REPORTE DE PRÁCTICA INGENIERÍA BIOQUÍMICA QUÍMICA ORGÁNICA I

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE AGUASCALIENTES
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REPORTE DE PRÁCTICA
INGENIERÍA BIOQUÍMICA
QUÍMICA ORGÁNICA I
PRÁCTICA NÚMERO 8 – DESTILACIÓN SIMPLE
M. C. Q. JANETT CECILIA SANCHEZ ARANA

JESÚS JAVIER PADILLA HEREDIA
EDUARDO DANIEL PADILLA QUEZADA

23 DE OCTUBRE DEL 2015

• OBJETIVO
  Esta práctica tiene como objetivo la obtención de metanol a partir de una muestra problema (bebida alcohólica) a través de una destilación a microescala.

• INTRODUCCIÓN
  La destilación es un proceso que consiste en calentar un líquido hasta su temperatura de ebullición, condensar los vapores formados y recolectarlos como líquido destilado. Casi todos los líquidos tienden a sobrecalentarse, alcanzando una temperatura superior al punto de ebullición; se encuentran entonces en un estado metaestable que se interrumpe periódicamente al formarse súbitamente una gran burbuja en el seno del líquido. Es aconsejable la utilización de baños, placas o mantas eléctricas de calefacción cuando se calientan líquidos inflamables.
  El hecho de que cada líquido puro presente un PE propio implica que cada sustancia tiene su presión de vapor característica, a una determinada temperatura. Es decir que si un líquido se coloca en un recipiente cerrado - al que previamente se le ha hecho vacío, las moléculas en estado líquido comenzarán a evaporarse (se volatilizarán). La evaporación continuará hasta que se igualen las velocidades de evaporación y de condensación, momento en el cual se establecerá el equilibrio, a una dada temperatura. La presión que ejercerán las moléculas presentes en la fase vapor del sistema en estudio se denomina presión de vapor (PV) y representa la presión de vapor del líquido a dicha temperatura. Si bien la destilación no es un proceso de equilibrio, ya que continuamente se retira masa del sistema, se fundamenta en estados de equilibrio líquido – vapor, a la temperatura de ebullición, pues sólo se retira la fase vapor cuando se ha alcanzado dicho equilibrio. Tales equilibrios se suceden unos a otros debido a que cambia, continuamente, la composición del líquido original.
  En la destilación simple el vapor que se retira del seno del líquido, pasa inmediatamente al refrigerante donde condensa y luego se recolecta el líquido destilado. Mediante este procedimiento pueden separarse mezclas de dos componentes que tengan una diferencia de puntos de ebullición de, al menos, 60-80 ºC. Mezclas de sustancias cuyos puntos de ebullición difieran en 30-60 ºC se pueden separar por destilaciones sencillas repetidas, recogiendo las fracciones enriquecidas en uno de los componentes, las cuáles se vuelven a destilar. Sin embargo, éste no es el método más eficaz para separar estas mezclas, recurriéndose en tales casos a la destilación fraccionada.
  
• RESULTADOS
  Realizamos el montaje del sistema y procedimos a la destilación de una muestra de bebida alcohólica. Tras unos minutos de calentamiento a baño maría, la muestra comenzó a evaporar y éste vapor pasó al refrigerante, donde por la diferencia de temperaturas entre el vapor y el agua del refrigerante, comenzó a condensar.
  Recolectamos un volumen del destilado, en éste caso alcohol etílico (etanol) y como complemento de la práctica le tomamos su punto de ebullición al alcohol obtenido.
  De éste procedimiento obtuvimos 77° C como punto de ebullición de etanol.
  
• CUESTIONARIO
  Anota el nombre común, fórmula y en breve las propiedades del etanol.
  El etanol es un alcohol que se presenta en forma de líquido incoloro, con punto de ebullición de 78° C. Está presente en las bebidas alcohólicas. Es muy soluble en agua, El alcohol etílico comercial viene por lo general en una proporción de 95% etanol y 5% agua. Se le conoce comúnmente como alcohol o también alcohol etílico. Su fórmula química es CH3-CH2-OH.
  
  ¿Qué otros tipos de destilación existen?
  La destilación fraccionada y la destilación por arrastre de vapor, explicadas en el apartado de discusiones.
  
  ¿Qué otro material y/o equipo puede ser usado en una destilación simple?
  Nosotros usamos material de microescala, pero se puede utilizar material distinto que cuente con las mismas características.
  Entre el material para una destilación encontramos el mechero para calentar el baño maría, matraces balón de fondo plano, tubos refrigerantes, soporte universal, un matraz o vaso de precipitado para recolección, una fuente de agua, etc.
  
