Destilación Flashcards
Volatilización
S–> G o L
Fundido por zonas
S–> L
L—>V (Sin vacio)
Destilacion simple, fraccionada, por arrastre de vapor, extractiva, solventes inmiscibles
L—>V (Con vacio)
Destilación con vacio, molecular y sublimación
Liofilización
S—>V
Destilación
Es un proceso de separación de mezclas, basado en su repartición de componentes en las fases líquida y vapor. De acuerdo a sus distintos puntos de ebullición o volatilización en la mezcla.
Estapas de la destilación
Vaporización y condensación
¿Cómo puede lograrle la vaporización?
-Aumento de temperatura
-Vacio
-Aumento de la superficie de contacto
Normalmente cuando se da este fenómeno en un compuesto la volatilidad disminuye, por lo que se requiere más energía para que las moleculas escapen a la fase líquida ¿Cual es este fenómeno?
Interacciones moleculares fuertes
Presión de vapor
Presión del vapor de un líquido que ejerce una fuerza sobre la fase líquida a una temperatura determinada cuando vapor y líquido están en equilibrio
Características de la presión de vapor
-Varía con la temperatura
-No depende de las proporciones de vapor y líquido que haya, siempre y cuando ambas existan
¿Cuándo ocurre la ebullición?
Cuando la presión de vapor y la presión atmosférica son iguales
Destilación simple
Separación de sustancias volátiles basicamente puras con elevado peso molecular
¿Para qué sirve la destilación simple?
Para separación de solventes y mezclas
¿Consideraciones que se deben tomar para realizar la destilación simple?
Los componentes deben ser termoestables, presiones de vapor grandes, p.e deben ser igual o mayor a 150°C para separa en una etapa.
Destilación fraccionada
El equilibrio evaporación-condensación ocurre muliples veces
Plato
Etapas en la que ocurre equilbrio evaporación-condensación
A mayor diferencia de punto de ebullición entre sustancias…
…Menor número de platos necesarios
Menciona las tres porciones de destilado
Cabeza, cuerpo y cola
¿Que porciones del destilado se eliminan?
La cabeza y la cola
¿Qué se utiliza para evitar la turbulencia?
Nucleos de ebullición o agitadores
¿Qué se usa para las mezclas que generan espuma?
Agente de antiespuma, aceite de silicato
¿Cómo debe ser el volumen de la sustancia con respecto al matraz?
Menor o igual que la mitad de la cabeza del matraz
ventajas de las columnas de anillo giratorio
Pueden tener hasta 250 platos en 50 cm
Separar líquidos cuya diferencia de p.e es de 0.5°C
¿Cómo podemos saber si nos encontramos en la cabeza, cuerpo y cola de un destilado?
Depende de la temperatura que el bulbo del termometro de nuestro sistema marque
¿Cómo es la temperatura de la cola con respecto a la temperatura de ebullición?
Es mayor
¿Cómo es la temperatura de la cabeza con respecto a la temperatura de ebullición?
Es menor
¿Cómo es la temperatura del cuerpo con respecto a la temperatura de ebullición?
Es igual
¿Qué otras funciones tienen los nucleos de ebullición y los agitadores?
Facilita que la espuma salga del sistema,
Permiten que el calor vaya más abajo en la solución
¿Qué otras funciones tienen los agitadores magneticos y los nucleos de ebullición?
-Permiten que salga la espuma
Agitadores
-Homogeniza la solución
-Permite que el calor vaya más abajo en la solución
¿Que diferencia hay entre una columna simple de enfriamiento y las demás?
Las demás columnas que tienen platos visibles, el area de contacto de superficie es mejor y por tanto existen más platos y mejor proceso de destilación
En la columna de enfriamiento el vapor caliente de la solución tiene contacto con las paredes frías, ¿UNn ejemplo de que es esto?
Area de contacto de superficie
Azeótropo
Mezcla líquida que mantiene sy punto de ebullición constante y produce un vapor cuya composición es la misma que la mezcla líquida
Una mezcla de acida acético (p.e 118.5) y de 3-picolino (p.e 144) producen un azeótropo con un p.e de 152.2°C ¿que tipo de azeótropo es?
Un azeótropo máximo o negativo, porque el p.e es superior al de los componentes puros
¿Cuales son las tres formas de romper un azeótropo?
-Formando otro azeótropo con otra sustancia
-Agregando una sal
-Disminuyendo la presión
Desventajas de romper un azeótropo formando otro azeótropo con otra sustancia
En el momento enque eliminamos el azeótropo se pierde parte de lo que se quiere recuperar.
Es importante calcular bien la cantidad de sustancia a agregar para formar el azeótropo para no formar más de lo necesario
¿Que función tienen la sal cuando se quiere romper un azeótropo?
Permite absorber toda el agua que contiene el azeótropo y por tanto, romperlo
¿Cómo cambiar la presión puede ayudar a romper un azeótropo?
Cuando se va disminuyendo la presión se obtiene un azeótropo cada vez más puro, si llegamos a cantidades de presión lo suficientemente bajas podemos obtener sustancias practicamente puras
¿Cual de los tres métodos es el menos contaminante?
La reducción de presión
Se busca recuperar el benceno de una mezcla de ciclohexano con benceno, para ello se añade como solvente alanina que forma una especie de complejo con el benceno y tiene un punto de ebullición mayor al del ciclohexano. A este tipo de separación ¿qué nombre recibe?
Destilación extractiva
En la destilación extractiva ¿Por qué se añade un solvente?
Porque este solvente puede unirse con el compuesto de interés formando una especie de complejo que tendrá un punto de ebullición mayor al de los compuestos a separar (Aumenta la diferencia de volatilidad de los compuestos a separar)
¿Cuáles son las fuerzas intermoleculares involucradas en la destilación extractiva?
Puentes de hidrógeno
Ión dipolo
Dipolo-dipolo
Enlaces-pi
Cuando se quiere tener una pureza del 100% la destilación extractiva es una buena opción ¿V o F?
Falso, la destilación extractiva es útil cuando se quiere una cierta pureza pero NO el 100%
Destilación por arrastre de vapor
Para compuestos que se descomponen antes de su punto de ebullición
Sustancias inmiscibles con el agua como aceites o grasas
¿Cuál es el principio de la destilación por arrastre de vapor?
Cuando hay una sustancia que tiene un punto de ebullición muy por arriba y por tanto se descompone antes de llegar, normalmente se puede añadir agua (Si este es inmiscible en el agua, lo que permite que a una temperatura menor, sus presiones de vapor sumen y sean iguales o superiores a la presión atmosférica, asegurando la correcta extracción del mismo sin que este se descomponga.
Destilación por solventes inmiscibles
Es el inverso a la destilación por arrastre de vapor: Se utiliza un compuesto orgánico para remover el agua de una muestra
Características importantes de la destilación por solventes inmiscibles
-Deben usarse solventes inmscibles en agua y bajo punto de ebullición
-Para alimentos o polimeros que contienen agua
-Se deben usar trampas para recoger el agua
-Los calculos son idénticos a los de arrastre de vapor
Trampa birdweel-Sterling
Tiene una graduación para ver cuánto solvente tengo y cuanta agua se destiló
Trampa barret
Permite quitar el solvente del agua (tiene una pequeña llave en la parte inferior)
Trampa Dean-Stank
El solvente se acumula y regresa al destilado (El agua es más pesada por lo que no debe llenarse de agua hasta la boquilla)
Trampa solventes más pesados que el agua
Una llave hace que pase el solvente a la mezcla
Destilación a presión reducida
Para destilar compuestos termolábiles o con alto punto de debullición.
¿Cuál es la regla empírica de la que nos podemos guiar al hacer una destilación a presión reducida?
El p.e disminuye 15°C al disminuir la presión a la mitad
¿Qué es importante considerar al hacer una destilación a vacio?
Hay que considerar el costo que supone el reducir la presión, lo que nos lleva a preguntarnos ¿Es mejor reducir la presión o aumentar la temperatura? ¿Que es menos costoso y gasta menos energía?
¿Cómo se puede saber la presión a la que se debe reducir para llegar al punto de ebullición a una temperatura determinada o viceversa?
Por medio de una extrapolación
Ventajas de la destilación extractiva
-Se necesita menos calor
-La relación de fases no es crítica
