¿Por qué es mejor separar dos líquidos lentamente que destilándolos rápidamente?
Un líquido está hirviendo a temperatura constante en la totalidad de su periodo de destilación ¿puede decirse que es una sustancia pura?
Si dos líquidos miscibles hierven exactamente a la misma temperatura ¿puede sacarse la conclusión de que son idénticos?
¿Por qué es mejor separar dos líquidos lentamente que destilándolos rápidamente?
Si dos líquidos miscibles hierven exactamente a la misma temperatura ¿puede sacarse la conclusión de que son idénticos?
¿Por qué es mejor separar dos líquidos lentamente que destilándolos rápidamente?
1 Respuesta
Respuesta de ach21
2
Paso a comentarte:
a) Un liquido que hierve a temperatura constante durante la totalidad de su periodo de destilación NO ES necesariamente una sustancia pura. Hay algo que se llama "Mezcla azeotropica", o sea, un azeótropo es una mezcla en la cual la composición de la fase líquida es igual a la de sus vapores en equilibrio. Dado que la destilación es una operación que separa a los componentes de una mezcla en virtud de sus distintas volatilidades, ésta operación es inadecuada para la separación de azeótropos.
Por lo tanto, un azeótropo presenta un punto de ebullición constante, siendo sin embargo una mezcla de líquidos. Por ejemplo, etanol-agua, acetona-agua, metanol-agua, forman mezclas azeotropicas. El conocido "Alcohol puro o fino" que se vende en farmacias es un azeótropo 96:4 de Etanol-Agua.
b) El punto de ebullición de una sustancia depende de las interacciones intermoleculares de la propia sustancia. Cuanto mayor interacción haya, más energía va a ser necesaria proporcionar para separarlos. Elementos con estructuras parecidas, pueden tener puntos de ebullición parecidos (o similares), y sin embargo ser sustancias distintas. Por ejemplo, el benceno y el ciclohexano difieren en muy poco en su estructura (la misma cantidad de carbonos y son ciclos, solo que el benceno posee dobles enlaces), son totalmente miscibles, y sus puntos de ebullición son 80.1 y 80.7 respectivamente. Hay más ejemplos en los que la diferencia es aun menor o hasta nula, por lo tanto no es valida la suposición de que se trata del mismo compuesto.
c) Para destilar un liquido más rápidamente, uno debe calentar más la mezcla. Al proporcionarle más calor, se le esta proporcionando más energía, lo cual significa que si la diferencia entre los puntos de ebullición de los compuestos no es muy grande, corremos el riesgo de proporcionarle la energía necesaria a ambos para pasar del estado liquido al estado vapor. Esto significa que quizás la primer fracción va a ser el liquido puro con menor punto de ebullición, pero luego vamos a tener mezclas de solventes, lo cual no es deseable.
Algunas consideraciones a tomar son:
- Si los puntos de ebullición son muy cercanos, conviene utilizar una columna de fraccionamiento, la cual posee superficies dentro que propician la condensación y evaporación sucesiva de pequeñas cantidades de mezcla, lo cual a la larga conduce a una mayor pureza.
- Si los solventes forman una mezcla azeotropica, se debe usar una sustancia "arrastradora", que interaccione (no reaccione) con alguno de los solventes bajándole el punto de ebullición y permitiendo así la separación.
- Si las temperaturas son muy altas, se puede utilizar la destilación al vacío, lo que baja los puntos de ebullición de las sustancias, así como la proporción de las mezclas. Hay tablas confeccionadas para este propósito.
a) Un liquido que hierve a temperatura constante durante la totalidad de su periodo de destilación NO ES necesariamente una sustancia pura. Hay algo que se llama "Mezcla azeotropica", o sea, un azeótropo es una mezcla en la cual la composición de la fase líquida es igual a la de sus vapores en equilibrio. Dado que la destilación es una operación que separa a los componentes de una mezcla en virtud de sus distintas volatilidades, ésta operación es inadecuada para la separación de azeótropos.
Por lo tanto, un azeótropo presenta un punto de ebullición constante, siendo sin embargo una mezcla de líquidos. Por ejemplo, etanol-agua, acetona-agua, metanol-agua, forman mezclas azeotropicas. El conocido "Alcohol puro o fino" que se vende en farmacias es un azeótropo 96:4 de Etanol-Agua.
b) El punto de ebullición de una sustancia depende de las interacciones intermoleculares de la propia sustancia. Cuanto mayor interacción haya, más energía va a ser necesaria proporcionar para separarlos. Elementos con estructuras parecidas, pueden tener puntos de ebullición parecidos (o similares), y sin embargo ser sustancias distintas. Por ejemplo, el benceno y el ciclohexano difieren en muy poco en su estructura (la misma cantidad de carbonos y son ciclos, solo que el benceno posee dobles enlaces), son totalmente miscibles, y sus puntos de ebullición son 80.1 y 80.7 respectivamente. Hay más ejemplos en los que la diferencia es aun menor o hasta nula, por lo tanto no es valida la suposición de que se trata del mismo compuesto.
c) Para destilar un liquido más rápidamente, uno debe calentar más la mezcla. Al proporcionarle más calor, se le esta proporcionando más energía, lo cual significa que si la diferencia entre los puntos de ebullición de los compuestos no es muy grande, corremos el riesgo de proporcionarle la energía necesaria a ambos para pasar del estado liquido al estado vapor. Esto significa que quizás la primer fracción va a ser el liquido puro con menor punto de ebullición, pero luego vamos a tener mezclas de solventes, lo cual no es deseable.
Algunas consideraciones a tomar son:
- Si los puntos de ebullición son muy cercanos, conviene utilizar una columna de fraccionamiento, la cual posee superficies dentro que propician la condensación y evaporación sucesiva de pequeñas cantidades de mezcla, lo cual a la larga conduce a una mayor pureza.
- Si los solventes forman una mezcla azeotropica, se debe usar una sustancia "arrastradora", que interaccione (no reaccione) con alguno de los solventes bajándole el punto de ebullición y permitiendo así la separación.
- Si las temperaturas son muy altas, se puede utilizar la destilación al vacío, lo que baja los puntos de ebullición de las sustancias, así como la proporción de las mezclas. Hay tablas confeccionadas para este propósito.
