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Práctica 5. Destilación de una mezcla azeotrópica

Objetivo de práctica: Aplicación de conocimiento de las propiedades de las mezclas binarias. Habilidades de manejo de equipo de destilación y de la técnica de volumétrica de titulación.
Objetivo de ensayo: Demostración experimental de propiedades de la mezcla azeotrópica.

Soporte teórico de la práctica:
Las mezclas binarias condesviaciones de la Ley de Raoult presentan un mínimo en la curva presión de vapor contra composición o máximo en la grafica temperatura contra composición. Una mezcla de agua-clorhídrico es un ejemplo de estos sistemas. La composición Xa representa la mezcla Azeotrópica.

Materiales y reactivos:
-1 anillo
-1 bureta
- 6 matraces Erlenmeyer de 125 ml
- 1 bulbo para pipeta
- 1 matraz de destilaciónde 500 ml
- 1 mechero
- 3 pinzas para bureta
- 2 pipetas volumétricas de 2 ml y una de 5 ml
- 1 probeta de 100 ml
- 1 refrigerante recto
- 3 soportes
- tela de alambre con asbesto
- 1 termómetro 90 a 110 °C graduado en 0.1 °
- 20 tubos de ensayo de 10x1 cm
- ácido clorhídrico concentrado (12 N)
- agua destilada
- hidróxido de sodio 0.4 M
- rojo de metileno

Antecedentes:

En lapráctica la mayoría de los sistemas binarios de líquidos miscibles cumplen la Ley de Raoult solo aproximadamente, sobre todo a concentraciones intermedias. A causa de esto la línea que representa las composiciones del líquido se aparta bastante de la línea recta.
Los valores de la presión de vapor pueden ser mayores o menores de los que se predice la ley y entonces se dice que existe unadesviación de la Ley de Raoult.

Si la Presion Total es mayor que la predicha por la ley en cualquier punto y existe una presión máxima (M) se dice que la desviación es positiva.


Esto ocurre cuando las sustancias que forman la disolución son diferentes, esto es, si las fuerzas intermoleculares disolvente-disolvente y soluto-soluto son muy distintas, la tendencia a escapar del líquido de lasmoléculas del disolvente es mayor que cuando está puro y por tanto la p vapor de la disolución es mayor que la deducida por la ley: 

Fuerzas intermoleculares del soluto y disolvente diferentesÞDesviación (+) [p de vapor > que la ideal]
- Asociación molecular entre soluto-soluto Þ Desviación (+)
- Asociación molecular entre disolvente-disolvente Þ Desviación (+)

Ej. etanol-H2O: Hay asociaciónentre moléculas de etanol y entre moléculas de H2O.

En general, este caso puede presentarse cuando los constituyentes de la mezcla difieren en:

a) Cohesión molecular
b) Polaridad
c) Longitud de la cadena
d) Algunos de los componentes están asociados en el estado líquido.

Otros ejemplos lo constituyen los sistemas acetona-sulfuro de carbono, alcohol n-propílico-agua, etanol- agua,etcétera.
Cuando las presiones de vapor son menores que los que predice la ley se dice que la desviación es negativa (-). Se observa que en dicha curva existe una presión de vapor mínima (p’).







Asociación molecular entre solvente-disolvente Desviación (-).



En general, este caso puede presentarse cuando las moléculas de los componentes se atraen fuertemente o hay formación parcial deun compuesto. Ejemplos se tienen con constituyentes ácidos y básicos. Ej. acetona-cloroformo; HCl-H2O, etcétera.
En ciertos casos las desviaciones del comportamiento ideal son pequeñas, y se observa un aumento o disminución en la composición, pero esta variación es regular o sea, no existen máximos ni mínimos como los anteriores, considerándose a las disoluciones que presentan comportamientosprácticamente ideales.



Mezclas binarias liquidas reales.


Tales como habíamos visto anteriormente en el caso de mezclas ideales, los diagramas de fases de las mezclas reales se presentan a temperatura constante (presión, composición) o presión contante (temperatura, ebullición-composición).

Los diagramas (1) y (2) corresponden a mezclas con una variedad gradual de la presión de vapor...