Ejemplo de Destilación

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

La Destilación es el proceso que consiste en la separación de un componente de una mezcla de líquidos mediante su evaporación y posterior condensación. Se trata del componente más volátil de la mezcla: el que tiene un punto de ebullición menor, y se transformará más fácilmente en vapor.

En la mezcla de líquidos, ya de por sí solubles entre sí, los puntos de ebullición variarán, contra los de las sustancias puras. Si, por ejemplo, se trata de una mezcla binaria con 50% de cada componente, el punto de ebullición quedaría justo a la mitad, entre los puntos de ebullición de los componentes puros.

En el proceso de Destilación, el Condensado resultante suele contener una parte del componente no deseado. Por ello, se pueden requerir una o varias repeticiones, para tener un producto final más rico en el componente deseado. Si la diferencia de volatilidades es grande entre ambos componentes, es posible que sólo se requiera una Destilación.

Por ejemplo, para la separación de una mezcla de Agua (H2O) y Alcohol Etílico (C2H5OH), cuyos puntos de ebullición en estado puro son 100°C y 78.5°C, respectivamente, se irán obteniendo productos con buena cantidad de Alcohol Etílico, componente esperado, pero habrá notable presencia de Agua todavía.

La Ley de Raoult en la Teoría de la Destilación

Hay que definir primero la Presión de Vapor. En una sustancia líquida, es la Presión que ejerce su fase gaseosa sobre la fase líquida, para una temperatura determinada. Aplica para cualquier cantidad de líquido.

La Ley de Raoult permite interpretar el comportamiento de la Mezcla o Disolución, pues involucra las Presiones de Vapor de los componentes, y las fracciones que éstos abarcan en el Total. Postula lo siguiente:

La Presión de Vapor de un Componente en una Disolución, está dada por el producto de la Presión de este Componente en estado puro, por la fracción que este abarca en la Disolución.

Ley de Raoult

Hay que tener en cuenta también la Ley de Dalton de las Presiones Parciales, que indica que la Presión Total de una Mezcla equivale a la sumatoria de las Presiones Parciales de los Componentes en ella.

Ley de Dalton de las Presiones Parciales

Gracias al conocimiento de la Presión Total, que puede leerse con un manómetro y registrarse, se puede tener un mejor control del proceso al pronosticar condiciones de trabajo, como la Temperatura.

Aparatos para Destilación

Los aparatos empleados para la Destilación en Laboratorio son fabricados en vidrio, resistente a altas temperaturas. Usualmente el matraz para destilación se coloca sobre una resistencia térmica o una tela de asbesto que estará suspendida encima de un Mechero de Bunsen. En la parte superior habrá un termómetro que irá registrando la temperatura del vapor emitido.

El vapor se recibe en un condensador, de vidrio también, al que se alimenta agua como refrigerante, a temperatura ambiente, para convertir en líquido los vapores separados. El agua tendrá entrada y salida inmediata, para que el vapor tenga contacto con este refrigerante siempre a la misma temperatura.

El condensado se recibe en un matraz Erlenmeyer o en un vaso de precipitados, y se analiza su composición posteriormente.

Ejemplo de Destilación en Laboratorio

Para la Destilación Industrial, los equipos se construyen en Hierro o en Acero inoxidable. Además, para los exclusivos fines de la producción de bebidas alcohólicas, como el whisky o el vino, se construyen los Alambiques de Cobre. Oficialmente, el nombre Alambique corresponde al recipiente donde se hace hervir los componentes de la disolución, pero muchas veces se le asigna a todo el aparato de Cobre, con la columna fraccionadora, el condensador y el receptor de condensados. El Cobre, además de ser un formidable conductor de calor, tiene efectos antimicóticos y bactericidas.

A las torres fabricadas de Acero Inoxidable se les llama Torres de Destilación, y dependiendo del tipo de destilación que manejen, se les asigna el resto del nombre, como a las Torres de Destilación Fraccionada.

Ejemplo de Destilación Industrial

Formas de la Destilación

 Dependiendo de la exigencia que se maneje en la composición de los productos, y de la manera en que la Destilación se prepare, esta adquiere varias formas.

Destilación Fraccionada  o Rectificación

Las Torres de Destilación Fraccionada o de Rectificación llevan en su interior un determinado número de placas, por los que irá pasando el vapor ascendente, para llegar al condensador y convertirse en un líquido próximo al deseado. A cierto nivel de la Torre, sobre una placa, se va agregando solución original para que interactúe con el vapor que sube, y así se vaya separando una cantidad más de vapor. El riesgo en ese caso es que partículas de líquido pueden quedar inmersas en el vapor, lo que es natural pero merma la efectividad del proceso.

Además, en ocasiones se va alimentando cierta fracción del condensado para colaborar con la proporción deseada; sin embargo, esto implica que hierva de nuevo, con una nueva inversión de calor. El proceso pudiera volverse sustentable utilizando el calor del condensado para precalentar la materia prima entrante.

Dependiendo de la cantidad de componentes que se separan en la Destilación, es el número de placas o etapas que se incluyen en el Diseño de la Torre de Rectificación.

Por ejemplo, en la Destilación involucrada en el Cracking de Petróleo, comúnmente se tienen 100 placas, con un mínimo de diez puntos en los que se puede extraer cierto componente.

Destilación por arrastre con vapor

Se aplica para la separación de aceites esenciales, por ejemplo. En un recipiente en el que está contenida la fuente del aceite esencial, se hace pasar vapor, como una corriente, con su entrada y su salida. Esta corriente de vapor, calentará el aceite esencial presente, y lo volatilizará, acarreándolo. El condensado resultante incluirá el agua calefactora y el aceite esencial, que al no ser miscibles entre sí, podrán separarse por Decantación.

Destilación al vacío

Es el mismo procedimiento, pero se modifica la presión del recipiente, evacuándolo a tal grado que la ebullición del componente clave será menor. Por ejemplo, es posible destilar la anilina a 100°C si el 93% del aire es purgado. Este proceso es empleado en la industria para separar vitaminas y otros compuestos inestables.

 Destilación Molecular Centrífuga

Si el medio de la destilación se sella herméticamente, los gases quedarán suspendidos y separados por densidades, por acción de la fuerza de gravedad. Si se les imprime una fuerza adicional mayor, con una centrifugadora, la separación será más efectiva.

Citado APA: (A. 2017,06. Ejemplo de Destilación. Revista Ejemplode.com. Obtenido 06, 2017, de http://www.ejemplode.com/37-fisica/4535-ejemplo_de_destilacion.html)

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Autor: Redacción Ejemplode.com, año 2017

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