  Explica en qué consisten los procesos llevados a cabo en la destilación.
  El calentamiento a baño maría consiste en que calentaremos cierta sustancia de manera indirecta por transferencia de calor del agua hacia la sustancia que está en un recipiente dentro del agua que estamos calentando en el baño.
  Tras calentarse la sustancia, cuyo punto de ebullición debe ser menor al del agua, ésta llega a su punto de ebullición, es decir, la presión de vapor del líquido supera la presión atmosférica y es liberada en forma gaseosa.
  El gas desprendido llega al tubo refrigerante y por diferencia de temperatura, se condensa, formando líquido nuevamente. Éste puede ser recolectado de la salida del tubo refrigerante.
  
  A partir del volumen de etanol obtenido, calcula el porcentaje de éste en la bebida y compáralo de ser posible, con el reportado en las especificaciones del producto.
  En el laboratorio no se requirió obtener el porcentaje de alcohol de la muestra, sólo obtuvimos su punto de ebullición.
  
• DISCUSIONES
  La destilación es un método de separación que además nos permite purificar y obtener el punto de ebullición de sustancias de interés en nuestros procedimientos.
  Se basa en el principio de que las sustancias tienen distintos puntos de ebullición y por lo tanto se puede cambiar uno de fase líquida a gaseosa antes que otro en la misma mezcla y por esto es posible separarlos.
  El componente más volátil de las bebidas alcohólicas es precisamente el etanol que entra en ebullición a 78.37° C por lo que es el principal producto obtenido de la destilación de esas bebidas.
  Determinamos el punto de ebullición de nuestro destilado en aproximadamente 77° C, lo que significa que pudimos tener algún contaminante o más probablemente éste valor se debe a la diferente presión atmosférica.
  
  Existen además otros tipos de destilación:
  
  La destilación fraccionada se utiliza cuando la mezcla de productos líquidos que se pretende destilar contiene sustancias volátiles de diferentes puntos de ebullición con una diferencia entre ellos menor a 80 ºC. Al calentar una mezcla de líquidos de diferentes presiones de vapor, el vapor se enriquece en el componente más volátil y esta propiedad se aprovecha para separar los diferentes compuestos líquidos mediante este tipo de destilación. El rasgo más característico de este tipo de destilación es que necesita una columna de fraccionamiento. En la columna de fraccionamiento hay una serie de platos que permiten una serie de destilaciones simples continuas y de ahí el vapor pasa al refrigerante.
  
  La destilación por arrastre de vapor posibilita la purificación o el aislamiento de compuestos de punto de ebullición elevado mediante una destilación a baja temperatura (siempre inferior a 100 ºC). Es una técnica de destilación muy útil para sustancias de punto de ebullición muy superior a 100 ºC y que descomponen antes o al alcanzar la temperatura de su punto de ebullición. La destilación por arrastre de vapor es una técnica de destilación que permite la separación de sustancias insolubles en H2O y ligeramente volátiles de otros productos no volátiles. A la mezcla que contiene el producto que se pretende separar, se le adiciona un exceso de agua, y el conjunto se somete a destilación. En el matraz de destilación se recuperan los compuestos no volátiles y/o solubles en agua caliente, y en el matraz colector se obtienen los compuestos volátiles e insolubles en agua. Finalmente, el aislamiento de los compuestos orgánicos recogidos en el matraz colector se realiza mediante una extracción. (Universitat de Barcelona, s.f.)
  
• CONCLUSIONES
  Para realizar una destilación debemos saber qué sustancias tenemos presentes en una mezcla y además conocer sus puntos de ebullición. Es el proceso más útil para la separación y purificación de líquidos.
  El objetivo principal de una destilación es aprovechar la volatilidad de los componentes para separarlos o separar los componentes volátiles de los no volátiles.
  Es una técnica sencilla de fundamentos bien establecidos, por lo que además es fácil de comprender y poner en práctica.

• BIBLIOGRAFÍA

Lamarque, A., Zygadlo, J., Labuckas, D., López, L., Torres , M., & Maestri, D. (2009). Fundamentos teórico-prácticos de química orgánica. Editorial Brujas.

Universitat de Barcelona. (s.f.). Universitat de Barcelona. Obtenido de Operaciones Básicas En El Laboratorio De Química: http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/destilacio_tipus.html#fraccionada

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