Destilacion Diferencial De Una Mezcla Binaria

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL.
ESCUELA SUPERIOR E INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS.

LABORATORIO OPERACIONES DE SEPARACION III.

PRÁCTICA N° 3 : “DESTILACION DIFERENCIAL DE UNA MEZCLA BINARIA”.




* Objetivos:
Desarrollar los conocimientos para explicar el fenómeno de la separación de dos líquidos volátiles, para lo cual destilará una mezcla binaria en un destiladordiferencial a presión constante, comparando los resultados experimentales con los teóricos calculados a partir de la ecuación de Rayleigh y observar así el rendimiento de destilación por este método.
Realizar los diagramas de equilibrio binario del sistema metanol-agua.
Realizar una investigación en las referencias disponibles sobre las aplicaciones del proceso de destilación.

* MarcoTeórico.
La destilación es el método más común e importante para la purificación y separación de líquidos. Por ejemplo, cuando se destila un líquido se separan sus impurezas no volátiles.
De hecho, la obtención de agua destilada o la purificación de disolventes orgánicos mediante destilación simple son procesos cotidianos en el laboratorio y en la industria. En algunas ocasiones se pueden separardos o más líquidos mediante destilación simple siempre que sus temperaturas de ebullición difieran notablemente (más de 60 °C).
En una destilación diferencial el líquido a la presión atmosférica, se calienta en un recipiente cerrado que contiene una salida hacia un tubo refrigerado donde se condensan los vapores. Con esta sencilla operación podemos purificar un disolvente, pero no podemosseparar completamente dos o más líquidos volátiles.
Para determinar experimentalmente un % en peso o un % en volumen, la magnitud clave es la densidad de la disolución. En general, la relación entre el % vol. o el % en peso con ρdisolución no es simple, es decir, no obedece a una fórmula sencilla o a una relación de proporcionalidad simple. No obstante, es posible construir tablas empíricas querelacionan la concentración de disoluciones estándar con su densidad.
En un vino el alcohol procede del proceso natural de fermentación del azúcar de la uva, que es metabolizado por bacterias que producen etanol como subproducto. Las mezclas de etanol y agua tienen una densidad relacionada con su grado alcohólico.
Ahora bien, el vino no es sólo etanol y agua, sino que tiene otroscomponentes que también influyen sobre la densidad, y, por lo tanto, una medida simple de la densidad del vino no nos proporciona su grado alcohólico.
Para superar esta dificultad, añadiremos agua al vino y destilaremos la mezcla hasta separar todo el etanol. Cuando el volumen de destilado sea al mismo que el volumen de partida tendremos un líquido con el mismo grado alcohólico, pero sin otras sustanciasque interfieran. Al medir la densidad del destilado, averiguaremos el grado alcohólico del vino de partida.

El esquema de separación de los componentes del vino por destilación nos indica qué componentes del vino permanecen en el residuo. Las fórmulas de algunos de estos componentes son:

¿Por qué estos componentes no se separan?
La destilación de un vino puede aproximarse a la destilaciónde una mezcla etanol-agua. El diagrama Teb-composición representado esquemáticamente corresponde a una mezcla etanol-agua en el cual se presenta un punto azeotropico que es el lugar en el cual ya no se puede seguir destilando la mezcla ya que no lo permite por las propiedades que adquiere la misma en ese momento al suceder esto se tiene que recurrir a un método más avanzado para seguir separandolas sustancias.

Representa de modo aproximado sobre el diagrama un proceso de destilación simple del vino.

Destilación diferencial o de Rayleigh:
En ésta operación se carga una determinada cantidad de la mezcla (fase líquida) al destilador, produciéndose la vaporización mediante un adecuado suministro de calor.
Los vapores producidos se eliminan en forma continua al ser enviados...