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Práctica de Destilación en el
Laboratorio de Química Orgánica
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
LA MOLINA
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
CURSO: LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA
TÍTULO DE LA PRÁCTICA: DESTILACIÓN
I. INTRODUCCIÓN
La destilación basa su eficacia de separación en las diferencias de presiones de vapor, o puntos de ebullición, de dos o más sustancias en solución, ya que, la técnica consiste en ebullir la sustancia más volátil y condensarla en un recipiente diferente al inicial (Grande, Ortiz, 2019). La operación unitaria de destilación es una de las más empleadas en la industria química, petroquímica, alimentaria, farmacéutica y perfumera, para la formación de componentes que forman mezclas líquidas miscibles, por ejemplo, nos permite producir gasolinas a partir del petróleo, obtener perfumes de plantas aromáticas, disponer de gases purificados como el oxígeno para sus usos medicinales, entre otros. (Valiente,1996)
1.1. Justificación
Este informe busca que el alumno desarrolle habilidades, aprenda técnicas elementales y se familiarice con el manejo de instrumentos y aparatos. La realización de estas prácticas permite el incremento del pensamiento espontáneo del alumno, al aumentar la motivación y la comprensión respecto de los conceptos y procedimientos científicos.(Olivera, 2012)
II. OBJETIVOS
2.1. Determinar la eficiencia de los diferentes tipos de
destilación tales como simple y fraccionada a la sustancia
alcohólica.
2.2. Objetivos específicos
- Determinar el grado alcohólico de la muestra.
Determinar el grado alcohólico corregido.
III. MARCO TEÓRICO
1.1. Destilación
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 (Lamarque, et al. ,2008). Se denomina destilación a un método de separación de fases, que se encuentra entre los métodos de separación de mezclas. La destilación consiste en el uso consecutivo y controlado de dos procesos físicos: la vaporización y la condensación, usándolas de manera selectiva para comparar los componentes de una mezcla por lo general de tipo homogéneo, es decir, en la que no pueden distinguir a simple vista sus componentes. (Ondarse, 2021)
Ley de Raoult:
Se expresa en los siguientes términos: "La presión parcial de un componente en una disolución a una temperatura dada, es igual a la tensión de vapor de una sustancia pura multiplicado por su fracción molar en la disolución." (Molina, 1991)
Ley de Dalton:
Sobre las presiones parciales, dice: "Cuando dos o más gases que no reaccionan entre sí, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presión como si estuviera solo y la suma de presiones de cada uno, es igual a la presión total del sistema. De la Ley de Dalton se deduce que al destilar una mezcla de dos líquidos inmiscibles, su punto de ebullición será la temperatura a la cual la suma de las presiones de vapor es igual a la atmosférica." (Cárdenas, 2014)
Tipos de destilación
a. Destilación simple
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 proceso pueden separarse mezclas de dos componentes que tengan una diferencia de punto de ebullición de, al menos 60-80 °C. (Lamarque, et al.,2008)
b. Destilación fraccionada
La destilación fraccionada, a diferencia de la destilación simple, consigue separar dos sustancias volátiles, con mayor precisión. Para conseguir esta separación habría que someter a nuevas destilaciones tanto el destilado como el residuo obtenido. Esto haría el destilado cada vez más rico en el componente más volátil separando éste del menos volátil. Las llamadas
V. RESULTADOS
Tabla N°1. Destilación Simple, determinación del grado
alcohólico del Vodka.
