomponentes
• Multi-producto
• Extractiva
• Azeotrópica
• Columna rellena

• Plato teórico: estos son los platos que se requieren para una eficiente separación de compuestos por destilación. Se calcula esta eficiencia de la torre dividiendo los platos reales y los teóricos que se obtienen a partir cálculos basados en el equilibrio del sistema con métodos como McCabe-Thiele y Ponchon.

2. Haga una comparación de las dos destilaciones (simple y fraccionada) según sus datos experimentales.

Ambas destilaciones tienen con objetivo a los puntos de ebullición entre las sustancias a destilar, las dos se realizan con casi los mismos elementos y un mismo sistema, la diferencia más notable sería que debido a que en la destilación fraccionada los puntos de ebullición son muy cercanos, se debe de tener un control sobre la temperatura para obtener el compuesto que se quiere recolectar.

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