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PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

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Page 1: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

PUNTO DE EBULLICIÓN

PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN

Cátedra de Química Orgánica

Page 2: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Destilación

Proceso por el cual un líquido en ebullición condensa sobre una superficie fria, pudiendose recoger separadamenente.

Líquido en ebullición Condensación Separación

Permite:

• purificación e identificación de líquidos

•separar líquidos de sustancias no volátiles.

Page 3: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

¿QUÉ ES LA PRESION DE VAPOR? Un líquido determinado contenido en un recipiente cerrado y

vacío se evapora hasta que el vapor alcanza una determinada presión, que depende sólo de la temperatura. Esta presión es la PRESIÓN DE VAPOR DEL LÍQUIDO.

P

T

LA PRESION DE VAPOR DE UN LÍQUIDO AUMENTA CUANDO AUMENTA LA TEMPERATURALíq.A

Líq.B

Page 4: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

PRESIÓN DE VAPOR y PUNTO DE EBULLICIÓN

Líq.A

Líq.B

p

p

T

P ext................................................................................

TA TB

Cuando la presión de vapor iguala el valor de la presión externa, el líquido hierve y la temperatura a la que ocurrees el Punto de ebullición.

TA y TB

son los

Puntos de ebullición

de los líquidos A y B

respectivamente.

Page 5: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

¿QUÉ ES EL PUNTO DE EBULLICIÓN?

Temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión externa.

Temperatura a la cual las fases líquida y vapor pueden coexistir en equilibrio a una presión externa definida (constante).

SI LA PRESIÓN EXTERNA ES IGUAL A

1 ATMÓSFERA, EL PUNTO DE EBULLICIÓN ES EL PUNTO DE EBULLICIÓN NORMAL.

Page 6: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

PROPIEDADES DEL PUNTO DE EBULLICIÓN

Es una constante que depende fuertemente de la presión.

EL Pto.eb. está relacionado con la masa de sus moléculas y la intensidad de las fuerzas de atracción entre ellas.

Se altera por la presencia de impurezas.

EL PUNTO DE EBULLICIÓN NO SE USA COMO CRITERIO DE PUREZA O IDENTIFICACIÓN COMO EL

PUNTO DE FUSIÓN EN LOS SÓLIDOS

Page 7: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Cuando la temperatura aumenta , la presión de vapor de un líquido aumenta. Por lo tanto si la presión externa aumenta,

aumenta el punto de ebullición, o si disminuye, también desciende la temperatura de ebullición.

Aplicación: destilaciones a presión reducida.

Page 8: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Disoluciónideal

Ley deRaoult *

2L22

*1

L11

PxP

PxP

DISOLUCIONES BINARIAS IDEALES.DISOLUCIONES BINARIAS IDEALES.DIAGRAMAS P-x y T-x.DIAGRAMAS P-x y T-x.

(1+2)

(1+2)

L

V Disolución ideal de los componentes 1 y 2(ambos volátiles)

Equilibrio L VDisolución

idealLey deRaoult *

2L22

*1

L11

PxP

PxP

En el vapor, de acuerdo con la ley de Dalton:

TOTV22TOT

V1121TOT PxP;PxP;PPP

Con estas expresiones puedo conocer la composición del vaporsabiendo la del líquido (ambas no tienen por qué ser iguales).

En el vapor, de acuerdo con la ley de Dalton:

TOTV22TOT

V1121TOT PxP;PxP;PPP

Page 9: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Soluciones Ideales y Diagramas de Temperatura – Composición

Page 10: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Diagrama Temperatura vs Composición

BENCENO - TOLUENO

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Destilación Simple

Se usa cuando :

-Se quiere establecer si una sustancia es pura o no

-Se quiere separar un líquido de

sustancias sólidas disueltas

Page 12: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Esquema del equipo de destilacion

Page 13: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Equipo de destilacion simple

Page 14: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Destilación Fraccionada

En cada plato:

La parte menos volátil de la fase vapor se condensará liberando calor.

Este calor producirá la vaporización de la parte más volátil de la fase líquida.

En la parte superior de la torre : el líquido y el vapor es rico en el componente más volátil

En la parte inferior de la torre : el líquido y el vapor es más rico en el componente menos volátil

Page 15: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Cabezal de destilacion

Columna de Fraccionamiento

Balon de destilacion

Probeta para recolectar el

destilado

alumninio

agarradera

Equipo de Destilaciòn Fraccionada

Page 16: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Tipos de columnas

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Destilación fraccionada

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ESQUEMA

Page 19: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Factores que influyen en la eficiencia de la torre

Longitud Razón de reflujo Material de relleno Control de temperatura

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Soluciones Ideales

La separación de líquidos por destilación fraccionada es posible si dicha mezcla se comporta como “solución ideal” es decir cumple Raoult

Si el sistema es ideal o se desvía poco del comportamiento ideal, la presión de vapor variará regularmente con la composición y el punto de ebullición variará de manera regular desde un componente hasta el otro.

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Desviaciones a la Ley de Raoult

Desviaciones negativas: La interacción de moléculas de A y B es más fuerte que las interacciones de A-A y B-B.

Ej. Acetona-Cloroformo. CHCl3-(CH3)2CO Desviaciones positivas: mezcla de sustancias

polares y no polares, las cuales sus atracciones son débiles.

Ej: Sulfuro de Carbono (CS2) y Acetona (no polar)

Page 22: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Mezclas azeotrópicas

En algunos casos, las desviaciones respecto de la idealidad son

tan grandes que los diagramas de fases temperatura-

composición presentan máximos o mínimos

Cuando la composición de la mezcla cae en este punto

M (mezcla azeotrópica) se comporta como si fuera un

líquido puro y sus componentes no se pueden separar

por destilación

Page 23: PUNTO DE EBULLICIÓN PURIFICACIÓN / SEPARACIÓN DE LÍQUIDOS POR DESTILACIÓN Cátedra de Química Orgánica

Azeotropo Etanol-Agua

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PARTE EXPERIMENTAL

I. Comparación de la eficiencia de la destilación simple y fraccionada para separar unamezcla de líquidos: D1 y D2

II. Determinación en forma aproximada del porcentaje alcohólico de vino y de otra bebida de mayor graduación alcohólica (por ej. whisky).

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Graficar T vs mL de destilado para la destilación simple y la fraccionada en un mismo gráfico

Buscar en la bibliografía el punto de ebullición del n-propanol (mezclas con agua)

Calcular el porcentaje de recuperación del componente más volátil.

Discutir si los líquidos tuvieron comportamiento ideal o no, y comparar los resultados de ambos procesos de destilación.