| Volumen(mL) | Temperatura(°C) | | --- | --- | | 0.5 | 78 | | 1 | 78 | | 1.5 | 78.5 | | 2 | 78.5 | | 3 | 78.5 | | 4 | 78.5 | | 5 | 79 | | 10 | 83 | | 15 | 85 | | 20 | 86 | | 25 | 88 | | 30 | 90 | | 35 | 94 | | 40 | 97 | | 45 | 97 | | 50 | 97 |
Gráfico N°1 Temperatura vs volumen del destilado de
Vodka
Tabla N° 2. Grado alcohólico de la muestra
| Grado alcohólico de la muestra según el alcoholímetro: (Vol/Vol) | Temperatura de la muestra (°C) | Grado alcohólico corregido a la temperatura de trabajo (Vol/Vol) | Gravedad específica a la temperatura de trabajo | | --- | --- | --- | --- | | 42% v/v | 28 | 38.4% | 0.95417 |
Gravedad específica 40% v/v= 0,95185 y gravedad especifica 35% v/ v=0,
Tenemos datos del 40% v/v, pero queremos la gravedad específica del 38,4%. GE 38,4% = GE40% - GE1.6%=(0,95185)-(0,00232) La gravedad específica al 38,4% v/v es 0,
Tabla N° 3. Destilación fraccionada: Separación de la
mezcla propanol-etanol.
| Volumen (mL) | Temperatura (°C) | | --- | --- | | 0 | 78 | | 5 | 78 | | 10 | 78 | | 15 | 78 | | 20 | 78 | | 25 | 78 | | 30 | 78 | | 35 | 78 | | 40 | 78 | | 45 | 78 | | 50 | 97 |
Gráfico N°2. Temperatura vs Volumen del destilado de la
mezcla propanol-etanol.
VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Según la gráfico N° 1 se pudo interpretar la destilación simple satisfactoriamente, ya que el punto de ebullición del agua es a los 100°C y el punto de ebullición del etanol es de 78.5°C. Sin embargo en un comienzo se corrigió el porcentaje de alcohol etílico, ya que el alcoholímetro está diseñado para 20°C de temperatura arrojando una medición de 38.4% v/v, y se midió a una temperatura de 28°C teniendo en la medición 42% v/v. Perez,C., Vasquez, K. y Medina, J.(2018) sugiere que estos análisis se hagan con un picnómetro para resultados más exacto en el procedimiento de destilación. Grande J. (2019) nos dice que en la destilación simple la energía es más fácil de controlar, asimismo considera también que los posibles fallos se pueden dar ante un mal calibramiento del equipo de laboratorio, en este caso el alcoholímetro.
Según el gráfico N.°2, la destilación fraccionada del etanol y propanol resulta deficiente, aludimos a varios factores como el uso de una columna de fraccionamiento Vigreux, cambios de presión o temperatura, u otros. Tomando en cuenta los puntos de ebullición del etanol y propanol, 78,37°C y 97°C respectivamente, se procedió a elegir la destilación fraccionada, ya que los puntos de ebullición son cercanos y su diferencia es de 18.63°C, siendo el etanol quién se logra destilar mucho antes que el propanol. Grande J. y Ortiz S. (2019), mencionan que la diferencia para poder realizar una destilación fraccionada es de 40°C a 50° C, mientras que Guevara, L.(2013) dice que la diferencia debe ser menor a 25°C ; según lo visto en clase, el rango debe ser menor a 30°C. Otro factor a tomar en cuenta es el uso de la columna de fraccionamiento, en este caso se hizo uso de la columna de Vigreux, en lugar de una columna de perlas de vidrio; sabiendo que este último logra resultados mucho más eficientes y eso se debe a que posee una mayor superficie para intercambiar calor.
VII. CONCLUSIONES
En cuanto a lo abordado con anterioridad, podemos concluir que la destilación fraccionada es más eficiente que la simple gracias a la columna fraccionadora que distribuye de buena forma a los líquidos más volátiles de los menos volátiles. En relación a lo antes expuesto en las tablas, se llegó a la conclusión de que el grado alcohólico de la muestra según el alcoholímetro es de 40% v/v. Finalmente, concluimos que el grado alcohólico corregido de la muestra es de 38.4% v/v
VIII. REFERENCIAS
Cárdenas, E. (2014). Determinación de parámetros de operación para la destilación por arrastre con vapor de agua del aceite esencial de molle (Schinus molle Linneo) en el equipo modular de extracción de aceites esenciales de la FIQM-UNSCH. (Tesis de pregrado). Universidad Nacional San Cristóbal De Huamanga, Ayacucho.
