Resumen
En esta práctica, por medio de la separación de mezclas, específicamente por el método de destilación, se logró separar alcohol etílico de una bebida alcohólica, en este caso una cerveza. Al extraer el alcohol se pudo determinar el grado de este en la bebida.
También se pudo comparar los grados de alcohol con otras bebidas alcohólicas para así notar cual tenía más grado de alcohol.
También se pudo perfeccionar el buen montaje de destilación ya que si este no se realiza de una manera adecuada los resultados se ven afectados.
Marco teórico
En la naturaleza las sustancias generalmente se encuentran en forma de mezclas o compuestos, los cuales para poder analizarlos en necesarios separarlos, para determinar sus propiedades fisicoquímicas. Los procesos físicos para determinar son los siguientes: decantación, filtración, evaporación, destilación, centrifugación, cristalización, cromatografía. Cada una se encarga de separar compuestos según su naturaleza, su estado, su reactividad, etc. De acuerdo a las propiedades de los compuestos y mezclas.
La destilación se basa en la separación de dos líquidos miscibles, este proceso se basa en el punto de ebullición de los
Líquidos ya que estos deben tener puntos de ebullición diferentes. Este proceso también es utilizado para la purificación de los líquidos. Existen tres formas de destilación: la destilación simple, la destilación fraccionada y la destilación con baja presión, esta última también es denominada destilación al vacío.
La destilación simple: se fundamenta básicamente en que los compuestos orgánicos que están contenidos en el líquido tengan una diferencia entre los puntos de ebullición bastante notables.
Se arma un equipo de destilación como en la fig.1 y se coloca a calentar la mezcla aquel liquido con menor punto de ebullición se evaporiza y por medio de un condensador se destila el líquido. Este procedimiento a pesar de servir para separar también es muy útil para la purificación de las sustancias.
La destilación fraccionada: en este caso se realiza en las mezclas donde los compuestos tengan puntos de ebullición deferentes pero poco notables, es decir, la diferencia entre estos es muy pequeña.
Esta contiene una columna de fraccionamiento la cual hace que el contacto entre los vapores y los líquidos condensados sea mayor, lo cual trae como consecuencia que el líquido con menor punto de ebullición se evaporice y el que tenga mayor punto de ebullición a pesar de estar también es estado gaseosos se convierta rápidamente a líquido.
La destilación al vacío: en este método la presión sobre la mezcla líquida de ser menos que su presión del vapor (generalmente menos que presión atmosférica) causando la evaporación de los líquidos más volátiles (ésas con el más bajo puntos que hierven). Este método de la destilación trabaja en el principio que ocurre el hervir cuando la presión del vapor de un líquido excede la presión ambiente. La destilación de vacío se utiliza con o sin la calefacción de la solución.
OBJETIVOS:
Manejar adecuadamente la técnica de destilación simple
Separar los componentes de una bebida alcohólica
Establecer los principios de la destilación simple.
MATERIALES:
Termómetro
Balón de fondo redondo con desprendimiento lateral
Condensador
Tapones de corcho o caucho
Mechero
Piedritas de ebullición
Erlenmeyer
Gradilla
Trípode
Soporte universal
Mangueras
REACTIVOS:
Bebida alcohólica
Permanganato de potasio
Procedimiento
Se armó un equipo de destilación como se muestra en la fig. 1.
Figura 1 montaje que se realizó en la práctica.
En balón de fondo redondo con desprendimiento lateral se agregó
la bebida alcohólica, se le agrego a la bebida pedacitos de vidrio esto
para evitar que se formen burbujas, seguidamente se procedió a calentar
el compuesto, teniendo en cuenta la temperatura cuando en el enlermeyer cayó
la primera gota del destilado, cuando acercaba a una temperatura aproximada
a los 100 °C se suspendió el calentamiento y al destilado se le agregaron
5 gotas de permanganato de potasio. Se anotaron los resultados observados.
