Practicas Quimica

Javier Cortijo Miguel

OBJETIVOS
* Determinar la composición global del destilado.
* Comprobar que se cumple la ley de Rayleigh.

FUNDAMENTO TEÓRICO
La destilación es un método excelente para purificar un líquido estable en su punto de ebullición. La técnica puede adaptarse también para materiales inestables en las cercanías de sus puntos de ebullición, con la destilación al vacío.Es un método especialmente valioso a efectos de purificación porque puede aplicarse con relativa facilidad a gran cantidad de muestras líquidas; además, el único reactivo adicional que interviene en la destilación es el calor. El calor puede retirarse de la mezcla de reacción de una manera mucho más cómoda que un disolvente, de modo que la contaminación del producto no resulta un problema. Nada delo dicho es aplicable a un producto que sea inestable en su punto de ebullición y se descomponga.
Destilación abierto ó diferencial: Este tipo de destilación opera por cargas. El destilador se carga inicialmente con una determinada cantidad de Lo de la mezcla de composición Xo a tratar y se calienta hasta ebullición, formándose la 1ª burbuja de vapor. A medida que progresa la operación, ellíquido residual Lr se va empobreciendo de volátil,
Xr< Xo. Lógicamente el vapor que se ha formado tiene también una concentración cada vez menor volátil. La composición media del destilado y el residuo dependen del tiempo de destilación.
Es un proceso en una sola etapa. Se da calor y se obtiene vapor que no esta en equilibrio con el líquido. Se usa para separaciones preliminares no generandopurezas elevadas. Solo se usa en mezclas con volatilidades muy distintas.
Se trata de un equilibrio líquido-vapor por lo que a partir de la regla de las fases de Gibbs sabemos que tenemos dos grados de libertad:
G.L = Componentes – Fases + 2 = 2 - 2 + 2 = 2
Podrían por tanto especificarse arbitrariamente dos variables. Puesto que la presión viene normalmente fijada por consideracionesde diseño, la especificación de tan sólo una variable adicional para cualquier sistema binario es suficiente para fijar todas las variables restantes del sistema.
La mezcla se carga en un calderín y se le comunica calor por medio de un serpentín o a través de la pared del recipiente hasta que el líquido alcanza la temperatura de ebullición, vaporizándose después parte de la carga.

Ecuación deLord Rayleigh
Rayleigh fue el primero en realizar el estudio de este tipo de destilación. Para el caso de una mezcla binaria dedujo la ecuación que relaciona la cantidad de líquido inicial L0 y la final LR a partir de un balance de materia alrededor del sistema estudiado:
B. global dLdt=V
B. al componente volátil
d(Lx)dt=-V
De las ecuaciones anteriores se obtiene:
L(dx/dt) + x( dL/dt ) = y (dL/ dt)
Para un intervalo de tiempo diferencial:
L dx = ( y – x ) dL
Su integración entre los límites ( Lo, xo ) y ( L, x) conduce a la ecuación de Rayleigh:

en la cual los limites de integración xo y x son las composiciones inicial y final del líquido contenido en la caldera.
Por ejemplo puede utilizarse la volatilidad relativa media( α ). En este caso,permanece constante y tal relación es:
y=αx1+α-ax
En este caso, la ecuación de lord Rayleigh toma la forma :

y de aquí:

En otros casos para integrar la función dx/(y-x) se utilizarán métodos gráficos o numéricos (método de Simpson, Range Kutta,...), aunque siempre será necesario disponer datos de equilibrio x-y tabulados.
MATERIALES Y REACTIVOS

* Calderín dedestilación.
* Refrigerante.
* Resistencia calefactora.
* Termómetro.
* Vaso de precipitados.
* Pipetas aforadas de 1ml, 2ml, 5 ml y 10ml.
* Pipeta graduada de 10ml.
Probeta.
* Agua Destilada
* Matraz aforado de 10 ml.
* Viales
* Refractómetro.
* Frasco lavador.
* Acetona pura, de densidad 0,787 g/cm3.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL...