Destilación.

El aislamiento y purificacion de compuestos orgánicos son operaciones basicas quimicas reflejadas en la destilacion, extraccion, recristalizacion, absorcion, cromatografia, etc.. Que en cada caso aprovecha las propiedades fisico quimicas de compuestos organicos, involucrados en estos procesos, entre estas propiedades podemos citar:

• Puntos de ebullicion.

• Polaridad.

• Puntos de fusion.

• Solubilidad.

• Miscibilidad.

Aca estudiamos la operacion basica de aislamiento y purificacion llamada destilacion.

La destilacion es una operacion utilizada con frecuencia para la purificación y aislamiento de liquidos organicos. La destilacion aprovecha las volatilidades y puntos de ebullicion de los componentes liquidos a separar.

La destilacion depende de parametros como: El equilibrio liquido vapor, temperatura, presion, composicion, energia.

• El equilibrio entre el vapor y el liquido de un compuesto esta representado por la relacion de moles de vapor y liquido a una temperatura determinada, tambien puede estudiarse este equilibrio a partir de sus presiones de vapor.

• La temperatura influye en las presiones de vapor y en consecuencia de la cantidad de energia proporcionada al sistema, tambien influye en la composicion del vapor y el liquido ya que esta depende de las presiones del vapor.

• La presion tiene directa influencia en los puntos de ebullicion de los liquidos organicos y por tanto en la destilacion.

• La composicion es una consecuencia de la variacion de las presiones de vapor, de la temperatura que fijan las composiciones en el equilibrio.

• Puntos de ebullicion, son aquellos puntos o temperaturas de compuestos puros a las que sus presiones de vapor igualan a la presion atmosferica, produciendose el fenomeno llamado ebullicion.

2.1. Clasificacion de la destilacion

Existen las siguientes:

- Destilacion simple o sencilla.

• Destilacion Fraccionada.

• Destilacion por Arrastre de vapor.

• Destilacion a presion reducida o al vacio.

2.2. Destilacion Simple

Utilizando el sistema de la figura siguiente, el liquido se destila desde el matraz de destilacion, ocurriendo primeramente la vaporizacion, estableciendose el equilibrio liquido vapor. Parte del vapor se condensa en las paredes del matraz, pero la gran parte pasa por la salida lateral condensandose debido a la circulacion del agua fria por el tubo refrigerante, a este producto se le conoce como, “destilado”, y a la porcion que queda en el balon de destilacion el “residuo”,se debe mantener el ritmo de destilacion, manteniendo continuamente una gota de condensado en el bulbo del termometro. Para evitar el sobrecalentamiento de los liquidos es necesario introduci en el balon, nucleos de ebullicion y mantener constante el ritmo de destilacion. La destilacion simple es aplicable en los sistemas que contengan liquidos organicos de puntos de ebullicion bastante diferenciados, ejemplo: Sistema butanos-etanol, agua-metanol.

2.3. Destilacion fraccionada

La destilacion fraccionada no es nada mas que una tecnica para realizar una serie completa de pequenas separaciones (destilacion simple), en una operacion sencilla y continua, que utiliza el equipo de la figura siguiente. Una columna de destilacion fraccionada proporciona una gran superficie para el intercanbio de calor, en las condiciones de equilibrio, que se establece entre el vapor que asciende y el liquido (condensado) que desciende. Esto tiene como consecuencia una serie completa de evaporaciones y condensaciones parciales en toda la longitud de la columna de fraccionamiento. Cuando el condensado en algun punto de la columna toma calor del vapor, parte se evapora de nuevo y el vapor formando el mas rico en el componente mas volatil (el de menor ebullicion). Al mismo tiempo, cuando el vapor cede calor al condensado, parte del mismo se condensa, siendo este condensado mas rico en el componente menos volatil (el de mayor punto de ebullicion), bajo este panorama podemos decir que partiendo de la base de la columna, a medida que aumenta la altura aumenta el enriquecimiento del componente mas volatil e inversamente con el componente menos volatil. Tambien se establece a lo largo de la columna un gradiente de temperaturas que varian desde el punto de ebullicion del componente X hasta el punto de ebullicion del componente Y. Existe una influencia adicional al equilibrio termodinamico liquido-vapor, y este es el intercambio de energia (perdida) que se verifica a lo laro de la columna de fraccionamiento.

2.4. Destilacion al vacio

Muchas sustancias no pueden purificarse por destilacion a la presion ordinaria, por que se descomponen a temperaturas cercanas a su punto de ebullicion normal, en otros casos la destilacion requiere de inmensas inversiones o utilizacion de energia en gran cantidad, o finalmente poseen problemas de equilibrio liquido-vapor, en concecuencia se emplea el metodo de destilacion al vacio o a presion reducida. Sabemos que un liquido empieza a hervir cuando su presion de vapor iguala a la presion atmosferica o de operacion, por lo tanto si reducimos la presion de operacion tendremos la ebullicion a temperaturas bajas, esta no incluye a la destilacion fraccionada.

2.5 Destilacion por arrastre de vapor

Ea una tecnica que sirve fundamentakmente para separar sustancias insolubles en agua y literalmente volatiles, de otros productos no volatiles mezclados con ellas. Esta metodo es un buen sustituto de la destilacion al vacio, y tiene algunas ventajas, ya que la destilacion se realiza a temperaturas bajas. El comportamiento de la destilacion de un sistema de dos fases inmiscibles, donde cada liquido ejerce su propia presion de vapor y la suma de ambas es de la presion de operacion, y son independientes de las cantidades relativas de la mezcla. Estos hechos constituyen la base para la purificacion de sustancias por el arrestre de una corriente de vapor. Existen varios compuestos organicos de punto de ebullicion relativamente alto que con agua co-destilan en una cantidad en peso lo suficientemente grande para ser destilados con cierta rapidez por debajo del punto de ebullicion del agua. Esto se debe a sus pesos moleculares relativamente elevados comparados con las del agua.