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Azeótropo

Un azeótropo (o mezcla azeotrópica) es una mezcla líquida de dos o más Compuestos químicos que hierven a temperatura constante y que se comportan como si estuviesen formadas por un solo componente.
Un azeótropo, puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al igualque el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilación simple o por extracción líquido-vapor utilizando líquidos iónicos como el cloruro de 1-butil-3-metilimidazolio.
El azeótropo que hierve a una temperatura máxima se llama azeótropo de ebullición máxima y el que lo hace a una temperatura mínima se llama azeótropo de ebullición mínima, los sistemas azeotrópicos de ebullición mínima sonmás frecuentes que los de ebullición máxima.
Un ejemplo es la mezcla de etanol y agua,1 que forma un azeótropo para una concentración del 96% en peso de alcohol, que hierve a una temperatura de 78,2 °C. Con una destilación simple se obtiene un alcohol con esta concentración (título), pero para conseguir un compuesto más puro se necesita utilizar recursos especiales como una destilaciónazeotrópica.
Índice
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• 1 Tipos
o 1.1 Azeótropos positivos y negativos
o 1.2 Azeótropos homogéneos y heterogéneos
• 2 Destilación de mezclas azeotrópicas
• 3 Ejemplos
• 4 Referencias
• 5 Véase también

Tipos [editar]
Azeótropos positivos y negativos [editar]
Cada azeótropo tiene una temperatura de ebullición característica, el cual puede ser menor o mayor que las temperaturas deebullición de cualquiera de sus componentes. Los azeotrópos constituidos por 2 componentes son llamados azeótropos binarios, por tres azeótropos ternarios, etc.
Ejemplos conocidos son mezclas de un 95.63% etanol + agua a presión atmosférica (1 atm, o 101.3 kPa). Etanol y agua hierven a 78.4 °C y 100 °C respectivamente, mientras que el azeótropo lo hace a 78.2 °C. De hecho, 78.2 °C es la mínimatemperatura a la que una mezcla de etanol + agua puede hervir, a presión atmosférica.2 Se trata entonces de un azeótropo de temperatura mínima, también conocido como azeótropo positivo debido a cómo el comportamiento de esta mezcla se desvía de la ley de Raoult.
Un ejemplo de mezcla azeotrópica negativa es el ácido clorhídrico, a una concentración de 20.2% decloruro de hidrógeno en agua. El cloruro dehidrógeno hierve a -84 °C, mientras que el azeótropo lo hace a 110 °C, la cual es mayor, por lo tanto se trata de un azeótropo de temperatura máxima o negativodebido nuevamente, a su desviación respecto de la ley de Raoult.
Azeótropos homogéneos y heterogéneos [editar]
Si los compuestos presentes en la mezcla no son completamente miscibles, es posible encontrar un azeótropo sobre una agujero demiscibilidad. Este tipo de azeótropo es llamado heterogéneo entonces, debido a la presencia de 2 fases líquidas sobre la fase vapor. Por el contrario, si el azeótropo se encuentra fuera de una zona de inmiscibilidad (como los ejemplos anteriores de etanol+agua y cloruro de hidrógeno+agua), se trata de un azeótropo homogéneo.
Destilación de mezclas azeotrópicas [editar]


Destilacióndiscontinua de etanol+agua. Datos experimentales: CRC Handbook of Chemistry 44th ed., p2391
Si dos solventes forman un azeótropo positivo, ladestilación de una mezcla de estos compuestos con cualquier composición, producirá un destilado con una composición más cercana a la del azeótropo. Retomando el ejemplo etanol+agua, si se someta a unadestilación simple una mezcla al 50% de etanol evaporando un 50%de la mezcla se obtendrán dos productos: agua más pura en fondo (~25% etanol), y un destilado con una concentración mayor en etanol (~74%). Si esa mezcla vuelve a destilarse se obtendrá un 2º destilado, con una concentración de etanol de aproximadamente 82%. Una 3ª destilación arrojará dará un destilado de un ~87% de etanol. Como se aprecia en la figura, sucesivas destilaciones aproximan el...