miércoles, 6 de julio de 2016

Destilación. Práctica virtual

Publicado por Ciudad Universitaria Virtual de San Isidoro
Destilación simple

La destilación se utiliza para purificar líquidos, separándolos de una mezcla de acuerdo con sus distintos puntos de ebullición. Se conoce desde muy antiguo, pues ya en la Edad Media se utilizaba por los alquimistas. Hoy en día es fundamental en la industria química, petroquímica, o farmaceútica, entre otras. Sustancias tan habituales en nuestra vida cotidiana como los perfumes o los licores no serían posibles sin la destilación.

La temperatura a la que la presión de vapor de un líquido puro se iguala a la presión externa se conoce como temperatura o punto de ebullición. Si esta presión externa es la normal, una atmósfera, se habla de temperatura o punto de ebullición normal.

El punto de ebullición varía por tanto con la presión, esta regla, aparte de otras técnicas de destilación, es el fundamento de las ollas a presión.

La técnica que emplearemos en esta práctica es la destilación sencilla o simple. En este tipo de destilación no es posible separar por completo dos líquidos a menos que la diferencia entre sus puntos de ebullición sea superior a 100 ºC o que uno de los componentes esté presente en una proporción muy pequeña (inferior al 10 % ) y no se precise una gran pureza. Cada una de las fracciones podría ser destilada de nuevo y así sucesivamente, pero el proceso sería largo y tedioso, siendo más práctico realizar una destilación fraccionada.

En muchas disoluciones, como el caso del agua y el etanol o alcohol, debido a la existencia de fuerzas de atracción o de repulsión entre las moléculas de sus componentes, se alejan del comportamiento ideal y no siguen la ley de Raoult, forman mezclas azeotrópicas y no pueden separarse por completo mediante destilación, ya sea sencilla o fraccionada, a no ser que se añada un tercer componente que altere la relación de la tensión de vapor del azeótropo.


Introducción

- Lectura: Wikipedia. Destilación



Guión de la práctica

- Lectura: UPO. Práctica 8: Destilación (pdf)

Dentro de los distintos tipos de destilación, en este caso emplearemos la destilación simple.

Destilación simple

El material que se necesita es el siguiente:

- Fuente de calor: preferiblemente una manta o placa eléctrica. Se puede usar un mechero de laboratorio siempre que no se usen materiales inflamables.

- Balón o matraz redondo, que contendrá pequeños trozo de plato poroso, cerámica o material similar, para lograr que la ebullición se realice de forma suave.

- Cabeza de destilación. No es necesario si el matraz o balón tiene una tubuladura lateral.

- Termómetro, sujeto con tapón de goma. El bulbo se coloca a la altura que la salida del vapor.

- Tubo refrigerante. Tubo para condensar los vapores. Posee dos tubuladuras laterales, en la que se acoplan dos mangueras de latex, una va unida a un grifo en la que hace pasar agua fría lentamente, saliendo por la otra que va a un desagüe.

- Tubo final, donde sale el destilado. Puede ser un tubo doblado, o un tubo con una tubuladura para alivio de presión, unido a un matraz.

- El destilado se puede recoger en un matraz redondo, o un vaso de precipitados.

Sobre el material a destilar puede ser desde mezclas de alcohol (etanol) o acetona con agua, o mezclas similares, o otras sustancias, como vino, cerveza o vodka, teniendo la precaución de que si se destilan sustancias inflamables no calentar el matraz de destilación con llama y tener las debidas precauciones.


Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio

Para realizar la práctica se necesita el material indicado anteriormente. Se pueden comprar equipos de destilación destinados a la enseñanza o a pequeños laboratorios. Para realizar esta práctica, que no está exenta de riesgos, hay que seguir medidas de precaución y buenas prácticas de laboratorio, como verificar el sistema de destilación, no calentar líquidos inflamables con llama, ventilación adecuada, gafas de laboratorio, etc.

2. En laboratorio casero

En principio, no hay problema para realizar esta práctica en plan casero, siempre que se extremen las medidas de seguridad. En todo caso es mejor realizarla en un local ventilado. En muchas comunidades rurales se usa la destilación a pequeña escala para la producción de licores y orujos y la extracción de esencias.

3. De manera virtual

Viendo el siguiente vídeo, en el que hace una destilación sencilla de una mezcla de agua y acetona, explicando con claridad los pasos que se dan; o realizando la práctica virtual que se explica a continuación del mismo.


Para realizar la simulación de una destilación simple descargaremos la aplicación VLabQ, que es un completo laboratorio virtual. Es un programa comercial de pago, pero la práctica de destilación sencilla es gratuita:

El programa viene comprimido en zip, por lo que hay que descomprimirlo. Una vez hecho, hay que instalarlo. Sus instrucciones se pueden consultar en esta dirección.

Vamos a Archivo, elegimos Iniciar práctica y seleccionamos Destilación simple, abriéndosenos la práctica.

A la izquierda nos aparece la introducción, hacemos clic en Procedimiento (botonera encima de la introducción) y vamos siguiendo las instrucciones que aparecen.

VLabQ destilación sencilla

La simulación es muy realista, ya que refleja el proceso de una manera muy similar a como es.


Preguntas y actividades

1. Crear una tabla en la que aparezcan los distintos tipos de destilación, técnicas y utilidades.

2. ¿Qué es un azeótropo? ¿cómo se puede romper?

3. ¿Se podría separar por destilación simple dos compuestos con puntos de ebullición próximos? Razonar la respuesta.

4. Nombrar productos que utilizamos a diario en los que en su fabricación interviene la destilación.

5. Visitar alguna instalación en la que se usen alambiques, como licorería, perfumería, etc. ¿Qué tipo de destilación es la que utilizan?

6. ¿Cómo se podría obtener agua en el desierto usando como fundamento la destilación?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Alambiques. Destilación. Teoría y tipos de destilación
- Vídeo: LlegaVideos. Destiladora casera con una botella
- Vídeo: Manillas en Mostacilla. Proceso de destilación para hacer esencias y alcohol


Principios de Química y Estructura de la Materia

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