Destilacion (etanol-agua)

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIHUAHUA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

Operaciones unitarias II

Practica #1
Determinación de punto de ebullición de etanol


Resumen
Se determinó el punto de ebullición del etanol mediante una destilación la cual se montó el equipo de destilación colocando en un matraz de destilación la solución agua-etanol. Después, se continúo con la destilación midiendo latemperatura del vapor desprendido por la solución cada determinado tiempo.
La temperatura de ebullición obtenida en el laboratorio fue de 78.5°C y la temperatura real es de 77.704°C, por lo tanto se tuvo un error del 1.0245%.
Abstract
The boiling point of the ethanol was determinate by the distillation therefore the equipment of distillation was mounted placing in a distillation flask thewater-ethanol solution. After, the distillation was continued scoring the steam temperature released by the solution each determined time.
The boiling temperature got in the laboratory was of 78.5°C and the real boiling temperature is 77.704°C, therefore the error was of 1.0245%.

Marco teórico
1. Punto de Ebullición.
El punto normal de ebullición se define como el punto de ebullición a unapresión total aplicada de 101.325 kPa (1 atm); es decir, la temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a una atmósfera. El punto de ebullición aumenta cuando se aplica presión. Para las sustancias que hierven en el intervalo de la temperatura ambiente, la tasa de cambio del punto de ebullición con la temperatura ambiente, la tasa de cambio del punto de ebullición con latemperatura es de aproximadamente 0.3º/kPa o 0.04º/mm Hg (donde la presión es aproximadamente de una atmósfera).
El punto de ebullición no puede elevarse en forma indefinida. Conforme se aumenta la presión, la densidad de la fase gaseosa aumenta hasta que, finalmente, se vuelve indistinguible de la fase líquida con la que está en equilibrio; ésta es la temperatura crítica, por encima de la cual no existeuna fase líquida clara. El helio tiene el punto normal de ebullición más bajo (4.2 K) de los correspondientes a cualquier sustancia, y el carburo de tungsteno, uno de los más altos (6300 K). (2)

Para que una sustancia alcance su punto de ebullición, es necesario suministrar la energía necesaria para que pase del estado líquido al estado de vapor.
En general, los factores que determinan elpunto de ebullición son: el peso molecular, la forma lineal o ramificada de las moléculas, su polaridad y la asociación intermolecular.
Entre los hidrocarburos, los factores que determinan puntos de ebullición suelen ser principalmente el peso molecular y la forma, lo que es de esperar de moléculas que se mantienen unidas esencialmente por fuerzas de Van der Waals.
El punto de ebullición teóricodel etanol es de 351.6 K (78.4 °C) (3).
2. Evaporación y Presión de Vapor.
La energía cinética de las moléculas de un líquido está cambiando continuamente a medida que chocan con otras moléculas. En cualquier instante, algunas de las moléculas de la superficie adquieren la suficiente energía para superar las fuerzas atractivas y escapan a la fase gaseosa ocurriendo la evaporación. La velocidad deevaporación aumenta a medida que se eleva la temperatura del líquido.
Si el líquido se encuentra en un recipiente cerrado, las moléculas del vapor quedarán confinadas en las vecindades del líquido, y durante el transcurso de su movimiento desordenado algunas de ellas pueden regresar de nuevo a la fase líquida. Al principio, la velocidad de condensación de las moléculas es lenta puesto que haypocas moléculas en el vapor. Sin embargo, al aumentar la velocidad de evaporación, también aumenta la velocidad de condensación hasta que el sistema alcanza un estado en el que ambas velocidades son iguales. (véase figura 1)

Figura 1 Evaporación de un líquido en un recipiente cerrado

En este estado de equilibrio dinámico, la concentración de las moléculas en el vapor es constante y por lo...