Resultados y discusión
Cuando se armó el equipo de destilación se enfatizó que la entrada del agua en el condensador fuese en la parte inferior de este y que la salida fuese en la parte superior, esto con el fin que el destilado se enfriase más rápido ya que si el agua está a contracorriente con el destilado este se enfría mas rápido porque de esta manera el agua absorbe mucho más calor, si se colocase en el mismo sentido el agua cae inmediatamente y no enfría el tubo interno del condensador lo que hace que no se condense correctamente el vapor del destilado. A la bebida alcohólica que en este caso fue cerveza, se le agregaron pedacitos de vidrios esto con el fin de evitar la formación de espuma ya que si esto se presentaba alteraba totalmente el procedimiento. Al ser una bebida alcohólica es lógico suponer que el destilado seria alcohol etílico y este en teoría se sabe que tiene una temperatura de 78°C pero a esta temperatura aún no se no el destilado esto se debía a que como era una mezcla en la cual también había agua, el alcohol etílico fácilmente podía formar enlaces con esta lo que hacía que variara la temperatura de ebullición.
A _______°C se empiezo a notar el destilado cuando se acercó la temperatura a los 100°C se suspendió el calentamiento ya que a esta temperatura el agua empieza a bullir y entonces se destilaría esta también y nos altera el resultado.
Al destilado recogido se le agregaron 5 gotas de permanganato de potasio esto se realizó con el fin de oxidar a el alcohol etílico, se suponía que se debía notar un cambio de color de violeta que es el color original del permanganato de potasio a marrón, estoy nos daba a entender que había oxidación lo que confirmaba la presencia de alcohol etílico en el destilado, pero al agregar el permanganato no fue mucho el cambio en la coloración lo que nos dio a entender que fue escaso el etanol en el compuesto esto se justifica ya que como la muestra era cerveza esta contenía un bajo grado de licor, lo cual se reflejó al agregar el permanganato.
Preguntas adicionales
1. Consulte los fundamentos fisicoquímicos de la destilación simple
El proceso de destilación simple se basa en el punto de ebullición de los compuestos que se encuentran en una mezcla ya que estos deben ser diferentes para que así el compuesto con menos punto de ebullición se vaporice y por medio del condensador vuelva al estado líquido.
Este proceso es de gran utilidad ya que se pueden tanto separar mezclas, como se pueden purificar las mismas.
2. Consulte los siguientes conceptos y relaciónelos con el experimento
Soluciones: son mezclas homogéneas las cuales entran formadas por 2 o más compuestos, los cuales no reaccionan entre si lo que quiere decir que cada uno tiene propiedades químicas diferentes y se encuentran en proporciones diferentes dependiendo de que mezcla sea. De acuerdo a las proporciones se le halla la concentración.
Fracción: es una cantidad recogida de una muestra, en un proceso de separación. En el proceso una mezcla se separa en las fracciones que tienen composiciones que varíen según un gradiente.
Mezcla homogénea: una mezcla homogénea es aquella en que los componentes no se pueden identificar a simple vista, solo se nota una fase, pero el hecho que solo se note una fase no quiere decir que los compuestos estén reaccionando de hecho estos se pueden separar por métodos físicos dependiendo la mezcla que sea.
Cambio físico: es el que ocurre externamente, lo que quiere decir que no existe alteración de su estructura, ósea no hay reacción química, no se reordenan los átomos y no se forman sustancias nuevas.
Cambio químico: en este si hay una reordenación de los átomos, lo que quiere decir que hay formación de nuevas sustancias, los cambios ocurren externamente.
Liquido homogéneo: es aquel que todos sus componentes se encuentran completamente diluidos, es decir, no hay particulas solidas ni en ningún otro de los estados en q la materia se puede encontrar.
Si relacionamos los conceptos antes definidos tenemos que están todos muy ligados a la experiencia la cerveza es una solución ya que es una mezcla homogénea al ser liquido obviamente es un líquido homogéneo, al calentar la cerveza sufre cambios físicos al separarse el etanol de la cerveza y este a su vez vendría siendo una fracción de la muestra al agregarle permanganato de potasio a la fracción en este caso etanol esta cambia de color lo que demuestra un cambio físico pero si analizamos la ecuación química de etanol y permanganato de potasio observamos que también hay cierto cambio químico ya que se obtienen nuevas sustancias.
