Destilacion

U.F. 3.- OPERACIONES DE LABORATORIO DE SEPARACIÓN TÉRMICA


- DESTILACIÓN Y RECTIFICACIÓN


1.- DESTILACIÓN Y EVAPORACIÓN DE DISOLVENTES

La destilación y la evaporación son procesos habituales en los laboratorios, pero aunque son procesos similares difieren en el objetivo, lo que conlleva diferencias en la forma de llevarlos a cabo. Tanto la destilación como la evaporación implican latransformación de un líquido en estado gaseoso pero el objetivo de la destilación es obtener el componte más volátil de una mezcla en la forma más pura posible, mientras que el de la evaporación es retener los componentes los componentes menos volátiles eliminando el componente más volátil. Por tanto, la evaporación es la eliminación de un disolvente dejando los analitos menos volátilesconcentrados, y la destilación es la obtención de un disolvente altamente purificado.
Llamamos destilación a la separación de los componentes de una mezcla líquida por vaporización parcial de la misma. La concentración de componentes volátiles es mayor en el vapor obtenido que en la mezcla inicial, mientras que en el residuo aumenta la concentración de los componentes menos volátiles. La separación delos componentes de una mezcla líquida por destilación sólo puede hacerse cuando el vapor producido en la ebullición tiene diferente composición que el líquido del que procede, y será tanto más fácil cuanto mayor sea la diferencia entre las dos composiciones.

CONCEPTO DE PRESIÓN DE VAPOR

A nivel molecular, el mecanismo por el que se evapora se explica del modo siguiente: las moléculas seencuentran en estado líquido cuando las energías potenciales de atracción entre ellas son mayores que las energías cinéticas de traslación. Al aumentar la temperatura las moléculas tienden a dispersarse y convertir su energía en energía cinética (Ec=mv2/2, al aumentar Ec aumenta la velocidad de las partículas).
El proceso de vaporización se produce cuando las energías cinéticas de traslación de lasmoléculas exceden las energías potenciales de atracción intermoleculares.
Si tuviéramos un recipiente cerrado en el que se establece un equilibrio dinámico entre las moléculas que abandonan la superficie del líquido y las que chocan contra la superficie del líquido, la presión ejercida por las moléculas gaseosas que se desprenden de un líquido se denomina presión de vapor.



Enel dibujo, en el manómetro de la derecha se ve la diferencia de altura entre las dos ramas del mercurio y representa la presión de vapor que está ejerciendo el líquido que se evapora dentro del recipiente, en mm de Hg.
La presión de vapor de los líquidos depende de la temperatura. Cuándo la presión de vapor es igual a la atmosférica, el líquido hierve y alcanza su punto de ebullición. El puntode ebullición es la temperatura a la que se produce la evaporación en toda la masa del líquido, no solo en la superficie, a una presión dada. (La ebullición es una evaporación en toda la masa del líquido)

Aplicado a un ejemplo práctico, podemos observar que el agua hierve a menor temperatura en lo alto de una montaña que al nivel del mar, ya que la presión atmosférica disminuye con la altura(se suele decir que por cada 10 m de altura sobre el nivel del mar la presión disminuye 1 mm).
Para evitar esta influencia de la altura sobre la temperatura de ebullición se define:
Temperatura de ebullición normal como la temperatura a la que hierve una sustancia a la presión de 1 atm (760 mm Hg).


VARIACIÓN DE LA PRESIÓN DE VAPOR CON LA TEMPERATURA


La presión de vapor de un líquido seeleva rápidamente con la temperatura.
La relación de presión de vapor de un líquido con la temperatura podemos encontrarla o calcularla de varias formas:
Gráfica: se utilizan curvas con escala logarítmica, representando en el eje de ordenada la presión de vapor en escala logarítmica y en abcisas la inversa de la temperatura en escala normal.
Numérica: se da en forma de tablas. Los valores...