3. Porque no se evaporan de repente todos el líquido del matraz de destilación cuando se alcanza el punto de ebullición
Precisamente si se evapora todo el líquido no podría haber separación y de hecho en eso consiste la técnica separar líquidos los cuales sean homogéneos pero que sus compuestos tengan diferentes puntos de ebullición por ende no bulle el líquido totalmente, lo que no bulle es simplemente porque tiene un punto de ebullición mucho mayor al líquido que se alcanza a destilar.
4. Porque no se debe llenar el balón de destilación mucho de la mitad de su capacidad
La principal razón es que si se llena el balón el líquido va a saturar el refrigerante lo que hace que pueda salir liquido sin ser destilado, otra de las razones es porque si se llena al empezar a bullir se forman burbujas, que se pueden evitar con piedritas de ebullición, estas también pueden salpicar y colarse en el destilado.
5. Cuál es la desventaja de utilizar un matraz cuya capacidad es cuatro, cinco o más veces el volumen del líquido que se va a destilar
La desventaja seria que se tendría problemas para recoger el destilado, en qué sentido, cuando se calienta la muestra a separar el primer líquido que se vaporice al ser un gas debe esparcirse por todo el recipiente para así empezar el proceso de destilación, si tenemos un muestras muy grande el gas se esparcirá mucho más, abra menos presión, lo que hace que sea poco el destilado que se recoja, además si se quiere obtener más destilado, tendría que postergar el calentamiento y si hacemos esto corremos el riesgo de que otro liquido con un punto de ebullición un poco más alta que la del primer líquido y entonces tendríamos dos destilados en uno.
6. Un líquido orgánico comienza a descomponerse a 80°C. su tensión de vapor es entonces de 36 mm ¿cómo se puede destilar el líquido?
En estos casos, se utiliza una destilación al vacío, ya que un líquido bulle cuando su presión de vapor se iguala con la P externa. si uno baja la presión, hace que la presión de vapor se iguale con la externa a una temperatura menor que la de ebullición normal, que es a 1atm de presión. Entonces, se puede destilar con una temperatura menor a la cual descompone. En este caso por medio del vacío se hace que la presión baje por ende la temperatura de ebullición también disminuirá.
7. Si el bulbo termométrico no se mantiene húmedo con condensado durante la destilación, la lectura del punto de ebullición será más alta o más baja.
La temperatura sería más alta, ya que al obtener el vapor del líquido este tiene su temperatura de ebullición que va a ser menor que el residuo ósea de lo que aún no ha alcanzado su punto de ebullición, mientras que si no estuviese húmedo por el condensado el termómetro marcaria la temperatura de la muestra que aún se está calentando
Y por ende sería más alta
8. Cítense 2 razones que justifiquen el que el agua fría en un refrigerante se haga circular en sentido ascendente desde la tabuladora inferior a la superior y no en sentido contrario
Si se realiza el recorrido del agua en contracorriente con el vapor destilado el agua logra absorber todo el calor esto hace que el vapor del destilado se convierta rápidamente en liquido
Si se coloca de arriba hacia abajo el agua va a caer sin hacer ninguna presión, lo que hace que el tubo interno del condensador por donde va a pasar el vapor del destilado no se enfría lo suficiente esto hace que del condensador salga el vapor de lo que se pensaba destilar.
Conclusiones
Se puede concluir que la destilación simple es una técnica muy útil en el momento de separar gases, que está fuertemente ligada a los diferentes puntos de ebullición de los líquidos que compongan la mezcla a destilar. También que los resultados de la destilación dependen tanto de la muestra que se esté utilizando para este procedimiento y de los implementos de laboratorio ya que si utilizamos implementos con una capacidad que no sea la adecuada para la muestra se pueden alterar los destilados e incluso dañar el montaje.
Bibliografía
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Fraction_(chemistry)
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Vacuum_distillation
www.profeonline.com/…/otros_docs/destilacion_fraccionada.doc
Autor:
Yaira Pérez
